Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций

Сборка, программирование и моделирование работы сварочного РТК

Подсистема проектирования сварочных РТК предназначена для сбор­ки и отладки работы оборудования при сварке конкретных сварных узлов или конструкций. Наиболее эффективно использование подсистемы для проектирования не одиночных изолированных комплексов, а роботизиро­ванных технологических линий. В этом случае возникают сложные задачи группирования сварных швов и сварных точек и распределения их сварки по отдельным рабочим местам. Компьютерное моделирование работы обо­рудования каждого отдельного РТК позволяет за счет быстрой проверки большого количества возможных вариантов найти в любом случае наиболее удачное взаимное расположение элементов оборудования и изделия, а также технологию и организацию работы. В конечном счете это обеспечивает наи­высшую загрузку оборудования и, как следствие, минимально необходимое его количество для устойчивой работы производства.

Проектирование, программирование и отладка работы РТК — завер­шающий этап подготовки роботизированного производства, в котором исполь­зуются ранее рассмотренные этапы подготовки данных. Отладка работы РТК

тесно связана со свариваемым изделием и с расположением на нем сварных швов. Сварные швы определяют выбор сварочного инструмента, сварочный инструмент определяет тип сварочного робота. Размеры и масса изделия вместе со сварочным приспособлением определяют требования к кинематике манипу­лятора. Все это должно бьггь тщательно проверено, поскольку исключительно высокая стоимость роботизированных технологий определяет и высокую сте­пень ответственности принимаемых решений. Следует обратить внимание на то, что часто возможность или невозможность реализации технологии на гро­моздких технологических комплексах определяют лишь несколько миллимет­ров расстояний между движущимися элементами механического оборудования.

Рассматриваемая подсистема проектирования сварочных РТК исполь­зует библиотеки:

• свариваемых конструкций или узлов в том виде, в котором они будут реально свариваться в условиях сварочного цеха, т. е., как правило, собранны­ми и закрепленными в сборочно-сварочных приспособлениях. На этих сварных узлах, подготовленных в соответствующей подсистеме (см. § 7.2), имеются обозначения сварных швов, точек и осей базирования изделий на сварочных столах или манипуляторах. Примеры образов сварных конструкций были пока­заны ранее на рис. 7.2 и 7.3;

• сварочных инструментов, подготовленных по методике, изложенной в § 7.3. Примеры сварочных клещей из библиотеки сварочных инструментов показаны на рис. 7.30;

• образов моделей сварочных роботов, примеры которых показаны на рис. 7.31. Здесь могут быть модели роботов, как уже имеющиеся в

Z

Рис. 7.32. Внешний вид промышленного робота «Муравей»

производственных цехах предприятия, так и планируемые к приобре­тению и даже новые, еще только разрабатываемые модели. В частно­сти, на рис. 7.32 показана модель перспективного легкого робота «Му­равей» с избыточной кинематической подвижностью, разработанного лабораторией робототехники МГТУ—СТАНКИН;

Рис. 7.33. Примеры позиционеров свариваемых изделий

Рис. 7.34. Ограждение РТК

пример, сварочных клещей контактной сварки или горелок для дуговой сварки;

• определение зон возможного размещения сварочного робота относи­тельно манипулятора и свариваемого изделия с учетом достижимости всех необходимых для сварки сварных швов;

• перемещение и установка сварочного робота в одно из допустимых и в то же время удобных для проектировщика положений относительно из­делия;

• проверка доступности сварочному инструменту и сварочному робо­ту всех необходимых для сварки сварных швов с учетом установки изделия сварочным манипулятором в заданное пространственное положение, на­пример в положение «в лодочку», «на подъем» для дуговой сварки углового шва под углом к горизонту 10°;

• формирование программы управления сварочным роботом и мани­пулятором, компиляция ее в коды системы управления;

• проверка работы всего комплекса по этой программе на отсутствие каких-либо столкновений инструмента, робота, свариваемой детали и сва­рочного приспособления за все время технологического цикла;

• определение времени выполнения роботом и манипулятором полу­ченной программы (времени цикла).

Для удобства освоения методики проектирования РТК воспользуемся же рассмотренным выше простейшим условным примером сварной конст­рукции в виде плоской пластины, на которой контактной сваркой необхо­димо выполнить точечный сварной шов (см. рис. 7.5). Образ этого условно­го изделия с нанесенными обозначениями сварных точек и точкой базиро­вания на поворотном столе уже находится в библиотеке подготовленных изделий и доступен для использования в рассматриваемой здесь подсистеме.

Быстрое нахождение и выбор образа сварного узла в библиотеке свар­ных узлов завершаются его размещением на экране в любой произволь­но указанной точке. Это первый компонент из состава проектируемого РТК. Точно так же из меню соответствующих библиотек в любом порядке выби­раются и размещаются в любых произвольных точках экрана все другие требуемые компоненты РТК, такие, как сварочные клещи, сварочные горел­ки, сварочный робот, манипулятор изделия. Удобство выбора компонентов обеспечивается специальными экранными меню, в которых перемещение по спискам сопровождается сменой слайдов соответствующего оборудования (рис. 7.35, а, б).

Пример выбора и размещения на экране компонентов сварочного РТК показан на рис. 7.36. Здесь следует сделать несколько замечаний. Для отслеживания процесса комплектования компонентов РТК пополне­ние их набора, появляющегося на рабочем экране, каждый раз сопровож­дается автоматическим масштабированием картинки комплекса. Количе­ство отдельных компонентов проектируемого РТК часто бывает большим и может содержать, например, несколько сварочных инструментов, не­сколько сварочных роботов, несколько манипуляторов изделий. Так, на рис. 7.36 можно видеть, что выбраны сразу два сварочных инструмента: клещи для контактной точечной сварки и горелка для дуговой сварки проволокой в среде защитных газов. На свариваемом изделии ранее были нанесены два сварных шва: шов дуговой сварки и точечный шов кон­тактной сварки.

При проектировании РТК можно моделировать технологию сварки различных видов и групп сварных швов. Однако, поскольку существующие сейчас версии системы не поддерживают моделирование параллельных процессов, при работе над проектом задачи следует выполнять последова­тельно, каждый раз выбирая и активизируя в специальном списке-меню од­но свариваемое изделие и одну группу сварных швов, один робот и один позиционер. Выполнение этих действий сразу же сопровождается автомати­ческой сборкой РТК. Изделие установлено на планшайбе вращателя а сва­рочные клещи закреплены на кисти робота (рис. 7.37). На рисунке также видно, что осталась незадействованной дуговая сварочная горелка, но она

(Ж | Cancel j Help _:j

а

RoboMox Data Base Г"

■•..ЇЇІ-Х" —

4-г;- і

LAZ ZIL4

IVULKAN

TABLE

У~'

ST4&D7

MZ500

■ У"

CLOOS

І

1

!■

FLAT

ST4503

ST4504

ST4S0S

ST45D6

ST45D8

і л

ST4S09

і

> J л-; І.

І.. _ ________ 1

О j Caggar j Help I

б

Рис. 7.35. Меню выбора компонентов РТК:

а — выбор робота; 6 — выбор манипулятора

легко может занять место сварочных клещей на кисти робота. Два различ­ных сварных шва в диалоговом режиме отнесены к двум разным массивам швов, которым система по умолчанию присвоила имена DOTS1 и DOTS2. О наличии двух отдельно рассматриваемых системой массивов сварных швов/точек напоминают присутствующие на экране и размещенные произ­вольно как некоторые отдельные компоненты РТК пиктограммы DOTS1 и DOTS2. Важно отметить, что с указанными массивами связываются не толь­ко свариваемые точки, но и сварочный инструмент.

После автоматической сборки компонентов роботизированной техно­логической ячейки можно приступить к решению одной из главных и наи­более сложных задач при проектировании РТК — к поиску правильного и рационального взаимного расположения сварочного робота и свариваемого изделия. Следует понимать, что эта задача имеет некоторое множество воз­можных правильных решений. Выбор варианта должен оставаться за проек­тировщиком, поскольку он прорабатывает варианты обслуживания ком­плекса с выделением для этого рабочих зон, обеспечивает стыковку ком­плекса с конвейерными и другими транспортными системами.

В автоматизированной системе предусмотрено выделение рабочего пространства, в котором может быть осуществлен поиск всех допустимых положений сварочного робота. Поскольку здесь возможно выполнение не­скольких этапов, система каждый раз по умолчанию или редактированием граничных координат формирует имя очередной создаваемой зоны поиска решений (например, AREA-1), в которой ведется анализ возможных вариан­тов. Кроме того, в указанной зоне поиска может отдельно рассматриваться несколько возможных процессов сварки различных массивов сварных швов с применением различных сварочных инструментов. Поэтому систе­ма автоматически регистрирует отдельные технологические процессы, присваивая им соответствующие имена, например ROBPOS-1, ROBPOS-2 и т. д. Пиктограммы обозначений этих процессов также присутствуют на рабочем экране.

Процесс автоматического поиска в заданной зоне всех возможных по­ложений сварочного робота относительно массива точек свариваемого изде­лия выполняется с задаваемым шагом изменения координат. Он произво­дится с учетом достижимости точек сварного шва без столкновения между собой отдельных компонентов комплекса. При этом для каждой отдельной точки шва анализ ее доступности сварочному инструменту выполняется с учетом допустимого диапазона технологических углов установки сварочно­го электрода относительно нормали к поверхности свариваемого изделия. При контактной сварке электроды должны располагаться к поверхности из­делия по нормали. Диапазон возможных углов (углы у) поворота сварочных клещей относительно нормали, при которых отсутствуют столкновения ме-

TOOL TESTIMG AMD SELECTION FOR THE SPOT WELDIMG

Mane of the current bidding tool ' t_ciak_n', total number of sean dots : 17

current dot : 17

SCan nuvibti' *

1 I

1

1

1111

X

1

Dot shift (mm):

008 100

2081

380 і

400f 500n 608s 700r

000

900

Ganna win

-9.0 -9.0

*27.0

*0.0

+Z7.0 *36.0 *0.0 *0.0

*0.0

♦0.0

Ganna max

*0.0 *16.0

*27.0

*0.0

♦Z7.0 *36.0 *0.0 *0.0

♦0.0

*0.0

Result

Ok Ok

Ok

Ok

Ok Ok Ok Ok

Ok

Ok

Sean number:

1 1

I

1

111

Dot shift (nn):

1000 1100

1 1200

1300

1-100 1500 1501

Ganna nil)

*0.0 *9.0

♦0.0

♦0.0

1В. Є 9.0 -27.0

Ganna nax

*0.0 *18.0

*0.0

*0.0

*0.0 *9.0 *9.0

Result

Ok Ok

Ok

Ok

Ok Ok Ok

Sean number:

Dot shift (mn):

Gamma иin

Gamma max

Result

Press ENTER key to return to HlltOl. HU

Рис. 7.38. Таблица возможных поворотов сварочных клещей

жду элементами сварочных клещей и сварной конструкцией, отображается на экране в виде таблицы, показанной на рис. 7.38. Запуск процесса такого анализа доступности производится с помощью команды меню. Если диапа­зон по углу у существует — результат (Result) положительный (ОК), в про­тивном случае результат отрицательный (Bad). Результаты тестирования точек на доступность сохраняются для последующего использования при компоновке РТК. После окончания расчета диапазонов по углам у система производит визуальный прогон инструмента по всем доступным точкам сварки. Функция теста столкновений оставляет только те позиции, для кото­рых сварные точки не только достижимы, но и доступны.

Найденное множество допустимых позиций размещения сварочного робота отображается в картинке ячейки РТК в виде осей вертикальных ци­линдров. Вид на возможные позиции установки сварочного робота показан на рис. 7.39 как в плане, так и в аксонометрическом изображении. Вполне естественно, что наилучшие результаты дает расположение основания сва­рочного робота по высоте примерно в центральной части выбранной на пла­не оси. Это будет подтверждено при последующем моделировании работы технологического комплекса.

Специальное экранное меню и указатель мыши позволяют установить сварочный робот в выбранную позицию и тем самым завершить формиро­вание РТК и подготовить его к программированию выполнения установочных

О О О О О

^ ^ ооооооо

OQOOOOOC

TOC o "1-5" h z © ° о о о с

О ^4^___ О

о о

о о

о о о о о о о о о о о

ООО

6

Рис. 739. Возможные положения робота относительно позиционера: а — аксонометрическое изображение; б — вид в плане

о о о о о о

перемещений и технологических операций. Полученную версию проекти­руемого РТК следует записать на диск под некоторым удобным именем, на­пример RTK-3-0. Образ этого РТК появится в каталоге сформированных технологических комплексов.

Обучение и программирование РТК предусматривает организацию ин­терактивной работы с роботом и позволяет выполнять следующие операции:

• задавать перемещение рабочего инструмента робота в различных системах координат (в координатах суставов, мировой системе координат, системе координат инструмента);

• производить автоматический выход на шов (точку) сварки с задан­ными сварочными параметрами;

• проверять достижимость и доступность сварных швов и точек сварки;

• запоминать координаты точек пространства и сварных точек для использования их при написании технологической программы и задании движений робота;

• задавать перемещения по степеням подвижности позиционера;

• задавать движения робота с различными способами интерполяции: во внутренних координатах, в линейной, круговой;

• просматривать движения робота и позиционера при выполнении за­данной технологической программы и оценивать время рабочего цикла;

• изменять вылет сварочной проволоки.

Удобство работы обеспечивается системой экранных меню, которые

- производят переинсталляцию РТК в его текущей конфигурации, на­пример, для исключения робота из числа активных устройств. Это может быть связано с необходимостью выполнения команд управления и обучения инструмента после того, как РТК сконфигурирован с включением сварочно­го робота;

- обеспечивают работу команд управления роботом или сварочным инструментом;

- задают перемещение манипулятора изделия по отдельным степеням подвижности;

- сохраняют координаты рабочих точек робота и манипулятора изделия;

- моделируют движение робота с интерполяцией по внутренним и внешним координатам;

- обеспечивают выход в среду создания и редактирования технологи­ческих программ робота и позиционера.

Технологию обучения РТК рассмотрим на уже сформированном нами комплексе, записанном в базе данных под именем RTK-3-0 (см. рис. 7.37). В данном случае всю последовательность операций проследим на примере массива швов DOTS1, содержащего всего один шов контактной сварки, со­стоящий из 11 сварных точек.

Достижимость и доступность отдельных точек сварного шва прове­ряются вводом команды weld. Для пе­ремещения клещей робота в первую точку сварки по команде меню загру­зится поле выбора режима анализа достижимости (рис. 7.40), где следует выбрать одну из позиций:

welding seam selection

Dot subsets:

D0TS1 !♦

Seams: Check ing:

не dot

ШОI

[gj One seen!

SI Selected seams

^ “eld

Exit

* sHou seam

<

j Zoom | Upoint |

uOptions

• One dot — для одной точки сварного шва;

• One seam — для всех сварных точек выбранного шва;

• Selected seams — для группы выбранных швов.

При выборе позиции One dot и включении команды Weld загрузится Рис. 7.40. Меню выбора способа меню выбора сварочных параметров

об>'чения (рис. 7.41) с полями:

• Dots — список точек сварного шва, открытых для анализа достижимо­сти и доступности. Для швов дуговой сварки это список точек начала завари­ваемых участков. Точки удобно задавать обозначением их расстояния от начала

Dot parameters:

Welding teaching parameters

| 1 Path from the beginning: }b

. Offset from the seam (mm):

0

| | Welding angle ALPHA (deg):

0

(1*1 Own

As previous

Seams length:

1445.B859

5

Welding angle BETA (deg):

[ё.............

jWelding angle GAMMA (deg):

!r

| GAHMA angles range (deg):

0

Perform actions with point

Touch <4* j

aPproach < I Store point <

Zoom |

Upoint J j Hide

seLect another seam [I Complete command[

шва, как сделано в данном случае, или последо­вательными номерами;

• Seams length — текстовое поле, куда выводится информация о длине шва (в мм);

• Path from the begining — поле зада­ния перемещения вдоль сварного шва. При выборе одной из точек в списке в данном поле появляется значение ее расстояния от начала шва;

• Offset from the seam (mm) — поле зада­ния допустимого смещения по перпендикуля­ру к сварному шву со стороны подхода к нему.

По умолчанию это поле устанавливается рав­ным нулю.

Далее следуют величины технологических сварочных углов а, Р и у, которые определяют ориентирование сварочного инструмента отно­сительно свариваемого изделия (рис. 7.42).

Для точечной контактной сварки а — угол между плоскостью, в которой расположе - Рис 1А2. Технологические ны сварочные электроды, и плоскостью осей YZ сварочные углы сварного шва. Для обеспечения качественной сварки этот угол не должен превышать ±10°.

Угол Р определяется как угол между осью Z сварного шва и осью X системы координат, связанной со сварочным электродом (в системе коор­динат сварочного электрода ось X направлена вдоль электрода, а ось Z «смотрит» в свободное пространство).

Для точечной контактной сварки этот угол может принимать значения в пределах -10... 10 и 170... 190°. При этом оптимальными значениями яв­ляются 0 и 180°.

Угол у — это угол поворота вокруг оси сварочного электрода. Этот угол не влияет на качество сварки и является свободным параметром. При изменении этого угла производится поиск допустимых с точки зрения дос­тижимости и доступности конфигураций. В данном поле значение у опреде­ляет некоторый средний угол.

GAMMA angles range (см. рис. 7.41) — поле задания полудиапазона углов у, в которых будет вестись поиск. При этом средним будет значение, введенное в предыдущем поле. По умолчанию полудиапазон для точечной контактной сварки — 45°.

" " ' %. Шґт и» ак<3 f***. WMfttr.- 8*»*»».. *

Рис. 7.43. Результат расчета достижимости и доступности проверяемой сварной точки

Отметим точку?0 (см. рис. 7.41) и изменим значение угла BETA на 180°, после чего по команде Touch (или Enter) запускается расчетная про­грамма, которая формирует таблицу, показанную на рис. 7.43.

Если проверяемая точка достижима и доступна, выводится результат ОК. При наличии столкновений звеньев робота, инструмента и сварного узла выво­дится результат Crash! Если точка не достижима, поскольку не попадает в зону сервиса робота, то указывается, по какой оси не хватает подвижности.

Выберем одну из конфигураций (отмеченных на экране зеленым цве­том), например FUP, GAMMA +0.0. Робот перенесет сварочные клещи в точку 0.1 шва (рис. 7.44). Сохранение «обученной» точки производится вы­бором из меню или вводом команды Store point в командной строке. Теку­щее положение робота, конфигурация его суставов, координаты степеней подвижности позиционера и дополнительных степеней подвижности (если они присутствуют), а также номер активного инструмента и свариваемого шва сохраняются в файле. Меню (см. рис. 7.41) появится на экране вновь. С помощью команды меню Store point < запомним эту точку, задав ей имя «01»:

Enter the name of stored point? <Seaml_part_0.0>: 01

Продолжая обучение, запомним положения робота для других точек сварного шва (02, 03, 04...09). При этом будем выбирать среднее значение угла Gamma из расчетных вариантов, но ближе к нулю (см. рис. 7.43).

При «обучении» точки 10 происходит столкновение клещей с кромкой свариваемой пластины. При этом система выдает сообщение в командной строке и обозначает место столкновения на кромке пластины специальным значком «царапина» (рис. 7.45, см. выноску). Выбранные сварочные клещи

имеют недостаточный вылет для сварки всех точек шва. Следовательно, нужно выбрать другие клещи и повторить «обучение» всех точек.

В данном конкретном случае имеется возможность уже выбранными клещами подойти к точкам 10 и 11 с другой стороны пластины. Проверим этот вариант. После полученного сообщения о столкновении в точке 10 из­меним сварочный угол у на 180° и повторим «обучение» точки. Аналогич­ным образом получим последнюю точку 11 (рис. 7.46).

В системе существуют возможности для поиска положения робота при анализе достижимости и доступности совокупности точек шва или со­вокупности швов (рис. 7.47).

Для перемещения сварочного инструмента как при обучении, так и при воспроизведении траектории движения имеется ряд команд. Вызов ко­манды РТР (Point То Point — от точки к точке) производится либо выбором из меню, либо вводом в командной строке. После выбора целевой точки ро­бот движется в положение, соответствующее точке, сохраненной ранее под данным именем. Интерполяция при этом осуществляется в координатах сус­тавов. Это означает, что положение и ориентация рабочей точки инструмен­та при движении не контролируется.

Аналогично вызывается команда Linear (перемещение по прямой линии). В этом случае после выбора целевой точки робот движется в по­
ложение, соответствующее сохраненному ранее под данным именем, и интер­поляция осуществляется в декартовых координатах.

Iweldmg possibility checking

о

Selected sewn is:

sim

Seams length:

1101.7659

Shift from the beginning (mm):

З

Length of checked pert (mm):

.1101 7659

iJaH t"',-; d мг

-і... . 1 :.. "-5І....

: Seam’s weld parameters: -

і ALPHA (dog): .,7°

Tool wei kmg < I

£)ETA(deg)- 4.0

| Р Collision

2AMMA (deij); 0

C-showIoo|4 1

Perform commend......... ,- V-

г

Star» | Continue

j elore point ‘ J

2o°m j ypoint

1 Bide I

seLect another seam

Complete commend.

Рис. 7.47. Окно обучения совокупности точек и швов

Рабочая точка инструмен­та движется по прямой ли­нии. При несовпадении ори­ентаций начальной и ко­нечной точек движение может осуществляться с интерполяцией ориентации или с постоянной ориента­цией целевой точки.

Команда Jump (ска­чок) после выбора целевой точки переводит робот в положение, соответствую­щее сохраненному ранее под данным именем. При этом восстанавливаются соответствующая конфигурация, положение манипулятора изделия, а также номера активного инструмента и шва.

Для завершения программирования работы РТК необходимо опреде­лить несколько дополнительных точек программируемой траектории инст­румента путем плоскопараллельного переноса клещей (т. е. без изменения их ориентации) из точек, ранее определенных на шве. Получим траекторию, показанную на рис. 7.46.

Промежуточная точка р 1 необходима, чтобы исключить столкновение инструмента и изделия при перемещении его из начального положения ро­бота к первой рабочей точке. Для обучения точки pi необходимо:

• командой меню DisplayZoomTop изменить ракурс изображения (удобнее, если при дальнейшей работе РТК будет изображен в плане);

• командой меню TeachingMovementJump вызвать меню точек и пе­реместить клещи «скачком» в точку 01;

• с помощью команды меню TeachingToolView CS задаем «промежу­точное» положение клещей путем прямого ввода относительных координат:

Tool Center Point OFFSET in VIEW plane: @0, 500, 0

При этом перемещение будет выполнено в горизонтальной плоскости. При выходе за пределы допустимой зоны перемещения робота система об этом сообщит;

• запомним эту точку через пункт меню TeachingStore point под именем pi.

Другие промежуточные точки траектории клещей р2, рЗ, р4 и р5 не­обходимы для исключения столкновения клещей с изделием при их подходе к точке 10 с противоположной стороны. После сварки точек 10 и 11 для воз­вращения клещей в исходную точку рО необходимо задать еще две проме­жуточные точки рб и р7 (см. рис. 7.46). Порядок обучения этих точек анало­гичен рассмотренному выше обучению точки pi.

Off-line-программирование. Эта подсистема предназначена для ав­тономной подготовки технологических программ робота на языке SRCL (Siemens Control Robot Language), который является проблемно-ориенти­рованным языком программирования роботов для системы управления RCM. Большое количество программных команд делает возможным напи­сание на этом языке весьма сложных технологических программ для самых разных областей применения роботов. Подсистема позволяет;

• разрабатывать технологические программы сварочных роботов на язы­ке SRCL с использованием многооконной интегрированной среды, включаю­щей встроенный редактор, компилятор, окна обученных точек и команд;

• разрабатывать программы движения степеней подвижности пози­ционера;

• производить калибровку технологических программ, созданных off­line, в соответствии с реальным расположением оборудования в РТК;

• пересылать технологические программы в систему управления RCM в принятом для данной системы промежуточном коде;

• принимать программы из системы управления робота и преобразо­вывать их в текстовый формат.

В реальной системе управления роботом управляющая программа соз­дается с помощью пульта, имеющего большое число функциональных кла­виш (многие из которых имеют обозначение команд). При этом для выбора различных вариантов одной и той же команды используется система меню. Это позволяет упростить программирование, уменьшить количество синтак­сических ошибок при наборе программы и соответственно упростить ту часть интерпретатора, которая занимается синтаксическим анализом.

При реализации на ЭВМ системы off-line программирования, исполь­зующей SRCL, процесс программирования неизбежно меняется, поскольку отсутствует функциональная клавиатура, но зато используются многоокон­ный интерфейс и разветвленная система меню, делающая систему програм­мирования дружественной к пользователю.

Командой меню TeachingVProgramVNew загрузим среду создания off­line-программ. В отдельных окнах экрана среды имеются меню команд язы­ка SRCL и меню записанных ранее точек. Последовательно вызывая их мышкой, запишем программу траектории перемещения клещей, изображен­ную на схеме (см. рис. 7.46). Сам процесс сварки занимает примерно 2 с на точку. Эти паузы на выполнение сварки также должны быть указаны в тек­сте управляющей программы:

DEF

HP1

#РТР

Pi

GES

BAN 6

#LIN

01

WRT

Z 2

#LIN

02

GES

BAN 3

#LIN

03

#LIN

04

#LIN

05

#LIN

06

#LIN

07

#LIN

08

#LIN

09

GES

BAN 6

#LIN

p2

#PTP

рз

#PTP

p4

#PTP

P5

#LIN

09

GES

BAN 3

#LIN

10

#LIN

11

GES

BAN 6

#LIN

p6

#PTP

P7

#PTP

P0

END

HP1

начало программы 1 переход к промежуточной точке pi установить скорость перемещения 6 м/мин переход по прямой к точке 01 пауза 2 с на сварку точки переход по прямой к точке 02

конец программы 1

Командой меню среды Compiling проведем компиляцию, а командой Save — сохранение программы на диске.

Командой меню TeachingProgrammExec полученная нами программа, отображающая все перемещения робота, будет воспроизведена на экране. Во время моделирования работы РТК выводятся результаты:

• предупреждения о допущенных столкновениях;

• время воспроизведения и время реальной работы программы в се­кундах — цикл работы РТК.

Командой меню TeachingProgrammGraphics можно воспроизвести программу в виде графиков движения робота по каждой степени свободы или в текстовом виде пошаговых координат. Если на графиках углов нет скачков — «перебросов» конфшурации, то это свидетельствует о непре­рывности движения робота на протяжении рабочего цикла.

Для каждого конкретного РТК существуют свои погрешности взаим­ного расположения робота и технологического оборудования, т. е. отличия абсолютного положения реальных точек позиционирования робота от иде­альных, заданных во внешних программах. Поэтому внешние программы для каждого РТК должны быть скорректированы программой калибровки в такой последовательности.

1. Для каждого свариваемого узла в системе off-line создается идеаль­ная программа калибровки, которая включает команды только движения робота: РТР, LIN (не менее 7—10 команд при условии, что количество точек в программе сварки не меньше этого числа) и команды начала и конца про­граммы. Такую программу удобнее всего сформировать, исключив ненуж­ные команды в off-line-программе сварки данного узла. Необходимо остав­лять в программе идеальной калибровки только точки, отражающие коор­динаты швов (нельзя оставлять промежуточные точки, в которых конец инструмента «повисает в воздухе», так как трудно получить соответствую­щие им точки на реальном РТК).

2. Методом обучения на реальном РТК создается программа, последо­вательность команд и обход точек в которой полностью соответствует про­грамме идеальной калибровки. При этом координаты соответствующих то­чек X, Y, Z будут отличаться ненамного, так как погрешности взаимного расположения робота и технологического оборудования для реального РТК не столь велики, что легко проверить визуально. Такую программу будем называть реальной программой калибровки.

3. В редактор загружается программа сварки данного узла.

4. С помощью команды меню optionscalibration options устанавливаются программы идеальной и реальной калибровки для данной программы сварки.

5. С помощью команды меню filecalibration производится калибровка данной программы сварки, т. е. координаты ее точек, и скорректированная программа запоминается.

6. Программа реальной калибровки переносится в систему управления робота. При этом используется команда FileTransfer.

Рассмотренная здесь методика компьютерного проектирования и отладки работы сварочных РТК обеспечивает быстрое и качественное выполнение этой работы. Важно еще раз отметить, что применение методики возможно и целе­сообразно на ранних стадиях разработки проектов сварочных роботизирован­ных производств, еще до окончательного решения вопросов закупки оборудо-

Рис. 7.48. РТК дуговой сварки заднего борта грузового автомобиля-самосвала

вания и до изготовления заготовок сварных конструкций и сборочно-сварочной оснастки.

Поскольку изложение основных этапов технологии проектирования сва­рочных РТК выполнено на простейшем достаточно условном примере сварной конструкции, покажем в качестве примера два конкретных проекта роботизи­рованной сварки узлов автомобилей. На рис. 7.48 представлен общий вид РТК дуговой сварки заднего борта грузового автомобиля-самосвала.

В проекте использован двухпозиционный манипулятор изделия, с тем чтобы во время выполнения сварочных работ на одном изделии можно было одновременно заниматься съемом уже сваренного предыдущего сварного узла и устанавливать и готовить к сварке очередное изделие. Вследствие больших габаритов сварного узла, превышающих размеры рабочей зоны робота, достижимость всех сварных швов изделия обеспечивается двухсте­пенным манипулятором, так что длинные сварные швы свариваются в два приема. Кроме того, работа манипулятора обеспечивает возможность сварки всех швов в наиболее удобном пространственном положении. Непрерывное компьютерное отображение работы управляющей программы в виде от­дельных фрагментов приведено на рис. 7.49.

На рис. 7.50 показана компоновка двухпозиционного сварочного РІК контактной сварки крыши микроавтобуса. Два крупногабаритных изделия

374

7. Автоматизированное проектирование сварочных комплексов

Рис. 7.50. РТК сварки крыши микроавтобуса

установлены на своих поворотных столах, и комплекс обслуживается двумя сварочными роботами. Один из них оснащен сварочными клещами с очень большим вылетом (1400 мм) для приварки листов к элементам жесткости в средней части крыши. Другой робот — с небольшими клещами — выполняет сварку точек по периметру изделий. Можно видеть, что работа сварочных роботов сильно затруднена большим количеством базовых и зажимных эле­ментов сварочных кондукторов. Компьютерное моделирование совместной работы поворотных столов и сварочных роботов обеспечило нахождение наиболее удачного взаимного размещения всех элементов РТК, разработку, оптимизацию и отладку качественных управляющих программ.

Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций

подготовка производства сварных конструкций

Приведенный в настоящем учебном пособии материал охватывает многие (но не все) направления проектно-технических работ по подготовке производства сварных конструкций. Основное внимание уделено наиболее сложным расчетным задачам и наиболее проблемным задачам …

РТК сборки и дуговой сварки сложного маложесткого пространственного узла с обеспечением заданных пределов отклонений геометрической формы

Рис. 8.30. Схема молотильного аг­регата зерноуборочного комбайна: 1 — барабан; 2 — подбарабанье; 3 — бич Одним из наиболее ответственных узлов в зерноуборочном комбайне явля­ется молотильный агрегат, схема которого показана …

Роботизированный технологический участок сборки и сварки барабана роторной жатки комбайна

В современных зерноуборочных машинах высокие требования к точ­ности узлов основных агрегатов, ответственных за их технологические ха­рактеристики, обусловлены необходимостью достижения максимальной производительности, качества обмолота и снижения потерь зерна. Роторная жатка ЖР-3500 …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.