T_CWAN0062-2023焊接机器人离线编程规范.docx

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1、ICS25.160.01CCSJ33T/CWAN00622023焊接机器人离线编程规范Specificationforweldingrobotoff-lineprogramming2023-12-27 发布2024-02-01实施中国焊接协会发布前言1范围12规范性引用文件13术语和定义14人员要求25工作流程56工作站信息获取27离线场景搭建38校准59寻位610焊接811程序验证1（）12程序导出1113现场调试1114过程注意事项12附录A（资料性）常用机器人及离线编程软件13附录B（资料性）焊接机器人离线编程工作流程图14参考文献15本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1

2、部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国焊接协会提出并归口。本文件起草单位：江苏徐工工程机械研究院有限公司、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、南京埃斯顿电气有限公司、哈尔滨职业技术学院、卡尔克鲁斯机器人科技（中国）有限公司。本文件主要起草人：纪昂、王灿、张立平、黄瑞生、何志军、樊志伟、武鹏博、彭根琛、滕彬、鞠青辰、周坤、杨帆、邹吉鹏、张贵芝、孙徐博、孟政宇、曹浩、方乃文、朱闯。Il焊接机器人离线编程规范1范围本文件规定了焊接机器人离线编程涉及的人员要求、工作流程、工作站信息获取、离线场景搭建、校准、寻位

3、、焊接、程序验证、程序导出、现场调试和过程注意事项等内容。本文件适用于弧焊焊接机器人。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注Fl期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB11291.1工业环境用机器人安全要求第1部分：机器人GB/T12643机器人与机器人装备词汇GB/T38244机器人安全总则T/CWAN0053机器人焊接技能培训规范3 术语和定义GB/T12643界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1附加轴extraaxis与机器人关节轴串联使用的轴，可用于实现

4、机器人整体位置的调整，一般与机器人划分至同一组别。3.2外部轴OUteraXiS用于实现工件位姿调整的移动轴，运动时不影响机器人的位置，一般与机器人划分至不同的组别中。3.3机器人离线编程员robotoff-lineprogrammingpersonnel从事机器人离线编程工作的技术人员。3.4机器人专用离线编程软件exclusiverobotoff-lineprogrammingsoftware仅适用于一款机器人的离线编程软件，具体见附录A。3.5机器人通用离线编程软件non-exclusiverobotoff-lineprogrammingsoftware可适用于多款机器人的离线编程软件，

5、具体见附录A。4 人员要求4.1 机器人离线编程员宜具备AWSDl6.4规定的技能要求，在上岗前应至少满足以下要求：a）熟悉所使用机器人的基础知识，包括坐标系、零点、机器人运动轴参数等；b）熟悉所使用的焊接机器人的相关操作，包括I/O信号的配置与使用、文件备份、坐标系设置、编程操作，能够独立、熟练地实施人工示教编程，宜具备对应机器人的操作资质；c）熟悉至少1种三维建模软件的操作；d）熟悉所使用离线编程软件的操作。4.2 机器人离线编程员应定期进行焊接、机器人操作、软件操作等方面的培训，具体培训内容应符合T/CWAN0053的要求。5 工作流程焊接机器人离线编程工作流程宜参照附录B进行。6 工作

6、站信息获取6.1 工作站基本信息机器人离线编程员在实际现场应收集以下工作站基本信息：a）处于零点状态时各轴的位置、基本尺寸以及标尺偏差程度；b）各轴的运动方向，包括机器人的附加轴和外部轴；c）机器人的品牌和型号；d）焊枪、防碰撞传感器以及焊枪支架的型号和基本尺寸；e）清枪后焊丝的伸出长度。6.2 机器人参数信息6.2 .1机器人离线编程员在实际现场应收集以下机器人参数信息：a）世界坐标系的参数；b）工具坐标系的参数；c）用户坐标系的参数；d）机器人6个轴的运动范围，尤其是1轴和6轴；e）机器人有无设置倒挂；f）焊接寻位检测的I/O信号接口编号；g）外部轴的控制方式；h）机器人与外部轴是否设置联

7、动。6.2.2如果机器人条件允许，机器人离线编程员可将机器人的系统及程序文件进行备份并加载至机器人匹配的专用离线编程软件中，同时应保证6.2.1中的参数可在机器人专用离线编程软件中直接获得。6.3 现有程序参考信息6.3.1 如果是首次处理某一工件的离线编程工作，机器人离线编程员宜在现场记录相似工件的寻位、焊接轨迹、姿态以及顺序等。6.3.2 如果条件允许，机器人离线编程员宜在机器人专用离线编程软件上建立工作站的基本场景，并加载工作站数据文件，实现在软件端直接查看机器人的相关信息以及现有程序的轨迹、路径规划等内容。6.4 校准所需信息校准所需信息应依据实际情况进行确定，如果现场变位机及工件均具

8、备，则可依据641和6.4.2提取校准所需的信息，如果工件和/或变位机不具备，则可待条件满足后重返工作站现场提取校准所需信息、。6.4.1外部轴校准6.4.1.1 机器人离线编程员应在现场提取外部轴校准所需的点位信息。6.4.1.2 外部轴校准取点前应将工件安装固定到位，尤其是头尾架变位机。6.4.1.3 机器人离线编程员应在外部轴的旋转部件上选择一个易于精准定位的特征点，如果无合适的特征点，可取一针状物通过磁铁吸附固定在部件上。6.4.1.4 校准取点时，机器人离线编程员应新建一个程序，外部轴每旋转一定角度后记录一次点位，应按离线编程软件要求的次数进行取点记录。记录过程中宜对取点位置和焊枪姿

9、态进行拍照记录。6.4.1.5 如果有多个外部轴，应在所有外部轴恢复到零位后，再针对其它轴重复同样的操作。6.4.1.6 点位信息提取完成后，应将包含点位的程序导出备用。6.4.2工件校准6.4.1.1 机器人离线编程员应在现场提取工件校准所需的点位信息。6.4.1.2 机器人离线编程员应在工件的四周选择易于分辨和定位的位置进行取点记录，记录点位数应不小于4个。7离线场景搭建离线场景搭建的具体流程视所选取离线编程软件来定，但主要流程中应包含以下内容。7.1 模型导入工作站的模型应在三维软件中以离线编程软件支持的格式导出。将模型导入后，离线编程软件中的模型应与三维软件中的模型保持一致，无缺漏、分

10、散、变形等问题.7.2 模型简化7.2.1 模型导入后，机器人离线编程员应将模型进行简化，删除多余部件，例如：围栏、挡烟帘等。7.2.2 以下部件不应进行简化：a）附加轴的底座及各个运动部件的主体结构；b）附加轴的各个运动轴的零点标记；c）外部轴的底座及各个运动部件的主体结构；d）外部轴的各个运动轴的零点标记；e）机器人底座部件以及垫块；f）焊枪、防碰撞传感器以及焊枪支座。7.3 模型核查与初步调整机器人离线编程员应对模型进行核查和确认，在离线编程软件中，应使用测量工具测量模型中主要部件及其之间的基本尺寸，并与现场测量的结果进行对比和初步调整，具体包括：a）工作站的整体形态；b）附加轴零点标记

11、与端部之间的距离；c）变位机的基本尺寸；d）变位机与附加轴底座之间的距离；e）焊枪、防碰撞传感器以及焊枪支架的型号和尺寸。7.4 模型分组7.4.1 机器人离线编程员应按照现场机器人的控制分组方式对软件中的模型进行分组。一般附加轴宜与机器人的各关节轴分为一组，外部轴一般按设备单独成组。7.4.2 不同组别的模型在软件中应区别定义，宜采用不同的颜色进行区分。7.5 附加轴7.5.1 机器人离线编程员应在软件中按照由附加轴底座到机器人安装法兰的方向进行附加轴运动部件划分，相对不运动的部件应合并为一个整体，并依次按运动逻辑定义各运动部件的运动方向、旋转轴中心以及运动范围。7.5.2 附加轴机器人安装

12、法兰处宜根据机器人的实际情况对机器人的摆放位置进行坐标系设定。7.6 变位机7.6.1 机器人离线编程员应在软件中按照由外部轴底座到工件安装台面的方向进行外部轴运动部件划分，相对不运动的部件应合并为一个整体，并依次定义各运动部件的运动方向、旋转轴中心以及运动范围。7.6.2 外部轴末端工件安装台面上宜对工件放置的位置或坐标系进行设定。7.7 机器人7.7.1 机器人离线编程员宜从软件自带的资源库中将定义好的机器人导入到工作场景中，可采用“坐标系数值定义”、“拖动工具”、“坐标系重叠/重合”等方法将机器人固定在附加轴机器人安装法兰上，并进行机器人位置的调整。7.7.2 当软件自带的资源库中没有对

13、应型号的机器人时，应根据机器人实际的运动轴参数自行建立机器人模型。7.8 焊枪7.8.1 机器人离线编程员应对焊枪进行定义，包括与机器人连接的焊枪法兰端以及焊枪的TCP7.8.2 焊枪的TCP应按图1所示的方向进行定义，其中Z+应是焊丝回丝方向，Y轴应垂直于焊枪支架。Br*图1焊枪TCP定义的方向要求7.8.3 定义完成后的焊枪可采用“坐标系数值定义”、“拖动工具”、“坐标系重叠/重合”等方法与机器人六轴法兰末端进行装配，并进行位置姿态的调整。7.9 工件根据计划安排，机器人离线编程员应核查工件模型的准确性，并核对模型与对应工序下结构件形式的一致性。工件确定后，机器人离线编程员应将工件导入并调

14、整至外部轴工件安装台面上，工件的大致位置应与实际环境保持一致。7.10 轴对应关系设置机器人离线编程员应在离线编程软件中设定机械单元的轴与控制系统中轴的对应关系，实现在“点动”状态下，机器人可实现对附加轴和外部轴的控制。7.11 碰撞检测的设置机器人离线编程员应在离线编程软件中设置碰撞检测功能，一旦部件之间发生碰撞，应高亮显示碰撞部件和碰撞位置。8校准机器人离线编程员宜在编程前完成TCP、附加轴、外部轴以及工件的校准，当条件不允许时，可将以上校准环节安排在编程之后。任何情况下，校准环节应在导出程序前完成。8.1 TCP校准8.1.1 机器人离线编程员应将现场实际的TCP参数输入到软件中，查看焊

15、枪的姿态是否正常，如果姿态或者TCP位置存在明显异常，则应仔细检查以下方面：a）场景搭建环节中机器人相关参数的设置是否正确；b）焊枪型号是否正确；c）焊枪与机器人连接的法兰端坐标系设置是否正确：8.1.2 如果焊枪姿态、TCP角度和位置仅存在小范围偏差，则可忽略不计。8.2 附加轴校准8.2.1 一般不直接进行附加轴的校准，机器人离线编程员宜采用用户坐标系的方式来代替附加轴的校准。8.2.2 使用用户坐标系代替附加轴校准的前提条件包括以下内容：a）机器人的零点位置精度较高；b）外部轴已完成校准；c）工件已完成校准，工件上特征点位在软件中的坐标数据要与工件在实际场景全局坐标系下的坐标数据一致。8.2.3 如果工件长度方向尺寸小于3m,用户坐标系原点宜设定在外部轴工作台面或工件上。如果工件长度方向尺寸大于3m,宜在工件上设置多个用户坐标系。8.2.4 软件中用户坐标系各轴的方向宜与实际场景的全局坐标系保持一致。在软件中建立用户坐标系后，应在实际场景中按相同位置和方向建