弧焊機器人離線編程研究

姜振平，劉占起，張文明（沈陽大學機械工程學院，沈陽 110044）

弧焊機器人離線編程研究

姜振平，劉占起，張文明
（沈陽大學機械工程學院，沈陽 110044）

本文主要使用SolidWorks軟件建三維馬鞍形模型，然后將馬鞍形模型導入到機器人離線編程系統中，拾取馬鞍形軌跡并保存生成機器人識別的語言，最終使用新松機器人離線編程系統進行仿真，其仿真結果符合實際要求。

SolidWorks建模；機器人；馬鞍形；離線編程；運動仿真

0　引言

隨著工業化的發展，自動化和智能化控制成為了發展趨勢。目前，國內工廠使用的機器人大多是示教編程，很少使用離線編程，所以，限制了工業自動化水平。因為馬鞍形曲線復雜，焊接時容易出現缺陷而且對焊工的要求也比較高，沒有達到自動化水平。為了解決這一難題，本文使用了SolidWorks軟件進行建模，建立馬鞍形的三維模型，使用機器人離線的方式進行編程，最終對于復雜的馬鞍形焊縫的焊接達到自動化要求。

1　馬鞍形模型的建立

試驗參數選用，使用管的材質為低碳鋼，其主管管直徑為220mm，長度為380mm，厚度為5mm。支管直徑為120mm，長度為190mm。選擇好參數后，打開Solidworks軟件［1］，其畫圖步驟為：

（1）新建文件，點擊新建草圖圖標，以XY坐標為基準面；

（2）點擊畫圓圖標命令，畫出直徑為220mm圓，再次點擊圓命令再畫一個直徑為219.8mm的圓。然后點擊特征命令，從特征命令中選擇拉伸命令，設置拉伸長度為380mm，點擊確定；

（3）在建一個草圖，以XY為基礎面后確定；

（4）點擊圓命令，捕捉主管中點并畫出直徑為120mm的圓，再次點擊圓命令畫一個直徑為119.8mm的圓。然后點擊特征命令，從特征命令中選擇拉伸命令，設置拉伸長度為300mm。

（5）保持為*.STL格式的文件。

2　機器人坐標系的設定

2.1工具坐標系的設定

（1）將待標定工件放到工作臺上用夾具夾好，打開機器人電源，使用示教盒對標定點進行五點標定法；

（2）使用示教盒調整機器人姿態［2］，使機器人到達標定點并設此點為第一標定點，在次調整機器人姿態，要使機器人姿態和第一點姿態不同并設為第二點，依此類推，設置第三點，第四點，第五點結束并退出；

（3）將設置好的工具坐標系記錄，其坐標值如圖1所示。

圖1　工具坐標值圖

2.2工件坐標系的設定

（1）打開用戶坐標系設置命令，選定工作臺的一角為工件坐標系的原點；

（2）使用示教盒調節機器人到達原點并設此點為工件坐標系的原點。在工作臺的一邊選定一點作為X軸，垂直X軸的為Y軸，Z軸由右手定則確定，然后退出。

（3）將設置好的工件坐標系記錄，其坐標值如圖2所示。

圖2　工件坐標值圖

3　在SR_CAM_SOFTWARE（新松機器人軟件）中離線仿真

將上述馬鞍形模型進行模擬仿真，其過程如下：

（1）打開SR_CAM_SOFTWARE軟件［3］，點擊打開按鈕選擇上述馬鞍形三維圖，在點擊加工按鈕，在加工按鈕中選擇邊界選取按鈕，識別出馬鞍形軌跡，將馬鞍形軌跡保存為*.txt文件格式；（2）新建一個機器人工作站并導入機器人模型，設置上述工具、工件坐標系參數；（3）點擊加載核心數據，將*.txt文件加載到機器人工作空間中；（4）配置軌跡點，將配置后的點全部選中進行仿真運行，其運行狀況符合實際要求。其仿真效果如圖3所示。

圖3　仿真運行圖

（5）最后將文件保存，可用于網絡遠程控制應用。

4　試驗結論

本文通過使用SolidWorks軟件畫出馬鞍形的三維圖形，以SR_ CAM_SOFTWARE為主要的編程設計界面，經過試驗，其仿真結果達到要求。該過程自動化程度高，焊接時精度也非常高并且可以提高焊接效率［4］，另外還能提高對焊接工人的工作環境和減少對焊接工人健康的傷害。最后，希望工廠能夠快速實現焊接自動化。

［1］尚雪梅，康顏青.SolidWorks建模技術在工程制圖教學中的應用［J］.裝備制造技術，2013（09）:209-210.

［2］CSC_V2.3新松工業機器人通用操作手冊［Z］.

［3］SR_CAM_SoftWare用戶操作手冊［Z］.

［4］吳德勇，劉少林，王錦夏.馬鞍形空間曲線自動焊接設備的研制［J］.電焊機，2014，44（10）:39-43.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.229