点焊机器人仿真模拟分析

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1、点焊机器人仿真模拟分析主题：以统计分析的方法，对机器人仿真的结果进行优化。机器人仿真模拟是概念设计阶段，对机器人工作站进行工艺方案设计时，所采用的一种手段或者表达方法。仿真软件能够做到的是：通过对机器人各轴运动范围的限制，定义工具的可达范围，通过干涉检查功能避免干涉产生。通过补间方式及速度参数的设置核查动作时间乃至输出离线编程所需要的代码文件。三维动画的视觉效果给人以直观的感觉。然而这些仅能说明可达，并不能说明合理或者最优。机器人工作站方案设计的目的是针对产品的工艺需求，将机器人、工具、工装这三个设备形成最佳的组合与布置。仅能够说明可达的手段不足以实现要达到的目的。连续播放三维动画的任

2、一瞬时，所展现的只是运动过程中的某一姿态。满足所有姿态的最佳组合与布置，在缺少必要的数据统计或者表达方法的情况下，仅能凭记忆中的想象结合经验作出判断，这说明了手段上的欠缺。所以有必要通过统计分析的方法，对机器人仿真的结果进行优化。如果对机器人的每一个姿态，进行综合描述，所呈现出的是离散性的分布。离散度的减小以及将分布中值点调整至最佳点是对于分布的优化。也就是达到形成最佳组合与布置目的手段。一、方案设计时需要重点考虑的问题：1）明确工艺操作内容：对于由多台机器人组成的生产线或者工作站而言，存在着工艺操作分工的问题。在全部工艺操作要求中，重点关注不易于达到的焊点分布与实现方式。将难点分解到

3、每个工位的每个机器人（或操作人），行成初步方案构想。结合装件、搬运、工装等动作时间因素。以各工位动作周期时间均衡为目的，测算出计划分配给每个机器人焊接的数量。在初步方案的基础上，再将其它焊点予以分配。2）机器人选型：a、采用普通型还是下探型机器人；b、机器人的运动范围，必要时采用行走外部轴或者夹具运动。Filename:5fc3e1b47565f7d516e9371d5169f30b.docPage15/152009年1月9日点焊机器人仿真模拟分析c、机器人的搬运能力。是指如果工具重心在以六轴中心为圆心，以一定数值为半径，在工具安装侧行程的半球范围内，机器人仍能够在其可达范围内达到额定

4、速度时，所能承受的最大重量。如果重心超出半球范围，仍要达到额定速度，则可搬重量必须降低。如果重心超出半球，工具重量大于额定重量。则意味着运动速度可能降低，需要进一步分析机器人的负重姿态和五轴的承重方式。3）选择工具（焊枪）：a、焊枪为C型枪还是X型枪。b、焊枪打点姿态，即沿Z轴旋转的角度调整应易于机器人可达。c、焊枪的前部结构（喉深、喉宽、电极头形式、打开行程等）。d、焊枪的后部结构（变压器的安装方式等）。e、确定与机器人六轴安装法兰面的朝向，是决定焊枪姿态变化的重要因素。对于大型焊枪要考虑机器人负重姿态。f、以与TCP点距离近为原则确定BASE点的位置（某些情况为了提高工具可达范围可

5、能有意拉大TCP点与BASE点间距）。g、可能存在更换焊枪、附带小型抓具、GEOGripper等其它情况。4）机器人与夹具的相对安装位置通常只采用水平放置的姿态，如果需要倾斜、壁挂或吸顶的安装方式，需要机器人供应商提供详细的技术说明。仿真软件的扫描分析功能可以得出满足可达要求的安装范围，条件允许的情况下选择中间点。5）考虑相邻机器人或其他设备对机器人操作过程可能造成的干涉影响。通过优化打点路径的方式，避免等待现象的产生。6）根据仿真模拟的结果，考虑进枪通道狭窄、负重等因素，对机器人的操作时间进行分析计算。7）考虑由机器人控制系统、夹具控制系统构成的机器人工作站组站控制方式。相互连锁信号

6、的数量、内容和传递方式等。8）机器人动力电、控制电、焊接电、冷却水、压缩空气等公用动力需求的供给方式和条件。地面基础的需求，以及控制柜、围栏桥架、电极修磨器。工具放置架等的布置与分工。9）工程化设计时应注意的问题：a、焊接状态以外所需的补间点补间方式，以及由此而产生的相关问题。b、电缆的绕接方式，并由此可能带来的干涉问题。以及电缆的寿命因素。c、满足焊接参数要求的焊枪工程化设计。Filename:5fc3e1b47565f7d516e9371d5169f30b.docPage15/152009年1月9日点焊机器人仿真模拟分析d、焊枪等工具的确切重量、重心位置与机器人负重能力的校核。e、

7、机器人底座、伺服轨道等辅助设备的工程化设计。二、基本概念和定义以ABB产IRB6600-2.55型机器人的相关参数举例说明1）术语：机器人各轴名称为大写的一轴、二轴……六轴，各轴在立面图中的投影点或指定点为小写的1点、2点……6点。轴点之间的连接线命名为23线、35线、15线等。TCP点不是投影点而是空间点。以5点为起点，以56点连线定义方向和长度的矢量为。以5点为起点，以5点与TCP点连线定义方向和长度的矢量为。过TCP点作垂线，垂足为R点。