机器人在多层焊接中的应用
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机器人在多层焊接中的应用
关键词：多层焊；焊缝跟踪； 始端检出；焊接变形
机器人进行多层焊中的几个关键问题：1）始端检出和程序平移。机器人在完成焊接程序示教后程序是固定的，再现时轨迹不会根据工件的安装情况而改变。当工件安装有偏差时，就造成了焊缝起始点的偏离，焊接完成后焊缝偏离正确焊接位置。始端检出功能可使 机器人根据检出设定条件进行焊接起始点的寻找，之后将已示教好的程序按指令中设定的平移方式进行平移来满足焊缝位置，并从实际的焊缝起始点进行焊接。始端检出所用电缆连接机器人控制器XRC和焊接电源。2）焊缝跟踪a.使用实际焊接条件（保护气、摆弧条件、摆弧频率、焊接参数），在平板上示教一条45°角焊缝。B.将参数S1E 197置1。C.在再现模式下将COMARC测试设置为有效，进行焊缝跟踪实际焊接。D.焊接完毕转到示教模式下查看：实用工具菜单：COMARC CONDITION MODIFY：参数号／偏移量（例：92/27）E.将参数SIE参数中的对应参数值修改。F.将再现模式中的ＣOMARC设为无效。G.把参数SIE197改为0。测试结束。3)多层焊。通常为控制工件焊接热变形量，当母材厚度达到一定值时，焊接不允许一次完成，须进行多层焊接。在系统执行焊缝跟踪过程中，将跟踪结果生成文件并记录，一个文件记录一条焊缝，当工件上有N条焊缝时应记录N个文件，系统最多可记录50个文件。进行多层焊时，还应在P变量中预先设置每一层的平移量及工具旋转角度，同时注意平移量的参照坐标系。
焊接中出现的问题及解决方法：1）点固点位置处焊缝偏离。工件点固点过大是造成这个问题的原因。在保证焊接强度的前提下减小点固点尺寸或对点固点进行打磨可解决此问题。2）多层焊接过程中剪丝后焊丝长度不一致或存在再现累积误差。造成这一问题的原因是始端检出平移量的累积。可在生成跟踪文件后执行指令SFTOF3D，清除平移量。3）焊接一段时间后出现气孔。这是由于保护气体减压部件温度过低造成的。应注意减压部件需加热。4）与外部轴协调使用时，若使用摆弧功能应注意“SMOVL”的设定，否则摆弧指令无效。使用COMARC时，焊接电源内设定焊接速度优先使用。5）设计清烟除尘装置的安装方式时应考虑避免装置与卡具的干涉，而减小了机器人的工作范围。
摘自《制造业自动化》 2005年01期
曲线焊缝弧焊机器人和变位机之间协调运动的研究
关键词：弧焊机器人；变位机；焊接；运动分解；离线编程
机器人和变位机的各自由度之间存在着很强的耦合关系,研究机器人与变位机自由度的解耦和运动学解析是焊接机器人离线编程的一个重要方向。
机器人工作站是一个耦合性很强的整体。焊接机器人工作站相对一般的多机器人系统最大的特点是变位机和机器人的功能相对独立，而运动相互耦合。变位机主要功能是移动工件使其到达指定的焊接位置，机器人主要控制焊枪的位置和空间姿态。为了降低系统的求解难度,已采用如下方法对变位机和机器人系统的运动进行解耦:1)根据工艺要求,变位机移动工件使焊点处于船型焊位置；2)机器人与变位机协调联动,移动焊枪并同时调整焊枪的姿态，对焊缝实施焊接。在这个过程中，变位机是主动机，机器人是从动机。
设Mi和Ni是待焊缝上两个紧挨着的离散焊点，在瞬时ti焊点Mi处于船形焊位置，焊枪在Mi点施焊。此后经过极短的时间间隔Δｔ,变位机旋转使Ni点进入最佳焊接位置，焊缝也由Pi运动到了Pi+1。在焊缝由空间位置Pi运动到Pi+1过程中，用弦MiMi+1代替焊枪的轨迹，这样焊枪位置的变化量完全由空间位置Mi和Ni+1决定；再结合焊枪在Mi点和Ni+1点的姿态变化，可以求出机器人各自由度的位移。在求出变位机和机器人各自由度的位移后，输出给具有变位机和机器人多轴联动控制的工作站就可以实现一段焊缝的焊接了。
通过采用船形焊约束以及运动分解和合成的方法,较好地实现了变位机和机器人的解耦和协调运动问题,为进一步进行离线编程打下了良好的基础。
摘自《机械制造与自动化》 2005年01期
