机器人弧焊专家系统VirtualArc

（封面）XXXXXXX学院弧焊作业工业机器人离线编程与虚拟仿真题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：时间：年月日目录1 弧焊作业机器人工作站构成 (1)2 机器人I/O通信设置 (2)3 弧焊常用数据 (3)3.1 WeIdData:焊接参数 (3)3.2 SeamData:起弧收弧参数 (3)3.3 WeaveData:摆弧参数 (3)4 常用弧焊指令的应用 (4)4.1线性焊接开始指令“ArcLStart" (4)4.2线性焊接指令“ArcL'" (4)4.3线性焊接结束指令“ArcLEnd" (5)4.4 圆弧焊接开始指令“ArcCStart" (5)4.5 圆弧焊接指令“ArcC" (6)4.6 圆弧焊接结束指令“ArcCEnd" (6)5 弧焊清枪机构的应用 (7)6 弧焊示教任务实施 (8)6.1解压并初始化 (8)6.2 I/O配置 (10)6.3 程序模板导入 (13)6.4坐标系标定 (21)6.5示教目标点 (23)1 弧焊作业机器人工作站构成本作站模拟汽车弧焊，演示的是一条焊缝的焊接过程。

本工作站中已经预设动画效果，需要在此工作站中依次完成I/O口配置、焊接参数设置、程序数据创建、目标点示教，程序编写及调试，最终完成整个过程。

弧焊机器人工作台布局如图1.1所示图1.1 弧焊机器人工作随着汽车、军工及重工等行业的飞速发展，这些行业中的.维饭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。

ABB机器人弧焊系统的研究与分析周方伟【摘要】本文主要介绍ABB机器人焊接系统控制原理,及其在汽车车身焊接中的应用分析,同时介绍其硬件配置和软件设计.本系统采用ABB公司机器人最新IRC5控制器及两台机器人外部轴变位机,实现了机器人和其自身紧密、柔性、快速配合,极大的提高生产效率.同时IRC5控制器集成对弧焊站内的夹具的动作控制,大大减少设备资金的投入,提高弧焊系统的自动化程度和集成度.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】ABB工业机器人;IGBT弧焊;DeviceNet总线【作者】周方伟【作者单位】陕西重型汽车有限公司【正文语种】中文1.引言现代工业生产中机器人的引入，大大提高生产效率和解放劳动力，同时也体现了一个企业生产的现代化程度，提高了企业竞争力和企业形象。

本次分析针对陕西重汽车有限公司装焊车间9套机器人弧焊站其中之一展开分析，系统应用至今生产过2万根纵梁，生产节拍为5min，故障率低，维护成本低。

ABB机器人弧焊系统由机器人本体、IRC5机器人控制器、Panasonic YM-500GR3HGE IGBT焊机(全数字化逆变焊机)、两套焊接夹具、两台落地式变位机、一套全自动清枪系统组成，现实了自动化生产。

弧焊系统会产生大量烟尘和弧光，安全防护装置采用封闭形式，在需要观察部位安有深色有机玻璃窗，方便观看焊接中的弧光。

安全栏顶部设计留有除尘接口，向外可及时排出有害气体，保证操作人的安全。

两套焊接夹具，采用独立式装下件，左右两边夹具互不影响，中间有变频式上下幕布遮挡，保证加工人在装下件时不会受到弧光及运动机器人的伤害。

2.系统总体结构分析本系统采用ABB IRB1400型 6轴机器人，理论上可到达它工作半径的任何位置，定位精度可以达到 0.02mm；弧焊机为松下全新字化逆变焊接，节能、功率因数高、飞溅少、焊接质量可靠，可储存128套焊接规范，满足各种不同板材焊接，使焊接更加细化。

焊接专家系统设计及应用摘要：论述了焊接专家系统的基本原理和结构，着重介绍了开发焊接专家系统的技术，以及焊接专家系统在实际生产中的应用。

关键词：焊接专家系统轧辊堆焊管道焊接专家系统是人工智能的一个重要分支，与模式识别和智能机器人成为人工智能领域中最活跃的两个分支。

专家系统技术包括专门的专家系统语言、程序和为了辅助专家系统开发与执行而设计的硬件。

随着计算机硬件和软件的发展及其价格的迅速下降，个人计算机(PC)在企业中的应用范围迅速扩大，计算机软件技术在复杂程度和功能上取得了较大的进步。

人工智能(AI)中的专家系统技术，由于其发展迅速和易于使用并能够在PC机上运行，目前已在企业和研究领域获得了广泛应用。

焊接领域中，由于焊接知识显著的复杂性、经验件，焊接被认为是最适合于开发专家系统的领域之一。

焊接专家系统研究虽然起步较晚，但仍获得了较大发展，经过国内外焊接工作者多年的探索和努力，目前的焊接专家系统已涉及工艺制定、缺陷分析和材料没备选择等方面。

1 焊接专家系统的设计1.1基本构成焊接专家系统与一般常规计算机程序相比较，有以下几个特点：(1)能将焊接知识的使用与焊接知识本身相分离；(2)焊接知识被符号化表示，系统能够符号化推理；(3)可以解释其推理过程；(4)必须像人类专家一样工作。

焊接专家系统包括三种主要环境：知识系统、开发环境和操作环境。

知识系统是指包含所有焊接专家知识并能灵活运用的系统；开发环境包括开发专家系统所需的必要软件工具；操作环境是与外部进行交流的软件和硬件。

其中焊接知识系统是焊接专家系统的核心，它由知识库、推理机和用户界面五个主要部分组成。

知识库贮存的是符号化的焊接专家的经验和知识。

知识可以分为事实性和概念性两大类。

事实性知识表示知识领域中可观测到的事件，它主要以直接表述的形式贮存；概念性知识较事实性知识更为抽象，它在知识库中是以分散的方式贮存，通常不可观察到，只可总结得到。

推理机是指用以从知识库中选择相关知识，并恰当运用以解决问题的计算机程序，它是专家系统T程能够运转的关键所在。

PDPS机器人虚拟调试弧焊仿真第五课弧焊焊道创建
若弧焊焊道没有单独提取出来，则需要在PS中进行创建，具体操作步骤如下：
1、选择需要创建焊道的零件，进入建模模式，然后选择创建多段线命令，每条焊道都创建一条线段，然后由多段线生成连续焊焊道，如下图所示；
2、将3D视图显示设置为线框模式，打开创建多段线对话框，直线焊道选取焊道的两端点（若是曲线则需要选取多个点），点击确定完成创建，创建的线段以蓝色显示。

重复以上操作在每条焊道位置创建线段，完成后所有线段添加钥匙，结束建模；
3、生成弧焊焊道：选择刚创建的所有线段，点击工艺一栏下面的由曲线创建连续制造特征命令，将线段转换为弧焊焊道；
4、生成弧焊焊道：在由曲线创建连续制造特征对话框中，选取零件和焊道数据存放位置，点击确定，刚创建的线段将生成弧焊焊道，打开制造特征查看器查看，见下图；
5、高亮显示焊道：为了便于观察，将焊道高亮显示，在制造特征查看器里面选择所有的焊道，然后打开凸显连续制造特征开关，设置为6像素，颜色为红色；
6、完成以上步骤后点击更新命令，所有的焊道将被保存在本地磁盘项目文件夹里面（cojt格式文件），即第4步所选的存放位置；
以上就是PS软件中创建弧焊焊道（连续制造特征）的操作步骤，当然弧焊焊道也可以直接在catia中提取出来，再导入PDPS软件中使用。

下一节进行弧焊操作的创建、焊道投影、焊接仿真等操作。

2023-11-07CATALOGUE目录•引言•弧焊机器人控制系统•焊接轨迹规划算法•实验与分析•结论与展望•参考文献01引言工业机器人已成为实现自动化焊接的关键设备，提高焊接质量和效率的重要手段。

弧焊机器人在汽车、船舶、航空航天等领域应用广泛，研究其控制系统及焊接轨迹规划具有重要意义。

研究背景与意义国内外对弧焊机器人的研究取得了很多成果，包括控制算法、轨迹规划、焊接工艺等方面的研究。

目前，国外已形成以瑞士ABB、德国KUKA、日本FANUC等公司为代表的弧焊机器人技术垄断，国内对弧焊机器人的研究尚处于发展阶段。

研究现状与发展趋势研究内容本研究旨在自主研制弧焊机器人控制系统，实现高精度、高速度、高稳定性的焊接轨迹规划及控制。

具体研究内容包括控制算法设计、轨迹规划方法、焊接工艺试验等。

研究方法采用理论分析和实验验证相结合的方法，首先对弧焊机器人本体及控制系统进行详细分析，然后设计控制算法和轨迹规划方法，最后进行焊接工艺试验验证其有效性。

研究内容与方法02弧焊机器人控制系统控制系统总体架构分布式控制结构控制器与执行器之间采用分布式网络连接，实现模块化控制。

集成化软件平台基于图形化编程语言，开发具有用户友好的控制软件。

基于PC的开放式控制系统采用工业PC作为主控制器，利用Windows操作系统进行实时控制。

1控制器硬件设计23采用高速数字信号处理器（DSP）进行实时运动控制。

基于DSP的数字信号处理将控制算法嵌入到嵌入式系统中，实现高效运算和控制。

嵌入式控制器设计多功能输入/输出模块，实现与外部设备的通信。

输入/输出模块选用具有高可靠性的实时操作系统（RTOS），确保实时性控制。

实时操作系统运动控制算法人机界面设计开发基于矢量控制的运动控制算法，实现精确运动控制。

开发友好型的人机界面，方便用户操作和维护。

03控制器软件设计0201机器人感知与运动学分析传感器融合技术将多种传感器信息融合，实现精准的环境感知。

ndustry NewsI行业动态X- 14 2016年第10期 总第166期现代焊接 来自奥地利的焊接技术专家伏能士对其Virtual Welding平台进行了进一步研发。

现在，在虚拟环境下就能学习焊接工艺，没有危险且无需TIG 耗材。

除了掌握焊枪的使用方法，用户还可以学习如何处理填充金属。

新的系Virtual Welding 统标配了功能包，现有设备也可以订购功能包作为升级套件。

安全、经济地练习焊接TIG 为首次体验焊接设备的用户Virtual Welding 提供了完美的环境。

它由一个带屏幕的终端和用于放置塑料工件的搁板组成。

用户可以使用高度还原真实焊枪的复制版本来绘制虚拟的焊Virtual Welding提供了完美的学习环境，使学员可以在绝对安全且没有任何材料成本的情况下完成对焊接设备的初次体验伏能士为其Virtual Welding焊接模拟平台研发了新的功能包：TIG焊接工艺教学伏能士拓宽了Virtual Welding 焊接模拟平台的功能范围现代焊接 2016年第10期 总第166期 X- 15ndustry NewsI行业动态培训和教育机构从Virtual Welding的显著优势中获益缝，虚拟焊缝会以图像型式实时在屏幕中再现。

用户佩戴眼镜后，能够真实地查看到其工作3D 的画面。

目前现有的、机器人和手工MIG/MAG 电弧焊工艺培训功能中又加入了针对焊接工TIG 艺的解决方案。

Virtual Welding 新的包中包含了特殊的焊枪和单独的TIG 传感器，可指导用户应用最为合适的填充金属量。

产品共提供了十组培训和模拟任务，可在多种不同工件上执行。

在此，伏能士又拓宽了可能性：为用于执行角焊缝、单边型对接焊V 缝、管对管和管对板接缝以及熔化管段的现有模型增加了执行厚平头对接焊缝的功能。

3mm焊工培训的显著优势为培训和教育机构提供了诸Virtual Welding 多优势。

初学者可以在没有任何安全风险的情况下学习焊接系统并完成训练。

南京理工大学科技成果——弧焊机器人智能化离线
编程系统
成果简介：
研究和开发了具有自主知识产权的适合车体等大厚件特点的弧焊机器人离线自动编程系统（computer aided manufacture of arc-welding robot in tank），该系统可以克服示教编程的不足，可适应小批量、多品种，节省成本和时间的生产和研制要求。

是基于微机的Windows系统下的机器人自动焊接CAD/WCAPP/CAM系统。

它主要有机器人工作站三维造型与布局、焊接工件三维设计及造型、焊缝特征自动提取与路径规划、计算机辅助焊接工艺规划、自动编程与图形仿真系统等模块。

该技术是江苏省高新项目“弧焊机器人智能化技术开发”项目的重要组成部分。

系统主界面弧焊机器人焊接仿真局部结果技术指标：软件设计保证典型、单个试样焊缝在计算机上实现焊接前对焊接轨迹的准确定位。

项目水平：国内领先，成熟程度：小试
合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。