焊接机器人操作技术

前言

绪论1

0.1工业机器人1

0.1.1国外工业机器人1

0.1.2国内工业机器人2

0.2焊接机器人2

0.3焊接机器人的优势及局限性5

0.3.1主要优势5

0.3.2局限性5

0.4本教材的主要内容及课程要求6

0.4.1主要内容6

0.4.2课程要求6

【综合练习】6

第1章机器人8

1.1机器人概述8

1.1.1机器人的种类8

1.1.2机器人系统的基本构成9

1.1.3机器人的应用12

1.1.4焊接机器人系统14

1.2焊接机器人15

1.2.1弧焊机器人15

1.2.2点焊机器人19

1.3主流焊接机器人22

1.3.1松下焊接机器人22

1.3.2ABB焊接机器人23

【综合练习】27

第2章焊接机器人的安全操作30

2.1安全分析30

2.1.1安全分析的步骤30

2.1.2识别危险源30

2.1.3风险评价32

2.2机器人安全设计和制造33

2.3机器人系统的安全防护和设计36

2.4使用与维护安全40

2.5松下TA系列焊接机器人的

维护与检查42

【综合练习】46

第3章焊接机器人在线操作48

3.1焊接机器人操作基础48

3.1.1TA-1400型弧焊机器人的构成48

3.1.2焊接机器人操作步骤52

3.2焊接机器人移动操作55

3.2.1移动前的准备55

3.2.2机器人的移动方式58

3.3焊接机器人示教、再现操作61

3.3.1示教操作基础61

3.3.2直线的示教操作67

3.3.3圆弧的示教操作69

3.3.4摆动的示教操作71

3.3.5再现操作77

3.3.6显示79

3.4编辑操作81

3.4.1基本编辑功能81

3.4.2编辑程序82

3.4.3编辑文件91

3.5启动操作92

3.5.1启动方式92

3.5.2手动启动92

【综合练习】95

第4章焊接机器人示教再现

综合实训98

4.1多条连续直线的示教再现实训98

4.2圆弧—直线—圆弧轨迹的

示教再现实训104

4.3直线摆动—圆弧轨迹的

示教再现实训108

【综合练习】112

第5章典型接头机器人焊接实例114

5.1焊接知识准备114

5.1.1焊接方法114

5.1.2Q235钢的焊接性分析115

5.1.3全位置焊接115

5.1.4定位焊116

5.2板对接平焊实例117

5.2.1焊件117

5.2.2装配与定位焊117

5.2.3编程118

5.2.4机器人焊接119

5.3板T形接头平角焊实例121

5.3.1焊件121

5.3.2装配与定位焊122

5.3.3编程122

5.3.4机器人焊接124

5.4管-板（插入式）垂直俯位焊——

滑套焊接实例125

5.4.1焊件125

5.4.2装配与定位焊125

5.4.3编程126

5.4.4机器人焊接128

5.5TAWERS焊接机器人应用实例129

5.5.1新型焊接机器人TAWERS简介129

5.5.2TAWERS应用实例132

【综合练习】134

第6章焊接机器人离线编程操作136

6.1机器人编程模式136

6.1.1示教编程136

6.1.2离线编程136

6.2离线编程系统1386.2.1离线编程系统的组成138

6.2.2离线编程典型系统138

6.3DTPS离线编程系统139

6.3.1DTPS操作界面139

6.3.2生成设备链接140

6.3.3建立设备141

6.4外部轴编辑142

6.4.1回转变位机的编辑142

6.4.2行走变位机的编辑142

6.4.3在设备中添加变位机142

6.4.4建立机器人和变位机的

关联（设定外部轴）143

6.5编辑（导入）工件146

6.6程序编辑149

6.6.1打开程序编辑窗口149

6.6.2添加工件149

6.6.3机器人原点位置的设定150

6.6.4编辑焊接示教点151

6.6.5编辑接近点152

6.6.6批量编辑点的属性152

6.6.7编程153

【综合练习】154

部分综合练习答案155

参考文献157

本教材为“十二五”职业教育国家规划教材，经全国职业教育教材审定委员会审定。全书除绪论外共分6章，第1章根据国内外焊接机器人现状和发展趋势，重点讲述工业机器人的种类、构成及应用，并对弧焊机器人和点焊机器人做了简要介绍；第2章讲授焊接机器人的安全操作；第3、4、5章以Panasonic焊接机器人为对象，讲述焊接机器人在线编程操作、综合实训及典型接头机器人焊接实例；第6章以Panasonic焊接机器人DTPS系统为例，讲述焊接机器人离线编程的各项操作。每章都有综合练习题，书末附有部分练习题答案。

本书以“做中学”的项目化教学理念，按照焊接机器人系统的操作、编程与维护的工作过程，以及焊接工业机器人系统的不同组成方式进行编写，由操作基础篇、实例应用篇和提高篇三部分组成。

本书主要内容包括：焊接机器人系统的组成及日常维护、焊接工业机器人的结构组成及基本操作、焊机及焊接工艺参数的设置、ABB焊接机器人系统的编程与操作、FANUC焊接机器人系统的编程与操作、KUKA焊接机器人系统的编程与操作、空间位置机器人焊接的编程与操作等。

本书采用案例教学的形式，详细介绍了焊接工业机器人的结构特点、控制方式、分类和应用领域；焊接基础知识、常见焊接设备和焊接工艺规程；讲解了从TCP标定、坐标系选择、焊接编程、示教运行和焊接实操的完整过程，以及较为复杂的空间焊接构件的工业机器人焊接过程和示教编程。

本书可作为应用型本科、职业院校工业机器人、焊接等相关专业课程的教材，也可以供企业工程技术人员学习参考。

导读1

操作基础篇

第1章焊接机器人系统的组成及日常维护4

1.1焊接机器人系统的一般组成4

1.1.1焊接机器人系统的分类4

1.1.2焊接机器人系统的一般组成7

1.1.3主要设备的基本功能8

1.2焊接机器人系统的常规保养10

1.2.1常规保养制度10

1.2.2工业机器人系统的保养11

1.2.3焊接设备的保养12

1.3焊接机器人系统的主要配套设备与保养12

1.3.1变位机的种类13

1.3.2变位机的维护与保养15

1.3.3外围设备的保养16

思考与练习题18

第2章焊接工业机器人的结构组成及基本操作19

2.1焊接机器人本体结构的基本形式20

2.1.1焊接机器人的组成与分类20

2.1.2机械本体的组成及功能23

2.2焊接机器人控制系统的硬件组成27

2.2.1工业机器人控制系统基本功能28

2.2.2工业机器人控制系统分类30

2.2.3工业机器人控制系统结构31

2.2.4控制系统的硬件组成32

2.3FANUC机器人基本操作及编程33

2.3.1FANUC机器人示教器33

2.3.2FANUC机器人坐标系设置39

2.3.3FANUC程序编写入门45

2.3.4FANUC机器人使用注意事项49

2.4KUKA机器人基本操作及编程50

2.4.1示教器界面介绍与操作50

2.4.2焊接坐标系的设定操作54

2.4.3机器人手动移动操作56

2.4.4KUKA机器人的工具标定58

2.5OTC机器人基本操作及编程62

2.5.1操作盒的功能说明62

2.5.2示教器界面与操作62

2.5.3焊接坐标系的设定操作68

2.6ABB机器人基本操作与编程70

2.6.1示教器界面介绍与操作70

2.6.2焊接坐标系的设定操作77

2.6.3机器人手动移动操作和示教83

思考与练习题88

第3章焊机及焊接工艺参数的设置89

3.1弧焊基本类型及应用89

3.1.1焊接基本概念89

3.1.2常见焊接类型与应用89

3.2焊接工艺与质量评定93

3.2.1焊接材料93

3.2.2焊接工艺方法93

3.2.3焊接工艺评定96

3.3林肯焊机的焊接工艺参数设置及日常保养97

3.3.1林肯机器人焊机的参数设置99

3.3.2Invertec CV350-R林肯焊机的日常保养99

3.3.3AutoDriveTM 4R90送丝机的使用与保养102

3.3.4TBi焊枪的日常保养102

3.4福尼斯焊机的焊接工艺参数设置及日常保养103

3.4.1TPS2700焊接电源的基本组成104

3.4.2控制面板结构与功能106

3.4.3MIG/MAG 一元化焊110

3.4.4TPS 2700基本调试111

3.4.5福尼斯机器人焊接模式111

3.4.6Fornius焊机维护保养114

3.5麦格米特焊机的焊接工艺参数设置及日常保养114

3.5.1焊机控制面板115

3.5.2主要按钮的操作118

3.5.3麦格米特焊机的维护保养122

思考与练习题123

实例应用篇

第4章ABB焊接机器人系统的编程与操作126

4.1ABB-IRB机器人编程基础126

4.1.1基本运动指令126

4.1.2基本运动编程实例127

4.2ABB-IRB1400系统的直线焊接编程与操作132

4.2.1ABB机器人直线焊接常用指令132

4.2.2直线焊接编程示例133

4.3ABB-1400系统的圆弧焊接示教、程序编辑与实操144

4.3.1圆弧焊接指令144

4.3.2圆弧焊接编程144

思考与练习题148

第5章FANUC焊接机器人系统的编程与操作149

5.1FANUC机器人编程基础149

5.1.1动作指令类型和格式149

5.1.2焊接指令152

5.1.3程序文件操作154

5.1.4基本编程操作156

5.1.5手动测试158

5.1.6执行程序158

5.2FANUC机器人直线轨迹焊接编程与操作159

5.2.1直线焊接编程示例160

5.2.2输入焊接参数162

5.2.3调试运行程序164

5.3FANUC机器人圆弧轨迹焊接编程与操作164

5.3.1圆弧焊接编程164

5.3.2焊接参数的输入167

5.3.3调试运行程序169

思考与练习题169

第6章KUKA焊接机器人系统的编程与操作170

6.1KUKA焊接机器人的编程基础170

6.1.1运动类型和指令格式170

6.1.2逼近运动172

6.1.3焊接指令174

6.2KUKA机器人示教编程178

6.2.1程序文件（模块）的创建178

6.2.2KUKA机器人的示教编程180

6.2.3KUKA机器人程序的运行186

6.3KUKA机器人的直线焊接编程193

6.3.1直线焊接程序的完善193

6.3.2直线轨迹焊接程序解析196

6.4KUKA机器人圆弧焊接编程197

6.4.1圆弧焊接程序的完善197

6.4.2焊接与摆动参数的设置198

6.4.3圆弧轨迹焊接程序解析199

思考与练习题202

提高篇

第7章空间位置机器人焊接的编程与操作204

7.1角焊缝的焊接工艺规程与示教编程206

7.1.1角焊缝的工艺规程206

7.1.2角焊缝的示教编程206

7.1.3角焊缝焊接程序解析218

7.2管板角焊缝的工艺规程、示教与实操218

7.2.1管板角焊缝的工艺规程218

7.2.2管板焊缝焊接的示教218

7.2.3管板角焊缝程序解析223

7.3平板对接焊缝的工艺规程与示教编程224

7.3.1平板对接焊缝的工艺规程224

7.3.2平板对接焊缝焊接的示教224

7.3.3平板对接焊缝程序解析229

参考文献231 2100433B

本书以弧焊机器人的编程与操作为核心，以从认识到熟练编程和操作机器人为目的，结合CO2/MAG弧焊机器人的应用这一主题，通过教学过程、操作步骤、图片、表格、实训项目等内容，对机器人的主要技术参数、示教编程方法、基本设定、系统案例与焊接应用进行了较为全面的讲解。 本书图文并茂、通俗易懂，并结合焊接机器人编程操作的岗位特点，让读者能够在实训练习后掌握机器人的基本操作及应用，充分体现“做中教”、“做中学”的教学理念，满足职业技术教育理实一体化教学需要。 课程内容紧密结合生产实际，增加设备维护和保养内容、并有机器人命令表、错误及报警代码，系统设定、企业生产案例等，因此，可以作为焊接机器人工具参考书，适用于职业技术教育焊接专业及相关专业的学生或从事机器人编程操作的人员学习，以及从事机器人相关工作的工程技术人员阅读参考。对于各类品牌的焊接机器人和其他用途的机器人同样能起到触类旁通的效果。