离线编程技术在机器人点焊项目中的应用
焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备,是从事焊接(包括切割
与喷涂)的工业机器人,主要用于工业自动化领域,其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩
托车、工程机械等行业,在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛
应用,其中应用最多的以弧焊、点焊为主。近年来,汽车制造的批量化、高效率和对产品质
量一致性的要求,使机器人生产方式在汽车焊接中获得了大量应用。而汽车制造和汽车零部
件生产企业中的焊接机器人成为工业机器人的最主要用户。汽车工业中车身焊装的主要工序
是点焊和弧焊,据统计点焊占 95%。随着焊接机器人的大量应用,各厂商面临着如何提高
其工作效率和使其发挥更大的作用的问题,而机器人的灵活性和智能性很大程度上取决于机
器人的编程能力,在这种需求下,机器人离线编程技术得到了发展和完善,目前机器人离线
编程技术由于其具有编程不影响机器人工作并可通过仿真试验程序以及能够实现复杂运动
轨迹的编程等诸多优点,以及成为机器人研究领域的一大热点。
本文总结了离线编程技术在首钢莫托曼机器人有限公司点焊项目中的应用。离线编程
技术推广之前,首钢莫托曼公司点焊项目的程序编制和示教工作都在现场进行,包括工具尖
端点校准、程序流程编制、干涉区设置、再现检验、测试节拍等,而这些工作是一个循环往
复、不断优化的过程,尤其在多台机器人协同作业的工作站,这样的作业模式占用了大量调
试时间。为解决这一问题,首钢莫托曼公司从 05 年开始研究离线编程技术,以后逐步应用
到具体项目之中,通过不断积累经验,完善提高,使这一技术日趋成熟。
具体应用
从点焊项目的前期准备到具体实施,离线编程技术就在发挥着重要的作用,具体应用
如下:
1、 机器人选型和位置
离线编程技术能够在资本投资之前,鉴别项目是否可行。首先可以在软件环境中确定
项目方案,例如一个工作站需要几台机器人来完成点焊工作,机器人是否需要有行走机构,
等等。总体方案确定之后,可以根据焊钳重量、工件大小确定点焊机器人选型。借助仿真软
件还可以确定机器人与工件之间的安装位置,包括确定机器人底座高度,机器人与工件之间
距离。图 1 中一台点焊机器人需要兼顾三套工件,在确定夹具位置时,首先打开仿真软件自
带的可达性显示功能,图中浅黄色的部分即为机器人可达到的区域,以此为参考初步布置工
件位置。当焊钳确定之后,再逐一验证工件上焊点的可达性,确定工件的最终位置。这样的
前期工作可靠性很高,不会出现由于机器人和工件位置布置不合理,而造成现场示教时焊点
无法达到的事件发生。