(4.1.1)--ABB初级项目3-工业机器人模拟焊接-任务3.1 自动拾取焊枪工.ppt

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1、任务3.1 自动拾取焊枪工具ABB平台公司简介CATALOGUE任务提出任务实施知识准备132目目 录录拓展练习41 任务提出任务提出为了满足不同作业需求，工业机器人在工作过程中需要自动拾取或更换快换工具，以满足当前作业需要。本任务通过学习焊接技术和焊枪工具，掌握 Set、Reset、Waittime 等工业机器人基本指令，通过编程与示教，实现工业机器人自动拾取模拟焊枪工具的动作过程。自动拾取模拟焊枪工具的任务流程如图所示：任务提出自动拾取焊枪工具视频自动拾取焊枪工具视频 2 知识准备知识准备-焊接基本概况-焊接1.1.焊接焊接焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或

2、其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的：（1）熔焊加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。（2）压焊焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。（3）钎焊采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。知识准备-焊接基本概况-焊接现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。如图所示为手动电弧焊接。知识准备-

3、焊接基本概况-焊接机器人2.2.焊接机器人焊接机器人焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。焊接机器人就是在工业机器人的末端法兰盘安装焊钳或焊（割）枪，使之能进行焊接、切割或热喷涂。弧焊机器人系统一般包括工业机器人、控制系统、焊接装置、焊件夹持装置，夹持装置上有二组可以轮番进入机器人工作范围的旋转工作台。焊接机器人的基本工作原理是示教与再现，即由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、焊接参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教后，只需给机器人一个起动命令，机器人将精确地按示教动作，一步步完成全部操作，

4、实际示教与再现。焊接机器人分弧焊机器人和点焊机器人两大类，如图（a）为弧焊机器人，如图（b）为点焊机器人。知识准备-焊接基本概况-焊接机器人知识准备-焊接基本概况-焊枪3.3.焊枪焊枪焊枪是焊接过程中执行焊接操作的部分，用于气焊的工具，形状像枪，前端有喷嘴，喷出高温火焰作为热源的一种焊接工具。焊枪是热风焊接的主要设备之一。由加热元件、喷嘴等组成。按其结构有气焊枪、电焊枪和快速焊枪、自动焊枪之分。根据送丝方式的不同，焊枪可分成拉丝式焊枪和推丝式焊枪两类。如图为工业机器人常用焊枪工具。知识准备-焊接基本概况-焊枪分类（1）拉丝式焊枪拉丝式焊枪的主要特点是送丝速度均匀稳定，活动范围大，但是由于送丝机

5、构和焊丝都装在焊枪上，所以焊枪的结构比较复杂、笨重，只能使用直径 0.50.8 mm 的细焊进行焊接。（2）推丝式焊枪推丝式焊枪结构简单、操作灵活，但焊丝经过软管时受较大的摩擦阻力，只能采用直径 1mm 以上的焊丝进行焊接。知识准备-Set和Reset指令-Set指令1.Set 1.Set 指令指令Set 指令用于将数字输出信号的值设置为 1。如图 3-5 所示，程序“Set DO8”的功能是将输出信号“DO8”的状态置为 1，在本任务中对应实际的效果为打开激光笔。(a)Set指令应用(b)Reset指令应用知识准备-Set和Reset指令-Set指令1.Set 1.Set 指令指令Set 指

6、令只有一个参数，就是操作的输出信号对象，并且只是信号的名称，具体对应的物理通道在信号配置中。执行 Set 指令后，在信号获得其新值之前，存在短暂延迟。如果对信号时序有精确需求，需要继续执行程序直至信号已获得其新值，则可以使用 SetDO 指令以及可选参数“Sync”。信号的真实值取决于其配置，如果在系统参数中反转信号，则该指令将物理通道设置为零。知识准备-Set和Reset指令-Reset指令2.Reset 2.Reset 指令指令Reset 指令用于将数字输出信号的值重置为 0。Reset 指令的功能与 Set 指令相反，通常配对使用。如图 3-6 所示，程序“Reset DO8”的功能是将

7、输出信号“DO8”的状态置为0，本任务中对应实际的效果为关闭激光笔。与 Set 指令相同，Reset 指令也只有一个参数，是操作的输出信号，并且只是信号的名称，具体对应的物理通道在信号配置中。知识准备-WaitTime指令WaitTime 指令是一种时序控制指令类型，其功能是为了让程序控制各设备之间的配合时间顺序更准确，通常用于需要延长程序运行时间的场合。如图所示，程序“WaitTime 1”的功能是执行程序“Set DO8”，等待 1 秒，再执行“Reset DO8”。例如，从系统控制电磁阀打开气路到气动执行元件完成动作，此过程需要一定的时间，如果不考虑延时，基于气动执行元件完成前提的机器人

8、动作如提前运行有可能产生撞机的危害。因此，使用延时控制指令对于机器人安全运行并按要求完成任务是很有必要的。知识准备-ZonedataZonedata 是运动指令中 Zone 参数对应的数据类型，它的各个元素是相关移动的区域数据，而区域数据则描述了所生成拐角路径的大小。Zonedata 用于规定如何结束一个位置，即在向下一个位置运动前，工业机器人轴应如何接近编程的位置。工业机器人在运动过程中，判断其是否按照轨迹规划运动到编程位置，以及如何向下一个编程位置运动，可以以停止点或飞越点的形式来终止一个位置。停止点意味着机械臂和外轴必须在使用下一个指令来继续程序执行之前达到指定位置（静止不动），同时可定

9、义除预定义 fine 以外的停止点。可通过使用 stoppointdata 来操作停止标准，该停止标准说明是否认为机械臂已达到有关点。飞越点意味着从未达到编程位置，而是在达到该位置之前改变运动方向。可针对各位置定义两个不同的区域（范围）：TCP 路径区域、有关工具重新定位和外轴的扩展区。一旦达到区域边缘，随即产生角路径（抛物线），一旦 TCP 达到扩展区域，随即开始重新定位，如图 3-8 所示。重新定位工具，以便方位相同，使得区域在停止点编程完毕时位于相同位置。如果区域半径有所增加，则重新定位将更为顺利，且降低速率以实施重新定位的风险会变低。知识准备-ZonedataZonedata 原理图

10、知识准备-Zonedata如图（a），显示了三处编程位置，最后一处具有不同的工具方位。如图（b），显示了所有位置均为停止点时的程序执行情况。如图（c），显示了中间位置为飞越点时的程序执行情况。知识准备-Zonedata将从停止点和飞越点的运行比较，使用飞越点运行程序会偏离编程位置。那么，对于一些需要到达精确位置的运行程序来说，必须使用停止点来避免因位置偏移造成的碰撞。在 ABB 机器人系统中已经预定义了一部分区域数据，使用时直接选择即可。普通用户建议不要自定义区域数据。如图所示，定位类型设定为 fine，fine 是预定义的停止点，其它预定义值见下表。知识准备-Zonedata3 任务实施任务

11、实施-规划拾取工具轨迹-路径规划 规划拾取工具轨迹规划拾取工具轨迹 ：工业机器人在自动拾取工具运行时，需要确定几个关键位置点，包括jpos10原点位置、p10 过渡点位置、p12 接近点位置和 p13 拾取点位置，其中 jpos10 的位置数据为：（0，0，0，0，90，0），p10、p11、p12 需现场示教，如图所示。工业机器人完成从原点位置自动拾取工具的轨迹为：jpos10p10p12p13，工业机器人拾取完工具后自动返回原点位置的轨迹为：p13p12p10jpos10，其中jpos10p10执行的动作方式为关节动作（MoveJ），p10p11、p11p12、p12p11、p11p10

12、执行的动作方式为直线动作（MoveL），p10jpos10 执行的动作为绝对方式关节动作（MoveAbsJ）。任务实施-编写拾取工具程序-取工具程序创建程序保存为 L1P3T1，编写工业机器人自动拾取快换工具的程序如下所示：表 3-2 自动拾取快换工具程序（qu_gongju 程序）。程序行号程序程序说明12345678910MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；MoveJ p10，v200，fine，tool0；MoveL p11，v200，fine，tool0；MoveL p12，v200，fine，tool0；Set YV2；Reset YV1；W

13、aitTime 1；MoveL p11，v200，fine，tool0；MoveJ p10，v200，fine，tool0；MoveAbsJ jpos10NoEOffs，v200，fine，tool0；工业机器人返回原点关节方式到达 p10 过渡点 直线方式到达 p11 接近点 直线方式到达 p12 接近点 置位主盘松开信号复位主盘锁紧信号，YV1 和 YV2 互锁 延时 1 秒 直线方式到达 p11 接近点 关节方式到达 p10 过渡点 工业机器人返回原点任务实施-手动模式调试拾取工具-松开快换工具1.1.强制松开锁紧装置强制松开锁紧装置为防止工业机器人取放工具时发生工具碰撞或掉落，须提前强

14、制松开锁紧机构，手动取下工业机器人末端工具，具体操作步骤如下所示：Step1：单击 ABB 菜单，选择“输入输出”。任务实施-手动模式调试拾取工具-松开快换工具Step2：进入输入输出界面，单击右下角“视图”，在弹出列表中选择“数字输出”。任务实施-手动模式调试拾取工具-松开快换工具Step3：选中“YV1”，修改YV1 值为 1，强制输出，松开快换工具主盘锁紧机构。任务实施-手动模式调试拾取工具-松开快换工具Step4：快换工具主盘钢珠缩回，松开锁紧机构状态。任务实施-手动模式调试拾取工具-设置原点2.2.输入原点位置数据输入原点位置数据jpos10 原点位置数据需要用户创建，采用直接输入法

15、，输入数据（0，0，0，0，90，0）定义原点位置。具体步骤如下。Step1：单击 ABB 菜单，单击“程序数据”。任务实施-手动模式调试拾取工具-设置原点Step2：进入数据类型选择画面，双击“jointtarget”数据类型。任务实施-手动模式调试拾取工具-设置原点Step3：在 jointtarget 数据类型界面，单击“新建”。任务实施-手动模式调试拾取工具-设置原点Step4：弹出 jpos10 数据设定窗口，参数不做修改，单击“确定”。任务实施-手动模式调试拾取工具-设置原点Step5：修改“rax_5”为 90，单击“确定”。任务实施-手动模式调试拾取工具-设置原点Step6：j

16、pos10 原点数据设定完成。任务实施-手动模式调试拾取工具-示教点3.3.记录关键位置数据记录关键位置数据在工业机器人拾取工具的任务中，主要记录过渡点 p10、接近点 p11 和拾取点 p12 三个关键位置数据。具体操作步骤如下：Step1：大地坐标系下将机器人手动移动到过渡点 p10（位置自定义）。任务实施-手动模式调试拾取工具-示教点Step2：手动移动机器人到工具的拾取位置 p12（主盘与副盘对齐保留约1mm 缝隙），使用MoveL指令记录位置，速度设定为V200，转弯半径设置为“fine”。任务实施-手动模式调试拾取工具-示教点Step3：大地坐标系下机器人沿 Z轴正方向移动约120

17、mm，示教并记录工具拾取接近点 p11。任务实施-手动模式调试拾取工具-示教点4.4.手动模式调试拾取工具功能手动模式调试拾取工具功能完成关键位置数据输入和记录后，在示教盒上将机器人速度设置为 25%，按下伺服开关，单击程序启动按钮，工业机器人执行自动拾取工具程序，完成自动拾取工具并返回原点的任务。4 拓展练习拓展练习1.，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。2.指令用于将数字输出信号的值设置为1；指令用于将数字输出信号的值重置为0。3.焊接通过三种方式达成接合的目的：、。4.是运动指令中Zone 参数对应的数据类型，它的各个元素是相关移动的区域数据，而区域数据则描述了所生成拐角路径的大小。5.机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。6.一套完整的弧焊机器人系统，应包括 、控制系统、焊件夹持装置，夹持装置上有二组可以轮番进入机器人工作范围的旋转工作台。谢谢！谢谢！