焊接机器人现场编程及虚拟仿真

第1章　工业机器人基础 / 1
　1.1　工业机器人的分类 1
　　1.1.1　按操作机坐标形式分类 1
　　1.1.2　按执行机构的控制方式分类 3
　　1.1.3　按程序输入方式分类 3
　　1.1.4　按机械结构分类 4
　　1.1.5　按驱动方式分类 4
　　1.1.6　按用途分类 5
　1.2　工业机器人的基本组成 5
　1.3　工业机器人的技术参数 7
　1.4　工业机器人编程语言 9
　　1.4.1　机器人编程语言的发展 9
　　1.4.2　工业机器人编程语言的类型 11
　1.5　工业机器人的坐标系 11
　1.6　工业机器人的应用 14
　1.7　工业机器人的发展趋势 18

第2章　认识焊接机器人 / 19
　2.1　焊接机器人的定义 20
　2.2　焊接机器人的分类 20
　　2.2.1　点焊机器人（spot welding robot） 20
　　2.2.2　弧焊机器人 23
　　2.2.3　激光焊接机器人 24
　2.3　焊接机器人工作站 26
　　2.3.1　认识焊接机器人工作站 26
　　2.3.2　焊接机器人工作站的基本组成 26
　　2.3.3　焊接机器人工作站的常见形式 41
　　2.3.4　焊接机器人工作站的设计 44
　2.4　焊接机器人的应用及发展趋势 45
　　2.4.1　焊接机器人的主要技术 45
　　2.4.2　焊接机器人的应用 46
　　2.4.3　焊接机器人的发展趋势 46

第3章　ABB焊接机器人的安装与调试 / 48
　3.1　ABB机器人的型号及结构 48
　　3.1.1　ABB 工业机器人常见型号及规格 49
　　3.1.2　技术规格 53
　3.2　ABB焊接机器人的安装 56
　　3.2.1　设备清单目录 56
　　3.2.2　ABB 机器人本体与控制柜的安装 57
　　3.2.3　控制柜的基本构造 58
　　3.2.4　ABB 机器人本体与控制柜的连接 60
　　3.2.5　焊机与控制柜的连接 61
　3.3　焊枪及外部轴的配置 62
　　3.3.1　加载EIO 与MOC 62
　　3.3.2　加载伺服焊枪 65
　　3.3.3　外部轴校准 68
　　3.3.4　设定传动比 69
　　3.3.5　计算最大扭矩 70
　　3.3.6　伺服焊枪上下范围 71
　　3.3.7　设定最大压力值及最小压力值 72
　　3.3.8　伺服焊枪压力测试 73
　3.4　I/O信号的配置 75
　　3.4.1　常用的ABB 标准I/O 板 75
　　3.4.2　定义I/O 总线(DSQC652 板为例) 77
　　3.4.3　定义数字输入/输出信号 80
　　3.4.4　定义模拟输出信号 83
　　3.4.5　系统输入输出与I/O 信号的关联 87
　　3.4.6　I/O 信号的监控与操作 89
　3.5　ABB机器人的粗校准 90
　3.6　ABB机器人的精校准 94
　　3.6.1　转动盘适配器 94
　　3.6.2　准备转动盘适配器 95
　　3.6.3　校准 98
　　3.6.4　更新转数计数器 99
　3.7　ABB焊接机器人干涉区的建立 99

第4章　ABB工业机器人的基本操作 / 100
　4.1　示教器的基本操作 100
　　4.1.1　认识示教器 100
　　4.1.2　示教器的基本结构 101
　　4.1.3　示教器的界面窗口 102
　　4.1.4　示教器的主菜单 103
　　4.1.5　示教器的快捷菜单 104
　4.2　ABB机器人系统的基本操作 105
　　4.2.1　机器人系统的启动及关闭 105
　　4.2.2　机器人系统的重启 106
　　4.2.3　设置系统语言 107
　　4.2.4　设置系统日期与时间 109
　　4.2.5　查看机器人常用信息与事件日志 110
　　4.2.6　系统的备份与恢复 111
　4.3　新建和加载程序 114
　　4.3.1　ABB 机器人存储器 114
　　4.3.2　新建和加载程序 114
　4.4　程序数据的设置 118
　　4.4.1　程序数据及类型 118
　　4.4.2　程序数据的建立 121
　　4.4.3　常用的程序数据 122
　　4.4.4　机器人坐标系的设置及选择 123
　　4.4.5　工具坐标tooldata 的设定 124
　　4.4.6　工件坐标wobjdata 的设定 129
　　4.4.7　有效载荷loaddata 的设定 134
　4.5　手动操纵机器人 136
　　4.5.1　单轴移动机器人 136
　　4.5.2　线性模式移动机器人 137
　　4.5.3　重定位模式移动机器人 139
　　4.5.4　增量模式控制机器人运动 141
　　4.5.5　手动操纵的快捷方式 142
　4.6　ABB机器人基本运动指令 144
　　4.6.1　关节轴运动指令MoveJ 144
　　4.6.2　直线运动指令MoveL 148
　　4.6.3　圆周运动指令MoveC 153

第5章　ABB弧焊机器人现场编程 / 159
　5.1　ABB弧焊机器人工作站 159
　　5.1.1　ABB 弧焊机器人工作站 159
　　5.1.2　ABB 弧焊机器人工作站的组成 159
　5.2　电弧焊焊接工艺基础 161
　　5.2.1　电弧焊及分类 161
　　5.2.2　电弧焊工艺 161
　　5.2.3　焊接工艺参数及其影响 163
　5.3　ABB焊接机器人运动指令 165
　　5.3.1　直线焊接指令ArcL（linear welding） 165
　　5.3.2　圆弧焊接指令ArcC（circular welding） 166
　5.4　焊接程序数据的设定 167
　　5.4.1　seamdata 的设定 167
　　5.4.2　welddata 的设定 169
　　5.4.3　weavedata 的设定 172
　5.5　ABB弧焊机器人轨迹示教操作 174
　　5.5.1　直线焊缝轨迹示教 174
　　5.5.2　圆弧焊缝轨迹示教 181
　5.6　平板对焊示教编程 190
　　5.6.1　布置任务 190
　　5.6.2　工艺分析 190
　　5.6.3　示教编程 191
　　5.6.4　运行程序 197
　5.7　板-板对接接头焊接示教编程 202
　　5.7.1　布置任务 202
　　5.7.2　工艺分析 202
　　5.7.3　焊前准备 203
　　5.7.4　示教编程 203
　　5.7.5　运行程序 218
　5.8　管-板角接接头焊接示教编程 218
　　5.8.1　布置任务 218
　　5.8.2　工艺分析 218
　　5.8.3　焊接准备 219
　　5.8.4　装配与定位 219
　　5.8.5　示教编程 219
　　5.8.6　运行程序 229
　5.9　T形接头拐角焊缝的机器人和变位机联动焊接 229
　　5.9.1　布置任务 229
　　5.9.2　工艺分析 229
　　5.9.3　焊接准备 230
　　5.9.4　定位焊 230
　　5.9.5　示教编程 230
　5.10　机器人焊接故障及缺陷分析 240
　　5.10.1　常见故障及处理方法 240
　　5.10.2　焊接缺陷分析及处理方法 241
　　5.10.3　焊接机器人示教编程技巧总结 242
　5.11　典型工程实例 242
　　5.11.1　弧焊机器人在汽车行业的应用 242
　　5.11.2　弧焊机器人在造船行业的应用 246
　　5.11.3　弧焊机器人在压力容器行业的应用 247

第6章　ABB机器人的维护和故障排除 / 249
　6.1　ABB机器人安全生产注意事项 249
　6.2　ABB机器人本体维护 250
　　6.2.1　保养计划 250
　　6.2.2　机器人本体清洁 251
　　6.2.3　检查动力电缆与通信电缆 252
　　6.2.4　检查及更换各轴变速箱齿轮油 252
　　6.2.5　检查平衡装置 255
　　6.2.6　运动轴1～3 的限位开关 256
　　6.2.7　检查UL 信号灯 257
　　6.2.8　更换SMB 电池 257
　　6.2.9　检查机器人零位 258
　6.3　控制柜的维护 258
　　6.3.1　保养计划 258
　　6.3.2　检查控制柜 259
　　6.3.3　清洁控制柜 259
　　6.3.4　清洁空气过滤器 259
　6.4　常见故障排除 260
　　6.4.1　机器人微动 260
　　6.4.2　机械噪声 260
　　6.4.3　引导应用程序的强制启动 260
　6.5　常见错误代码及其解决方式 261

第7章　工业机器人离线编程的基础 / 263
　7.1　工业机器人的离线编程技术 263
　　7.1.1　离线编程及其特点 263
　　7.1.2　离线编程系统的软件架构 265
　　7.1.3　离线编程的组成与基本步骤 266
　7.2　安装工业机器人仿真软件RobotStudio 272
　　7.2.1　下载 272
　　7.2.2　安装 272
　　7.2.3　RobotStudio 的授权 274
　　7.2.4　仿真软件RobotStudio5.61 的软件界面介绍 275

第8章　构建基本仿真工业机器人工作站 / 281
　8.1　布局工业机器人基本工作站 281
　　8.1.1　工业机器人工作站的建立 281
　　8.1.2　加载物件 292
　　8.1.3　保存机器人基本工作站 294
　8.2　建立工业机器人系统与手动操作 295
　　8.2.1　建立工业机器人系统 295
　　8.2.2　机器人的位置移动 298
　　8.2.3　工业机器人的手动操作 299
　　8.2.4　回机械原点 303
　8.3　创建工业机器人工件坐标系与轨迹程序 304
　　8.3.1　建立工业机器人工件坐标 304
　　8.3.2　创建工业机器人运动轨迹程序 306
　8.4　机器人仿真运行 311
　　8.4.1　仿真运行机器人轨迹 311
　　8.4.2　机器人的仿真制成视频 312

第9章　仿真软件RobotStudio中的建模功能 / 316
　9.1　建模功能的使用 316
　　9.1.1　RobotStudio 建模 316
　　9.1.2　对3D 模型进行相关设置 316
　9.2　测量工具的使用 319
　　9.2.1　测量矩形体的边长 319
　　9.2.2　测量锥体的角度 321
　　9.2.3　测量圆柱体的直径 322
　　9.2.4　测量两个物体间的最短距离 324
　9.3　创建机械装置 325
　9.4　创建机器人用工具 333
　　9.4.1　设定工具的本地末端点 333
　　9.4.2　创建工具坐标系框架 340
　　9.4.3　创建工具 343

参考文献 / 346