弧焊机器人与编程（精）

1、项目4 弧焊机器人与焊接编程,【学习目标】,知识目标 1 掌握机器人运动指令及其应用； 2掌握弧焊机器人平板堆焊焊缝的焊接与编程技术； 3理解两台机器人之间的通讯关系（I/O信号）及应用；,技能目标 1通过示教器能编辑弧焊指令。 2通过直线及圆弧焊接指令会编辑平面堆焊的焊接程序，并会按要求运行所编程序，焊接的焊缝符合工艺要求。,【工作任务】,任务1 弧焊指令机器应用 任务2 平板堆焊焊接与编程,任务1 弧焊机器人系统及指令,弧焊机器人的应用范围非常广泛，在通用机械、汽车行业、金属结构、航空航天、机车车辆及造船行业都有应用。当前应用的弧焊机器人可适应多品种中小批量生产，并配有焊缝自动跟踪和熔池控

2、制等功能，可对环境的变化进行一定范围的适应性调整。,【知识准备】,一、弧焊机器人系统 弧焊机器人系统是包含焊接装置的机器人焊接工作站,一般由机器人本体、控制系统、变位机、焊接系统、及安全防护设备组成，如图4-1所示。,图4-1 典型的弧焊机器人系统组成,二、弧焊指令 弧焊指令的基本功能与普通“Move”指令一样，可实现运动及定位 另外还包括三个焊接参数：sm(seam)，wd(weld)，Wv(weave)。,（）ArcL（直线焊接，Linear Welding） 直线弧焊指令，类似于MoveL，包含如下个选项： 1）ArcLStart ：开始焊接。 2）ArcLEnd ：焊接结束。 3）Ar

3、cL ：焊接中间点。,（2） ArcC （圆弧焊接Circular Welding） 圆弧弧焊指令，类似于MoveC，包括个选项： 1）ArcCStart ：开始焊接。 2）ArcCEnd ：焊接结束。 3）ArcC : 焊接中间点。,（3）Seam1（弧焊参数Seamdata） 弧焊参数的一种，定义起弧和收弧时的焊接参数，含义见表4-1。 表4-1 定义焊接时起弧和收弧的焊接参数,（4） Weld1(弧焊参数 Welddata) 弧焊参数的一种，定义焊接参数, 含义见表4-2。 表4-2 定义焊缝的焊接参数,（5） Weave1(弧焊参数 Weavedata) 弧焊参数的一种，定义摆动参数，

4、含义见表4-3。 表4-3 定义摆动焊时的摆动参数,（6） On ：可选参数，令焊接系统在该语句的目标点到达之前，依照seam参数中的定义，预先启动保护气体，同时将焊接参数进行数模转换，送往焊机。 （7） Off ：可选参数，令焊接系统在该语句的目标点到达之时，依照seam参数中的定义，结束焊接过程。,三、弧焊指令的应用 1编写弧焊程序语句 1）操纵机器人定位到所需位置。 2）切换到编程窗口，IPL1：Motion&Process。,3）选择ArcL或ArcC，出现如图4-2所示的编辑窗口。确认后指令将被直接插入程序，指令中的焊接参数仍然保持上一次编程时的设定。,图4-2 弧焊指令编辑窗口,4

5、）修改焊接参数，例如 seam1 。 选中该参数并按“Enter”键，出现如图4-3所示的窗口，刚才被选中的参数前有一个“？”，窗口的下半部分列出了所有可选的该类型的参数。选中需要的参数或新建一个，按“Enter”键后即完成对该参数的替换。按Next功能键可令“？”移动到下一个参数。最后按“OK”功能键确认。,图4-3 焊接参数修改窗口,2典型焊接语句示例 ArcL0n P1,V100,Seam1,Weld1,Weave1,fine,Gun1 通常，程序中显示的是参数的简化形式，如sm1、wd1及wv等。,句中： ArcL0n 直线移动焊枪（电弧），预先启动保护气。 P1 目标点的位置，同普通

6、的Move指令。 v100 单步（FWD）运行时，焊枪的速度，在焊接过程中为Weld_speed所取代。 Fine zonedata，同普通的Move指令，但焊接指令中一般均用fine。 gun1： tooldata，同普通的Move指令，定义工具坐标系参数，一般不用修改。,3典型焊缝程序示例 机器人运行轨迹与焊缝示意图如图4-4所示，机器人从起始点P10运行到点P20，并从此处起弧开始焊接，焊接到P80熄弧，停止焊接，但机器人继续运行到P90，停止移动。,图4-4 机器人运行轨迹与焊缝示意图,程序如下： MoveJ P10，V100，z10，torch； ArcLOn P20，V100，sm

7、1，wd1，wv1，fine，torch； ArcC P30，P40，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch； ArcL P50，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch； ArcC P60，P70，V100，sm1，wd2，wv1，z10，torch； ArcLOff P80，V100，sm1，wd2，wv1，fine，torch； MoveJ P90，V100，z10，torch。,任务2 平板堆焊焊接与编程,使用机器人焊接专用指令，设置合适的焊接参数，实现平板堆焊焊接过程。 任务要求用CO2焊在低碳钢表面平敷堆焊不同宽度的焊缝，练习各种焊接参数的选择。,【知识准

8、备】,一、CO2焊工艺及焊前准备 1CO2焊工艺特点 CO2焊工艺一般包括短路过渡和细滴过渡两种。,短路过渡工艺采用细焊丝、小电流和低电压。焊接时，熔滴细小而过渡频率高，飞溅小，焊缝成形美观。短路过渡工艺主要用于焊接薄板及全位置焊接。 细滴过渡工艺采用较粗的焊丝，焊接电流较大，电弧电压也较高。焊接时，电弧是连续的，焊丝熔化后以细滴形式进行过渡，电弧穿透力强，母材熔深大。细滴过渡工艺适合于中厚板焊件的焊接。,CO2焊的焊接参数包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气流量及焊丝伸出长度等。如果采用细滴过渡工艺进行焊接，电弧电压必须选取在3445V的范围内，焊接电流则根据焊丝直径来选择，对

9、于不同直径的焊丝，实现细滴过渡的焊接电流下限是不同的，见表4-4。,表4-4 细滴过渡的电流下限及电压范围,2焊前准备 工件材料：低碳钢 工件尺寸（mm）：30040010 CO2气体纯度：99.5%以上 焊接参数：见表4-5。 表4-5 平板堆焊焊接参数,二、编程与焊接 ABB弧焊机器人系统带外部轴（变位机）和卡具。 1）工件安装与卡紧 使用平板焊接卡具，将工件安放在卡具上，卡紧。 2）新建程序 打开程序编辑器，新建程序,3）确定引弧点 手动操纵焊接机器人，使焊丝对准工件上引弧点，选择ArcLOn。 4）修改焊接参数 按表4-5选择和修改各项焊接参数。 5）确定熄弧点 手动操纵焊接机器人定位

10、到工件上熄弧位置，选择ArcLOff。,6）焊枪回原位或规定位置 手动操纵焊接机器人使焊枪回到原始位置或者规定位置。 7）运行程序 先空载运行所编程序，再进行焊接。,三、手动调节 1Process blocking 禁止 在空载运行或调试焊接程序时，需要使用禁止焊接功能；或者禁止其他功能，如禁止焊枪摆动等。,方法是： 选择“Arcweld”，进入“Blocking”窗口，如图4-5 所示； 在窗口的下半部分列出了可被禁止的功能，用光标选中即可。 选“Block”功能键以禁止该功能，按“Cancel”/功能键恢复，按OK功能键确认。,图4-5 禁止功能选择,2Manual wirefeed 手动

11、送丝 在确定引弧位置时，常常要使焊丝有合适的伸出长度并与工件轻轻接触，故需要使用手动送丝功能。 方法如下： 选择“Arcweld”进入“Manual wirefeed”窗口，如图4-6所示。 按住“Fwd”功能键，焊丝会以50mm/s的速度送出；松开“Fwd”功能键，送丝即停止。按“OK”功能键确认关闭窗口。,图4-6 手动送丝,3Manual gas on/off 手动控制保护气 保护气的流量对焊接质量有重要影响，焊接时的保护气流量必须在焊前准备过程中调节好。 方法是： 选择“Arcweld”进入Gas on/off窗口，如图4-7所示。 按住“Gas on”功能键，保护气气路的电磁气阀被打

12、开，焊枪中有保护气送出；松开“Gas on”功能键，气路被切断，终止送气。按“OK”功能键确认并关闭该窗口,图4-7 手动控制保护气,小贴士 焊接编程技巧,1)选择合理的焊接顺序，以减小焊接变形，缩短焊枪行走路径长度。 2)焊枪过渡时，应使其移动轨迹较短、平滑、安全。 3)优化焊接参数。为了获得最佳的焊接参数，应制作工艺试板进行焊接试验和工艺评定,4)合理确定变位机位置和焊枪姿态。工件在变位机上夹紧之后，若焊缝不是理想的位置与角度，就要求编程时不断调整变位机，使焊缝按照焊接顺序逐次达到水平位置。同时，要不断调整机器人各轴，合理地确定焊枪姿态和焊丝伸出长度。 5)及时插入清枪程序。编写一定长度的焊接程序后，应及时插入清枪程序，可以防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴，保证焊枪清洁，提高喷嘴