工业机器人焊接生产线的系统设计的实现

在设计前期，用ROBCAD机器人仿真软件精确地设计了焊接生产线中主要的仿真模型:工装夹具、X型焊枪、C型焊枪和各模型的动作设计。然后将设计好的夹具模型和焊枪模型组合到机器人中。通过AutoCAD规划的布局图，建立起ROBCAD的3D仿真模型系统。在机器人仿真模型系统中，通过ROBCAD的点焊功能包，并根据焊接生产工艺要求设计机器人仿真轨迹，规划焊点。然后根据各机器人的工作路径检查机器人之间的干涉碰撞区域，为PLC程序设计做好机器人仿真技术支持。最后根据精确的仿真模型系统和现场实际机器人控制器规格，模拟计算出生产节拍。

在控制系统设计中，根据ROBCAD机器人仿真结果，用GRAPH语言对机器人的控制程序进行顺序设计，将每一个工序划分成步，每一步拥有转换条件，执行命令。得到了机器人生产线控制程序。

这样完成了整个系统的离线设计，为项目的实施提供了经过验证的位置布局、有效的工艺流程验证、仿真生产节拍验证、有效的机器人程序和控制系统的程序。为以后的项目在现场实施提供了有效的仿真数据，并极大的避免了规划设计错误，缩短了项目实施期，加快了项目投产时间。

项目的现场实施往往在设备到达现场后即刻开始。机械安装人员和电气安装人员根据CAD布局图和ROBCAD 3D仿真模型图，对设备进行安装，由于前期已经经过多次仿真验证，在项目实施后，设备机械安装和电气安装的进程将大幅加快，避免了规划设计错误。

机器人工程师会直接将ROBCAD仿真的数据输入到机器人设置中，并下载离线程序到机器人控制器。完成这两步后，将很快进行机器人轨迹验证、工艺验证。根据现场实际情况，做出优化。

PLC电气控制工程师将PLC离线控制程序，直接下载到PLC进行调试。因为项目实施前用ROBCAD进行过工艺验证和工序验证。PLC离线控制程序到现场后将不会需要大幅修改，而那些没有做ROBCAD仿真验证等工作的项目，PLC电气控制工程师在现场将花费巨大时间去调试控制程序。项目规划实施如图5-1所示。

经过ROBCAD仿真系统的验证、项目实施时不断的优化，项目在最短的时间内完成投产。对于工业机器人焊装生产线，质量和节拍都是衡量自动化生产线至关重要的因素。

根据以往的经验，点焊过程中的影响焊接质量的因素有:电极压力、焊接电流、电流密度、焊接时间、电极形状及材料。

本项目中通过在实际现场中不断优化电极压力、焊接电流、焊接时间，定期打磨电极帽、电极帽达到使用寿命后自动更换电极帽等措施，获得了高质量的焊点。图5-2为所截取的两个部位的焊点，焊点牢固、可靠、无虚焊等。

经过多次焊接机器人的轨迹优化、控制逻辑优化，满足了项目设计初期的生成节拍要求。生产节拍历史表如表5-1所示。

由于前期用ROBCAD机器人仿真软件建立了精确的仿真系统，验证了工艺可行性、方案可行性。在项目开始根据ROBCAD里仿真数据快速开展项目的实施。不仅得到了高质量的焊点，而且生产节拍满足生产要求。