弧焊机器人离线编程研究

姜振平，刘占起，张文明（沈阳大学机械工程学院，沈阳 110044）

弧焊机器人离线编程研究

姜振平，刘占起，张文明
（沈阳大学机械工程学院，沈阳 110044）

本文主要使用SolidWorks软件建三维马鞍形模型，然后将马鞍形模型导入到机器人离线编程系统中，拾取马鞍形轨迹并保存生成机器人识别的语言，最终使用新松机器人离线编程系统进行仿真，其仿真结果符合实际要求。

SolidWorks建模；机器人；马鞍形；离线编程；运动仿真

0　引言

随着工业化的发展，自动化和智能化控制成为了发展趋势。目前，国内工厂使用的机器人大多是示教编程，很少使用离线编程，所以，限制了工业自动化水平。因为马鞍形曲线复杂，焊接时容易出现缺陷而且对焊工的要求也比较高，没有达到自动化水平。为了解决这一难题，本文使用了SolidWorks软件进行建模，建立马鞍形的三维模型，使用机器人离线的方式进行编程，最终对于复杂的马鞍形焊缝的焊接达到自动化要求。

1　马鞍形模型的建立

试验参数选用，使用管的材质为低碳钢，其主管管直径为220mm，长度为380mm，厚度为5mm。支管直径为120mm，长度为190mm。选择好参数后，打开Solidworks软件［1］，其画图步骤为：

（1）新建文件，点击新建草图图标，以XY坐标为基准面；

（2）点击画圆图标命令，画出直径为220mm圆，再次点击圆命令再画一个直径为219.8mm的圆。然后点击特征命令，从特征命令中选择拉伸命令，设置拉伸长度为380mm，点击确定；

（3）在建一个草图，以XY为基础面后确定；

（4）点击圆命令，捕捉主管中点并画出直径为120mm的圆，再次点击圆命令画一个直径为119.8mm的圆。然后点击特征命令，从特征命令中选择拉伸命令，设置拉伸长度为300mm。

（5）保持为*.STL格式的文件。

2　机器人坐标系的设定

2.1工具坐标系的设定

（1）将待标定工件放到工作台上用夹具夹好，打开机器人电源，使用示教盒对标定点进行五点标定法；

（2）使用示教盒调整机器人姿态［2］，使机器人到达标定点并设此点为第一标定点，在次调整机器人姿态，要使机器人姿态和第一点姿态不同并设为第二点，依此类推，设置第三点，第四点，第五点结束并退出；

（3）将设置好的工具坐标系记录，其坐标值如图1所示。

图1　工具坐标值图

2.2工件坐标系的设定

（1）打开用户坐标系设置命令，选定工作台的一角为工件坐标系的原点；

（2）使用示教盒调节机器人到达原点并设此点为工件坐标系的原点。在工作台的一边选定一点作为X轴，垂直X轴的为Y轴，Z轴由右手定则确定，然后退出。

（3）将设置好的工件坐标系记录，其坐标值如图2所示。

图2　工件坐标值图

3　在SR_CAM_SOFTWARE（新松机器人软件）中离线仿真

将上述马鞍形模型进行模拟仿真，其过程如下：

（1）打开SR_CAM_SOFTWARE软件［3］，点击打开按钮选择上述马鞍形三维图，在点击加工按钮，在加工按钮中选择边界选取按钮，识别出马鞍形轨迹，将马鞍形轨迹保存为*.txt文件格式；（2）新建一个机器人工作站并导入机器人模型，设置上述工具、工件坐标系参数；（3）点击加载核心数据，将*.txt文件加载到机器人工作空间中；（4）配置轨迹点，将配置后的点全部选中进行仿真运行，其运行状况符合实际要求。其仿真效果如图3所示。

图3　仿真运行图

（5）最后将文件保存，可用于网络远程控制应用。

4　试验结论

本文通过使用SolidWorks软件画出马鞍形的三维图形，以SR_ CAM_SOFTWARE为主要的编程设计界面，经过试验，其仿真结果达到要求。该过程自动化程度高，焊接时精度也非常高并且可以提高焊接效率［4］，另外还能提高对焊接工人的工作环境和减少对焊接工人健康的伤害。最后，希望工厂能够快速实现焊接自动化。

［1］尚雪梅，康颜青.SolidWorks建模技术在工程制图教学中的应用［J］.装备制造技术，2013（09）:209-210.

［2］CSC_V2.3新松工业机器人通用操作手册［Z］.

［3］SR_CAM_SoftWare用户操作手册［Z］.

［4］吴德勇，刘少林，王锦夏.马鞍形空间曲线自动焊接设备的研制［J］.电焊机，2014，44（10）:39-43.

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