焊接機器人編程：工業焊接機器人如何編程？焊接機器人編程的3種主要方法！
發布日期：2020-08-07 14:55:34 瀏覽次數：159 來源：悅普達自動化焊接機器人 作者：馬工
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信息摘要：
工業焊接機器人 是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業機器人，它主要包括機器人和焊接設備兩部分。其中，機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成；而焊接裝備，以弧焊及點焊為...
原文標題：焊接機器人編程：工業焊接機器人如何編程？焊接機器人編程的3種主要方法！
工業焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業機器人，它主要包括機器人和焊接設備兩部分。其中，機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成；而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源（包括其控制系統）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機器人，還應配有傳感系統，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。下面悅普達自動化根據多年工業機器人經驗總結了工業自動焊接機器人編程技巧及3種主要方法。
?焊接機器人應用中存在的問題和解決措施：
（1)出現焊偏問題：可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題。這時，要考慮TCP(焊槍中心點位置)是否準確，并加以調整。如果頻繁出現這種情況就要檢查一下機器人各軸的零位置，重新校零予以修正。
（2)出現咬邊問題：可能為焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對，可適當調整。
（3)出現氣孔問題：可能為氣體保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠干燥，進行相應的調整就可以處理。
（4)飛濺過多問題：可能為焊接參數選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當調整機器功率的大小來改變焊接參數，調節氣體配比儀來調整混合氣體比例，調整焊槍與工件的相對位置。
（5)焊縫結尾處冷卻后形成一弧坑問題：可編程時在工作步中添加埋弧坑功能，可以將其填滿。
? 焊接機器人的編程技巧
（1)選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形、焊槍行走路徑長度來制定焊接順序。
（2)焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。
（3)優化焊接參數，為了獲得最佳的焊接參數，制作工作試件進行焊接試驗和工藝評定。
（4)采用合理的變位機位置、焊槍姿態、焊槍相對接頭的位置。工件在變位機上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調整變位機，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置。同時，要不斷調整機器人各軸位置，合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后，焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結積累經驗。
（5)及時插入清槍程序，編寫一定長度的焊接程序后，應及時插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的壽命，確?？煽恳?、減少焊接飛濺。
（6)編制程序一般不能一步到位，要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改程序，調整焊接參數及焊槍姿態等，才會形成一個好程序。
隨著先進制造技術的發展，實現焊接產品制造的自動化、柔性化與智能化已成為必然趨勢。目前，采用機器人焊接已成為焊接自動化技術現代化的主要標志。焊接機器人由于具有通用性強、工作可靠的優點，受到了人們越來越多的重視。
以上是工業自動焊接機器人在應用過程中可能出現的問題和解決措施，針對這些出現的問題，在焊接機器人編程的時候就需要使用的一些技巧。下面為大家總結了工業焊接機器人編程的3種主要方法。
從20世紀年代工業機器人誕生以來機器人應用程度和應用規模成為工業自動化水平的典型標志之一。我國是焊接機器人應用和需求大國，從80年代開始許多科研機構已經著手進行焊接機器人的研究，取得了長足的進步和發展，國內焊接機器人主要有兩家制造公司，分別是新松機器人自動化股份有限公司和首鋼莫托曼機器人有限公司。但是與歐美和日本等國家相比較，機器人的控制水平和可靠性能還存在一定差距，也還未形成一定的規模產業。焊接機器人作為一種可編程裝置，按照其編程方式可分為示教編程、離線編程和自主編程三種。
(1)示教編程
示教編程是指操作人員通過人工手動的方式，利用示教板移動機器人末端焊槍跟蹤焊縫，適時記錄焊件焊縫軌跡和焊接工藝參數，機器人根據記錄信息采用逐點示教的方式再現焊接過程。
這種逐點記錄焊槍姿態再重現的方法需要操作人員充當外部傳感的角色，機器人自身缺乏外部信息傳感，靈活性較差，而且對于結構復雜的焊件，需要操作人員花費大量的時間進行示教，編程效率低。當焊接環境參數發生變化時，需要重新示教焊接過程，不能適應焊接對象和任務變化的場合，焊接精度差。
(2)離線編程
離線編程采用部分傳感技術，主要依靠計算機圖形學技術，建立機器人工作模型，對編程結果進行三維圖形學動畫仿真以檢測編程可靠性，最后將生成的代碼傳遞給機器人控制柜控制機器人運行。
與示教編程相比，離線編程可以減少機器人工作時間，結合CAD技術，簡化編程。國外機器人離線編程技術研究成熟，各工業機器人產商都配有各自機器人專用的離線編程軟件系統。比如ABB的Robot studio仿真編程軟件，既可以做仿真分析又可以離線編程。離線編程能夠構造模擬的焊接環境，依據工況條件，應用CAD技術構造相應的夾具、零件和工具的幾何模型。但缺乏真實焊接環境的傳感數據，所構造的幾何模型對真實焊接目標也只是部分的描述，在焊接過程中必須做出偏差調節，因此離線編程難以描述真實的三維運動，不是特別可靠，在焊接過程中必須進行實時的偏差控制以滿足焊接工藝的要求。
(3)自主編程
自主編程技術是實現機器人智能化的基礎。自主編程技術應用各種外部傳感器使得機器人能夠全方位感知真實焊接環境，識別焊接工作臺信息，確定工藝參數。
自主編程技術無需繁重的示教，減少了機器人的工作時間和工人的勞動時間，也無需根據工作臺信息實時對焊接過程中的偏差進行糾正，大大提高了機器人的自主性和適應性而成為未來機器人發展的趨勢。
目前，常用的傳感器有視覺傳感器、超聲波傳感器、電弧傳感器、接觸式傳感器等使機器人具備視覺、聽覺和觸覺等。
機器人的視覺傳感器主要應用電荷藕合器件(CCD一一Charged Coupled Device)攝像機模擬人眼獲取外部信息，具備與工件無接觸、抗電磁干擾、檢測精度高、獲取信息豐富等優點。超聲波傳感器價格低廉、測距方向性好，但是超聲波易受焊接噪聲、保護氣流因素的干擾而衰減，影響測量精度。電弧傳感器則充分利用焊接過程的電弧參數對焊縫進行測量，不需要附加其他傳感器就可以計算出焊槍與工件之間的距離，廣泛應用于對稱坡口焊縫如V型焊縫的焊接，對于復雜焊縫無良好檢測能力。
接觸式傳感器依靠探針沿焊縫運動，檢測探針的偏移得到焊槍與焊縫之間的偏差，傳感器價格低廉、原理簡單、方便實現。但是隨著探針磨損和變形的加劇，檢測精度逐步降低，對于復雜焊縫以及高速焊接場合檢測能力一般。
對比而言，視覺傳感器采集自然光焊縫圖像、激光結構光圖像和電弧光圖像，激光傳感器單色性好、亮度高，對焊接過程的視覺采集起到很好的輔助作用，對復雜焊縫檢測能力良好。因此，具有視覺檢測能力的焊接機器人更能適應環境變化，實現機器人智能化。
以上是悅普達自動化總結的工業自動焊接機器人編程技巧及3種主要方法，如您還有其他問題可以聯系我們的工程師，為您排憂解難！
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原創聲明：本文系作者依照專業知識撰寫，未經許可，謝絕轉載。
本文參考資料來源：
中國知網
萬方數據
中國機器人網
OFweek機器人網
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