摘 要：在本次研究中通過闡明了ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)的主要控制原理，以及分析汽車本身的焊接應(yīng)用，介紹了該弧焊系統(tǒng)的硬件配置及軟件設(shè)計。本次系統(tǒng)主要借助ABB機(jī)器人最新研發(fā)的IRC5控制設(shè)備及兩臺機(jī)器人外部軸變位機(jī)設(shè)備，有效提升了機(jī)器人弧焊系統(tǒng)的緊密性及柔性，很大程度的提升了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：ABB機(jī)器人；弧焊系統(tǒng)；IGBT弧焊

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0264-02

引 言

在開展現(xiàn)代化技術(shù)型工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程中，將機(jī)器人先進(jìn)技術(shù)引用其中，能夠起到有效的生產(chǎn)效率提升、勞動力投入有所減少、企業(yè)運(yùn)營發(fā)展較好的成效。現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)施系統(tǒng)運(yùn)行，同時也在一定程度上將企業(yè)本身的生產(chǎn)工作開展現(xiàn)代化水平有所展現(xiàn)，提高了企業(yè)的整體競爭實(shí)力及信息化企業(yè)形象[1]。本次研究通過將某一汽車有限公司的裝焊車間，在生產(chǎn)運(yùn)行中的弧焊站內(nèi)部ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)展開分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用該ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)，有效降低了生產(chǎn)的故障率，提高了生產(chǎn)效率已經(jīng)生產(chǎn)2萬根縱梁，生產(chǎn)節(jié)拍僅為5min。由此本次研究展開對ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用分析。

1 系統(tǒng)總體構(gòu)造

在本次ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)研究中，通過系統(tǒng)化采用了ABBIRB1400型6軸機(jī)器人設(shè)備，在理論基礎(chǔ)上能夠確保工作半徑位置及精度均可在0.02mm以內(nèi)[2]，弧焊機(jī)設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行中，主要借助了全新數(shù)字化焊接技術(shù)，確保生產(chǎn)過程中功能耗損節(jié)省、工作功率因子數(shù)高、減少飛濺情況發(fā)生率的穩(wěn)定可靠焊接質(zhì)量?；『赶到y(tǒng)設(shè)備能夠儲存130套焊接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，滿足不同的板材焊接需求，由此實(shí)現(xiàn)了細(xì)化、廣化的焊接效果[3]。針對兩套夾具借助獨(dú)立化上下件，能夠有效提升整體的生產(chǎn)效率。

2 系統(tǒng)具體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件配置

ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)在硬件配置設(shè)計中，主要結(jié)構(gòu)組成包括了五部分：IRC5機(jī)器人控制器、機(jī)器人本體、IGBT焊接控制器、兩套氣動式焊接夾具、變位機(jī)。具體硬件配置（如表1所示）。

其中配件設(shè)備包括[4]：①機(jī)器人將機(jī)器人的第6軸上完成焊槍的安裝，之后將其作為機(jī)器人的主要移動TCP工具中心點(diǎn)，該TCP點(diǎn)可以到達(dá)機(jī)器人的所有工作區(qū)域相應(yīng)位置，實(shí)現(xiàn)了三種弧焊運(yùn)動方式，其一即各軸之間單獨(dú)運(yùn)動、其二即機(jī)器人的TCP點(diǎn)不動、其三即TCP點(diǎn)直線運(yùn)動。該TCP點(diǎn)能夠繞機(jī)器人不同軸轉(zhuǎn)動，以機(jī)器人大地坐標(biāo)為據(jù)點(diǎn)，進(jìn)而手動選擇相應(yīng)的弧焊目標(biāo)位置，移動空間量也隨之縮小確保工作能夠多開姿態(tài)化運(yùn)動；②IRC5控制器，該設(shè)備主要作為弧焊系統(tǒng)的核心控制元件，主要控制了驅(qū)動、電源、其他主要部件，同時還包括控制了機(jī)器人弧焊系統(tǒng)的通信輸入輸出及運(yùn)動；③IGBT焊接控制器，主要焊接設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)YD500HG3焊機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)的控制信號包括5個輸出類信號、1個輸入信號。在該控制器運(yùn)行系統(tǒng)中，僅僅需要設(shè)置五個機(jī)器人焊接參數(shù)，機(jī)器人即可根據(jù)不同參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的焊接信號模擬控制，最終完成對焊接電壓及電流的有效控制；④氣動式焊接夾具，在左右兩邊分別配置一套，電磁閥主要由現(xiàn)場總線輸出輸入板加以控制。該總線作為工業(yè)生產(chǎn)中的總路線，具備了較好的應(yīng)用可靠性及較強(qiáng)的抗干擾能力，同時也具備了較強(qiáng)的穩(wěn)定性和現(xiàn)場布線優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)通信中。在完成DSQ652板子地址設(shè)置之后，依據(jù)編碼根據(jù)實(shí)際地址完成虛擬地址設(shè)置，確保地址的一一對應(yīng)無重復(fù)。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

首先通過實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的手動人工元件安裝之后，夾具內(nèi)部元件型號相應(yīng)監(jiān)測裝置，該系統(tǒng)由ABB機(jī)器人作為弧焊系統(tǒng)的運(yùn)行主體，依據(jù)所需要生產(chǎn)的不同元件需求，自動化選擇針對性的焊接元件程序，完成了元件的焊接及監(jiān)測自動化，同時了確保了機(jī)器人及外部設(shè)備的結(jié)合運(yùn)行[5]。在該弧焊系統(tǒng)的焊接過程中，變位機(jī)不斷所依據(jù)的相關(guān)設(shè)備具體位置確保了焊接的姿態(tài)最佳化，軟件設(shè)計流程（如圖1所示）。

2.3 機(jī)器人工作站及路徑規(guī)劃

通過在本次設(shè)計研究的ABB機(jī)器人模擬軟件Robotstudio中，創(chuàng)建機(jī)器人焊接工作點(diǎn)（如圖2所示），具體創(chuàng)建步驟包括三個：首先將角接焊縫模型導(dǎo)入，考慮到軟件Robotstudio三維建模功能較弱，對此借助專業(yè)三維制圖軟件，創(chuàng)設(shè)角接焊縫模型，將其保存后綴名未stl的格式文件之后，將其導(dǎo)入至焊接機(jī)器人的工作站點(diǎn)中；其次將軟件的模型數(shù)據(jù)庫打開，將ABB機(jī)器人弧焊及焊接輔助工作臺導(dǎo)入；之后對軟件Robotstudio的可視化系統(tǒng)加以調(diào)節(jié)，確?？臻g角接焊縫路徑，能夠處于機(jī)器人的工作空間范圍內(nèi)。

通過將經(jīng)過計算得出的離散點(diǎn)位置在軟件Robotstudio中輸入，之后即可實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人弧焊系統(tǒng)的工作路徑軌跡規(guī)劃，對其焊接姿態(tài)加以調(diào)節(jié)。通過旋轉(zhuǎn)角度θ即可完成對焊槍調(diào)節(jié)，確保焊槍不會與工件發(fā)生碰撞。經(jīng)仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各個離散據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度較高，能夠符合ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)的相應(yīng)焊接需求。

3 結(jié) 語

綜上在本次研究中所設(shè)計的ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)，行之有效的提升了生產(chǎn)效率，同時也確保了焊接工作的整體質(zhì)量，提高焊接工作穩(wěn)定可靠性，提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-8-10