2015屆畢業生
畢業設計說明書
題目:汽車座椅框架焊接機械人程式編制及路徑規劃
院系名稱： 電氣工程學院專業班級
學生姓名學號
指導教師教師職稱： 教授
2015 年 05 月 20 日
目次1.緒論 1
1.1 焊機機械人發展趨勢 1
1.2 焊接機械人的優點 1
2.焊接機械人型號及輔助硬體 3
2.1 焊接機械人型號 3
2.2 irb 2600機械人 3
2.3 輔助硬體 4
3.程式設計準備工作 5
3.1 焊接引數 5
3.2 配置i/o單元 5
3.3 rapid語言分析 9
4.構建基本**機械人工作站 12
4.1 布局機械人基本工作站 12
4.2 工具資料tooldata的設定 12
4.3 工件座標wobjdata的設定 14
4.4 程式流程圖 16
總結 17
致謝 18
參考文獻 19
附錄:**程式 20
焊接機械人是從事焊接（包括切割與噴塗）的工業機械人。根據國際標準化組織（iso）工業機械人術語標準焊接機械人的定義，工業機械人是一種多用途的、可重複程式設計的自動控制操作機（manipulator），具有三個或更多可程式設計的軸，用於工業自動化領域。為了適應不同的用途，機械人最後乙個軸的機械介面，通常是乙個連線法蘭，可接裝不同工具或稱末端執行器。
焊接機械人就是在工業機械人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進行焊接，切割或熱噴塗。
據不完全統計，全世界在役的工業機械人中大約有一半用於各種形式的焊接加工領域。截止2023年全世界在役工業機械人約為91.4萬套，其中日本裝備的工業機械人總量達到了50萬台以上，成為「機械人王國」，其次是美國和德國；在亞洲，日本、南韓和新加坡的製造業中每萬名雇員占有的工業機械人數量居世界前三位。
近幾年，全球機械人的數量在迅速增加，僅2023年就達12.1萬台。
我國自上個世紀70年代末開始進行工業機械人的研究，經過二十多年的發展，在技術和應用方面均取得了長足的發展，對國民經濟尤其是製造業的發展起到了重要的推動作用。據不完全統計，最近幾年我國工業機械人呈現出快速增長勢頭，平均每年的增長率都超過40%,焊接機械人的增長率超過了60%；2023年國產工業機械人數量突破1400臺，進口機械人數量超過9000臺，這其中的絕大多數都應用於焊接領域；2023年我國新增機械人數量超過了5000臺，但僅佔亞洲新增數量的6%，遠小於南韓所佔的15%，更遠小於日本所佔的69%。這樣的增長速度相對於我國的經濟發展速度以及經濟總量來說顯然是不匹配的，這說明我國製造業的自動化程度有待進一步提高，另一方面也反映了我國勞動力成本的低廉，製造業自動化水平以及工業機械人應用程度的提高受到限制。
焊接機械人的應用迎來了難得的發展機遇。一方面，隨著技術的發展，焊接機械人的**不斷下降，效能不斷提公升；另一方面，勞動力成本不斷上公升，我國經濟的發展，由製造大國向製造強國邁進，需要提公升加工手段，提高產品質量和增加企業競爭力，這一切預示著機械人應用及發展前景空間巨大。
生產力的不斷進步推動了科技的進步與革新，建立了更加合理的生產關係。自工業革命以來，人力勞動已經逐漸被機械所取代，而這種變革為人類社會創造出巨大的財富，極大地推動了人類社會的進步。時至今天，機電一體化、機械智慧型化、等技術技術應運而生。
人類充分發揮主觀能動性，進一步增強對機械的利用效率，使之為我們創造出更加巨大的生產力，並在一定程度上維護了社會的和諧。工業機械人的出現是人類在利用機械進行社會生產史上的乙個里程碑。在發達國家中，工業機械人自動化生產線成套裝置已成為自動化裝備的主流及未來的發展方向。
國外汽車行業、電子電器行業、工程機械行業已經大量使用工業機械人自動化生產線，以保證產品質量，提高生產效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀的工業機械人使用實踐表明，工業機械人的普及是實現自動化生產、提高社會生產效率、推動企業和社會生產力發展的有效手段。
機器焊接與人工焊接比較分析如表1.1所示：
表1.1機械人焊接與人工焊接對比
由此可見，採用焊接機械人的生產效率成本高於人工焊接，所以焊接機械人是焊接領域發展的趨勢。
irb 1400：工作範圍較小，最大承載5kg，常用於焊接與小範圍搬運。
irb 2400：工作範圍較小，最大承載16kg，常用於焊接、塗刷、搬運與切割。
irb 2600：工作範圍較大，最大承載20kg,常用於焊接、搬運、上下料。
irb 400：工作範圍較大，最大承載60kg，常用於搬運。
irb 6400：工作範圍較大，最大承載200kg，常用於搬運與點焊。
irb 6400：rirb 6400公升級版，2023年開始生產，2023年後全面替代irb 6400。
irb 640：工作範圍較大，最大承載160kg，堆垛專用的四軸機器。
irb 140：工作範圍很小，最大承載為5kg，常用於焊接。
irb 840：工作範圍很大，最大承載1200kg，搬運專用龍門架機械人。
irb 340：最大承載為1kg，分揀專用機械人。
irb 2600機械人,「鋒芒一代（sharp genneration)」機械人第2種型號irb 2600攜增強創新功能問世，該機身緊湊，荷重能力強，設計優化，適合弧焊、物料搬運、上下料等應用，提供了3中子型號，可以靈活選擇落地、壁掛、支架、斜置、倒置等安裝方式。
irb 2600優點：
1）精度至高：irb 2600的精度是同類產品之最，其操作速度快，廢品率更低。在擴大產能、提公升效率方面將起到舉足輕重的作用，尤其適合弧焊等工藝應用。
其高精度由專利的truemovetm運動控制軟體實現。
2）週期至短：irb 2600採用優化設計，機身緊湊輕巧，節拍時間與行業標準相比可縮減多達25%。專利的quickmove運動控制軟體使其加速度達到同類最高，並實現速度最大化，從而提高產能與效率。
3）範圍超大：irb2600工作範圍超大，安裝方式靈活，可以輕鬆直達目標裝置，不會干擾輔助裝置。優化機械人安裝，是提公升生產效率的有效手段。
模擬最佳工藝布局時，靈活的安裝方式更能帶來極大的便利。
4）設計緊湊：irb 2600的底座同irb 4600一樣小，可與目標裝置靠得更近，從而縮小整個工作站的占地面積。小底座還為下臂進行正下方操作創造了有利條件。
5）防護最佳：abb工業機械人防護設計之周全居業內領先水平。irb 2600標準達到ip67防護等級，另有鑄造專家2型、鑄造權威2型和潔淨室版本等三款公升級機型可供選擇。
圖2.1 焊接電源圖2.2 冷卻裝置圖2.3 保護氣體
圖2.4 地線圖2.5 送絲機圖2.6 焊槍
注：焊接電源，使用froniustps5000全數位化控制的逆變焊接電源。
焊接引數(welddata)是用來控制在焊接過程中機械人的焊接速度，以及輸出的電壓和電流的大小。選擇合適的焊接工藝引數，對提高焊接質量和提高生產效率是很重要.焊接工藝引數(焊接規範)是指焊接時,為保證焊接質量而選定的諸多物理量.
典型的有焊接電流、焊接電壓（通常用電弧長）、焊接速度等等。對於不同的焊接方法，又有著不同的焊接引數。視具體情況而定。
電弧電壓：電弧電壓必須與焊接電流合理的進行匹配，提高電弧電壓，可以顯著增大焊縫寬度。當母材根部的間隙較大時，可適當降低電弧電壓，同時焊接速度也應適當降低。
焊接速度：焊接速度應能滿足不同種類鋼材對焊接線能量的要求。
各引數相對應數值可參表3.1焊接引數選擇表進行選用。
表3.1焊接引數選擇表
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