工業(yè)機器人基礎(chǔ)編程與操作 模塊五 KUKA機器人的編程應用

工業(yè)機器人基礎(chǔ)操作與編程模塊五KUKA機器人的編程應用0102學習任務(wù)二KUKA機器人搬運操作學習任務(wù)一KUKA機器人寫字繪圖CONTENTS章節(jié)目錄02學習任務(wù)三

KUKA機器人焊接操作學習任務(wù)一

KUKA機器人寫字繪圖1.

KUKA機器人寫字繪圖—學習目標掌握機器人在線示教的基本操作步驟。1掌握基本指令和簡單邏輯指令的使用。2知識目標1.

KUKA機器人寫字繪圖—學習目標能夠手動操作機器人。1能夠根據(jù)具體應用要求選擇相應的機器人坐標系。2能力目標能夠合理使用運動指令及邏輯指令。4能夠進行工具測量，基坐標測量等。3能夠基于KUKA控制器的工業(yè)機器人工作站進行編程示教。5能夠熟練選擇運行模式，查找問題原因。61.

KUKA機器人寫字繪圖—任務(wù)描述利用實訓室的KUKA機器人，根據(jù)任務(wù)要求進行程序創(chuàng)建，軌跡及簡單邏輯編程，軌跡如圖5-1-1所示。具體的任務(wù)要求：1、在R1/PROGRAM/1701文件夾下創(chuàng)建以學生姓名拼音+日期的Module。2、按要求進行軌跡編程，工作臺上的移動速度為0.3m/s。3、機器人離開HOME后等待1S然后進入工作臺區(qū)域。任務(wù)描述圖5-1-1任務(wù)軌跡A1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接一、在線示教及其特點采用在線示教作業(yè)任務(wù)編程一般具有如下特點：1、利用機器人有較高的重復定位精度優(yōu)點，降低了系統(tǒng)誤差對機器人運動絕對精度的影響。2、要求操作者有專業(yè)知識和熟練的操作技能，近距離示教操作，有一定的危險性，安全性較差。3、示教過程繁瑣、費時，需要根據(jù)作業(yè)任務(wù)反復調(diào)整末端執(zhí)行器的位姿，占用了大量時間，時

效性較差。4、機器人在線示教精度完全靠操作者的經(jīng)驗目測決定，對于復雜運動軌跡難以取得令人滿意的

示教效果。5、機器人示教時關(guān)閉與外圍設(shè)備聯(lián)系功能。對需要根據(jù)外部信息進行實時決策的應用就顯得無

能為力。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟1、示教前的準備在開始示教前，請做好如下準備工作：（1）工件表面清理。在真正工業(yè)加工中，需要使用專業(yè)工具將工件表面清理干凈。（2）工件夾裝。利用夾具將工件固定在機器人工作臺上。（3）安全確認。確認自己和機器人之間保持安全的距離。（4）機器人原點確認。確認機器人原點要處于與工件、夾具等互不干涉的位置，且最有利作業(yè)位置。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟2、新建作業(yè)程序作業(yè)程序是用機器人語言描述機器人工作單元的作業(yè)內(nèi)容，主要用于登錄示教數(shù)據(jù)和機器人指令。根據(jù)任務(wù)要求，通過示教器新建一個程序，如以學生姓名簡寫＋日期為名創(chuàng)建一個新程序“ZL0720”，即代表學生張麗7月20日所建的程序，這樣更有利于學生養(yǎng)成一個編程的好習慣，不至于程序多了時間久了找不到。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟3、程序點的輸入按照前面章節(jié)所學的手動操縱機器人要領(lǐng)移動機器人到所要示教的程序點位置，一般在示教之前就應規(guī)劃好所要示教的程序點，如程序點的類型是原點、臨近點、作業(yè)點還是規(guī)避點等，同時要考慮作業(yè)條件以及作業(yè)順序，并且一定要注意有些程序點在移動時，要處于工件、夾具等互不干涉的位置，最后一定要記得將所示教的程序點進行記錄存儲，否則機器人不會記得你所調(diào)試過的軌跡。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟4、設(shè)定作業(yè)條件在實際的機器人編程示教中，是需要調(diào)試人員進行設(shè)定的。以工業(yè)機器人焊接作業(yè)為例，一般涉及以下3個方面：（1）、在作業(yè)開始命令中設(shè)定焊接開始規(guī)范及焊接開始動作次序；（2）、在焊接結(jié)束命令中設(shè)定焊接結(jié)束規(guī)范及焊接結(jié)束動作次序；（3）、手動調(diào)節(jié)保護氣體流量、在編輯模式下合理配置焊接工藝參數(shù)等等。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟5、檢查試運行在完成機器人運動軌跡和作業(yè)條件輸入后，需試運行測試一下程序，以便檢查各程序點及參數(shù)設(shè)置是否正確，這就是跟蹤。跟蹤的主要目的就是檢查示教生成的動作以及末端工具的姿態(tài)是否已記錄。一般工業(yè)機器人可采用以下跟蹤方式來確認示教的軌跡與期望是否一致。單步低速運轉(zhuǎn)一般首次示教完成后，采用該跟蹤方式。通過逐行執(zhí)行當前行的程序語句，機器人實現(xiàn)兩個臨近程序點間的單步慢速正向或反向移動。結(jié)束一行程序的執(zhí)行后，機器人動作暫停，需再次按下確認鍵。連續(xù)高速運轉(zhuǎn)一般在單步低速運轉(zhuǎn)后，可采用該跟蹤方式。通過連續(xù)執(zhí)行作業(yè)程序，從程序的當前行執(zhí)行到程序的末尾，機器人完成多個程序點的正向連續(xù)運行。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟5、檢查試運行確認機器人附近無人后，按以下順序執(zhí)行作業(yè)程序的測試運行：（1）“選定”要測試的程序文件。（2）移動光標至期望跟蹤程序點所在命令行，進行“語句行選擇”。（3）按住示教器上的“確認鍵”，實現(xiàn)機器人的單步或連續(xù)運轉(zhuǎn)。1.

KUKA機器人寫字繪圖—知識鏈接二、機器人在線示教的基本步驟6、再現(xiàn)作業(yè)在確認機器人的運行范圍內(nèi)沒有其他人員或障礙物后，若采用自動運行模式實現(xiàn)再現(xiàn)作業(yè)時：（1）“選定”再現(xiàn)的作業(yè)程序，并對程序進行復位。（2）轉(zhuǎn)動用于連接管理器的鑰匙開關(guān)，切換運行模式到自動運行，選擇完運行方式后，將用于連接管理器的鑰匙開關(guān)再次轉(zhuǎn)回初始位置。（3）按示教器上“確認鍵”進行伺服供電。（4）按一下“啟動按鈕”，機器人開始運行。1.

KUKA機器人寫字繪圖—任務(wù)實施一、TCP測量對于本任務(wù)來說，機器人末端執(zhí)行器為寫字筆，用其完成字母軌跡的編程示教，那么首先要做的就是要確定各程序點處工具中心點（TCP）的位姿，對于寫字而言，工具中心點一般設(shè)置在寫字筆的筆尖上。那么請采用XYZ4點法確定工具坐標系的原點；采用ABC2點法確定坐標系的方向；并將調(diào)試完成的TCP結(jié)果填入下表。工具號：

工具名稱：

測量誤差：X

A

Y

B

Z

C

1.

KUKA機器人寫字繪圖—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建1、示教前的準備示教前，請做如下準備：（1）確認自己和機器人之間保持安全距離。（2）機器人原點確認。2、新建作業(yè)程序通過示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序，以學生姓名拼音+日期的Module。1.

KUKA機器人寫字繪圖—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建3、程序點的輸入4、設(shè)定作業(yè)條件本任務(wù)為簡單的作業(yè)程序示教，因此不涉及設(shè)定作業(yè)條件。5、檢查試運行確認機器人周圍安全，按如下操作進行跟蹤測試作業(yè)程序。（1）“選定”要測試的程序文件。（2）點擊狀態(tài)顯示欄“R”，在出現(xiàn)下拉菜單中，選擇“程序復位”，即可對程序進行復位或移動光標至期望跟蹤程序點所在命令行，進行“語句行選擇”。（3）按住示教器上的“確認鍵”進行伺服供電，按“啟動鍵”實現(xiàn)機器人的單步或連續(xù)運轉(zhuǎn)。1.

KUKA機器人寫字繪圖—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建6、再現(xiàn)寫字在確認機器人的運行范圍內(nèi)沒有其他人員或障礙物后，若采用自動運行模式實現(xiàn)再現(xiàn)作業(yè)時：（1）“選定”再現(xiàn)的作業(yè)程序，并對程序進行復位。（2）轉(zhuǎn)動用于連接管理器的鑰匙開關(guān)，切換運行模式到自動運行，選擇完運行方式后，將用于連接管理器的鑰匙開關(guān)再次轉(zhuǎn)回初始位置。（3）按示教器上“確認鍵”進行伺服供電。（4）按一下“啟動按鈕”，機器人開始運行。1.

KUKA機器人寫字繪圖—課后作業(yè)在任務(wù)實施完成后，你能回答出以下問題嗎？什么是機器人在線示教？機器人在線示教的基本步驟有哪些？一般機器人在線示教前需要做好哪些準備工作？一般工業(yè)機器人可采用哪些跟蹤方式來確認示教的軌跡與期望是否一致？1.

KUKA機器人寫字繪圖—考核評價成功了嗎？

檢查了嗎？

評價了嗎？

反饋了嗎？TextTextTextText分值

評價（10分）項目自我評價小組評價教師綜合評價感興趣程度

任務(wù)明確程度

學習主動性

工作表現(xiàn)

協(xié)作精神

時間觀念

任務(wù)完成熟練程度

理論知識掌握程度

任務(wù)完成效果

文明安全生產(chǎn)

總評

學習任務(wù)二

KUKA機器人搬運操作2.KUKA機器人搬運操作—學習目標掌握搬運機器人的系統(tǒng)組成及功能。1掌握搬運機器人在線示教的基本操作步驟。2知識目標掌握基本指令和簡單邏輯指令的使用。32.KUKA機器人搬運操作—學習目標能夠手動操作機器人。1能夠根據(jù)具體應用要求選擇相應的機器人坐標系。2能力目標能夠合理使用運動指令及邏輯指令。4能夠進行工具測量，基坐標測量等。3能夠基于KUKA控制器的工業(yè)機器人搬運工作站進行編程示教。5能夠熟練選擇運行模式，查找問題原因。62.KUKA機器人搬運操作—任務(wù)描述利用實訓室的KUKA機器人，根據(jù)任務(wù)要求進行程序創(chuàng)建，軌跡及簡單邏輯編程。具體的任務(wù)要求：1、在R1/PROGRAM/1701文件夾下創(chuàng)建以學生姓名拼音+日期的Module。

2、要求機器人通過氣動手爪夾具將工作臺1上的模塊從A位置搬運到工作臺2的B位置，如圖5-2-1所示。3、按要求進行軌跡編程，機器人的移動速率為50%。任務(wù)描述圖5-2-1KUKA機器人搬運任務(wù)2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接一、搬運機器人的分類及特點搬運機器人結(jié)構(gòu)形式和其他類型的工業(yè)機器人基本相似，只是由于實際制造生產(chǎn)中逐漸變得多機型，以適應實際的生產(chǎn)需要。從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運機器人可分為龍門式搬運機器人、懸臂式搬運機器人、側(cè)壁式搬運機器人、擺臂式搬運機器人和關(guān)節(jié)式搬運機器人，如圖5-2-2所示。c)側(cè)壁式搬運機器人d)擺臂式搬運機器人e)關(guān)節(jié)式搬運機器人

圖5-2-2搬運機器人分類a)龍門式搬運機器人b)懸臂式搬運機器人2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接一、搬運機器人的分類及特點直角式（桁架式）搬運機器人和關(guān)節(jié)式機器人在實際運用中都有如下特性:1、能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)動作節(jié)拍、移動速率、末端執(zhí)行器動作狀態(tài)。2、可更換不同末端執(zhí)行器以適應物料形狀的不同，方便、快捷。3、能夠與傳送帶、移動滑軌等輔助設(shè)備集成，實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。4、占地面積相對小、動作空間大，減少廠源限制。2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成關(guān)節(jié)式搬運機器人能在任意區(qū)域內(nèi)沿尋跡線行走，自動繞開障礙，并能停在指定地點來識別不同貨物并放在不同的指定地點,它的操作手能對貨物進行升降、抓緊或放下等工作。對于關(guān)節(jié)式搬運機器人來說，其工作站主要由操作機、控制系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)（氣體發(fā)生裝置、真空發(fā)生裝置和手爪等）和安全保護裝置組成，如圖5-2-3所示。1—機器人控制柜；2—示教器3—氣體發(fā)生裝置；4—真空發(fā)生裝置；

5—操作機；6—末端執(zhí)行器（手爪）

圖5-2-3關(guān)節(jié)式搬運機器人系統(tǒng)組成2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成常見的關(guān)節(jié)式搬運機器人操作機（即機器人本體）一般有4-6軸，如圖5-2-4所示，關(guān)節(jié)式搬運機器人在本體在結(jié)構(gòu)設(shè)計上與其他關(guān)節(jié)式工業(yè)機器人本體類似，在負載較輕時兩者本體是可以互換的，但負載較重時，則應采用專門的搬運機器人。a)四軸b)五軸c)六軸

圖5-2-4關(guān)節(jié)式搬運機器人本體運動軸

2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成對于搬運機器人的末端執(zhí)行器來說，它就是夾持工件移動的一種工具，即手爪。一般常見的搬運機器人末端執(zhí)行器有吸附式、夾鉗式和仿人式等。2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成c)擠壓排氣負壓氣吸附圖5-2-5氣吸附吸盤類型1、吸附式吸附式末端執(zhí)行器是依靠吸附力來抓取物料或工件的，而依據(jù)吸力的不同可分為氣吸附和磁吸附。（1）氣吸附主要是利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓之間壓力差進行工作，依據(jù)壓力差分為真空吸盤吸附、氣流負壓氣吸附、擠壓排氣負壓氣吸附等，工作原理如圖5-2-5所示。a)真空吸盤吸附b)氣流負壓氣吸附2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成c)擠壓排氣負壓氣吸附圖5-2-5氣吸附吸盤類型1）真空吸盤吸附是通過連接真空發(fā)生裝置和氣體發(fā)生裝置實現(xiàn)抓取和釋放工件，工作時，真空發(fā)生裝置將吸盤與工件之間的空氣吸走使其達到真空狀態(tài)，此時，吸盤內(nèi)的大氣壓小于吸盤外大氣壓，工件在外部壓力的作用下被抓取。2）氣流負壓氣吸附是利用流體力學原理，通過壓縮空氣（高壓）高速流動帶走吸盤內(nèi)氣體（低壓）使吸盤內(nèi)形成負壓，同樣利用吸盤內(nèi)外壓力差完成取件動作，切斷壓縮空氣隨即消除吸盤內(nèi)負壓，完成釋放工件動作。3）擠壓排氣負壓氣吸附是利用吸盤變形和拉桿移動改變吸盤內(nèi)外部壓力完成工件吸取和釋放動作。a)真空吸盤吸附b)氣流負壓氣吸附2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成圖5-2-6磁吸附吸盤類型1、吸附式吸附式末端執(zhí)行器是依靠吸附力來抓取物料或工件的，而依據(jù)吸力的不同可分為氣吸附和磁吸附。（2）磁吸附利用磁力進行吸取工件，常見的磁力吸盤分為永磁吸盤、電磁吸盤、電永磁吸盤等，工作原理如圖5-2-6所示。吸附狀態(tài)

釋放狀態(tài)a)永磁吸附

b)電磁吸附2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成圖5-2-6磁吸附吸盤類型1）永磁吸盤是利用磁力線通路的連續(xù)性及磁場疊加性而工作，永磁吸盤的磁路為多個磁系，通過磁系之間的相互運動來控制工作磁極面上的磁場強度的強弱進而實現(xiàn)工件的吸附和釋放動作。2）電磁吸盤是利用內(nèi)部激磁線圈通直流電后產(chǎn)生磁力，而吸附導磁性工件。3）電永磁吸附是利用永磁磁鐵產(chǎn)生磁力，利用激磁線圈對吸力大小進行控制，起到“開、關(guān)”作用。電永磁吸盤結(jié)合了永磁吸盤和電磁吸盤的優(yōu)點，應用前景十分廣泛。吸附狀態(tài)

釋放狀態(tài)a)永磁吸附

b)電磁吸附2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成2、夾鉗式夾鉗式通常采用手爪拾取工件，類似于人手夾取一樣，是現(xiàn)代工業(yè)機器人比較常用的一種形式。通過手爪的開啟閉合實現(xiàn)對工件的夾取，由手爪、驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、連接和支承元件組成。多用于負載重、高溫、表面質(zhì)量不高等吸附式無法進行工作的場合。常見手爪前端形狀分V型爪、平面型爪、尖型爪等。2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成圖5-2-7V型爪

圖5-2-8平面型爪

圖5-2-9尖型爪2、夾鉗式（1）V型爪常用于圓柱形工件，其加持穩(wěn)固可靠，誤差相對較小，如圖5-2-7所示。（2）平面型爪多數(shù)用于加持方形工件（至少有兩個平行面如方形包裝盒等），厚板形或者短小棒料，如圖5-2-8所示。（3）尖型爪常用于加持復雜場合小型工件，避免與周圍障礙物相碰撞，也可加持熾熱工件，避免搬運機器人本體受到熱損傷，如圖5-2-9所示。2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接二、關(guān)節(jié)式搬運機器人的系統(tǒng)組成圖5-2-10柔性手

圖5-2-11多指靈巧手3、仿人式仿人式末端執(zhí)行器是針對特殊外形工件進行抓取的一類手爪，主要包括柔性手和多指靈巧手。（1）柔性手柔性手的抓取是多關(guān)節(jié)柔性手腕，每個手指有多個關(guān)節(jié)鏈組成，有摩擦輪和牽引絲組成，工作時通過一根牽引線收緊另一根牽引線放松實現(xiàn)抓取，其抓取不規(guī)則、圓形等輕便工件，如圖5-2-10所示。（2）多指靈巧手多指靈巧手包括多根手指，每根手指都包含3個回轉(zhuǎn)自由度且為獨立控制，實現(xiàn)精確操作，廣泛應用于核工業(yè)、航天工業(yè)等高精度作業(yè)，如圖5-2-11所示。2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接三、搬運機器人的作業(yè)示教現(xiàn)以模鍛工件搬運為例，如圖5-2-12所示，選擇關(guān)節(jié)式（6軸）搬運機器人，末端執(zhí)行器為夾鉗式，采用在線示教方式為機器人輸入搬運作業(yè)程序。此程序由編號1～10的10個程序點組成，每個程序點的用途說明見表5-2-1。具體作業(yè)編程可參照圖5-2-13所示流程開展圖5-2-12模鍛工件搬運機器人運動軌跡2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接三、搬運機器人的作業(yè)示教現(xiàn)以模鍛工件搬運為例，如圖5-2-12所示，選擇關(guān)節(jié)式（6軸）搬運機器人，末端執(zhí)行器為夾鉗式，采用在線示教方式為機器人輸入搬運作業(yè)程序。圖5-2-12模鍛工件搬運機器人運動軌跡程序點說

明焊鉗動作程序點1機器人原點程序點2作業(yè)臨近點程序點3搬運作業(yè)點抓取程序點4搬運中間點抓取程序點5搬運中間點抓取程序點6搬運中間點抓取程序點7搬運中間點抓取程序點8搬運作業(yè)點放置程序點9搬運規(guī)避點

程序點10機器人原點

表5-2-1程序點說明（模鍛工件搬運作業(yè)）2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備1、滑移平臺對于某些搬運場合，由于搬運空間特別大，搬運機器人的末端執(zhí)行器無法實現(xiàn)指定搬運位置或位姿，此時就可以通過增加外部軸的形式增加機器人的自由度。其中，增加滑移平臺是搬運機器人增加自由度最常用的方法，可安裝在地面上或龍門框架上，如圖5-2-14所示。a)地面安裝

b)龍門架安裝

圖5-2-14滑移平臺安裝形式2.KUKA機器人搬運操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備2、搬運系統(tǒng)搬運系統(tǒng)主要包括真空發(fā)生裝置、氣體發(fā)生裝置、液壓發(fā)生裝置等，此部分裝置均為標準件。一般情況下，真空發(fā)生裝置和氣體發(fā)生裝置均滿足吸盤和氣動夾鉗所需動力，企業(yè)常用空氣控壓站對整個車間提供壓縮空氣和抽真空；液壓發(fā)生裝置的動力元件一般布置在搬運機器人周圍，執(zhí)行元件與夾鉗一體，需要安裝在搬運機器人末端法蘭盤上，與氣動夾鉗相類似。3、安全保護裝置搬運機器人的安全保護裝置一般包含安全圍欄、門互鎖開關(guān)、安全光幕和安全墊等等。最常用的是機器人單元的門互鎖開關(guān),打開此裝置可暫停機器人。2.KUKA機器人搬運操作—任務(wù)實施一、TCP測量對于本任務(wù)來說，搬運機器人的末端執(zhí)行器是氣動夾鉗，那么首先要做的就是要確定各程序點處工具中心點（TCP）的位姿，對于氣動夾鉗而言，工具中心點一般設(shè)置在法蘭中心線與手爪前端面交點處。那么請采用XYZ4點法確定工具坐標系的原點；采用ABC2點法確定坐標系的方向；并將調(diào)試完成的TCP結(jié)果填入下表。工具號：

工具名稱：

測量誤差：X

A

Y

B

Z

C

2.KUKA機器人搬運操作—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建1、示教前的準備示教前，請做如下準備：（1）確認自己和機器人之間保持安全距離。（2）機器人原點確認。2、新建作業(yè)程序通過示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序，以學生姓名拼音+日期的Module。2.KUKA機器人搬運操作—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建3、程序點的輸入4、設(shè)定作業(yè)條件本任務(wù)搬運機器人的作業(yè)程序簡單易懂，與其他六關(guān)節(jié)機器人程序均有相似之處，本例中搬運作業(yè)條件的輸入，主要涉及以下幾個方面：（1）在作業(yè)開始命令中設(shè)定搬運開始規(guī)范及搬運開始動作次序。（2）在搬運結(jié)束命令中設(shè)定搬運結(jié)束規(guī)范及搬運結(jié)束動作次序。（3）手動調(diào)節(jié)手爪的加持力。依據(jù)實際情況，在編輯模式下合理選擇配置搬運工藝參數(shù)。2.KUKA機器人搬運操作—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建5、檢查試運行確認搬運機器人周圍安全，按如下操作進行跟蹤測試作業(yè)程序。（1）“選定”要測試的程序文件。（2）點擊狀態(tài)顯示欄“R”，在出現(xiàn)下拉菜單中，選擇“程序復位”，即可對程序進行復位或移動光標至期望跟蹤程序點所在命令行，進行“語句行選擇”。（3）按住示教器上的“確認鍵”進行伺服供電，按“啟動鍵”實現(xiàn)機器人的單步或連續(xù)運轉(zhuǎn)。2.KUKA機器人搬運操作—任務(wù)實施二、程序創(chuàng)建6、再現(xiàn)搬運在確認搬運機器人的運行范圍內(nèi)沒有其他人員或障礙物后，若采用自動運行模式實現(xiàn)再現(xiàn)作業(yè)時：（1）“選定”再現(xiàn)的作業(yè)程序，并對程序進行復位。（2）轉(zhuǎn)動用于連接管理器的鑰匙開關(guān)，切換運行模式到自動運行，選擇完運行方式后，將用于連接管理器的鑰匙開關(guān)再次轉(zhuǎn)回初始位置。（3）按示教器上“確認鍵”進行伺服供電。（4）按一下“啟動按鈕”，搬運機器人開始運行。2.KUKA機器人搬運操作—課后作業(yè)在任務(wù)實施完成后，你能回答出以下問題嗎？從結(jié)構(gòu)形式上看，搬運機器人可分為哪幾種？對于關(guān)節(jié)式搬運機器人來說，其工作站一般主要由哪些部分組成？搬運機器人常見的末端執(zhí)行器主要有哪幾種？夾鉗式搬運機器人的TCP一般設(shè)置在哪里？簡述氣吸附與磁吸附的異同？2.KUKA機器人搬運操作—考核評價成功了嗎？

檢查了嗎？

評價了嗎？

反饋了嗎？TextTextTextText分值

評價（10分）項目自我評價小組評價教師綜合評價感興趣程度

任務(wù)明確程度

學習主動性

工作表現(xiàn)

協(xié)作精神

時間觀念

任務(wù)完成熟練程度

理論知識掌握程度

任務(wù)完成效果

文明安全生產(chǎn)

總評

學習任務(wù)三

KUKA機器人焊接操作3.KUKA機器人焊接操作—學習目標掌握焊接機器人的系統(tǒng)組成及功能。1掌握弧焊機器人在線示教的基本操作步驟。2知識目標掌握基本指令和簡單邏輯指令的使用。33.KUKA機器人焊接操作—學習目標能夠手動操作機器人。1能夠根據(jù)具體應用要求選擇相應的機器人坐標系。2能力目標能夠合理使用運動指令及邏輯指令。4能夠進行工具測量，基坐標測量等。3能夠基于KUKA控制器的工業(yè)機器人弧焊工作站進行編程示教。5能夠熟練選擇運行模式，查找問題原因。63.KUKA機器人焊接操作—任務(wù)描述利用實訓室的KUKA機器人，根據(jù)任務(wù)要求進行程序創(chuàng)建，軌跡及簡單邏輯編程。具體的任務(wù)要求：1、在R1/PROGRAM/1701文件夾下創(chuàng)建以學生姓名拼音+日期的Module。

2、要求機器人通過弧焊機器人和變位機完成騎坐式管—板船型焊作業(yè)，如圖5-3-1所示，所要焊接的工件如圖5-3-2所示。3、按要求進行軌跡編程。任務(wù)描述圖5-3-2焊接工件圖5-3-1KUKA機器人焊接任務(wù)3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點焊接機器人其實就是在焊接生產(chǎn)領(lǐng)域代替焊工從事焊接任務(wù)的工業(yè)機器人。它是目前廣泛使用的先進自動化焊接設(shè)備，具有通用性強、工作穩(wěn)定的優(yōu)點，并且操作簡單、功能豐富，越來越受到人們的重視。而世界各國生產(chǎn)的焊接機器人基本上都屬關(guān)節(jié)型機器人，絕大部分有6個軸，目前焊接機器人應用中比較普遍的主要有3種：點焊機器人、弧焊機器人和激光焊接機器人，如圖5-3-3所示。a)點焊機器人

b)弧焊機器人

c)激光焊接機器人

圖5-3-3焊接機器人分類3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點1、點焊機器人點焊機器人是用于點焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的作業(yè)工具是焊鉗。實際上，工業(yè)機器人在焊接領(lǐng)域的應用最早是從汽車裝配生產(chǎn)線上的電阻點焊開始的，如圖5-3-4所示。圖5-3-4汽車車身的機器人點焊作業(yè)一般來說，裝配一臺汽車車體大約需完成3000～5000個焊點，而其中約60%的焊點是由機器人完成的，點焊機器人已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)行業(yè)的支柱。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點點焊機器人的特點：（1）安裝面積小，工作空間大；（2）快速完成小節(jié)距的多點定位（如每0.3~0.4s移動30~50mm節(jié)距后定位）；（3）定位精度高（±0.25mm），以確保焊接質(zhì)量；（4）持重大（50~150kg），以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗；（5）內(nèi)存容量大，示教簡單，節(jié)省工時；（6）點焊速度與生產(chǎn)線速度相匹配，同時安全可靠性好。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點2、弧焊機器人弧焊機器人是用于弧焊（主要有熔化極氣體保護焊和非熔化極氣體保護焊，如圖5-3-5所示）自動作業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的工具是焊槍。事實上，弧焊過程比點焊過程要復雜得多，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產(chǎn)生變形，焊縫軌跡會發(fā)生變化。同時，由于弧焊過程伴有強烈弧光、煙塵、熔滴過度不穩(wěn)定從而引起焊絲短路、大電流強磁場等復雜環(huán)境因素，機器人要檢測和識別焊縫所需要的特征信號的提取并不像其他加工制造過程那么容易。a)熔化極氣體保護焊機器人

b)熔化極氣體保護焊機器人

圖5-3-5弧焊機器人3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點為適應弧焊作業(yè)，對弧焊機器人的性能有著特殊的要求。除在運動過程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項重要指標。其他一些基本性能要求如下：（1）能夠通過示教器設(shè)定焊接條件（電流、電壓、速度等）；（2）擺動功能；（3）坡口填充功能；（4）焊接異常功能檢測；（5）焊接傳感器（焊接起始點檢測、焊縫跟蹤）的接口功能。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點3、激光焊接機器人激光焊接機器人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人，通過高精度工業(yè)機器人實現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)，其末端持握的工具是激光加工頭?，F(xiàn)代金屬加工對焊接強度和外觀效果等質(zhì)量的要求越來越高，傳統(tǒng)的焊接手段由于極大的熱輸入，不可避免的會帶來工件扭曲變形等問題。為了彌補工件變形，采用全自動的激光焊接技術(shù)，具有最小的熱輸入量，產(chǎn)生極小的熱影響區(qū)，在顯著提高焊接產(chǎn)品品質(zhì)的同時，降低了后續(xù)工作量的時間。a)激光焊接機器人b)激光切割機器人

圖5-3-6激光加工機器人3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接一、焊接機器人的分類及特點激光焊接成為一種成熟的無接觸的焊接方式已經(jīng)多年，極高的能量密度使得高速加工和低熱輸入量成為可能。與機器人電弧焊相比，機器人激光焊的焊縫跟蹤精度要求更高?；拘阅芤笕缦拢海?）高精度軌跡（≤0.1mm）；（2）持重大（30~50kg），以便攜帶激光加工頭；（3）可與激光器進行高速通信；（4）機械臂剛性好，工作范圍大；（5）具備良好的振動抑制和控制修正功能。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成1、點焊機器人點焊機器人主要由操作機、控制系統(tǒng)和點焊焊接系統(tǒng)等組成，如圖5-3-7所示。1—機器人變壓器

2—焊接控制器3—水冷機

4—氣/水管路組合體5—操作機6—焊鉗

7—供電及控制電纜8—示教器

9—控制柜

）圖5-3-7點焊機器人系統(tǒng)組成3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（1）點焊機器人的驅(qū)動方式點焊機器人本體多為關(guān)節(jié)型6自由度工業(yè)機器人，驅(qū)動方式主要為液壓驅(qū)動和電氣驅(qū)動。其中，電氣驅(qū)動具有保養(yǎng)維修簡便、能耗低、速度高、精度高、安全性好等優(yōu)點，因此應用較為廣泛。（2）點焊機器人的控制系統(tǒng)點焊機器人控制系統(tǒng)由本體控制和焊接控制兩部分組成。本體控制部分主要是實現(xiàn)機器人本體的運動控制；焊接控制部分則是對點焊控制器進行控制，發(fā)出焊接開始/關(guān)閉指令、自動控制和調(diào)整焊接參數(shù)（如電流、壓力、時間）、控制焊鉗的大小行程及夾緊/松開動作。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（3）點焊機器人的焊接系統(tǒng)點焊機器人的焊接系統(tǒng)主要由點焊控制器（時控器）、焊鉗（含阻焊變壓器）及水、電、氣等輔助部分組成。其中，點焊控制器是由微處理器及部分外圍接口芯片組成的控制系統(tǒng)，它可根據(jù)預定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序控制及焊接系統(tǒng)的故障自診斷，并實現(xiàn)與機器人控制柜、示教器的通信聯(lián)系。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（4）焊鉗的分類1）按外形結(jié)構(gòu)上分，有C型和X型2種，如圖5-3-8所示。C型焊鉗用于點焊垂直及近于垂直傾斜位置的焊點；X型焊鉗則主要用于點焊水平及近于水平傾斜位置的焊點。a)C型焊鉗

b)X型焊鉗

圖5-3-8點焊機器人焊鉗（按外形結(jié)構(gòu)）3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（4）焊鉗的分類2）按電極臂加壓驅(qū)動方式分，點焊機器人焊鉗分為氣動焊鉗和伺服焊鉗2種，如圖5-3-9所示。氣動焊鉗是利用汽缸來加壓，可具有2-3個行程，能夠使電極完成大開、小開和閉合3個動作，電極壓力一旦調(diào)頂后是不能隨意變化的，是目前比較常用的焊鉗；伺服焊鉗是采用伺服電機驅(qū)動完成焊鉗的張開和閉合，焊鉗張開度可任意選定并預置，且電極間的壓緊力可無級調(diào)節(jié)。a)氣動焊鉗b)伺服焊鉗

圖5-3-9點焊機器人焊鉗（按電極臂加壓驅(qū)動方式）3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（4）焊鉗的分類3）按阻焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系上分，點焊機器人焊鉗可分為分離式、內(nèi)藏式和一體式3種，如圖5-3-10所示。分離式焊鉗是阻焊變壓器與鉗體相分離，鉗體安裝在機器人機械臂上，而阻焊變壓器懸掛在機器人上方，通過軌道實現(xiàn)移動，兩者之間用二次電纜相連；內(nèi)藏式焊鉗是將阻焊變壓器安放到機器人機械臂內(nèi)，使其盡可能的接近鉗體，變壓器的二次電纜可在內(nèi)部移動；一體式焊鉗是將阻焊變壓器和鉗體安裝在一起，共同固定在機器人機械臂末端法蘭盤上。c)一體式焊鉗

圖5-3-10點焊機器人焊鉗（按阻焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系）a)分離式焊鉗

b)內(nèi)藏式焊鉗3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（4）焊鉗的分類4）按焊鉗的變壓器形式分，又可分為中頻焊鉗和工頻焊鉗。中頻焊鉗是利用逆變技術(shù)將工頻電轉(zhuǎn)換為1000HZ的中頻電；這兩種焊鉗最主要的區(qū)別是變壓器本身，分別裝載中頻變壓器和工頻變壓器，而焊鉗的機械結(jié)構(gòu)原理完全相同。綜上所述，點焊機器人焊鉗主要以驅(qū)動和控制相互組合的形式來區(qū)分，可以采用工頻氣動式、工頻伺服式、中頻氣動式、中頻伺服式。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成2、弧焊機器人弧焊機器人的組成與點焊機器人基本相同，主要由是由操作機、控制系統(tǒng)、弧焊系統(tǒng)和安全設(shè)備等組成，如圖5-3-11所示。1—氣瓶

2—焊絲桶

3—送絲機

4—操作機

5—焊槍6—工作臺

7—供電及控制電纜

8—弧焊電源

9—示教器

10機器人控制柜）圖5-3-11弧焊機器人系統(tǒng)組成3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（1）弧焊機器人的控制系統(tǒng)弧焊機器人控制系統(tǒng)在控制原理、功能及組成上和通用工業(yè)機器人基本相同。目前最流行的是采用分級控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般分為兩級：上級具有存儲單元，可實現(xiàn)重復編程、存儲多種操作程序，負責管理、坐標變換、軌跡生成等；下級由若干處理器組成，每一處理器負責一個關(guān)節(jié)的動作控制及狀態(tài)檢測，具有實時性好，易于實現(xiàn)高速、高精度控制。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（2）弧焊機器人的焊接系統(tǒng)弧焊系統(tǒng)是完成弧焊作業(yè)的核心裝備，主要由弧焊電源、送絲機、焊槍和氣瓶等組成?；『笝C器人多采用氣體保護焊方法（CO2、MIG、MAG和TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等焊接電源都可以裝到機器人上作電弧焊。由于機器人控制柜采用數(shù)字控制，而焊接電源多為模擬控制，所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個接口,如FANUC弧焊機器人采用美國LINCOLN焊接電源。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（3）弧焊機器人的安全設(shè)備安全設(shè)備是弧焊機器人系統(tǒng)安全運行的重要保障，其主要包括驅(qū)動系統(tǒng)過熱自斷電保護、動作超限位自斷電保護、超速自斷電保護、機器人系統(tǒng)工作空間干涉自斷電保護和人工急停斷電保護等，它們起到防止機器人傷人或保護周邊設(shè)備的作用。在機器人的末端焊槍上還裝有各類觸覺或接近傳感器，可以使機器人在過分接近工件或發(fā)生碰撞時停止工作。當發(fā)生碰撞時，一定要檢驗焊槍是否被碰歪，防止工具中心點發(fā)生變化。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成（4）焊槍的分類弧焊機器人操作機的結(jié)構(gòu)與點焊機器人基本相似，主要區(qū)別在于末端執(zhí)行器--焊槍。其中，常用的典型焊槍有電纜外置式機器人氣體保護焊槍、電纜內(nèi)置式機器人氣體保護焊槍和機器人氬弧焊焊槍，如圖5-3-12所示。a)電纜外置式

b)電纜內(nèi)置式

c）氬弧焊焊槍

圖5-3-12弧焊機器人焊槍3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成3、激光焊接機器人激光焊接機器人是高度柔性的加工系統(tǒng)，目前一般都選用可光纖傳輸?shù)募す馄鳎ㄈ绻腆w激光器、半導體激光器、光纖激光器等）。如圖5-3-13所示1—激光器

2—光導系統(tǒng)

3—遙控盒

4—送絲機

5—激光加工頭

6—操作機

7—機器人控制柜

8—焊接電源圖5-3-13激光焊接機器人系統(tǒng)組成3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成智能化激光加工機器人主要由以下幾部分組成：1)大功率可光纖傳輸激光器；2)光纖耦合和傳輸系統(tǒng)；3)激光光束變換光學系統(tǒng)；4)六自由度機器人本體；5)機器人數(shù)字控制系統(tǒng)（控制器、示教器）；6)激光加工頭；7)材料進給系統(tǒng)（高壓氣體、送絲機、送粉器）；8)焊縫跟蹤系統(tǒng)（包括視覺傳感器、圖像處理單元、伺服控制單元、運動執(zhí)行機構(gòu)及專用電纜等）；9)焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)（包括視覺傳感器、圖像處理單元、缺陷識別系統(tǒng)及專用電纜等）；10)激光加工工作臺。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接二、焊接機器人的系統(tǒng)組成從大功率激光器發(fā)出的激光，經(jīng)光纖耦合傳輸?shù)郊す夤馐儞Q光學系統(tǒng)，再經(jīng)過整形聚焦后進入激光加工頭。根據(jù)用途不同（切割、焊接、熔覆）選擇不同的激光加工頭（如圖5-3-14所示）并配有不同的材料進給系統(tǒng)（高壓氣體、送絲機、送粉器）。激光加工頭裝于六自由度機器人本體手臂末端，其運動軌跡和激光加工參數(shù)是由機器人數(shù)字控制系統(tǒng)提供指令進行的。a)激光切割b)激光焊接c）激光熔覆

圖5-3-14激光加工頭3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教1、點焊機器人的作業(yè)示教點焊是最廣為人知的電阻焊接工藝，通常用于板材焊接。焊接限于一個或幾個點上，將工件互相重疊。對于點焊機器人而言，其TCP一般設(shè)在焊鉗開口的中點處，且要求焊鉗兩電極垂直于被焊工件表面，如圖5-3-15所示。a)工具中心點設(shè)定b)焊接作業(yè)姿態(tài)

圖5-3-15點焊機器人TCP和焊鉗作業(yè)姿態(tài)3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教以圖5-3-16所示工件焊接為例，采用在線示教方式為機器人輸入兩塊薄板（板厚2mm）的點焊作業(yè)程序。此程序由編號1～5的5個程序點組成。每個程序點的用途說明見表5-3-1。本例中使用的焊鉗為氣動焊鉗，通過氣缸來實現(xiàn)焊鉗的大開、小開和閉合三種動作。圖5-3-16點焊機器人運動軌跡表5-3-1程序點說明（點焊作業(yè)）程序點說

明焊鉗動作程序點1機器人原點程序點2作業(yè)臨近點大開→小開程序點3點焊作業(yè)點小開→閉合→焊接→小開程序點4作業(yè)臨近點小開→大開程序點5機器人原點3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教（1）示教前的準備1）工件表面清理。使用物理或化學方式將薄板表面的鐵銹、油污等雜質(zhì)清理干凈。2）工件裝夾。利用夾具將薄板固定。3）安全確認。確認自己和機器人之間保持安全距離。4）機器人原點確認。通過機器人機械臂各關(guān)節(jié)處的標記或調(diào)用原點程序復位機器人。（2）新建作業(yè)程序通過示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序，以學生姓名拼音+日期的Module。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教（3）程序點的輸入手動操縱機器人分別移動到程序點1～5的位置。處于待機位置的程序點1和程序點5，要處于與工件、夾具互不干涉的位置，同時，為了提高工作效率，通常將程序點5和程序點1設(shè)在同一個位置。另外，機器人末端工具在各程序點間移動時，也要處于與工件、夾具互不干涉的位置。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教（4）設(shè)定作業(yè)條件本例中焊接作業(yè)條件的輸入，主要涉及兩個方面：一是設(shè)定焊鉗條件（文件）；二是在焊機上設(shè)定焊接條件，如電流、電壓、時間等。1）設(shè)定焊鉗條件焊鉗條件的設(shè)定主要包括焊鉗號、焊鉗類型、焊鉗狀態(tài)等。本例中這些參數(shù)保持系統(tǒng)默認。2）設(shè)定焊接條件點焊時的焊接電源和焊接時間，需在焊機上設(shè)定。設(shè)定方法可參照所使用的焊機說明書。而有關(guān)焊接電流、壓力和時間的設(shè)定。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教（5）檢查試運行為確認示教的軌跡，需測試運行（跟蹤）一下程序。跟蹤時，因不執(zhí)行具體作業(yè)命令，所以能進行空運行。確認點焊機器人周圍安全，按如下操作進行跟蹤測試作業(yè)程序。1）“選定”要測試的程序文件。2）點擊狀態(tài)顯示欄“R”，在出現(xiàn)下拉菜單中，選擇“程序復位”，即可對程序進行復位或移動光標至期望跟蹤程序點所在命令行，進行“語句行選擇”。3）按住示教器上的“確認鍵”進行伺服供電，按“啟動鍵”實現(xiàn)機器人的單步或連續(xù)運轉(zhuǎn)。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教（6）再現(xiàn)施焊軌跡經(jīng)測試無誤后，在確認點焊機器人的運行范圍內(nèi)沒有其他人員或障礙物后，若采用自動運行模式實現(xiàn)再現(xiàn)作業(yè)時：1）“選定”再現(xiàn)的作業(yè)程序，并對程序進行復位。2）轉(zhuǎn)動用于連接管理器的鑰匙開關(guān)，切換運行模式到自動運行，選擇完運行方式后，將用于連接管理器的鑰匙開關(guān)再次轉(zhuǎn)回初始位置。3）按示教器上“確認鍵”進行伺服供電。4）按一下“啟動按鈕”，點焊機器人開始運行。3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教2、弧焊機器人的作業(yè)示教目前，工業(yè)機器人四大巨頭都有相應的弧焊機器人產(chǎn)品,并且都提供相應的商業(yè)化應用軟件，這些專業(yè)軟件具有功能強大的弧焊指令，見表5-3-3，可快速地將弧焊投入運行和編制焊接程序，并具有接觸傳感、焊縫跟蹤等功能。表5-3-3工業(yè)機器人四大巨頭的弧焊作業(yè)命令類別弧焊作業(yè)命令ABBFANUCYASKAWAKUKA焊接開始ArcLStart/ArcCStartArcStartARCONARC_ON焊接結(jié)束ArcLEnd/ArcCEndArcEndARCOFARC_OFF3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教對于弧焊作業(yè)來說，實際作業(yè)時，需根據(jù)作業(yè)位置和板厚調(diào)整焊槍角度。以平（角）焊為例，主要采用前傾角焊（前進焊）和后傾角焊（后退焊）兩種方式，如圖5-3-17所示。板厚相同的話，基本上為10～25°，焊槍立得太直或太倒的話，難以產(chǎn)生熔深。前傾角焊接時，焊槍指向待焊部位，焊槍在焊絲后面移動，因電弧具有預熱效果，焊接速度較快，熔深淺、焊道寬，所以一般薄板的焊接采用此法；后傾角焊接時，焊槍指向已完成的焊縫，焊槍在焊絲前面移動，能夠獲得較大的熔深、焊道窄，通常用于厚板的焊接。a)前傾角焊

b)后傾角焊

圖5-3-17前傾角焊和后傾角焊3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教同時，在板對板的連接之中，焊槍與坡口垂直。對于對稱的平角焊而言，焊槍要與拐角成45°角，如圖5-3-18所示。a)I形接頭對焊b)T形接頭平角焊

圖5-3-18焊槍作業(yè)姿態(tài)3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接三、焊接機器人的作業(yè)示教附加擺動功能是機器人完成直線/環(huán)形焊縫的擺動焊接一般需要增加1～2個振幅點的示教，如圖5-3-19所示。關(guān)于直線擺動、圓弧擺動的示教方法也與直線、圓弧軌跡示教相同，只是需要設(shè)置擺動參數(shù)，包括擺動類型、擺動頻率、擺動振幅、振幅點停留時間以及主路徑移動速度等，需參考所選機器人操作手冊及工藝要求進行設(shè)置。a)直線擺動b))圓弧擺動圖5-3-19弧焊機器人的附加擺動示教3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備附加擺動功能是機器人完成直線/環(huán)形焊縫的擺動焊接一般需要增加1～2個振幅點的示教，如圖5-3-19所示。關(guān)于直線擺動、圓弧擺動的示教方法也與直線、圓弧軌跡示教相同，只是需要設(shè)置擺動參數(shù)，包括擺動類型、擺動頻率、擺動振幅、振幅點停留時間以及主路徑移動速度等，需參考所選機器人操作手冊及工藝要求進行設(shè)置。圖5-3-19弧焊機器人的附加擺動示教3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備1、變位機對于有些焊接場合，由于工件空間幾何形狀過于復雜，使焊接機器人的末端工具無法到達指定的焊接位置或姿態(tài)，此時可以通過增加1～3個外部軸的辦法來增加機器人的自由度。其中一種做法是采用變位機讓焊接工件移動或轉(zhuǎn)動，使工件上的待焊部位進入機器人的作業(yè)空間，如圖5-3-20所示。圖5-3-20焊接機器人外部軸擴展3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備變位機是機器人焊接生產(chǎn)線及焊接柔性加工單元的重要組成部分。根據(jù)實際生產(chǎn)的需要，焊接變位機可以有多種形式，有單回轉(zhuǎn)式、雙回轉(zhuǎn)式和傾翻回轉(zhuǎn)式。而變位機的安裝必須使工件的變位均處在機器人動作范圍之內(nèi)，并需要合理分解機器人本體和變位機的各自職能，使兩者按照統(tǒng)一的動作規(guī)劃進行作業(yè)，如圖5-3-21所示。圖5-3-21焊接機器人和變位機動作分解3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備機器人和變位機之間的運動存在兩種形式：協(xié)調(diào)運動和非協(xié)調(diào)運動。（1）非協(xié)調(diào)運動主要用于焊接時工件需要變位，但不需要變位機與機器人作協(xié)調(diào)運動的場合，如圖5-3-22所示的騎坐式管—板船型焊作業(yè)?；剞D(zhuǎn)工作臺的運動一般不是由機器人控制柜直接控制的，而是由一個外加的可編程序控制器（PLC）來控制。作業(yè)示教時，機器人控制柜只是負責發(fā)送“開始旋轉(zhuǎn)”和接收“旋轉(zhuǎn)到位”信號。a)機器人待機位置

b)作業(yè)臨近點位置

c）焊接作業(yè)開始位置

圖5-3-22焊接機器人和變位機的非協(xié)調(diào)運動3.KUKA機器人焊接操作—知識鏈接四、周邊設(shè)備機器人和變位機之間的運動存在兩種形式：協(xié)調(diào)運動和非協(xié)調(diào)運動。（2）協(xié)調(diào)運動在焊接過程中，若能使待焊區(qū)域各點的熔池始終保持水平或稍微下坡狀態(tài)，同時也為了焊縫外觀最平滑、最美觀，焊接質(zhì)量也最好。這就需要變位機必須不斷地改變工件的位置和姿態(tài)，并且變位機的運動和機器人的運動必須能共同合成焊接軌跡，保持焊接速度和工具姿態(tài)，這就是變位機和機器人的協(xié)調(diào)運動，如圖5-3-23所示。

a)圓弧焊接起始點b)圓弧焊接中間點

圖5-3-23焊接機