工業機器人是機電一體化的高技術產品,主要用于工業自動化生產領域,特別在汽車生產的沖壓、焊裝、涂裝和總裝四大生產工藝過程有著廣泛的應用,其中,焊裝車間的點焊應用最具代表性。
工業自動化水平的提高及生產規模的不斷擴大,焊接機器人得以快速發展,,機器人離線編程技術得到了發展和完善。由于機器人離線編程技術具有編程不影響機器人工作,并可通過仿真試驗程序以及能夠實現復雜運動軌跡的編程等諸多優點,成為機器人研究領域的一大熱點。
具體應用
從點焊項目的前期準備到具體實施,離線編程技術都發揮著重要作用,具體應用如下:
1.機器人選型和場地布置
離線編程技術能在資本投入之前,鑒別項目的可行性。首先離線編程技術有助于在軟件環境中確定項目方案,例如依據生產節拍及場地空間的要求,確定一個工作站需要幾臺機器人來完成點焊工作、機器人是否需要行走機構等。總體方案確定之后,可以根據焊鉗重量、工件大小確定點焊機器人選型。借助仿真軟件還可以確定機器人與工件之間的安裝位置,包括確定機器人底座高度、機器人與工件之間距離。圖1中一臺點焊機器人需要兼顧三套工件,在確,首先利用仿真軟件自帶的可達性顯示功能,圖中淺黃色的部分即為機器人可達到的區域,以此為參考初步布置工件位置。當焊鉗確定之后,再逐一驗證工件上焊點的可達性,確定工件的最終位置。這樣的前期工作可靠性很高,不會出現由于機器人和工件位置布置不合理,而造生。
圖4機器人的干涉區
5.編寫程序
離線編程技術的一大特點就是在離線的環境下,生成機器人程序。與在線編程相比,離線編程具有減少、使編程者遠離危險的工作環境和便于修改機器人程序等優點。而且隨著離線編程技術的發展,仿真和點焊的各個參數,包括間隙文件序號、伺服焊鉗序號、壓力條件文件序號、焊接條件序號、,節省了現場輸入。圖5為離線程序的生成過程,圖中左上角的對話框顯示機器人的動作姿態,可以通過六個軸的脈沖值或者工具尖端點的空間坐標值來顯示。通過調整脈沖值或者坐標值,能夠使機器人達到需要的姿態,完成預定的工作。圖5中左下的對話框用INFORM語言記錄移,由此生成機器人程序。
圖5離線程序的生成
6.預測節拍
運,仿真軟件能夠記錄機,如圖6所示。與實際情況比較,5%。在離線技術出現之前,往往只能通過焊點數目估算機器人的動作節拍,這樣帶來誤差比較大,而使用離線編程技術預測節拍,對把握整個生產節奏,預測產量很有幫助。
圖6
7.在線應用
編寫離線程序的最終目的是在線應用,在線使用離線程序面臨的主要問題是安裝誤差對程序精度的影響。現場安裝,離線程序可以直接使用。如果現場機器人與工具的相對位置和安裝圖紙差距較大,離線程序不能直接使用,需要找出安裝誤差的數值,以此對點焊程序進行平移校準,對平移校準后的程序進行微調后即可使用。
在線使用離線程序最大的優點在于離線編程的整體規劃性。在整體上把握點焊機器人的路徑,姿態和干涉區之后,可以提高示教質量,節,提高示教的工作效率。據力生自動化對最近幾個大型項目的統計,使用離線程序示教,與以往現場示教相比,平均節約80%。
結語
借助離線編程技術,技術人員可以在軟件環境中合理分配工藝,模擬焊鉗選型和站內布局,優化焊接順序和干涉區設置,預測生產節拍等,通過離線編程技術將技術難題解決在現場調試之前,使整個項目的各個環節得以并行開展。現場工程師只需將離線程序進行微調和再現驗證便可投入使用。克服了現場示教編程大,使程序得以規范化,提高了現場的調試速度和針對客戶需求的響應速度,提高了項目質量。