天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 業(yè)機器人 課程設(shè)計 專 業(yè)： 機械 檢測及維修技術(shù)教育 班級學(xué)號： 機檢 1201 學(xué)生姓名： 劉俊倩 、 劉遠(yuǎn)濤、 榮 鋒、 王海峰、 王 浩、 王夢媛 、 王 強、 王 戰(zhàn) 指導(dǎo)教師： 孫宏 昌 二一五年七 月I 目錄 1. 任務(wù)名稱 機器人弧焊） . 1 務(wù)目標(biāo) . 1 務(wù)描述 . 1 務(wù)前準(zhǔn)備工作 . 1 準(zhǔn) I/O 板配置 . 1 字常用 I/O 配置 . 2 統(tǒng) I/O 配置 . 2 擬 I/O 板及 I/O 配置 . 2 置 . 3 I/O 信號和 焊軟件的關(guān)聯(lián) . 3 焊常用程序數(shù)據(jù) . 3 2. 任務(wù)實施 . 5 作站解包 . 5 建備份并執(zhí)行 I 啟動 . 6 置 I/O 單元 . 7 置 I/O 信號 . 7 置 I/O 信號與焊接軟件的關(guān)聯(lián) . 7 置系統(tǒng)輸入、輸出 . 8 明 . 9 建工具數(shù)據(jù) .建工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù) . 12 槍系統(tǒng) . 13 入程序模板 . 13 序輸入 . 14 動操縱轉(zhuǎn)盤 . 26 教目標(biāo)點 . 28 序運行說明 . 29 3. 心得體會 . 31 1 1. 任務(wù)名稱 機器人 弧焊（ 第三組） 工業(yè)機器人 弧焊 工作站擁有一臺焊接機器人并配置一臺變位機，對所需加工工件進(jìn)行焊接工藝處理，實現(xiàn)高節(jié)拍，節(jié)約空間的高效安全的焊接。 務(wù)目標(biāo) 。 務(wù)描述 本工作站以汽車配件機器人焊接為例，使用 器人雙工位工作站實現(xiàn)產(chǎn)品焊接工作，通過本章的學(xué)習(xí)，能夠?qū)W會 器人焊接的基礎(chǔ)知識，包括 I/O 配置、參數(shù)設(shè)置、程序編寫和調(diào)試等內(nèi)容。 隨著汽車、軍工及重工業(yè)等行業(yè)的飛速發(fā)展，這些行業(yè)中的三維鈑金零件的焊接加工呈現(xiàn)小批量化、多樣化的趨勢。工作機器人和焊接電源所組成的機器人自動 化焊接系統(tǒng)，能夠自由、靈活的實現(xiàn)各種復(fù)雜三維曲線加工軌跡，并且能夠把員工從惡劣的工作環(huán)境中解放幸福來以從事更高附加值的工作。 與碼垛、搬運等應(yīng)用所不同的是，弧焊是基于連續(xù)工藝狀態(tài)下的工業(yè)機器人應(yīng)用，這對于工業(yè)機器人提出了更高的要求。 于自身強大的研發(fā)開發(fā)了一系列的焊接技術(shù)，來滿足市場的要求。所開發(fā)的 焊包可匹配當(dāng)今市場大多數(shù)知名品牌的焊機， 槍系統(tǒng)和 徑恢復(fù)）讓機器人的工作更加智能化和自動化， 測系統(tǒng)則更好地解決了產(chǎn)品定位精度不足的問題。 務(wù) 前準(zhǔn)備工作 準(zhǔn) I/O 板配置 準(zhǔn) I/O 板下掛在 線上面，弧焊應(yīng)用常用型號有 8 個數(shù)字輸入， 8 個數(shù)字輸出， 2 個模擬輸出）， 16 個數(shù)字輸入， 16 個數(shù)字輸出）。在系統(tǒng)中配置標(biāo)準(zhǔn) I/O 板，至少需要設(shè)置以下四項參數(shù)： 表 字常用 I/O 配置 在 I/O 單元上面創(chuàng)建一個數(shù)字 I/O 信號，至少需要設(shè)置以下四項參數(shù)： 表 1數(shù)名稱 參數(shù)注釋 ：可以將數(shù)字輸入信號與機器人系統(tǒng)的控制信號關(guān)聯(lián)起來，通過輸入信號對系統(tǒng)進(jìn)行控制。例如電動機上電、程序啟動等。 系統(tǒng)輸出：機器人系統(tǒng)的狀態(tài)信號也可以與數(shù)字輸出信號關(guān)聯(lián)起來，將系統(tǒng)的狀態(tài)輸出給外圍設(shè)備作控制作用。例如系統(tǒng)運行模式、程序執(zhí)行錯誤等。 擬 I/O 板及 I/O 配置 擬 I/O 板是下掛在虛擬總線 面的，每一塊虛擬 I/O 板可以配置512 個數(shù)字輸入和 512 個數(shù)字輸出，輸入和輸出分別占用地址是 0，起到信號之間的關(guān)聯(lián)和過渡作用。在系統(tǒng)中配置虛擬 I/ 表 1數(shù)名稱 參數(shù)注釋 ，配置 I/O 信號和標(biāo)準(zhǔn) I/O 配置相同。 參數(shù)名稱 參數(shù)注釋 “與，非，或”邏輯控制的功能。只有當(dāng) 個 I/O 信號都有為 1 時才輸出 以下三個條件限制： 一次最多只能生成 100 個。 條件部分一次最多只能 5 個。 深度最多只能 20 層。 ，關(guān)聯(lián)后弧焊系統(tǒng)會自動的處理關(guān)聯(lián)好的信號。在進(jìn)行弧焊程序編寫與調(diào)試，就可以 通過弧焊專用的 令簡單高效的對機器人進(jìn)行弧焊連續(xù)工藝的控制。一般的，需要 關(guān)聯(lián)的信號如下： 表 1，需要根據(jù)材質(zhì)或焊縫的特性來調(diào)整焊接電壓或電流的大小，或焊槍是否需要擺動、擺動的形式和幅度大小等參數(shù)如下。 接參數(shù) 焊接參數(shù)（ 用來控制在焊接過程中機器人的焊接速度，以及焊機輸出的電壓和電流的大小。需要設(shè)定的參數(shù)如下： 表 1數(shù)名稱 參數(shù)注釋 接速度 接電壓 接電流 4 弧手弧參數(shù) 起弧手弧參數(shù)（ 控制焊接開始前和結(jié)束后的吹保護(hù)氣的時間長度，以保證焊接時的穩(wěn)定性和焊縫的完整性。需要設(shè)定的參數(shù)如下： 表 1數(shù)名稱 參數(shù)注釋 槍吹氣時間 吹氣時間 氣吹氣時間 弧參數(shù) 擺弧參數(shù)（ 控制機器人在焊接過程中焊槍的擺動，通常在焊縫的寬度超過焊絲直徑較多的時候通過焊槍的擺動去填充焊縫。該參數(shù)屬于可選項，如果焊縫寬度較小，在機器人線性焊接可以滿足的情況下課不選用該參數(shù)。需要設(shè)定的參數(shù)如下： 表 1數(shù)名稱 參數(shù)注釋 動的形狀 動的模式 個周期前進(jìn)的距離 動的長度 動的高度 5 作站 解包 圖 2壓包 圖標(biāo) 圖 2包 過程 圖 2包 過程 6 圖 2包 過程 建備份并執(zhí)行 I 啟動 現(xiàn)有工作站中已包含創(chuàng)建好的參數(shù)以及 序。從零開始練習(xí)建立工作站的配置工作，需要先將此系統(tǒng)做一備份，之后執(zhí)行 I 啟動，將機器人系統(tǒng)恢復(fù)到出廠初始狀態(tài)。 1） 在“離線”菜單中選擇“備份”，然后單擊“創(chuàng)建備份”。 2） 為備份文件命名，并選定保存位置，單擊“確定”按鈕。 3） 在“離線”菜單中，選擇“重啟”，然后單擊“ I 啟動”。 4） 待執(zhí)行熱啟動之后，則完成了工作站的初始化操作。 圖 2包 過程 圖 2 啟動 7 置 I/O 單元 在虛擬示教器中，根據(jù)以下的參數(shù)配置 I/O 單元。 置 I/O 信號 在虛擬示教器中，根據(jù)以下的參數(shù)配屬 I/O 信號。 置 I/O 信號與焊接軟件的關(guān)聯(lián) 表 215 焊接電壓控制模擬信號 5 轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到 A 工位 6 轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到 B 工位 機器人在 信號 轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到 轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到 圖 2制面板 配置 8 置系統(tǒng)輸入、輸出 在虛擬示教器中，根據(jù)以下的參數(shù)配置系統(tǒng)輸入、輸出信號。 系統(tǒng)輸入： 統(tǒng)輸入、輸出注解 序啟動 程序停止 主程序啟動 報警狀態(tài)恢復(fù) n 無 電動機上電 表 2統(tǒng)輸入、輸出注解 動循環(huán)狀態(tài)輸出 圖 2題菜單 選擇 2個參數(shù)進(jìn)行設(shè)定 9 系統(tǒng)輸出： 明 表 2O O 警狀態(tài)輸出 停狀態(tài)輸出 表 2 2開控制面板 10 圖 2擇主題 I/O 圖 2加信號關(guān)聯(lián) 圖 13 系統(tǒng)配置 畫面11 建 工具數(shù)據(jù) 在虛擬示教器中使用 四點 X、 Y、 Z 方法設(shè)定工具數(shù)據(jù) 工具 數(shù)據(jù) 項 參數(shù)如下： 圖 2數(shù)配置輸入 圖 2啟系統(tǒng) 12 表 2具數(shù)據(jù) 配置 參數(shù) 名稱 參數(shù) 數(shù)值 X 0 Z X 0 Y 0 Z 100 參數(shù) 均為默認(rèn)值 建 工件坐標(biāo)系數(shù)據(jù) 此工作 站中，需要定義兩個工件坐標(biāo)系，分別為 A 工位坐標(biāo) 工位坐標(biāo) 在虛擬 示教器中，使用三點法進(jìn)行工件坐標(biāo)數(shù)據(jù)的設(shè)定 。 圖 23 槍系統(tǒng) 一套 焊槍的維護(hù)系統(tǒng)，在焊接過程中有焊渣、噴霧 、 剪焊絲三個動作，以保證焊接過程的順利進(jìn)行，減少認(rèn)為的干預(yù)，讓整個自動換焊接 工作站流暢運轉(zhuǎn) ，使用簡單的控制原理，用三個輸出信號控制三個動作的啟動和停止。 入 程序模板 1)在 “ 離線”菜單中 ,單擊“加載模塊”。 2)依次打開“ -“ -“ ,找到程序模塊“ 3)全選所有文件。 4)選中“ 單擊“打開”按鈕。 圖 2槍系統(tǒng) 圖 2載程序模塊 14 序 輸入 本工作站要實現(xiàn)的動作是汽車配件機器人焊接。使用 滿足實際邏輯和動作控制的 序。 =*,*,*,1,0,0,0,0,0,0,0,9; /定義機器人的 =*,*,*,1,0,0,0,0,0,0,0,9; /定 義機器人的等待點 *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; 圖 2擇程序模塊 15 *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; /定義機器人 *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; /定義機器人 *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; 16 *,*,*,1,0,0,0.0,0,0,0,9; /定義機器人焊槍維護(hù)目標(biāo)點 ,2,0,0,100,0,1,0,0,0,0,0; /定義焊槍工具坐標(biāo) ” ,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0; /A 工位工作坐標(biāo)數(shù)據(jù) ” ,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0; /B 工位工件坐標(biāo)數(shù)據(jù) 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, /起弧收弧 參數(shù)，用來控制焊接開始前和焊接結(jié)束后的吹保護(hù)氣時間 40,10,0,0,10,0,0,10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0; /焊接參數(shù)，用來控制焊接過程中機器人焊接速度及焊機輸出電流和電壓的變化 ，判斷 工位是否到位 ，判斷工件是否裝夾完成 0; /中斷數(shù)據(jù) 0; /數(shù)字型變量 數(shù)據(jù)用于產(chǎn)品計數(shù)，并可根據(jù)計數(shù)產(chǎn)品數(shù)量決定是否進(jìn)行焊槍的維護(hù)動作 /主程序 17 /調(diào)用初始化程序 O /利用 環(huán)將初始化程序隔開 ，確定是否進(jìn)行焊槍維護(hù)工作 IF ; /調(diào)用 A 工作焊接程序 ; /調(diào)用 B 工位焊接程序 ，防止 /初始化程序 00,100; /加速度控制指令 00,3000; /速度控制指令，執(zhí)行此指令后整個程序運行最大限速 3000mm/s ; /初始化計數(shù)變量 ; !復(fù)位轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)信號 18 ; ，包括焊接啟動、送絲、吹氣信號 ，在初始化時先刪除之前的中斷數(shù)據(jù)，然后重新連接。防止中斷程序誤觸發(fā) ,1,，在整個工作過程當(dāng)中監(jiān)控數(shù)字輸入信號，當(dāng)數(shù)字輸入信號從 0變到 1時，中斷數(shù)據(jù)被觸發(fā)，與之相鏈接 的中斷程序被觸發(fā)執(zhí)行 !控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到 位后將旋轉(zhuǎn)信號復(fù)位為 0 10; /等待轉(zhuǎn)臺 A 工位到位信號，最長等待時間為 10s，超過最長等待時間后如果還未得到該信號，機器人 將停機報警 ; /將轉(zhuǎn)臺 A 工位到位邏輯量賦值為 得到信號后將邏輯量置為 續(xù)程序可以根據(jù)邏輯變量的值來判斷是否得到該信號 ，此時轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到位，開始對產(chǎn)品進(jìn)行更換，完成后按“裝夾完成”按鈕，中斷程序?qū)⑦壿嬃?19 ,110; /等待轉(zhuǎn)臺 B 工位到位信號，最長等待時間為 10s，超過最長等待時間后如果還未得到該信號，機器人將停機報警 ; /將轉(zhuǎn)臺 B 工位到位邏輯量賦值為 得到該信號后將邏輯量置為 續(xù)程序可以根據(jù)邏輯變量來判斷是否得到該信號 ，此時轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到位，開始對產(chǎn)品進(jìn)行更換，完成后按“裝夾完成”按鈕，中斷程序?qū)⑦壿嬃?IF 0; ，根據(jù)焊接產(chǎn)品的數(shù)量來確定是否需要對焊槍進(jìn)行清焊渣、噴霧及焊絲的動作，具體不同產(chǎn)品在焊接了多少個以后需要維護(hù)，則根據(jù)產(chǎn)品實際情況設(shè)定 ; /用了焊接路徑程序，焊接完成后先根據(jù)邏輯量 K，直到裝夾 才調(diào)用轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到 B 工位程序，此時轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)， A 工位轉(zhuǎn)出，進(jìn)行產(chǎn)品的更換， 時計數(shù)器對產(chǎn)品數(shù)量加一，為后續(xù)的焊槍維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持 0 ; /用了焊接路徑程序，焊接完成后先根據(jù)邏輯量 K，直到裝夾 工位程序，此時轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)， B 工位轉(zhuǎn)出，進(jìn)行產(chǎn)品的更換， A 工位轉(zhuǎn)入進(jìn)行焊接，同時計數(shù)器對產(chǎn)品數(shù)量加一，為后續(xù)的焊槍維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持 /回 到 ; /焊接路徑程序 A (,0,350),，直接焊接使用指令 弧焊接使用指令 接過程使用 制 zl,zl,0,150),0,150),zl,zl,; ,0,50), /焊接路徑程序 B (,0,350),，直接焊接使用指令 弧焊接使用指令接過程使用 制 zl,zl,zl,0,150),0,150),zl,zl,0,50), /示教目標(biāo)點例行程序 ,zl,22 zl,zl,zl,，根據(jù)焊縫的實際情況進(jìn)行增減 ，僅僅用作調(diào)試時使用 /清槍系統(tǒng)例行程序 ,0,150),，然后線性下降，運行到目標(biāo)點，這樣可以保證機器人在動作的過程中不會和其他設(shè)備干涉 ; 23 ，此時清焊渣裝置開始運行，清楚焊渣，等待一個設(shè)定的時間后將信號復(fù)位，清焊渣動作完成。等待的時間是清焊渣裝置的運行時間，可以根據(jù)實際的效果來延長或縮短時間 ,0,150),，然后準(zhǔn)備進(jìn)行下一步動作 ,0,150),!機器人先運行到噴霧目標(biāo)點 上方 150，然后線性下降，運行到目標(biāo)點，這樣可以保證機器人在動作的過程中不會和其他設(shè)備干涉 ; ，此時噴物裝置開始運行