工业机器人典型应用案例精析课件A第04章-工业机器人典型应用—— 弧焊
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工业机器人典型应用案例精析课件A第04章-工业机器人典型应用—— 弧焊
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.2 任务描述
本工作站以汽车配件机器人焊接为例，使用IRB2600①机器人双工位工作站实现产品的焊接工作，通过本章的学习，能够学会ABB
机器人弧焊的基础知识，包括I/O配置、参数设置、程序编写和调试等内容。
随着汽车、军工及重工等行业的飞速发展，这些行业中的三维钣金零部件的焊接加工呈现小批量化、多样化的趋势。工业机器人和
图4-1
July 14, 2020
4.3.6 I/O信号和ABB弧焊软件的相关端口进行关联，关联后弧焊系统会自动地处理关联好的信号。在进行 弧焊程序编写与调试时，就可以通过弧焊专用的RAPID指令简单高效地对机器人进行弧焊连续工艺的控制。一般地， 需要关联的信号如下：
参数注释 焊接速度 焊接电压 焊接电流
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.7 弧焊常用程序数据
2．SeamData：起弧收弧参数 起弧收弧参数（SeamData）是控制焊接开始前和结束后的吹 保护气的时间长度，以保证焊接时的稳定性和焊缝的完整性。 需要设定的参数如下：
CurrentReference
焊接电流控制模拟信号
do01WeldOn
Arc Equipment Digital Output
WeldOn
焊接启动数字信号
do02GasOn
Arc Equipment Digital Output
GasOn
打开保护气数字信号
do03FeedOn
Arc Equipment Digital Output
MoveL ArcLStart ArcC ArcL
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.2 任务描述
本工作站以汽车配件机器人焊接为例，使用IRB2600①机器人双工位工作站实现产品的焊接工作，通过本章的学习，能够学会ABB
机器人弧焊的基础知识，包括I/O配置、参数设置、程序编写和调试等内容。
随着汽车、军工及重工等行业的飞速发展，这些行业中的三维钣金零部件的焊接加工呈现小批量化、多样化的趋势。工业机器人和
图4-1
July 14, 2020
4.3.6 I/O信号和ABB弧焊软件的相关端口进行关联，关联后弧焊系统会自动地处理关联好的信号。在进行 弧焊程序编写与调试时，就可以通过弧焊专用的RAPID指令简单高效地对机器人进行弧焊连续工艺的控制。一般地， 需要关联的信号如下：
参数注释 焊接速度 焊接电压 焊接电流
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.7 弧焊常用程序数据
2．SeamData：起弧收弧参数 起弧收弧参数（SeamData）是控制焊接开始前和结束后的吹 保护气的时间长度，以保证焊接时的稳定性和焊缝的完整性。 需要设定的参数如下：
CurrentReference
焊接电流控制模拟信号
do01WeldOn
Arc Equipment Digital Output
WeldOn
焊接启动数字信号
do02GasOn
Arc Equipment Digital Output
GasOn
打开保护气数字信号
do03FeedOn
Arc Equipment Digital Output
MoveL ArcLStart ArcC ArcL
工业机器人应用技术ppt课件
作器的通用机械，它
能够通过自动化的动 作替代人类劳动。
机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具 或专用装置的，通过可编程序操作来执行各种 任务的，并具有编程能力的多功能机械手。
一、机器人的定义与特性
3)我国对机器人的定义
我国科学家对机器人的定义为：机器人是一种自 动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物 相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和 协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
二、机器人的历史与发展
1979年，Unimate公司又推出PUMA系列工业机器人，它是 一种全电动驱动，关节式结构，多CPU二级微处理器控制，采用 VAL专用语言，可配置视觉、触觉和力传感器的较为先进的机器人； 同年，日本山梨大学的牧野洋研制出了具有平面关节的SCARA型机 器人。1985年，发那科公司又推出了交流伺服驱动的工业机器人 产品。这一时期，各种装配机器人的产量增长较快，与机器人配套 使用的装置和视觉技术也在迅速发展。
二、机器人的历史与发展
《列子·汤问》记载，西周时期周穆王在位时，能工巧 匠偃师制造出一个逼真的机器人，它和人一样能歌善舞，这 是我国最早记载的具备机器人概念的文字资料。《墨经》记 载，春秋后期，木匠鲁班在机械方面也有所造诣，他曾制造 过一只木鸟，能在空中飞行“三日而不下”。
三国时，又出现了能替人搬东西的“机器人”。它是 由蜀汉丞相诸葛亮发明的，能替代人运输物资的机器—— “木牛流马”，也就是现代的步行机机器人。它在结构和功 能上相当于今天运输用的工业机器人。
学习要求
学习完本模块的内容后， 学生应能够了解机器人 的定义、历史，了解机 器人应用技术的现状与 发展趋势，掌握机器人 的部件、结构、特性； 能够分析机器人的组成 与工作原理；能够运用 上述所学讲述机器人应 用技术的内容，并强化 学好本门课程的决心。
焊接机器人操作编程及应用教学ppt课件
零部件生产
焊接机器人广泛应用于汽 车零部件的生产，如座椅 骨架、车门铰链等，提高 生产自动化水平。
航空航天领域应用案例
飞机机身制造
焊接机器人在飞机机身的制造中，实现大型铝合金构件的高精度、 高效率焊接。
发动机部件生产
焊接机器人应用于航空发动机部件的生产，如涡轮叶片、燃烧室等 ，确保发动机性能和安全。
04
学生能够通过实例分析，加深对焊接机器 人应用的理解。
对未来学习的建议
深入学习焊接机器人的高级编程技巧，提高编程效率；
多参加实际项目，积累实践经验，提升解决问题的能力 ；
关注焊接机器人领域的最新发展动态，跟上技术发展的 步伐；
不断拓宽知识面，学习相关领域的知识，为未来的职业 发展打下坚实基础。
THANKS
发展历程
从早期的示教再现型机器人，到具有感知和决策能力的智能机器人，焊接机器 人的发展历程经历了多个阶段，不断向着更高水平的自动化和智能化发展。
焊接机器人组成及工作原理
组成
焊接机器人主要由机器人本体、控制系统、焊接系统、传感系统等组成。
工作原理
通过控制系统对机器人本体进行运动控制，实现焊枪的精确定位和姿态调整；同 时，焊接系统提供焊接所需的电源、焊丝等，完成焊接过程；传感系统则实时监 测焊接过程中的各种参数，为控制系统提供反馈信号，实现闭环控制。
介绍适用于焊接机器人的高级编程语 言和算法，如Python、C等，以及其 在实现复杂任务编程中的应用。
04 焊接机器人应用 案例分析
汽车制造行业应用案例
车身焊接
采用焊接机器人进行车身 骨架和覆盖件的自动焊接 ，提高生产效率和焊接质 量。
发动机制造
焊接机器人在发动机缸体 、缸盖等关键部件的制造 中发挥重要作用，确保发 动机性能稳定。
《机器人应用举例》PPT课件可编辑全文
81
日本研制的拟人机器人
ppt课件
82
各种仿人手部
ppt课件
83
拟人机器人
ppt课件
84
双足移动拟人机器人
ppt课件
履带式移动机器人
85
ppt课件
86
非制造环境下的机器人-步行拟人机器人
ppt课件
总目录
退出87
北京航空航天大学研究的多指灵巧手
ppt课件
88
物
ppt课件
32
我国沈阳自动
化所研制的排
爆机器人
ppt课件
33
工兵机器人
美国将M60坦克的炮塔去掉后改装的豹式扫雷车
ppt课件
34
德国研制的Minebreaker 2000机器人扫雷车
ppt课件
35
三、 水下机器人
水下机器人的关键技术 能源技术 水下精确定位、通信和零可见度导航技术 材料技术 作业技术 智能技术 回收技术
第二章 机器人应用
机器人广泛的应用于生活生产及科 研的各个领域，大致分为7类：
工业、军用、水下、空间、服务、 农业、仿人机器人
ppt课件
1
一、 工业机器人
应用工业机器人的准则 从恶劣工种开始采用机器人 在生产率和生产质量落后部门使用机器人 有长远规划 机器人投入和使用成本 应用机器人时需要人 现有机器机器人化
ppt课件
36
ppt课件
37
ppt课件
38
ppt课件
39
ppt课件
40
水下机器人-水下移动潜水器
ppt课件
41
四、 空间机器人
ppt课件
42
ppt课件
43
工业机器人及应用全套课件完整版ppt教学教程最新最全
☞ 结论：不在同一体量。
4. 工业机器人 PK 机械手
PLC 机械手
机器人 控制系统
相同点 ✓ 作用相同，都是自动化制造的辅助设备； 定义类似：机器人=可编程的机械手。 ✓ 区别 控制
机械手：由CNC系统的PLC控制，无独立控制系统； IR：有独立的控制系统。 ✓ 作用 机械手：单功能、固定用途和动作； IR：可操作、可编程，多功能、多用途。 ✓ 驱动 机械手： PLC开关量控制，液压、气动系统为主； IR：轨迹插补控制，必须用伺服驱动系统。
✓ 包装类：分拣、包装（食品、药品行业），码垛等；
目的：保障安全卫生、提高自动化程度。
❖ 服务机器人（Service Robots） ： ✓ 服务于人类非生产性活动的机器人总称； ✓ 作业环境为未知，大多具备“行走”功能，产品技术要 求高，以第二、三代机器人居多； ✓ 市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的95%以上。
执行器 回转变位器
本体
连杆
关节
直线变位器
• 电气部分 • 控制器 • 功能与数控系统相同； • 产生机器人运动轨迹控制脉冲； • 控制轴数较多（通常6轴）。 • 操作单元 • 机器人的操作面板；又称示教器； • 结构简单、采用手持式结构。 • 驱动器 • 将控制脉冲转换为电机转角； • 多采用交流伺服驱动系统。
✓ 形态 CNC机床：直线运动轴为主，回转、摆动为辅； IR机床：高精度轮廓加工，多为0.001mm级； IR：粗略轨迹运动，多为0.1mm级。
✓ 控制 CNC机床：一般5轴及以下，准确轮廓运动； IR：一般6轴及以上，粗略轨迹运动。
软件 CNC机床：笛卡尔坐标运动为主，相对简单； IR：多轴摆动空间合成运动，相当复杂。
摆动（Bend）：转动范围一般小于等于270° 。
4. 工业机器人 PK 机械手
PLC 机械手
机器人 控制系统
相同点 ✓ 作用相同，都是自动化制造的辅助设备； 定义类似：机器人=可编程的机械手。 ✓ 区别 控制
机械手：由CNC系统的PLC控制，无独立控制系统； IR：有独立的控制系统。 ✓ 作用 机械手：单功能、固定用途和动作； IR：可操作、可编程，多功能、多用途。 ✓ 驱动 机械手： PLC开关量控制，液压、气动系统为主； IR：轨迹插补控制，必须用伺服驱动系统。
✓ 包装类：分拣、包装（食品、药品行业），码垛等；
目的：保障安全卫生、提高自动化程度。
❖ 服务机器人（Service Robots） ： ✓ 服务于人类非生产性活动的机器人总称； ✓ 作业环境为未知，大多具备“行走”功能，产品技术要 求高，以第二、三代机器人居多； ✓ 市场广阔、潜力巨大，产品占机器人的95%以上。
执行器 回转变位器
本体
连杆
关节
直线变位器
• 电气部分 • 控制器 • 功能与数控系统相同； • 产生机器人运动轨迹控制脉冲； • 控制轴数较多（通常6轴）。 • 操作单元 • 机器人的操作面板；又称示教器； • 结构简单、采用手持式结构。 • 驱动器 • 将控制脉冲转换为电机转角； • 多采用交流伺服驱动系统。
✓ 形态 CNC机床：直线运动轴为主，回转、摆动为辅； IR机床：高精度轮廓加工，多为0.001mm级； IR：粗略轨迹运动，多为0.1mm级。
✓ 控制 CNC机床：一般5轴及以下，准确轮廓运动； IR：一般6轴及以上，粗略轨迹运动。
软件 CNC机床：笛卡尔坐标运动为主，相对简单； IR：多轴摆动空间合成运动，相当复杂。
摆动（Bend）：转动范围一般小于等于270° 。
工业机器人应用 ppt课件
按照結构坐標系來分，可以分為 ：直角坐標型、 圓柱坐標型、球坐標型、全關節型。
工业机器人应用
二、焊接机器人的优点
穩定和提高焊接質量，保証其均勻性。 提高勞動生產率，一天可小時連續生產。 改善工人勞動條件，可在有害環境下工作。 降低對工人操作技術的要求。 縮短產品改型換代的准備周期，減少相應的設
工业机器人应用
其他用途的工业机器人
工业机器人应用
其他用途的工业机器人
❖搬运机器人 ❖ 主要用于工厂中一些工序的上下料作业、拆垛和码 垛作业等。这类机器人精度相对低一些，但负荷比较大， 运动速度比较高。其机器人操作机多采用点焊或弧焊机器 人结构，也有的采用框架式和直角坐标式结构形式。随着 工厂自动化程度的不断提高和生产节拍的加快，搬运机器 人使用得越来越多。
动轨迹、运动速度以及动作的时间节奏等），同时还向各个执行
元件发出指令。必要时，控制系统汉对自己的行为加以监视，一
旦有越轨的行为，能自己排查出故障发生的原因并及时发出报警
信号。
（）人工智能系统
人工智能系统赋予工业机器人五种感觉功能，以实现机器
人对工件的自动识别和适应性操作。具有自适应性的智能化的机
械系统也是当前机电一体化技术的发展方向，模糊计算机的应用
工业机器人应用
❖ 检查和测量机器人 ❖ 集三种功能于一体，包括机器人的运动控制、操作对象状态 的感知以及对所采集到的信息进行分析和判断，最终给出检查和测 量结果。检查和测量机器人主要用于工件的形状测量、装配检查以 及产品缺陷检查等。
工业机器人应用
随着信息技术和微电子技术的发展，这些行业也迫切需要机器 人进行作业。但这些行业的特点是超精密化和精细化，产品的质量 与环境的好坏有直接关系，在这种环境下作业对机器人有特殊要求， 因此产生了净化机器人。对于净化机器人，如何抑制尘埃粒子大小 和数量是其关键问题。另外，现代制造业中，许多器件的制造需要 在真空环境下进行，因此也出现了真空机器人。净化机器人和真空 机器人除对环境有很高的要求之外，其速度和精度也有了很大提高。 并且机器人的结构不同于一般工业机器人的结构，具有一定的特殊 性。
工业机器人应用
二、焊接机器人的优点
穩定和提高焊接質量，保証其均勻性。 提高勞動生產率，一天可小時連續生產。 改善工人勞動條件，可在有害環境下工作。 降低對工人操作技術的要求。 縮短產品改型換代的准備周期，減少相應的設
工业机器人应用
其他用途的工业机器人
工业机器人应用
其他用途的工业机器人
❖搬运机器人 ❖ 主要用于工厂中一些工序的上下料作业、拆垛和码 垛作业等。这类机器人精度相对低一些，但负荷比较大， 运动速度比较高。其机器人操作机多采用点焊或弧焊机器 人结构，也有的采用框架式和直角坐标式结构形式。随着 工厂自动化程度的不断提高和生产节拍的加快，搬运机器 人使用得越来越多。
动轨迹、运动速度以及动作的时间节奏等），同时还向各个执行
元件发出指令。必要时，控制系统汉对自己的行为加以监视，一
旦有越轨的行为，能自己排查出故障发生的原因并及时发出报警
信号。
（）人工智能系统
人工智能系统赋予工业机器人五种感觉功能，以实现机器
人对工件的自动识别和适应性操作。具有自适应性的智能化的机
械系统也是当前机电一体化技术的发展方向，模糊计算机的应用
工业机器人应用
❖ 检查和测量机器人 ❖ 集三种功能于一体，包括机器人的运动控制、操作对象状态 的感知以及对所采集到的信息进行分析和判断，最终给出检查和测 量结果。检查和测量机器人主要用于工件的形状测量、装配检查以 及产品缺陷检查等。
工业机器人应用
随着信息技术和微电子技术的发展，这些行业也迫切需要机器 人进行作业。但这些行业的特点是超精密化和精细化，产品的质量 与环境的好坏有直接关系，在这种环境下作业对机器人有特殊要求， 因此产生了净化机器人。对于净化机器人，如何抑制尘埃粒子大小 和数量是其关键问题。另外，现代制造业中，许多器件的制造需要 在真空环境下进行，因此也出现了真空机器人。净化机器人和真空 机器人除对环境有很高的要求之外，其速度和精度也有了很大提高。 并且机器人的结构不同于一般工业机器人的结构，具有一定的特殊 性。
工业机器人应用技术课件ppt(PPT163张)可修改文字
一、机器人控制系统的特点
(3)具有较高的重复定位精度，系统刚性好。除直角坐标机器 人外，机器人关节上的位置检测元件不能安装在末端执行器上，而 应安装在各自的驱动轴上，构成位置半闭环系统。但机器人的重复 定位精度较高，一般为±0.1 mm。此外，由于机器人运行时要求 运动平稳，不受外力干扰，为此系统应具有较好的刚性。
(5-20)
随此着外实 ，际还工要作考情虑的况各作的关不节业同之，间信可惯息以性采力存用、各哥储种氏在不力同等内的的控耦存制合中方作式用，。和重在力执负载行的影任响务，因时此，，系依统中靠还经工常业采用机一些器控人制策的略，动如重力补偿、
前馈、解耦或自适应控制等。
与在自由空间运作动再的控现制相功比能，机，器人可在重受限复空间进运行动的该控制作主业要是。增加此了外对其，作用从端操与外作界接的触角作用度力（来包看括力，矩）要的控制要求，
图5-1 机器人控制系统的分类
二、机器人控制系统的组成
图5-2 机器人控制系统组成框图
二、机器人控制系统的组成
(1)控制计算机。控制计算机是控制系统的调度指挥机 构，一般为微型机，微处理器分为32位、64位等，如奔腾 系列CPU等。
(2)示教编程器。示教机器人的工作轨迹、参数设定和 所有人机交互操作拥有自己独立的CPU及存储单元，与主 计算机之间以串行通信方式实现信息交互。
因而受限运动的控制一般称为力控制。
四现、场机 总器线人应智用能于求力生控控产制现制方场法，系在统微机具化测有量良控制好设备的之人间实机现双界向面多结，点数尽字量通信降，从低而对形成操了新作型者的网的络集要成求式全。分布因控制系统—— 现位场置总 控线制控部制分系的此统输，出(fieΔl多dqb1u和数s速co度情nt控ro况制l s部y要s分tem的求，输F控出CΔS制q)。2相器加，的其设和作计为机人器员人的不关节仅控要制增完量Δ成q，底用于层控伺制机服器人控的制运动器。
工业机器人典型应用课件4(示教模式的操作)
4、ห้องสมุดไป่ตู้教
连续圆弧：如图9所示，当曲率发生改变的圆弧连续有2个以上时 ，圆弧最终将逐个分离。因此，在前一个圆弧与后一个圆弧的连 接点加入关节及直线插补的点,或添加FPT选项。
圆弧插补动作的再现速度：再现速度的设定与直线插补相同。 P1-P2间以P2速度、P2-P3以P3的速度运动。另外，若用高速示 教圆弧动作，实际运动的圆弧轨迹要比示教的圆弧小。
2）将模式键设定为“示教”
若在设定“TEACH”时，错误将[START]键按下，即 使从外部输入开始信号，也不会变成再现状态。
3、新建程序
1）输入示教程序名称
程序名称最多可输入半角32个字(全角16个字)，可使用的文字包 括数字、英文字母、符号、片假名、平假名、汉字。程序名称可 混合使用这些文字符号。若输入的程序名称已被使用时，则变成 输入错误。
在机器人使用前，请分别对控制柜、示教盒上的急停 按钮进行确认，按下时，伺服电源是否断开。
A按急停按钮：按控制柜及示教盒上的急停按钮。
B确认伺服电源关闭：当伺服电源接通时，示教盒上 的伺服显示灯闪亮。急停按钮按下，伺服电源被切断， 伺服显示灯灭。
C按示教盒上的“伺服准备”键。确认正常后，按示 教盒上的[伺服准备]键，使伺服电源处于接通状态， 伺服显示灯闪亮。
4 示教模式的操作
任务要求
学习任务一:关节 插补的操作：从1 号点移动到2号点 后再移动到3号点。
任务要求
学习任务二:关节、直 线插补实习任务：在白 纸上画出三角形。
任务要求
工作任务三 ： 圆弧、自 由插补实习任务：某包 装盒需要进行涂胶贴合 。
2、示教前的准备
1）出于安全上的考虑，应进行急停按钮的使用确认
5、示教器的显示画面
工业机器人技术及应用PPT课件
1.3 工业机器人发展概况
所 1.3.2 工业机器人发展现状和趋势
处
位 置
FANUC 推出的 Robot M-3iA 装配机器人采用四轴或六轴模式，具有独特的平
——— 行连接结构，具备轻巧便携的特点，承重范围可达 6 kg 。
—
【 课 堂 认 知 】
Robot M-3iA
返回 目录
第111页1/2共830页
置
———
—
【
课
堂 认
机器人焊接 最早应
知 】
用在装配生产线上。开 拓了一种柔性自动化生
产方式，实现了在一条
焊接机器人生产线上同
时自动生产若干种焊件 。
机器人焊接
返回 目录
第232页3/2共830页
1.4 工业机器人的分类及应用
所 1.4.2 工业机器人的应用
处
位
按作业任务将工业机器人分为搬运、码垛、焊接、涂装、装配机器人 。
这一工业机器人的井喷潮涌，
何时会蔓延到“中国制造”的每一个工厂、每一条生产线、每一个工序、每一
个工位上，将为“中国制造”的转型提“智”做出何等贡献？我们对此充满期
待。
返回 目录
第3页3/2共830页
1.1 什么是工业机器人
所 处 位 置 ——— —
【 课 堂 认 知 】
机器人涉及到人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。
题的能力，尚处于实验研究阶段。
返回 目录
第141页4/2共830页
1.4 工业机器人的分类及应用
所 1.4.1 工业机器人的分类
处
位
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可按负载重量、控制
置 ———
机器人焊接技术PPT课件
机器人焊接技术
二〇〇四年九月
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总体概述
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课程内容
内容： ➢机器人基本知识 ➢工业机器人工作原理 ➢弧焊机器人离线编程及标定技术 ➢机器人焊接系统的组成及特点
主要参考教材：
➢林尚扬等,《焊接机器人及其应用》 机械工业出版社, 2000年7月 ➢吴林等，《智能化焊接技术》国防工业出版社，2000年8月 ➢陈善本等,《焊接过程现代控制技术》 哈工大出版社, 2001年5月
25
机器人运动学的研究内容
一般可以将机器人看作是一个开链式多连杆机构，始端连杆就是机器人的机 座，末端连杆与工具相连，相邻连杆之间用一个关节连接在一起。
机器人运动学包括两方面问题： ➢运动学正问题：已知各关节角值，求工具在空间的位置和姿态。实际上， 这是建立运动学方程的过程。 ➢运动学逆问题：已知工具的位姿，求各关节角值，这是求解运动学方程的 问题。 26
➢位姿（Pose），指工具的位置和姿态。 ➢末端操作器（End Effector），
位于机器人腕部末端，直接执行工作要求的装置，如夹持器、焊枪、焊 钳等 ➢额定负载（Payload），也称为持重
•弧焊机器人：5～20kg •点焊机器人：50～200kg
23
三、工业机器人常用术语
➢工作空间（Working Space），机器人工作时，其腕轴交点能在空间活 动的范围。
32
第二节 坐标变换
4、齐次坐标变换
用4×1列向量表示三维空间坐标系中的点：
x
yz bac
a x b y c z
称为齐次坐标，齐次坐标具有不唯一性。引入齐次坐标后，一般变换变为：
二〇〇四年九月
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课程内容
内容： ➢机器人基本知识 ➢工业机器人工作原理 ➢弧焊机器人离线编程及标定技术 ➢机器人焊接系统的组成及特点
主要参考教材：
➢林尚扬等,《焊接机器人及其应用》 机械工业出版社, 2000年7月 ➢吴林等，《智能化焊接技术》国防工业出版社，2000年8月 ➢陈善本等,《焊接过程现代控制技术》 哈工大出版社, 2001年5月
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机器人运动学的研究内容
一般可以将机器人看作是一个开链式多连杆机构，始端连杆就是机器人的机 座，末端连杆与工具相连，相邻连杆之间用一个关节连接在一起。
机器人运动学包括两方面问题： ➢运动学正问题：已知各关节角值，求工具在空间的位置和姿态。实际上， 这是建立运动学方程的过程。 ➢运动学逆问题：已知工具的位姿，求各关节角值，这是求解运动学方程的 问题。 26
➢位姿（Pose），指工具的位置和姿态。 ➢末端操作器（End Effector），
位于机器人腕部末端，直接执行工作要求的装置，如夹持器、焊枪、焊 钳等 ➢额定负载（Payload），也称为持重
•弧焊机器人：5～20kg •点焊机器人：50～200kg
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三、工业机器人常用术语
➢工作空间（Working Space），机器人工作时，其腕轴交点能在空间活 动的范围。
32
第二节 坐标变换
4、齐次坐标变换
用4×1列向量表示三维空间坐标系中的点：
x
yz bac
a x b y c z
称为齐次坐标，齐次坐标具有不唯一性。引入齐次坐标后，一般变换变为：
工业机器人的应用案例
工业机器人在汽车焊接中的应用焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。
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。
工业机器人在汽车焊接中的应用典型的焊接机器人系统有如下几种形式：焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。
焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。
柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况下采用。
焊接专机适合批量大、改型慢的产品，对焊缝数量较少、较长，形状规矩的工件也较为适用，至于选用哪种自动化焊接生产形式，需根据企业的实际情况而定。
在汽车领域的典型应用纵观整个汽车工业的焊接现状，不难分析出汽车工业的焊接发展趋势为：发展自动化柔性生产系统。
而工业机器人，因集自动化生产和灵活性生产特点于一身，故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。
在焊接方面，主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。
特别是近几年，国内的汽车生产企业非常重视焊接的自动化。
如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上，各条线都由计算机（可编程控制器PLC-3）控制，自动完成工件的传送和焊接。
焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人共61台进行，机器人驱动由微机控制，数字和文字显示，磁带记录仪输入和输出程序。
机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。
类似的高水平的生产线，在上海、武汉等地都有引进。
但这些毕竟还远不能适应我国民族汽车工业迅速发展的需要，我们必须坚持技术创新，大力加速发展高效节能的焊接新材料、新工艺和新设备，发展应用机器人技术，发展轻便灵巧的智能设备，建立高效经济的焊接自动化系统，必须用计算机及信息技术改造传统产业，提高档次。
焊接机器人操作编程及应用教学PPT
第6章 OTC机器人
图6-1 FD-V6机器人本体控制箱示教器
第6章 OTC机器人
图6-2 FD11 控制装置
图6-3 操作盒
第6章 OTC机器人
图6-5 操作面板 图6-4 FD11控制装置电源开关及操作面板
第6章 OTC机器人
图6-6 示教器正面
第6章 OTC机器人
图6-7 示教中的画面上显示的各类信息
J ２ 轴电机
底座
J1底座
图4-1 FANUC机器人手臂的基本结构
第4章 FANUC机器人
图4-2 机器人控制器硬件构成
第4章 FANUC机器人
图4-3 机器人示教器各键的名称及功能
第4章 FANUC机器人
图4-4 示教器显示屏位置标识
第4章 FANUC机器人
图4-5 屏幕菜单
第4章 FANUC机器人
第4章 FANUC机器人
图4-12 手动执行程序的操作
第4章 FANUC机器人
图4-13 记录保存了的点
第4章 FANUC机器人
图4-14 盒子四周的焊接程序
第4章 FANUC机器人
图4-15 起弧参数位置
第4章 FANUC机人
图4-17 盒子上的示教点及轨迹
第1章 机器人基础知识
图1-1 机器人关节链
第1章 机器人基础知识
图1-2 关节轴及连杆参数标识示意
第1章 机器人基础知识
图1-3 交流伺服电机的结构
1-电动机 2-前端盖 3-三相绕组线圈 4-压板 5-定子 6-磁钢 7-后压板 8-动力线插头 9-后端盖 10-反馈插头 11-脉冲编码器 12-电机后盖
第5章 KUKA机器人
图5-18 圆周运动
工业机器人焊接工作站示教编程应用-完整版PPT课件
指令定义的参数
0
无摆动
1
平面锯齿形摆动
2
空间V字形摆动
3
空间三角形摆动
0
机器人所有的轴均参与摆动
1
仅手腕参与摆动
摆动一个周期的长度
摆动一个周期的宽度
空间摆动一个周期的高度
6. 典型语句的示例 ArcLStart p10，v200，seam1，weld1，fine，tool0； ArcLStart：直接移动焊枪焊接。 p10:目标点位置。 V200：单步运行时的焊枪移动速度，在焊接过程中被weld_speed取代。 fine：zonedata，同普通的Move指令，但焊接指令中一般均用fine。 tool0：tooldata，同普通的Move指令，定义工具坐标系参数，一般不 用 修改。
工业机器人焊接工作站示教编程应用
主要内容
• 能够掌握对机器人进行基本的示教。 • 能够根据焊接机器人选择相应型号机器人。 • 熟练掌握焊接指令的应用。 • 能够根据焊接要求完成焊接机器人工作站的焊接示教操作。
任务目标与任务描述
任务目标：手动示教焊接机器人完成直线焊缝的焊接。熟练 掌握焊接工作站的应用，熟练掌握焊接指令的应用，以便熟练的 进行焊接任务的操作。
（1）ArcLStart：开始焊接。 （2）ArcLEnd：焊接结束。 （3）ArcL：焊接中间点。
2. ArcC指令：圆弧焊接指令，功能类似于MoveC，其主要包 含以下3个选项：
（1）ArcCStart：开始焊接。 （2）ArcCEnd：焊接结束。 （3）ArcC：焊接中间点。
3. Seam指令：（弧焊参数，Seamdata） 弧焊参数的一种，该 指令定义了起弧和收弧时的相关参数，主要参数包括：purge_time、 preflow_time、post_time。
弧焊机器人操作与编程PPT课件
手动恢复时需要注意以下两点：
（1）恢复时必须确保机器人系统处于安全状态，所有 危险因素必须排除；
（2）所有压按式的急停开关都有一个闭锁装置，恢复 时需要释放闭锁状态。一般情况下，转动按钮就可以 恢复了，但有时需要将按钮拉出。
【知识拓展】
一、机器人坐标系
机器人系统的坐标系包含World 坐标系—绝对坐标 系、Base 坐标系—机座坐标系、Tool 坐标系—工 具坐标系及Wobj 坐标系—工件坐标系等。其相互 关系如图2-7所示。
（3）单轴பைடு நூலகம்动 通过摇杆控制机器人单轴运动的 步骤如下：
1）将模式选择按钮放在手动模式，如图1-9所示。
2）选择运动单元 方法有两种。
一是在ABB菜单下，按 手动操纵，显示操作属 性，按机械单元，出现可用的机械单元列表，如图 2-2所示。若选择机器人，则摇杆控制机器人本体 运动；若选择外部轴，摇杆控制外部轴运动，一个 机器人最多可以控制6个外部轴。
表2-2 机器人步进移动操作方法
操作步骤
1 进入ABB主菜单，显示操纵属性 2 按增量键 3 选择功能键，按OK键确认 4 间断摇动摇杆，机器人步进移动 5 改变增量或者自定义增量
备注 操作窗口如图2-5所示
增量大小见表2-3 注意机器人的运动方向 对比机器人的移动变化
图2-5 机器人移动增量选择
（1）．工件坐标系的建立
建立工件坐标系的方法如下：
主菜单→程序数据→工件坐标系（Wobjdata）→ 新建→名称→定义工件坐标系。
定义工件坐标系有如下两种方法：
①直接输入新的坐标值，即x、y、z值。 ②示教法。编辑→定义→第1点→第二、三点（要
求三点不在同一条直线即可）。
（2）．工具坐标系的建立
焊接机器人及其操作应用ppt课件
01焊接机器人概述Chapter定义与发展历程定义发展历程焊接机器人分类及特点分类特点市场需求与行业应用市场需求行业应用02焊接机器人结构与工作原理Chapter机械臂构成运动控制方式传动系统030201机械臂结构与运动控制01020304检测机械臂各关节的位置和角度，为控制系统提供实时反馈。
位置传感器监测机械臂的运动速度，确保焊接过程中的稳定性和一致性。
速度传感器检测焊接过程中的力变化，实现恒力控制或自适应调整焊接参数。
力传感器监测焊接区域的温度变化，防止过热或温度不足对焊接质量的影响。
温度传感器传感器类型及作用控制系统组成与功能控制器人机交互界面通讯模块软件系统03焊接机器人操作方法与技巧Chapter操作界面介绍及使用说明主界面功能概述包括文件管理、系统设置、焊接参数设置等。
界面布局与图标识别详细解释各功能区域及图标含义，方便用户快速上手。
操作步骤演示通过图文结合的方式，展示从开机到焊接完成的整个操作流程。
编程方法与技巧分享编程语言介绍编程实例解析高级编程技巧探讨安全防护措施及注意事项安全操作规程安全防护装置介绍强调在操作焊接机器人时必须遵守的安全规程和注意事项。
应急处理措施04焊接机器人应用案例分析Chapter零部件生产在汽车零部件生产过程中，焊接机器人可实现自动化生产，降低人工成本和废品率。
车身焊接焊接机器人可高效、精准地完成车身各部件的焊接任务，提高生产效率和产品质量。
柔性生产线焊接机器人可与传送带、夹具等自动化设备配合使用，构建柔性生产线，适应多品种、小批量生产需求。
汽车制造行业应用案例航空航天领域应用案例飞机机身焊接01发动机部件焊接02航空航天材料焊接03其他行业应用案例轨道交通在轨道交通车辆制造过程中，焊接机器人可应用于车厢、车架等部件的焊接。
船舶制造焊接机器人可应用于船舶大型结构件的焊接，提高生产效率和焊接质量。
石油化工在石油化工领域，焊接机器人可实现对管道、阀门等设备的自动化焊接，降低人工成本和安全隐患。
工业机器人典型应用案例精析课件第00章-前言
书中的内容简明扼要、图文并茂、通俗易懂，适合从事工业机器人应用开发、调试、现场维护工程技术人员学习和参考，特别是已掌握 ABB机器人基本操作，需要进一步掌握工业机器人应用开发与调试的工程技术人员阅读参考。同时，本书还适合高等职业院校选作工业机 器人典型应用的学习教材，配合RobotStudio软件中的工业机器人典型应用虚拟工作站使用效果更佳。
本书以全球领先的ABB机器人为对象，使用ABB公司的机器人仿真软件RobotStudio创建4个现在工业机器人应用中的典型案例，包含了 机器人搬运、码垛、弧焊、压铸机取件。利用软件的动画仿真功能在各个工作站中集成了夹具动作、物料搬运、周边设备动作等多种动画 效果，使得机器人工作站高度仿真真实工作任务与工作场景情况，从而令学习者能全面掌握相关工业机器人应用的安装、配置与调试方法。 让读者通过工业机器人典型应用的学习，掌握工业机器人应用的方法与技巧。
利用软件的动画仿真功能在各个工作站中集成了夹具动作物料搬运周边设备动作等多种动画效果使得机器人工作站高度仿真真实工作任务与工作场景情况从而令学习者能全面掌握相关工业机器人应用的安装配置与调试方法
高等职业教育工业机器人课程实操推荐教材
工业机器人典型应用案例精析
July 14,了科技的进步与革新，建立了更加合理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这 种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。时至今天，机电一体化、机械智能化等技术应运而生。人类充分发 挥主观能动性，进一步增强对机械的利用效率，使之为我们创造出更加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社会的和谐。工业机器人的 出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未 来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率， 同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产、提高社会生 产效率、推动企业和社会生产力发展的有效手段。
本书以全球领先的ABB机器人为对象，使用ABB公司的机器人仿真软件RobotStudio创建4个现在工业机器人应用中的典型案例，包含了 机器人搬运、码垛、弧焊、压铸机取件。利用软件的动画仿真功能在各个工作站中集成了夹具动作、物料搬运、周边设备动作等多种动画 效果，使得机器人工作站高度仿真真实工作任务与工作场景情况，从而令学习者能全面掌握相关工业机器人应用的安装、配置与调试方法。 让读者通过工业机器人典型应用的学习，掌握工业机器人应用的方法与技巧。
利用软件的动画仿真功能在各个工作站中集成了夹具动作物料搬运周边设备动作等多种动画效果使得机器人工作站高度仿真真实工作任务与工作场景情况从而令学习者能全面掌握相关工业机器人应用的安装配置与调试方法
高等职业教育工业机器人课程实操推荐教材
工业机器人典型应用案例精析
July 14,了科技的进步与革新，建立了更加合理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这 种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。时至今天，机电一体化、机械智能化等技术应运而生。人类充分发 挥主观能动性，进一步增强对机械的利用效率，使之为我们创造出更加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社会的和谐。工业机器人的 出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未 来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率， 同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产、提高社会生 产效率、推动企业和社会生产力发展的有效手段。
焊接机器人应用讲课讲稿
处
通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业，其末端持握的工具
位
置
是激光加工头。 具有最小的热输入量，产生极小的热影响区，在显著提高
————
焊接产品品质的同时，降低了后续工作量的时间 。
【
课
堂
认
知
】
a ）激光焊接机器人
b ）激光切割机器人
返回
激光加工机器人
目录
7 ）能在空间站建设、核电站维修、深水焊接等极限条件下
完成人工难以进行的焊接作业；
8 ）为焊接柔性生产线提供技术基础。
返回
目录
5/89
7.1 焊接机器人的分类及特点
世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节型机器人，绝大部分有 6
所
个轴，目前焊接机器人应用中比较普遍的主要有 3 种：点焊机器人、弧焊机
置
————
1 ）稳定和提高焊接质量，保证其均匀性；
【
2 ）提高劳动生产率，一天可 24 小时连续生产；
课
堂
认
3 ）改善工人劳动条件，可在有害环境下工作；
知
】
4 ）降低对工人操作技术的要求；
5 ）缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资；
6 ）可实现小批量产品的焊接自动化；
14/89
7.1 焊接机器人的分类及特点
所
激光焊接机器人 激光焊接机器人是用于激光焊自动作业的工业机器人，
处
通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业，其末端持握的工具
位
置
是激光加工头。 具有最小的热输入量，产生极小的热影响区，在显著提高
通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业，其末端持握的工具
位
置
是激光加工头。 具有最小的热输入量，产生极小的热影响区，在显著提高
————
焊接产品品质的同时，降低了后续工作量的时间 。
【
课
堂
认
知
】
a ）激光焊接机器人
b ）激光切割机器人
返回
激光加工机器人
目录
7 ）能在空间站建设、核电站维修、深水焊接等极限条件下
完成人工难以进行的焊接作业；
8 ）为焊接柔性生产线提供技术基础。
返回
目录
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7.1 焊接机器人的分类及特点
世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节型机器人，绝大部分有 6
所
个轴，目前焊接机器人应用中比较普遍的主要有 3 种：点焊机器人、弧焊机
置
————
1 ）稳定和提高焊接质量，保证其均匀性；
【
2 ）提高劳动生产率，一天可 24 小时连续生产；
课
堂
认
3 ）改善工人劳动条件，可在有害环境下工作；
知
】
4 ）降低对工人操作技术的要求；
5 ）缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资；
6 ）可实现小批量产品的焊接自动化；
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7.1 焊接机器人的分类及特点
所
激光焊接机器人 激光焊接机器人是用于激光焊自动作业的工业机器人，
处
通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业，其末端持握的工具
位
置
是激光加工头。 具有最小的热输入量，产生极小的热影响区，在显著提高
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July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.4 虚拟I/O板及I/O配置
ABB虚拟I/O板是下挂在虚拟总线Virtual1下面的，每一块虚 拟I/O板可以配置512个数字输入和512个数字输出，输入和输 出分别占用地址是0～511。虚拟I/O的作用就如同PLC的中间 继电器一样，起到信号之间的关联和过渡作用。在系统中配 置虚拟I/O板，需要设定以下四项参数：
参数名称 Weave_shape Weave_type Weave_length Weave_width Weave_height
参数注释 摆动的形状 摆动的模式 一个周期前进的距离 摆动的宽度 摆动的高度
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
TrochServies清枪系统和PathRecovery（路径恢复）让机器人的工作更加智能化和自动化，SmartTac探测系统则更好地解决了产品定位精
度不足的问题。
注：①“锋芒一代（Sharp Generation）”机器人 第2种型号IRB 2600携增强创新功能问世。该机型机 身紧凑，荷重能力强，设计优化，适合弧焊、物料 搬运、上下料等应用。提供3种子型号，可灵活选择
GasOk
送丝检测信号
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.7 弧焊常用程序数据
在弧焊的连续工艺过程中，需要根据材质或焊缝的特性来调 整焊接电压或电流的大小，或焊枪是否需要摆动、摆动的形 式和幅度大小等参数。在弧焊机器人系统中用程序数据来控 制这些变化的因素。需要设定的三个参数如下。
落地、壁挂、支架、斜置、倒置等安装方式。
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.1 标准I/O板配置
ABB标准I/O板下挂在DeviceNet总线上面，弧焊应用常用 型号有DSQC651（8个数字输入，8个数字输出，2个模拟输 出），DSQC652（16个数字输入，16个数字输出）。在系统中 配置标准I/O板，至少需要设置以下四项参数：
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
5．ArcC：线性焊接指令 ArcC用于圆弧焊缝的焊接，工具中心点线性移动到指定目标位 置，焊接过程通过参数控制。 程序如下： ArcC *，*, v100, seam1, weld1\Weave:= Weave1, z10, gun1； 如图所示，机器人圆弧焊接的部分应使用ArcC指令。
焊接电源所组成的机器人自动化焊接系统，能够自由、灵活地实现各种复杂三维曲线加工轨迹，并且能够把员工从恶劣的工作环境中解
放出来以从事更高附加值的工作。
与码垛、搬运等应用所不同的是，弧焊是基于连续工艺状态下的工业机器人应用，这对工业机器人提出了更高的要求。ABB利用自
身强大的研发实力开发了一系列的焊接技术，来满足市场的需求。所开发的ArcWare弧焊包可匹配当今市场大多数知名品牌的焊机，
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
工作任务
2.1 任务目标 2.2 任务描述 2.3 知识储备 4.4 任务实施 4.5 知识拓展 2.6 思考与练习
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.1 任务目标
任务目标
➢ 了解工业机器人弧焊工作站布局。 ➢ 学会弧焊常用I/O配置。 ➢ 学会弧焊常用参数配置。 ➢ 学会弧焊软件设定。 ➢ 学会弧焊程序数据创建。 ➢ 学会弧焊目标点示教。 ➢ 学会弧焊程序调试。 ➢ 学会常用弧焊程序编写。 ➢ 学会Torch Services应用。
任务4.3 知识储备
4.3.5 Cross Connection配置
Corss Connection是ABB机器人一项用于I/O信号“与，或，非”逻辑控制的功能。图4-1是“与”关系示例，只有当di1、do2、do10三 个I/O信号都为1时才输出do26。
di1 do2 do10
do26
Cross Connection有以下三个条件限制： ➢ 一次最多只能生成100个。 ➢ 条件部分一次最多只能5个。 ➢ 深度最多只能20层。
FeedOn
送丝信号
di01ArcEst
Arc Equipment Digital Intput
ArcEst
起弧检测信号
di02GasOK
Arc Equipment Digital Intput
WirefeedOk
保护气检测信号
di03FeedOK
Arc Equipment Digital Intput
MoveJ ArcLStart
ArcLEnd MoveJ
p1
p2
机器人移动 起弧准备阶段 焊接过程和收弧
July 14, 2020 Nhomakorabea第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
4．ArcCStart：圆弧焊接开始指令 ArcCStart用于圆弧焊缝的焊接开始，工具中心点圆周运动到 指定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和控制。 程序如下： ArcCStart p1,p2, v100, seam1, weld5, fine, gun1； 执行以上指令，机器人圆弧运动到p2点，在p2点开始焊接。
参数注释 焊接速度 焊接电压 焊接电流
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.7 弧焊常用程序数据
2．SeamData：起弧收弧参数 起弧收弧参数（SeamData）是控制焊接开始前和结束后的吹 保护气的时间长度，以保证焊接时的稳定性和焊缝的完整性。 需要设定的参数如下：
MoveL ArclStart ArcL ArcL
weld5，weave1 weld3，weave3
M
ArclEnd Movemen
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
3．ArcLEnd：线性焊接结束指令 ArcLEnd用于直线焊缝的焊接结束，工具中心点线性移动到指 定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和控制。 程序如下： ArcLEnd p2, v100, seam1, weld5, fine, gun1; 如图所示，机器人在p2点使用ArcLEnd指令结束焊接。
在I/O单元上面创建一个数字I/O信号，至少需要设置以 下四项参数：
参数名称 Name Type of Signal Assigned to Unit Unit Mapping
参数注释 I/O信号名称 I/O信号类型 I/O信号所在I/O单元 I/O信号所占用单元地址
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.2 任务描述
本工作站以汽车配件机器人焊接为例，使用IRB2600①机器人双工位工作站实现产品的焊接工作，通过本章的学习，能够学会ABB
机器人弧焊的基础知识，包括I/O配置、参数设置、程序编写和调试等内容。
随着汽车、军工及重工等行业的飞速发展，这些行业中的三维钣金零部件的焊接加工呈现小批量化、多样化的趋势。工业机器人和
I/O Name ao01Weld_REF
Parameters Type Arc Equipment Analogue Output
Parameters Name VoltReference
I/O信号注解 焊接电压控制模拟信号
ao02Feed_REF
Arc Equipment Analogue Output
MoveL ArcLStart ArcC ArcL
weld5，weave1
weld3，weave3
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
1．ArcLStart：线性焊接开始指令 ArcLStart用于直线焊缝的焊接开始，工具中心点线性移动到 指定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和控制。 程序如下： ArcLStart p1, v100, seam1, weld5, fine, gun1； 如图所示，机器人线性运行到p1点起弧，焊接开始。
参数名称 Name Type of Unit Connected to Bus DeviceNet Address
参数注释 I/O单元名称 I/O单元类型 I/O单元所在总线 I/O单元所占用总线地址
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.2 数字常用I/O配置
CurrentReference
焊接电流控制模拟信号
do01WeldOn
Arc Equipment Digital Output
WeldOn
焊接启动数字信号
do02GasOn
Arc Equipment Digital Output
GasOn
打开保护气数字信号
do03FeedOn
Arc Equipment Digital Output
MoveJ ArcLStart ArcLEnd MoveJ
p1
p2
机器人移动
起弧准备阶段
焊接过程和收弧
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
2．ArcL：线性焊接指令 ArcL用于直线焊缝的焊接，工具中心点线性移动到指定目标 位置，焊接过程通过参数控制。 程序如下： ArcL *, v100, seam1, weld5\Weave:=Weave1, z10, gun1 如图所示，机器人线性焊接的部分应使用ArcL指令。
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.4 虚拟I/O板及I/O配置
ABB虚拟I/O板是下挂在虚拟总线Virtual1下面的，每一块虚 拟I/O板可以配置512个数字输入和512个数字输出，输入和输 出分别占用地址是0～511。虚拟I/O的作用就如同PLC的中间 继电器一样，起到信号之间的关联和过渡作用。在系统中配 置虚拟I/O板，需要设定以下四项参数：
参数名称 Weave_shape Weave_type Weave_length Weave_width Weave_height
参数注释 摆动的形状 摆动的模式 一个周期前进的距离 摆动的宽度 摆动的高度
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
TrochServies清枪系统和PathRecovery（路径恢复）让机器人的工作更加智能化和自动化，SmartTac探测系统则更好地解决了产品定位精
度不足的问题。
注：①“锋芒一代（Sharp Generation）”机器人 第2种型号IRB 2600携增强创新功能问世。该机型机 身紧凑，荷重能力强，设计优化，适合弧焊、物料 搬运、上下料等应用。提供3种子型号，可灵活选择
GasOk
送丝检测信号
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.7 弧焊常用程序数据
在弧焊的连续工艺过程中，需要根据材质或焊缝的特性来调 整焊接电压或电流的大小，或焊枪是否需要摆动、摆动的形 式和幅度大小等参数。在弧焊机器人系统中用程序数据来控 制这些变化的因素。需要设定的三个参数如下。
落地、壁挂、支架、斜置、倒置等安装方式。
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.1 标准I/O板配置
ABB标准I/O板下挂在DeviceNet总线上面，弧焊应用常用 型号有DSQC651（8个数字输入，8个数字输出，2个模拟输 出），DSQC652（16个数字输入，16个数字输出）。在系统中 配置标准I/O板，至少需要设置以下四项参数：
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
5．ArcC：线性焊接指令 ArcC用于圆弧焊缝的焊接，工具中心点线性移动到指定目标位 置，焊接过程通过参数控制。 程序如下： ArcC *，*, v100, seam1, weld1\Weave:= Weave1, z10, gun1； 如图所示，机器人圆弧焊接的部分应使用ArcC指令。
焊接电源所组成的机器人自动化焊接系统，能够自由、灵活地实现各种复杂三维曲线加工轨迹，并且能够把员工从恶劣的工作环境中解
放出来以从事更高附加值的工作。
与码垛、搬运等应用所不同的是，弧焊是基于连续工艺状态下的工业机器人应用，这对工业机器人提出了更高的要求。ABB利用自
身强大的研发实力开发了一系列的焊接技术，来满足市场的需求。所开发的ArcWare弧焊包可匹配当今市场大多数知名品牌的焊机，
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
工作任务
2.1 任务目标 2.2 任务描述 2.3 知识储备 4.4 任务实施 4.5 知识拓展 2.6 思考与练习
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.1 任务目标
任务目标
➢ 了解工业机器人弧焊工作站布局。 ➢ 学会弧焊常用I/O配置。 ➢ 学会弧焊常用参数配置。 ➢ 学会弧焊软件设定。 ➢ 学会弧焊程序数据创建。 ➢ 学会弧焊目标点示教。 ➢ 学会弧焊程序调试。 ➢ 学会常用弧焊程序编写。 ➢ 学会Torch Services应用。
任务4.3 知识储备
4.3.5 Cross Connection配置
Corss Connection是ABB机器人一项用于I/O信号“与，或，非”逻辑控制的功能。图4-1是“与”关系示例，只有当di1、do2、do10三 个I/O信号都为1时才输出do26。
di1 do2 do10
do26
Cross Connection有以下三个条件限制： ➢ 一次最多只能生成100个。 ➢ 条件部分一次最多只能5个。 ➢ 深度最多只能20层。
FeedOn
送丝信号
di01ArcEst
Arc Equipment Digital Intput
ArcEst
起弧检测信号
di02GasOK
Arc Equipment Digital Intput
WirefeedOk
保护气检测信号
di03FeedOK
Arc Equipment Digital Intput
MoveJ ArcLStart
ArcLEnd MoveJ
p1
p2
机器人移动 起弧准备阶段 焊接过程和收弧
July 14, 2020 Nhomakorabea第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
4．ArcCStart：圆弧焊接开始指令 ArcCStart用于圆弧焊缝的焊接开始，工具中心点圆周运动到 指定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和控制。 程序如下： ArcCStart p1,p2, v100, seam1, weld5, fine, gun1； 执行以上指令，机器人圆弧运动到p2点，在p2点开始焊接。
参数注释 焊接速度 焊接电压 焊接电流
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.7 弧焊常用程序数据
2．SeamData：起弧收弧参数 起弧收弧参数（SeamData）是控制焊接开始前和结束后的吹 保护气的时间长度，以保证焊接时的稳定性和焊缝的完整性。 需要设定的参数如下：
MoveL ArclStart ArcL ArcL
weld5，weave1 weld3，weave3
M
ArclEnd Movemen
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
3．ArcLEnd：线性焊接结束指令 ArcLEnd用于直线焊缝的焊接结束，工具中心点线性移动到指 定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和控制。 程序如下： ArcLEnd p2, v100, seam1, weld5, fine, gun1; 如图所示，机器人在p2点使用ArcLEnd指令结束焊接。
在I/O单元上面创建一个数字I/O信号，至少需要设置以 下四项参数：
参数名称 Name Type of Signal Assigned to Unit Unit Mapping
参数注释 I/O信号名称 I/O信号类型 I/O信号所在I/O单元 I/O信号所占用单元地址
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
July 14, 2020
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.2 任务描述
本工作站以汽车配件机器人焊接为例，使用IRB2600①机器人双工位工作站实现产品的焊接工作，通过本章的学习，能够学会ABB
机器人弧焊的基础知识，包括I/O配置、参数设置、程序编写和调试等内容。
随着汽车、军工及重工等行业的飞速发展，这些行业中的三维钣金零部件的焊接加工呈现小批量化、多样化的趋势。工业机器人和
I/O Name ao01Weld_REF
Parameters Type Arc Equipment Analogue Output
Parameters Name VoltReference
I/O信号注解 焊接电压控制模拟信号
ao02Feed_REF
Arc Equipment Analogue Output
MoveL ArcLStart ArcC ArcL
weld5，weave1
weld3，weave3
第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
1．ArcLStart：线性焊接开始指令 ArcLStart用于直线焊缝的焊接开始，工具中心点线性移动到 指定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和控制。 程序如下： ArcLStart p1, v100, seam1, weld5, fine, gun1； 如图所示，机器人线性运行到p1点起弧，焊接开始。
参数名称 Name Type of Unit Connected to Bus DeviceNet Address
参数注释 I/O单元名称 I/O单元类型 I/O单元所在总线 I/O单元所占用总线地址
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.2 数字常用I/O配置
CurrentReference
焊接电流控制模拟信号
do01WeldOn
Arc Equipment Digital Output
WeldOn
焊接启动数字信号
do02GasOn
Arc Equipment Digital Output
GasOn
打开保护气数字信号
do03FeedOn
Arc Equipment Digital Output
MoveJ ArcLStart ArcLEnd MoveJ
p1
p2
机器人移动
起弧准备阶段
焊接过程和收弧
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第四章 工业机器人典型应用—— 弧焊
任务4.3 知识储备
4.3.8 弧焊常用指令
2．ArcL：线性焊接指令 ArcL用于直线焊缝的焊接，工具中心点线性移动到指定目标 位置，焊接过程通过参数控制。 程序如下： ArcL *, v100, seam1, weld5\Weave:=Weave1, z10, gun1 如图所示，机器人线性焊接的部分应使用ArcL指令。