工业机器人广泛应用于汽车制造业,点焊在汽车制造过程中非常重要。随着工业机器人技术的不断进步,点焊可以被工业机器人完全取代。
虚拟仿真技术与工业机器人技术的结合已成为机器人生产线方案设计和离线编程的重要组成部分。Motosimeg-VRC是安川机器人虚拟仿真和离线编程的专用软件。安川机器人的所有工艺应用,如弧焊、点焊、搬运、喷涂等。
本期将介绍Motosimeg-VRC软件工业机器人基于伺服焊枪点焊的虚拟仿真方法。
增加项目创建和机器人系统。
在Motosimeg-VRC软件中创建新的虚拟仿真项目,并在项目虚拟仿真场景中添加安川机器人虚拟控制系统。
在controler菜单栏下,使用new命令创建机器人控制器,创建模式选择newvrcontroler。机器人控制系统参数设置在弹出newcontroler对话框中,详细设置如下。
controlertype:DX200。
controlername:DX200。
Systemversion:DN2.87-00。
R1:MS210/MH25-A0*(MS210)
Application:MOTORGUN。
机器人外轴的初始配置。
由于机器人伺服焊枪属于外轴,需要初步配置伺服焊枪,与机器人控制器通信,实现伺服焊枪的运行控制。
单击软件controler菜单栏中的maintencemode命令按钮,机器人控制器进入维护模式,弹出虚拟示教器。
使用虚拟示教器的操作面板依次选择SYSTEM→SETUP→CONTROLGROUP,进入CONTROLGROUP界面,S1后选择DETAIL,***后选择GUN-1。
在CONTROLGROUP界面中,R代表机器人本体控制组机器人行走轴),S代表外部旋转运动机构控制组(如伺服焊枪)。
MOTIONRANGE(+):外轴方向运动的软极限值,如110mm。
MOTIONRANGE:外轴负向运动的软极限值,如-10mm。
REDUCTIONRATIO(NUMER):伺服焊枪一般没有减速比,所以设置为1。
DENOM:外轴减速器减速比分母,如1。
BALL-SCREWPITCH:滚珠丝杠旋转焊枪动电极臂直线运动距离值,如10mm/r。
MAXPRESURE:***大压力,保持默认。
介绍和安装焊枪模型。
点击软件Home菜单栏中的Cadtree命令按钮,自动生成DX200-S01资源节点。
将准备好的C型焊枪模型复制到模拟项目根目录中的models文件夹中。
将C型伺服焊枪的静电极臂模型引入模拟环境的世界坐标world作为父级参考对象,然后将伺服焊枪的静电极臂引入静电极臂作为父级参考对象,使极臂和静电极臂自动组装。
机器人安装新工具后,需要校准TCP,即设置工具数据。点击软件Controler菜单栏中的Toldata命令按钮,在弹出的Toleditor对话框中查看Pickenable,然后将伺服焊枪静电帽模型中心点取为TCP原点;调整坐标系Z轴,指向动电极臂;调整坐标系X轴,指向机器人。
首先将DX200-S01资源节点的父级参考对象设置为机器人
设置完成后,机器人可以用伺服焊枪移动,机器人工具坐标也可以移动到新校准的TCP上。
增加机器人伺服焊枪轴控制组。
打开虚拟示教器,依次选择SETUP→GRPCOMBINATION,在GROUPCOMBINATION界面中选择R1,在弹出选项列表中选择ADDGROUP,为机器人增加新的控制组。
***CONTROLGROUP是机器人本体R1:ROBOT1。
NO.2CONTROLGROUP:机器人控制组2的控制对象一般设置为外轴,如伺服焊枪运动轴S1:STATION1。
设置伺服焊枪为机器人E轴
虚拟示教器中,依次选择“SETUP”→“JOG KEY ALLOC.”,进入JOG KEY ALLOCATION界面。
7TH(E-,E+)的GROUP下选择“S1:STATION1”,将伺服焊枪轴映射为机器人的第七轴。此时,在未激活外部轴的情况下,通过虚拟示教器的操作面板上的“E-,E+”按键就可以控制焊枪的关闭与打开。
伺服焊枪Home位置标定
伺服焊枪Home位置标定也就是焊枪的零点标定,首先应该将伺服焊枪动电极臂调整到零点位置。
使用“Pos”工具中的沿坐标系平移功能,将伺服焊枪动电极臂移动到零位,本例以焊枪动电极臂与静电极臂完全接触的位置为零点位置(焊枪关闭状态)。
虚拟示教器中,依次选择“ROBOT”→“HOME POSITION”,在HOME POSITIONING界面中点击下方的“PAGE”,然后在弹出的选项列表中选择伺服焊枪控制组“S1:STATION1”,进入焊枪Home位置标定。
将光标移动到S1:1后的“圆圈”上,然后在虚拟示教器的操作面板上按“SELECT”按键,在弹出的“Create home position?”信息提示框中点击“YES”,焊枪Home位置标定完成。
机器人示教编程
使用虚拟示教器创建机器人点焊焊接程序,程序创建时“GROUP SET”设置为“R1+S1”,即程序中同时使用机器人控制组与伺服焊枪外部轴控制组。
机器人示教编程
使用虚拟示教器创建机器人点焊焊接程序,程序创建时“GROUP SET”设置为“R1+S1”,即程序中同时使用机器人控制组与伺服焊枪外部轴控制组。
GUN#(1):焊枪序号,用于指定焊接使用的焊枪序号,焊枪序号在机器人外部轴初始化配置中已设定。
PRESS#(1):压力文件序号,指定设定压力的文件序号,压力条件可以在示教器的GUN PRESSURE界面设置。
WTM=1:焊接条件序号,指定焊机设定的焊接条件序号,焊接条件可以在焊机上设定。
WST=1:焊机启动时间,指定焊机的启动时间。WST=0时,在执行SVSPOT 命令的同时启动焊机,因为要在加压前启动焊机,所以需在焊机处设定预压时间;WST=1时,在一次压力执行的同时启动焊机;WST=2时,在二次压力执行的同时启动焊机
点焊焊接参数设置
虚拟示教器上依次选择“SPOT WELDING”→“GUN PRESSURE”,进入GUN PRESSURE界面,在此界面中可以设定点焊焊接压力参数。
TOUCH SPEED:接触速度,表示焊枪关闭时电极的运动速度,用焊枪电机额定转数的百分比(%)表示。
1ST PRESS:一次接触压力,表示焊枪电极接触工件时的***次加压压力。
SETTING:生效设定,表示焊枪压力文件的设定状态。还未输入参数值的文件显示“NOT DONE”,已经输入参数值的文件需设定为“DONE”。
仿真运行
在软件“Simulation”菜单栏下,点击“Start”命令按钮,可以看到机器人按照示教的程序对工件进行点焊焊接,如下动态图所示。运行结束后点击“Reset”命令按钮,恢复工作站初始状态。