面向焊接作业的工业机器人控制软件二次开发

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焊接机器人是焊接制造领域最重要的自动化工具之一。国内集成应用的焊接机器人多为国外品牌,开发应用面临模块化封装问题,因此充分利用成熟的机器人控制软件平台是实现量产高性能国产化机器人的主要途径。本文结合江苏省科技成果转换及产业化项目工作,系统地研究基于KeMotion通用机器人控制器的二次开发技术,在昆山1号11轴机器人平台上进行应用软件设计开发,实现机器人焊接系统基本功能。  应用对象为11轴焊接机器人系统,由6轴关节型机器人、3轴龙门架移动装置、2轴变位机、焊接机构和KEBA机器人控制系统组成。机器人焊接控制系统面向机器人焊接作业程序管理与参数配置,包括机器人焊接功能与焊接过程控制。焊接软件开发平台采用机器人控制语言(TeachTalk)、用户层编程语言(KAIRO)及基于IEC61131-3标准的软PLC语言,以实现机器人焊接指令开发和应用编程,并在此基础上应用高性能的接触传感和电弧传感,检测焊接工件位置偏差,调整运动状态,实现焊接工件焊缝偏差纠正。  论文首先在研究及分析KEBA机器人控制系统硬件架构与软件层次的基础之上,阐述机器人与KeMotion控制器集成应用的特点与方案;结合焊接机器人扩展功能开发的实现过程,提出KeMotion机器人控制器软件二次开发方法和实现原理,并结合基本需求,设计给出了接触寻点算法,实现了冷焊丝的三方向传感方案和软件计算;接着详细论述了11轴应用系统典型应用软件的开发,采用机器人运动控制语言与软PLC相结合,给出了弧焊功能的摆动控制软件二次开发方案,详细论述了基于上述控制器环境的典型焊接专用指令与扩展模块的设计与实现;引入电弧跟踪协调控制算法,结合基于起始点自动纠偏的控制软件设计方案,实现了V型坡口的焊缝自动纠偏功能;最后实验验证了方法的有效性以及系统的实用性。
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