MotoSimEG-VRC軟體：安川機器人弧焊焊接離線編程

概述

CAM Function是MotoSim EG-VRC軟體實現安川機器人離線編程的核心功能，該功能通過在加工零件CAD模型上選取加工路徑軌跡特徵自動生成機器人加工工藝路徑程序。

CAM Function支持的加工工藝包括：弧焊焊接、雷射焊接、雷射切割、噴塗、拋光、去毛刺以及一般用途等。

在MotoSim EG-VRC軟體中使用CAM Function時，加工工件模型必須是外部導入的模型，使用軟體自帶的模型創建工具創建的模型，其幾何特徵不能被CAM功能選取。

MotoSim EG-VRC軟體支持導入幾乎所有機械設計軟體生成的特定格式的模型數據（如CATIA V5、PRO / E、Inventor、SolidWorks等），也支持導入IGES、STEP等中間格式的模型數據。但是在使用CAM Function時，要儘量使用機械設計軟體原始格式模型數據。使用IGES、STEP等中間格式導入數據時，可能會出現無法檢測到加工邊緣特徵的情況。

除了單臺機器人加工的離線編程外，CAM Function還支持多臺機器人聯動運行加工，以及機器人與變位機、行走軸等外部軸的聯動運行加工的離線編程。

機器人弧焊焊接工作站創建

首先創建一個簡易弧焊焊接機器人工作站，在添加機器人控制器時，機器人的Application選項參數設置為「ARC」，即弧焊焊接工藝應用。

然後為機器人工作站添加簡易工裝，可以使用MotoSim EG-VRC軟體自帶的模型創建工具創建，也可以直接導入外部模型。

最後從外部導入焊接零件模型，導入時在CAD Import對話框中勾選「Imports the work file for CAM teaching」選項，這樣導入模型的幾何特徵才能被選取，進而實現使用CAM功能進行離線編程。

將機器人、簡易工裝、焊接零件進行合理布局，並在機器人上安裝一把弧焊焊槍，全部完成後弧焊機器人虛擬仿真工作站如下圖所示。

CAM Function使用流程

MotoSim EG-VRC軟體中CAM Function的使用大致可以分為四個步驟，即機器人示教程序創建、零件焊接路徑特徵選取、生成路徑程序參數設置、生成路徑程序測試與後處理。

機器人示教程序創建

機器人示教程序的創建是在CAM Job Management對話框中完成的。軟體「Home」菜單欄中點擊「CAM Function」命令按鈕，彈出CAM Job Management對話框。

Application：選擇工藝應用，可選項包括弧焊焊接、雷射焊接、雷射切割、噴塗、拋光、去毛刺以及一般用途等，本例中選擇弧焊焊接（Arc Weld）。

Job Name：設置機器人程序名稱，如TEST1。

Group Set：當前創建的機器人程序包含的控制組，R表示機器人本體控制組，B、S分別代表機器人外部軸控制組。本例中沒有外部軸控制組，因此只選擇R1即可。

Comment：機器人程序注釋，本條目為可選項。

Show Path：指定CAM Job List中機器人程序的顯示模式，當選擇「Show Current」時，僅顯示當前機器人程序；當選擇「Show All」時，將顯示全部機器人程序。

CAM Job List：使用CAM Function創建的機器人程序列表。

參數全部設置完成後點擊下方的「Add/Edit」按鈕，可以進入下一步，即創建機器人路徑軌跡。對於弧焊焊接工藝應用，若是第一次使用CAM Function，則會彈出Please set the 「Default Settings」.信息提示框。此時點擊下方的「Default Settings」按鈕，在彈出的Path Settings對話框中對生成路徑參數進行配置，也可以直接點擊「OK」按鈕，在後續的生成路徑參數配置步驟中進行參數配置。

零件焊接路徑特徵選取

在CAM Job Management對話框中，點擊「Add/Edit」按鈕之後彈出Create job對話框。Path List功能區域下依次選擇「Pick Edge」、「Process as one edge」選項，然後按住「Ctrl」鍵之後在軟體工作區中依次點選零件模型上的弧焊焊接路徑幾何特徵，選擇完成後被選擇的路徑特徵變為黃色指向線，與之相交的平面變為藍色。其中，黃色指向線為機器人運行軌跡線，藍色平面為機器人TCP坐標的參考平面。

當然，零件焊接路徑如果只有一條線段，那麼就無需按住「Ctrl」鍵，直接使用滑鼠點選路徑特徵線即可。

Pick Edge：選擇後激活選取零件弧焊焊接路徑特徵功能。

Process as one edge：選擇後可以將多個焊接路徑特徵合併為一個焊接路徑特徵，即將多條機器人運行軌跡線段合併為一條完整的運行軌跡線段。

Alternate Face：切換機器人示教點TCP坐標的參考平面。

Alternate Edge：當有多個軌跡特徵時，用於切換已選取的邊緣特徵。

生成路徑程序參數設置

機器人運行路徑特徵選取完成之後，在Create job對話框中點擊「Create Path」按鈕，彈出Path Settings對話框，在此對話框中可以設置生成機器人運行路徑軌跡的程序參數。同時，軟體工作區焊接零件模型上選取的機器人焊接路徑軌跡上出現一個「1」，表示選取的三段路徑軌跡合併為一條路徑軌跡。

Teaching選項卡用於設置自動生成機器人示教程序的運動參數。其中，Start Point與End Point功能區設置機器人焊接起始點與結束點運動程序生成參數，包含插補類型Motion Type、運動速度Speed、定位精度PL等；Tool Setting功能區設置機器人末端工具編號；Intermediate Point(s)功能區設置機器人整體運行路徑軌跡上的過渡點參數，生成方式（Generation Mode）包含自動生成Automatic、手動生成Manual兩種，自動生成的相關參數可以在Special選項卡中查看與設置，手動生成參數中可以設置過渡點的插補類型、過渡點生成形式（按距離形式Step Pitch或按個數Number of Steps）以及過渡點的運動速度、定位精度。

Approach/Retract選項卡用於設置機器人焊接路徑起始點的接近點與結束點的離開點的運動參數。對於機器人弧焊焊接應用程式，一般都需要添加接近點與離開點。接近點功能區與離開點功能區分別選中「Add」之後，其下方的參數設置選項被激活。

在Position功能區域下分別選擇「Target Coord.」，即以機器人弧焊焊接路徑的起始點與結束點坐標系作為創建接近點與離開點的參考坐標系。然後在其下的X、Y、Z坐標值輸入框中輸入要平移的增量數值，並修改機器人程序的插補類型、運動速度、定位精度等參數。

Torch Position選項卡用於設置機器人焊槍姿態參數，此選項卡只有在選擇弧焊焊接工藝應用（Arc Weld）時才會顯示。

Joint Orientation：指定要焊接的接頭形狀，有V形（V-Shape）與L形（L-Shape）兩種可選。

Work Angle：設置焊槍與參考平面之間的角度值。

Travel Angle：設置焊槍與垂直於焊縫的平面之間的角度值。

Rotation Angle：設置焊槍自身的旋轉角度值。

Joint Offset：Vertical用於設置焊槍與焊接工藝點之間垂直方向的平移量，Horizontal用於設置焊槍與焊接工藝點之間水平方向的平移量。

Without ARCON/ARCOF instruction：選中此選項後，生成的路徑程序中將不包含ARCON/ ARCOF指令。

Corner Processing：當沿著拐角連續焊接多條焊縫時，為了使過渡平滑，拐角處理功能允許在拐角的定義距離內逐漸改變焊槍角度。其中，Before Corner用於設置在拐角之前的過渡距離，After Corner用於設置在拐角之後的過渡距離。

Start/End Conditions選項卡用於設置機器人弧焊焊接的起弧與熄弧工藝參數，一般情況下起弧與熄弧參數都選擇文件編號的形式，然後在示教器的焊接參數設定界面中對選定編號的焊接參數進行統一配置。

若是焊接工藝標準中還有焊接擺動要求，可以在「Weaving/Sensing」選項卡中配置機器人的擺弧參數。若是工作站中還有外部軸並且需要與機器人聯動運行，如機器人行走軸或變位機等，可以在「External Axis」選項卡中配置相關參數。

Path Settings對話框中生成機器人運行路徑軌跡的程序參數全部配置完成後，點擊「OK」按鈕。

生成路徑程序測試與後處理

在彈出的Create Job對話框中，Path List功能區下生成機器人弧焊焊接路徑PATH_01，同時軟體工作區焊接零件上出現帶有黑色坐標系與黃色軌跡線的機器人弧焊焊接路徑軌跡，機器人焊接路徑軌跡的接近點處出現焊槍模型。

選中PATH_01之後，在Path Content下顯示PATH_01的機器人運動程序，此時就可以對自動生成的機器人程序進行優化處理了。

Sync：在Sync功能區中可以對生成的機器人路徑軌跡程序運行測試。在Path Content中選擇機器人運動程序，然後點選「Robot」選項後機器人將移動到選中的程序目標點位置處。點擊「Attain」按鈕，機器人將按照Path Content中的程序運行，並檢查程序中的路徑點是否可達。若是Path Content中的程序目標點全部可達，則光標會停留在最後一行程序；若是有程序目標點不可達，則該條程序將紅色高亮背景顯示。

Targets：Targets功能區中，選中「Pick」選項後可以在軟體工作區中選取要修改的機器人程序目標點，當然選取程序目標點也可以通過在Path Content中選擇相應的機器人程序實現。點擊「Modify」按鈕，可以在彈出的Modify Position對話框中以增量形式修改機器人程序目標點的位置與姿態。

Adjust Positioner：對於具有變位機的機器人系統，可以通過點擊「Adjust Positioner」按鈕，在打開的Positioner Adjustment對話框中激活變位機自動調整功能，以實現變位機與機器人聯動運行時保持固定的弧焊焊接條件，如焊接接頭類型、焊槍姿態等。

機器人程序測試優化完成後，在Path Content中選擇第一行程序，然後在Initial Pos功能區中點擊「Register」按鈕，將選中的程序目標位置作為機器人的初始位置。

在Path List中選擇機器人路徑軌跡PATH_01，然後點擊「DOWN」按鈕，使其顯示在下方的展示框中，此時「Create Job」按鈕被激活。

點擊激活的「Create Job」按鈕，將自動生成的機器人路徑軌跡程序轉換為機器人控制器可執行的工作程序。若是程序轉換成功，則會彈出「Job convert is successful.」信息提示框，點擊「確定」按鈕即可。

打開虛擬示教器，在JOB中可以看到與CAM Job Management中同名的程序，此程序就是使用CAM Function自動生成的機器人程序。將其打開之後，可以看到詳細的機器人運動程序以及弧焊焊接起弧、熄弧程序。

仿真運行

在軟體「Simulation」菜單欄下，點擊「Start」命令按鈕，可以看到機器人按照離線生成的弧焊焊接程序對工件進行焊接加工，如下動態圖所示。運行結束後點擊「Reset」命令按鈕，恢復工作站初始狀態。

The End

---

上一篇：