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    淺談離線編程及其在機器人焊接方面的應用

      2021年10月08日  

      美國著名組裝雜志《ASSEMBLY》曾引用國際機器人聯合會的一段數據:全球約有一半的工業機器人被用于焊接,其中點焊機器人占33%,弧焊機器人占16%。在我國,焊接機器人同樣舉足輕重。中國前瞻產業研究院今年的數據顯示,這兩年國內焊接機器人市場規模在不斷擴大,市場年復合增長達15%以上。

      無論是哪種類型的機器人,焊接自動化的首要目標是縮短生產周期。在這個或那個生產步驟節省幾毫秒,累加起來,最后節省下來的總時長可以非常驚人。

      如果您是制造業從事者,您可能聽過,離線編程技術的發展為機器人焊接帶來了質的飛躍。那么,問題來了:

      “離線編程究竟是什么?”

      機器人和數控機床的離線編程是自動化生產的重要一環。離線編程指,在建立了機器人和數控機床的三維模擬場景后,經由軟件仿真計算,生成控制機器人運動軌跡,進而生成機器人的控制指令。工程師可以由此來控制物理環境中的機器人和數控機床。

    圖:使用FASTSUITE飛思德進行弧焊離線編程(安川雙臂協作機器人)

      與普通機器人示教編程不同,在離線編程過程中,機器人等生產設備無需離開生產線,生產不必中斷。在電腦中導入CAD數據后,程序員可以通過離線編程軟件對機器人的焊槍角度,手臂配置、進給/速度、功率、運動軌跡等進行全方位設置,創建、優化并驗證焊接計劃。編程完成后,實際加工流程將由自動化系統執行。同時,執行效果的監控也是全自動的。借助離線編程,焊接周期將明顯縮短,并且焊接結果質量也將顯著提高。

      “我想安裝新加工單元/生產新零件,但擔心生產進度受影響,怎么辦?”

      采用多品種小批量方式的企業,或是想建安裝加工單元的企業,往往擔心新計劃的執行將影響生產進度。

      如果對機器人采用手工示教,整個示教過程通常耗時數天甚至數周。這期間機器人無法同時生產,必須處于停機狀態。不僅如此,只有當全部新設施安裝完畢后,才能開始示教。您的生產進度和產量自然受到嚴重影響。

      別擔心!離線編程軟件可以完美解決您的煩惱。通過使用離線編程軟件,機器人的編程和驗證將從實際安裝中剝離出來。在新加工單元或新零件的生產設施實際被搭建前,軟件就已經完成對機器人的編程和驗證了。這樣,一旦實際安裝完成,機器人就能立刻開始生產。

      “如何應對越來越復雜的焊接任務?”

      隨著智能制造時代的到來,使用機器人加工小批量特殊零件早已不是什么新鮮事。在焊接領域,機器人可以完成的任務不僅限于幾個焊點的焊接,還可以勝任多層多道焊,跳焊等多種復雜運動軌跡。為了應對越來越復雜的焊接任務,系統集成商必須加速安裝過程,并同時確保不在設計環節出錯。

      三維離線編程與仿真軟件是確保上述目標得以實現的關鍵。從工廠空間模型開始,軟件應當支持在模型中插入物理障礙,以模擬真實環境:比如添加建筑物立柱、低間距結構和現有車道。您也可以添加空間模型與這些障礙的關鍵連接點。

      離線編程軟件通常也應支持碰撞檢測。您可以在三維模型中創建、嘗試和完善機器人運動軌跡,處理復雜幾何形狀,找到最佳焊接路徑。機器人得以避開障礙物,并可以通過狹窄空間。

      來自德國的數字化工廠軟件——FASTSUITE飛思德

      FASTSUITE飛思德是一款由德國上市公司CENIT所開發的三維仿真平臺,是一套完整、獨立的仿真與離線編程軟件,可以為單一加工單元乃至整條生產線打造數字化雙胞胎。飛思德可集成各類焊接工藝(例如弧焊、激光焊接),創建精確、均勻、高質量的焊接程序:

      ● 可導入各類CAD數據格式,高度靈活(STEP、IGES和JT、CATIA、NX、SolidWorks等接口可選)

      ● CAD路徑算法,可直接從三維CAD數據輕松定義焊接路徑,包括自動進退刀運動

      ● 自動碰撞檢測

      ● 易于調整參數,如焊縫偏移量、槍距等

      ● 支持從可定制的數據庫中選擇正確的WPS(焊接工藝規范)

      ● 定制一套工藝說明,完美符合焊接初始、啟動和結束的要求,并設置完整的激光參數

      ● 支持所有參數的自定義過程指令,以重復使用已測試過的參數集

      ● 自動定位、外部軸插補和工件定位,以達到完美的零件定位

      ● 強大、專業的團隊服務

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