弧焊机器人离线编程及仿真技术的研究现状及发展趋势.pdf

!#$% ’$()* 专题综述 焊接 弧焊机器人离线编程与仿真技术的研究现状及发展趋势 哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 （+, +）. . 刘圣祥! 高洪明! 张广军! 吴! 林 长 春 轨 道 客 车 股 份 有 限 公 司 （+/--01 ）. . 何广忠 摘要! 根据中国弧焊机器人的应用情况和发展需要，传统的工业机器人在线示教已经不能满足生产需求，弧 焊离线编程与仿真技术越来越受到生产厂家的重视。文中在分析弧焊机器人离线编程与仿真技术的特点基础上， 详细阐述了焊接机器人离线编程与仿真技术目前在国内外相关领域的研究现状。特征建模、对工件和机器人工作 单元的标定、自动编程技术等是弧焊机器人离线编程与仿真的核心技术，稳定高效的标定算法和传感器集成是机 器人弧焊离线编程系统实用化的关键技术。 关键词：! 机器人! 弧焊! 离线编程与仿真 中图分类号：! #$% 根据目前中国焊接机器人在工厂的大量应用和快 %! 前! ! 言 速发展需要，焊接机器人的离线编程与仿真技术是应 加入234 以后，中国已处于市场全球化的经济环 当重视的新技术之一。工厂希望焊接机器人既能保证 境中，这为中国经济发展带来机遇，也使制造业面临更 工作时间，又能适应柔性化生产的需要，这种生产与编 严峻的挑战。在现代制造业尤其汽车制造业中，焊接 程的矛盾越来越大。因此，目前工业界对离线编程技 技术作为重要的加工手段，占有非常重要的地位［+］。 术的需求呼声日益增强［5 ］。 焊接机器人在提高焊接质量、降低焊接成本、实现焊接 弧焊是机器人焊接的重要领域，也是编程比较困 ［1 ］ 难的场合。弧焊机器人离线编程与仿真技术已经成为 自动化方面扮演着重要角色 。传统的工业机器人示 ［/ ］ 中国焊接企业界需求的重点和国内科研院所的重要研 教编程工作方式有以下不足 ： + ）机器人在线示教不适应当今小批量、多品种 究方向。 （ 的柔性生产的需要； ’! 弧焊离线编程系统研究与应用现状 （ 1 ）复杂的机器人作业，如弧焊、装配任务很难用 示教方式完成； 国外机器人离线编程的研究从1- 世纪- 年代开 （/ ）运动规划的失误会导致机器人间及机器人与 始，并在A- 年代中期到@- 年代中期推出商品化离线 固定物的相撞，破坏生产； 编程系统。但都是通用离线编程系统，没有针对弧焊 5（）编程者安全性差，不适合太空、深水、核设施 提供方便、有效的编程方法。从1- 世纪@- 年代中期， 维修等极限环境下的焊接工作。 国外一些大学、研究所针对弧焊参数制定、机器人与变 离线编程技术的出现为上述问题的解决提出了可 位机协调焊接等问题对弧焊离线编程与仿真技术进行 供选择的方案。与传统的在线示教编程相比，离线编 研究，并开发出原型系统。 程具有如下优点： 随着B6 机6’7 软件的发展，出现了集成在功能 + ）减少机器人不工作的时间； 强大的 6’7 软件上的离线编程系统，真正做到了 （