焊接机器人离线编程系统接口设计与开发

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1、摘要焊接机器人离线编程系统接口设计与开发摘要工业机器人的发展经历了示教再现和离线编程两个阶段。近年来，以离线编程为基础的机器人柔性自动化系统的开发，代表了机器人系统二次开发的方向。本文在前人研究成果的基础上，结合汽车工业中与机器人相关的实际应用研究项目，针对本实验室早期开发的基于PC的机器人三维可视化离线编程与仿真系统WinROBWeld进行了二次开发的。WinROBWeld系统在开发之初是针对ABB公司的IRB2000机器人的，它使用的是S3控制系统和ARLA编程语言，而目前实验室使用的是ABB公司的IRB140机器人，它采用的是S4Cplus控制系统和RAPID编程语言，

2、因此系统存在重新建模、程序转换以及与机器人通讯等方面的匹配问题，使该系统一直没有在实验室目前的IRB140机器人上得到应用。由于实际生产中的项目研究需要，必须使该系统能够实现对IRB140机器人的离线编程，针对上述情况，本文在研究S4Cplus机器人控制系统和RAPID编程语言的基础上，对WinROBWeld离线编程系统进行了重新开发，并重新建立了以下三个功能模块：工件3D建模、通信模块及程序转换模块。工件的3D建模分两步实现，首先在其他CAD软件中将工件以VRML格式导出，其次再把工件从VRML格式转换到系统所支持工件格式。这是因为VRML格式是目前多数CAD软件均支持的输

3、出格式之一，且其代码及相关协议均公开。本文在重点分析和研究VRML2.0结构与语法的基础上，通过重新设计转换算法，设计开发了新的工件3D模型文件转换工具，并加入了转换工具对定位参数输入功能的支持。通讯模块用来实现系统与机器人的通信。采用两种通讯技术，一种是传统计算机与机器人之间的通信技术，另一种是基于C/S模型的计算机与机器人之间的网络通信技术。前者主要用来实现系统的文件管理及机器人简单控制，比如程序的上传与下载，启停机器人程序的I上海交通大学硕士学位论文执行等。后者可省去程序转换过程，提高编程效率，方便对程序运行的实时控制。本文采用基于C/S模型与ABBWebWareSDK

4、，编制了网络通信接口函数，解决了基于串行线路接口协议的通信功能薄弱与不完整、实时性差等问题，并可以通过机器人控制器控制激光器、TIG及MIG等加工设备。程序转换模块用来完成系统程序对特定类型机器人语言的程序转换，本文在分析与研究RAPID语言结构及语法规则的基础上，重新开发了系统的程序转换模块，扩充与完善了该模块的功能，使其能同时支持ARLA和RAPID语言。最后，结合汽车工业的某研究项目，针对某汽车后车盖的空间3D模型进行了系统离线编程与仿真试验，实现了从工件3D建模，离线编程、程序仿真、程序转换、程序下载运行到在线监视等整个过程。关键字离线编程；接口开发；工件3D建模；网

5、络通信；C/S模型；程序转换II英文摘要THEDESIGNANDDEVELOPMENTOFINTERFACEOFWELDINGROBOTOFF-LINEPROGRAMSYSTEMABSTRACTThedevelopmentofindustrialrobothasgonethroughtwosteps,whichareTeachingandPlayingandoff-lineprogramming.Recentlythedevelopmentofrobotflexibleautomotivesystembasedonoff-lineprogrammingdelegatesthe

6、secondarydevelopmentdirectionofrobotsystem.Thisresearchwhichisbasedtheformerresearchresult,combinedwiththepracticalrobotimplementdevelopmentprojectsintheautoindustry,aimsatthesecondarydevelopmentofrobotoff-lineprogrammingandsimulationsystem—WinROBWeld.WhichisbasedonPC,developedintheourlab.A

7、tthebeginningofWinROBWelddevelopment,itaimedattheIRB2000robotofABB,whichusedtheS3serialcontrolsystemandARLAprogramminglanguage.ButnowtherobotusedinourlabareIRB140,whichusestheS4CpluscontrolsystemandRAPIDprogramminglanguage.Sotherearesomeproblemsaboutthem