MotoSimEG-VRC软件:安川机器人摆动焊接虚拟仿真操作方法
wptr33 2024-12-12 15:24 22 浏览
概述
弧焊焊接是工业机器人最常见的一种应用，焊接前不仅需要为机器人示教编程，还要为机器人配置焊接工艺参数。对于工件焊缝较宽或坡口较大的工件，机器人在焊接过程中还需要进行摆动。虚拟仿真时，要想仿真出逼真的摆焊效果，焊接工艺参数与焊接摆动参数配置的步骤也同样不能少。
前几期中已经介绍了使用MotoSimEG-VRC软件进行安川机器人弧焊焊接离线编程与虚拟仿真的操作方法，本期再来介绍一下安川机器人弧焊焊接工艺参数配置以及摆动焊接的虚拟仿真方法。
弧焊焊接机器人工作站创建
在MotoSimEG-VRC软件中创建虚拟仿真项目，并在生成的虚拟仿真环境中添加机器人控制器，详细配置参数如下：
Controller Type：DX200
Language：1.English，2.Japanese
R1：MA1440/MH12-A0*(MH12)
Application：ARC
在创建好的虚拟仿真环境中为机器人添加周边设备，如弧焊焊枪模型、简易工装模型以及简易工件模型，并将其全部布局到合适位置，布局好的工作站效果如下图所示。
弧焊焊接指令介绍与添加方法
安川机器人弧焊焊接指令主要包含ARCON、ARCOF、ARCSET三个，其中ARCON是弧焊焊接引弧指令，ARCOF是弧焊焊接熄弧指令，ARCSET是焊接条件设定指令。
ARCON、ARCOF在机器人程序中都是成对出现，当执行到ARCON指令时，机器人向焊机发出引弧信号后启动焊接；当执行到ARCOF指令时，机器人向焊机发出熄弧信号后结束焊接。
弧焊焊接引弧指令（ARCON）有三种表现形式，如下图所示。第一种表现形式不带任何附加项，这种情况下，必须在执行ARCON指令前，用焊接条件设定指令（ARCSET）预先设定焊接条件。第二种表现形式调用了引弧条件文件，这种情况下，必须预先在对应序号的引弧条件文件内设定好焊接参数。第三种表现形式将各种条件作为附加项进行直接设定，如焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
弧焊焊接熄弧指令（ARCOF）同样有三种表现形式，如下图所示。其三种表现形式的结构、用法与引弧指令相同。
弧焊焊接条件设定指令（ARCSET）有两种表现形式，如下图所示。与引弧、熄弧指令相比，ARCSET指令只是少了不带任何附加项的表现形式，其两种表现形式的结构、用法与引弧、熄弧指令基本相同。
除了上述三条常用的弧焊焊接指令外，机器人还内置了焊接渐变指令ARCCTS、ARCCTE等其他弧焊焊接指令，详细指令结构及用法可参考安川机器人弧焊焊接手册。
机器人弧焊焊接指令添加方法也比较简单，先将光标移动到要添加焊接指令的位置处，然后在示教器操作面板上按“INFORM LIST”键，在指令列表中选择“DEVICE”，在其子菜单中即可找到相应的弧焊焊接指令。
若是要切换焊接指令的表现形式，可以在选中焊接指令后再次按“SELECT”键，在指令详细编辑界面中设置要使用的附加项，附加项默认为“UNUSED”。
弧焊焊接条件文件介绍与配置方法
在进行焊接之前要先配置机器人弧焊焊接条件文件，安川机器人一般需要配置三种弧焊焊接条件文件，即引弧条件文件、熄弧条件文件、焊接辅助条件文件。
引弧条件文件用于设置引弧条件、焊接条件、提前送气以及其他功能等，熄弧条件文件主要用于设置熄弧条件、滞后送气等，焊接辅助条件文件中可以设置再引弧功能、再启动功能、自动解除粘丝功能。
在机器人示教器显示界面上依次点击“Main Menu”→“ARC WELDING”，在其子菜单中前三项就是弧焊焊接条件文件设置选项。其中，“ARC START COND.”是引弧条件文件，“ARC END COND.”是熄弧条件文件，“ARC AUX COND.”是焊接辅助条件文件。另外，“WEAVING”是摆焊条件文件，配置摆焊参数时可以点击进入。
进入引弧条件文件后，在ARC START CONDITION界面中可以根据实际焊接工艺要求配置机器人引弧、焊接等相关参数，详细参数说明如下表所示。
参数选项 | 默认值 | 参数说明 |
COND NO. | 1/1000 | 引弧条件文件序号 |
COMMENT | 注释（最多可输入32个半角字符） | |
CURRENT | 200A | 焊接电流输出值（30~500A） |
VOLTAGE | 100% | 焊接电压输出值（12.0~45.0V，50~150％） |
ROBOT PAUSE TIME | 0.00sec | 引弧时，机器人暂停时间（0~10.00sec） |
SPEED | 80cm/min | 焊接速度（1~600cm/min） |
RETRY | ON | 再引弧功能（打开） |
MODE | REPLAY | 再引弧的动作模式（重复） |
ARC FAILURE RESTART | ARC AUX. COND | 引弧失败再启动（引弧辅助条件） |
WELDER CONTROL PRMTR | NOT USED | |
POS SET ZONE | 0 | 引弧点位置等级（设定为0时，机器人完全到达引弧点停止后，开始焊接。） |
PREFLOW TIME | 0.0 | 提前送气时间 |
SHIFT MODE | INVALID | 焊接线偏移模式（无效） |
SHIFT VALUE | 0.0,0.0,0.0 | 焊接线偏移值 |
DIGITAL IF COND NO. | 0 | |
SLOPE FLAG | OFF | 渐变焊接（无效） |
SLOPE MODE | DISTANCE | 渐变焊接模式（距离） |
SLOPE CURRENT | 200 | 渐变焊接电流输出值 |
SLOPE VOLTAGE(V) | 20.0 | 渐变焊接电压输出值 |
SLOPE VOLTAGE(%) | 100 | 相对焊接电压正常输出值的比率 |
SLOPE ANALOG OUTPUT 3 CMD | 0.00 | 模拟输出3的命令电压目标值（-14.00~14.00） |
SLOPE ANALOG OUTPUT 4 CMD | 0.00 | 模拟输出4的命令电压目标值（-14.00~14.00） |
SLOPE DISTANCE | 10.0mm | 渐变焊接距离 |
SLOPE TIME | 0.01 | 渐变焊接停止时间 |
SLOPE WEAV AMP | 0.1 | 渐变摆焊单侧振幅 |
SLOPE SPEED | 80cm/min | 渐变焊接速度 |
SLOPE SHIFT VALUE | 0.0,0.0,0.0 | 渐变焊接线偏移值 |
进入熄弧条件文件后，在ARC END CONDITION界面中可以根据实际焊接工艺要求配置机器人熄弧相关参数，详细参数说明如下表所示。
参数选项 | 默认值 | 参数说明 |
COND NO. | 1/1000 | 熄弧条件文件序号 |
COMMENT | 注释（最多可输入32个半角字符） | |
CURRENT | 160A | 熄弧电流输出值（30~500A） |
VOLTAGE | 80% | 熄弧电压输出值（12.0~45.0V，50~150％） |
ROBOT PAUSE TIME | 0.20sec | 到达熄弧点后，机器人暂停时间（0~10.00sec） |
ANTI-STICK | OFF | 自动解除粘丝功能（关闭） |
MONITORING | 0.2sec | 粘丝监视时间 |
WELDER CONTROL PRMTR | NOT USED | |
POS SET ZONE | 0 | 熄弧点位置等级（设定为0时，机器人完全到达熄弧点停止后，开始熄弧。） |
AFTERFLOW TIME | 0.0 | 滞后送气时间 |
SHIFT VALUE | 0.0,0.0,0.0 | 焊接线偏移值 |
DIGITAL IF COND NO. | 0 | |
SLOPE FLAG | OFF | 渐变焊接（无效） |
SLOPE MODE | DISTANCE | 渐变焊接模式（距离） |
SLOPE CURRENT | 160 | 渐变焊接电流输出值 |
SLOPE VOLTAGE(V) | 16.0 | 渐变焊接电压输出值 |
SLOPE VOLTAGE(%) | 80 | 相对焊接电压正常输出值的比率 |
SLOPE ANALOG OUTPUT 3 CMD | 0.00 | 模拟输出3的命令电压目标值（-14.00~14.00） |
SLOPE ANALOG OUTPUT 4 CMD | 0.00 | 模拟输出4的命令电压目标值（-14.00~14.00） |
SLOPE DISTANCE | 10.0mm | 渐变焊接距离 |
SLOPE TIME | 0.01 | 渐变焊接停止时间 |
SLOPE WEAV AMP | 0.1 | 渐变摆焊单侧振幅 |
SLOPE SPEED | 50cm/min | 渐变焊接速度 |
SLOPE SHIFT VALUE | 0.0,0.0,0.0 | 渐变焊接线偏移值 |
进入焊接辅助条件文件后，在ARC AUXILIARY COND界面中可以根据实际焊接工艺要求配置机器人再引弧功能、再启动功能、自动解除粘丝功能相关参数，详细参数说明如下表所示。
参数选项 | 默认值 | 参数说明 |
<RETRY FUNCTION SET> | 再引弧功能设定 | |
NO. | 1times | 再引弧次数（0~9times） |
RETRACT TIME | 0.10sec | 再引弧退丝时间（0~2.50sec） |
REPLAY DISTANCE | 10mm | 重启移动距离（0~99.9mm） |
SPEED | 30cm/min | 再引弧机器人移动速度（1~600cm/min） |
CURRENT | 100A | 再引弧焊接电流输出值（1~999A） |
VOLTAGE | 100% | 再引弧焊接电压输出值（0~50.0V、50~150%） |
<RESTART FUNCTION SET> | 再启动功能设定 | |
NO. | 0times | 再启动次数（0~9times） |
LAP DISTANCE | 5.0mm | 再启动焊缝重叠量（0~99.9mm） |
SPEED | 30cm/min | 再启动机器人返回速度（1~600cm/min） |
CURRENT | 100A | 再启动焊接电流输出值（1~999A） |
VOLTAGE | 100% | 再启动焊接电压输出值（0~50.0V、50~150%） |
RESTART MODE | 再启动模式 | |
1.ARC FAILURE | NO RESTART | 断弧（不再启动） |
2.GAS FAILURE | NO RESTART | 断气（不再启动） |
3.WIRE FAILURE | NO RESTART | 断丝（不再启动） |
<WIRE ANTI-STICKING FUNCTION SET> | 自动解除粘丝功能设定 | |
NO. | 3times | 自动解除粘丝次数（0~9times） |
CURRENT | 110A | 解除粘丝时的焊接电流输出值（1~999A） |
VOLTAGE | 120% | 解除粘丝时的焊接电压输出值（0~50.0V、50~150%） |
CLOCK | 0.30sec | 解除粘丝时间（0~2.00sec） |
摆焊指令介绍与添加方法
与其他品牌机器人一样，安川机器人也支持摆动焊接，并且在机器人系统中内置了摆焊指令。摆焊指令包含两条，WVON是摆焊启动指令，WVOF是摆焊结束指令。
如下图所示，摆焊启动指令WVON也有三种表现形式，第一种表现形式为调用摆焊条件文件，这种情况下，必须预先在对应序号的摆焊条件文件内设定好摆焊参数。第二种表现形式在调用摆焊条件文件的基础上，增加了摆动方向设定附加项，设定值为0时为正方向摆动，设定值为1时为逆方向摆动。第三种表现形式将各种条件作为附加项直接设定，这种表现形式只适用于单摆模式，在指令中可以设置摆焊单侧振幅、摆焊频率、摆焊角度等相关参数。
摆焊结束指令WVOF只有一种表现形式，它没有任何附加项，使用时直接添加即可。摆焊指令的添加方法与机器人引弧、熄弧指令相同，参考操作即可。
摆焊条件文件与配置方法
进入摆焊条件文件后，在WEAVING CONDITION界面中可以根据实际摆焊工艺要求配置机器人摆动焊接相关参数，详细参数说明如下表所示。
参数选项 | 默认值 | 参数说明 |
COND NO. | 1/255 | 摆焊条件文件序号 |
MODE | SINGLE | 摆焊模式，包含单摆、三角形、L形三种 |
SMOOTH | ON | 平滑（开启） |
SPEED TYPE | FREQUENCY | 摆焊速度类型，包含频率、移动时间两种 |
FREQUENCY | 3.5Hz | 摆焊频率（0~5.0Hz） |
<PATTERN> | 基本模式 | |
AMPLITUDE | 2.000mm | 单摆振幅 |
VERTICAL | 10.000mm | 纵向距离（1.0~25.0mm），设定三角形、L形摆焊时生效 |
HORIZONTAL | 10.000mm | 横向距离（1.0~25.0mm），设定三角形、L形摆焊时生效 |
ANGLE | 45.00deg | 沿摆动方向焊枪旋转角度（0.1~180.0deg） |
TRAVEL ANGLE | 0.00deg | 沿前进方向焊枪旋转角度（0.1~180.0deg） |
<TIMER MODE> | 延时方式 | |
POINT | 停止位置 | |
1 | WEAV STOP | 区间1（摆焊停止） |
2 | WEAV STOP | 区间2（摆焊停止） |
3 | WEAV STOP | 区间3（摆焊停止） |
4 | WEAV STOP | 区间4（摆焊停止） |
<STOP TIMER> | 停止时间 | |
POINT | 停止位置 | |
1 | 0.0sec | 区间1 |
2 | 0.0sec | 区间2 |
机器人焊接速度指定方法
安川机器人弧焊焊接速度有两种指定方法：一、用机器人运动指令中的速度作为焊接速度，二、用ARCON指令或引弧条件文件中设定的速度作为焊接速度。
当运动指令中未设置速度时，机器人会自动使用ARCON指令中指定的焊接速度进行焊接。
当机器人运动指令、ARCON指令中都设定有速度时，机器人将会按照下表所示的参数设定值自动判断焊接速度使用的优先级来执行焊接。
参数 | 设定值 | 优先级 | 默认值 |
AxP005 x：用途序号 | 0 | 机器人运动指令速度优先 | 0 |
1 | ARCON指令速度优先 |
安川机器人运动指令中的速度附加项是可以不使用的，若要取消此附加项，可以将光标移动到运行指令上，按两次“SELECT”键，在运动指令详细编辑界面中将SPEED项设置为“UNUSED”，就可以将其取消了。
机器人弧焊焊接示教编程
从前面看，以工件水平板与立板之间的接合线为焊缝对机器人进行示教编程，并在程序中添加弧焊焊接引弧指令、摆焊启动指令、摆焊结束指令、熄弧指令，程序全部示教完成后如下图所示。
机器人焊接程序编写完成后，为机器人配置相应序号的引弧条件文件、熄弧条件文件、摆焊条件文件、焊接辅助条件文件，作为仿真时所有焊接条件文件相关参数均可保持默认。
机器人弧焊焊接仿真运行
对机器人仿真运行，仿真效果如下方动态图所示，可以看到机器人按照编写的程序对工件进行摆动焊接。
?The End
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