弧焊机器人编程优化技巧

操作人员应对机器人基本知识有一定的了解，如六轴结构、负载、工作半径、示教器的基本使用等。

2.操作人员能够熟练完成机器人四大坐标系（轴坐标、世界坐标、工具坐标、基坐标）下的使用。

3.操作人员能够熟练运用工业机器人三种运动编程（PTP、LINE、CIRCLE）及其语句的插补。

根据上述弧焊机器人指令，进行编程。下面以4 mm Q235钢板对接平位置机器人弧焊为例。操作TA/B1400型机器人完成Q235B型钢板I形坡口对接焊缝轨迹的示教编程，设定焊接参数，进行程序跟踪确认后完成焊接，试件及焊缝如图6-20所示。薄板水平对接可不开坡口，焊枪不需要横向摆动。完成任务步骤如下:

图6－20

1.示教前准备好2块尺寸为200 mm×125 mm×4 mm的Q235B型钢板，经矫形、清理、打磨、装配和定位焊。装配间隙1.5～2 mm，反变形角度1°～2°，定位焊长度10 mm左右。

2.将准备好的试件装夹在机器人工作台上，操作机器人进行焊缝轨迹示教编程。

3.设置焊接参数，跟踪确认程序，检验程序是否正确。

4.在确认机器人工作条件就绪和环境安全的条件下，进行自动焊接。

1.示教编程

（1）示教点规划。焊接机器人走直线轨迹只需要设置2个特征点，即点③和点④，插补方式选“MOVEL”。所以，薄板对接平焊只需要设置6个示教点，如图6-21所示^[4]。点①是机器人原点也是程序起始点，点⑥与点①重合，是程序终了点。点②是焊接作业临近点，点⑤是退枪避让点。

图6－21　薄板对接平焊示教点规划图

（2）焊枪位姿。为例便于描述焊枪相对应试件的姿态，我们记焊枪喷嘴端轴线与焊接前进方向之间的夹角为焊枪倾角（以下简称为焊枪倾角），记焊枪喷嘴端轴线和焊缝中心线形成的平面与试件表平面（若焊丝触点处为曲面，则取改点的切平面）之间的夹角为焊枪转角（以下简称为焊枪转角）。图6-22中，焊枪轴线与焊缝中心线在一个平面内，轴线与焊接前进方向（图中由左向右）之间的夹角称为焊枪倾角。图6-23中，焊枪轴线与焊缝中心线决定的平面与试件表平面之间的夹角称为焊枪转角。

图6－22　焊枪倾角示意

图6－23　焊枪转角示意

焊枪倾角的选择与焊件厚度有关，3 mm板焊枪倾角可选择70°～110°。选择合适的焊枪角度能保证焊接时电弧稳定性和焊接质量。CO2气体保护焊焊枪垂直焊接时飞溅率最小，焊枪倾角越大，飞溅越多。实际作业中，拉焊法焊枪倾角在70°～80°时，飞溅明显减少；推焊法焊枪倾角＜120°时，飞溅明显减少。对比2种手法，使用推焊法进行焊接，飞溅明显比拉焊法小得多。板对接时，焊枪最适宜的转角是90°。

（1）示教流程。机器人编程和焊接需进行焊接前准备、新建程序文件、示教点拾取与登录、参数设置与估计确认等环节，流程如图6-24所示^[5]。

图6－24　示教流程图

（2）轨迹示教。薄板对接直线焊缝轨迹上示教点的属性和状态如图6-25所示⑦。P1点为原点，在新建程序后直接拾取登录（若机器人TCP不在原点，则需要先复位）。P2～P5点的示教方法如表6-7，P6时程序结束后回到原点。

图6－25　薄板对接平焊示教点属性图

表6－7　薄板对接平焊示教方法说明

续表

（3）设定参数，完成程序。将焊接电流设定为120 A，电弧电压设定为17.2 V，焊接速度设定为0.35 m/min。将收弧电流设定为100 A，电弧电压设定为16.8 V，收弧时长设定为0 s。参数设定方法参考数值输入方法。将起弧、收弧模式设定为默认值，得到薄板对接平焊示教程序，如表6-8。

表6－8　薄板对接平焊示教程序(www.xing528.com)

2.程序跟踪与确认

程序编辑完成后需要对程序进行检查，判断机器人示教轨迹与期望轨迹是否一致。Panasonic机器人采用两种方式来确认轨迹，跟踪和程序测试。示教步骤如下:

图6－26　薄板对接平焊示教跟踪

（1）切换机器人至示教模式下的编辑状态，移动光标至跟踪起始点所在命令行。

为了准确拾取焊缝上的示教点，取点时焊丝端部碰触试件，程序跟踪时可能产生刮擦到试件。所以，在示教跟踪时将焊丝回抽一些，回抽焊丝操作与送丝操作相同。有关程序跟踪与测试的图标与功能见表6-9⑦。

表6－9　程序跟踪图标及功能表

3.自动焊接

检查送丝系统，供气系统工况，在确认焊接电源的工作状态和机器人工作环境安全后，将模式切换开关打到运行（Auto）上即可运行在示教模式（Teach）下编辑好的程序，对试件进行焊接加工。程序启动有两种，一种是手动方式，即用示教器上启动开关启动焊接程序，另一种是自动方式，利用外部设备输入信号来启动焊接程序。单机工作时，采用手动方式。