Programare de sudare robotică prin instrumente software de aplicație

Roboții sunt programați practic prin două metode: programare online bazată pe consola de instruire și programarea off-line bazată pe modele CAD. Pentru aplicațiile de sudare robotică, în afară de definirea locațiilor de sudură pentru a crea traseul robotului, sunt necesare și funcții de sudare cu arc, cum ar fi setarea unghiului pistoletului și a parametrilor de sudare, precum și găsirea și urmărirea cordonului de sudură. Parametrii de sudare pot acoperi programele de sudare, țesere, rulare, ardere inversă și umplere crater și decalaje multi-treceri.

Toți producătorii de roboți tradiționali oferă software de aplicație de sudare cu instrucțiuni pentru a realiza funcțiile menționate mai sus. Software-ul de aplicație de sudură poate fi utilizat atât prin mediul de programare online (Ang și colab. 1999) cât și off-line. Câteva exemple de pachete software de aplicație de la ABB, KUKA și Fanuc sunt date în Tabelul 9. Există, de asemenea, pachete software de la terți, cum ar fi RobotMaster, CSR de la AC&E și MOSES de la AutoCam.

Un program de sudare robotică în trei treceri creat de Fanuc ArcTool este dat ca exemplu în Fig. 29. Programul include un program principal, un program de sudare cu instrucțiuni pentru pornirea și oprirea arcului, setarea vitezei de sudare, țesut, urmărirea cusăturii prin arc (TAST) și decalarea (memorizarea trecerii prin rădăcină (RPM) și offset multitreceri (MP)).

Programare automată a sudării robotice

Atât programarea online cât și off-line necesită timp și necesită cunoștințe de robotică și abilități de programare. Atunci când sudați modele în schimbare continuă pentru operațiuni flexibile, aceste metode nu sunt suficiente. S-au făcut unele eforturi pentru a genera automat programe de sudare.

Un exemplu este RiansWeld^TM de la Kranedonk Productions Systems (Kranedonk Productions and Automatic Welding 2013; Pan et al. 2011) pentru a automatiza complet procesul de programare. Sistemul de programare automată are două module cheie de nivel scăzut pe care se construiesc algoritmii de nivel superior. Acestea sunt modelul cinematic al robotului, care este folosit pentru a calcula diferitele unghiuri de articulație pentru o poziție și orientare date ale robotului și modelul de coliziune care determină dacă componentele robotului sunt în coliziune cu celelalte componente ale celulei de lucru. Timpul de calcul este o considerație importantă pentru un sistem de programare automată, în special pentru modelul de coliziune. Pentru a verifica o cale de sudură, modelul de coliziune poate fi rulat de până la 10.000 de ori pentru o structură simplă sau de mai mult de un milion de ori pentru o structură complexă. Pentru a se adapta la acest lucru, roboții din modelul de coliziune sunt reprezentați printr-o colecție de sfere pentru a minimiza complexitatea calculului de coliziune.

Cusăturile de sudură sunt identificate prin căutarea marginilor plăcii care se aliniază cu alte suprafețe ale plăcii. Locațiile de început și de sfârșit ale marginilor de intersecție împreună cu direcția normală la suprafață sunt utilizate pentru plasarea și orientarea etichetelor. Odată generate etichetele de sudură, punctele de calibrare sunt adăugate de-a lungul direcției de sudare și, în cazul unui colț, pe alte geometrii necesare. Traseele liniare dintre punctele de sudură și de calibrare sunt apoi verificate și sunt selectate configurația optimă a robotului și poziția axelor externe. Punctele sunt adăugate, de asemenea, utilizând un planificator probabilistic road map (PRM) pentru traseele roboților care sunt dificil de accesat.

RiansWeld^TM conectează, de asemenea, geometria sudurii cu specificația necesară a parametrilor de sudare printr-o bază de date sau bibliotecă de setări ale parametrilor de sudare și detalii de traseu pentru multe tipuri diferite de suduri și materiale.

În rezumat, software-ul determină automat unde trebuie să fie sudurile, cum pot ajunge roboții în aceste locuri și ce parametri ar trebui utilizați pentru fiecare sudură. În prezent, RiansWeld^TM este utilizat în principal pentru sudarea structurilor complexe de cocă și a grinzilor. GUI-ul RiansWeld^TM este prezentat în Fig. 30.

Un alt exemplu de programare automată a roboților este Automatic Path Generation (APG) peste software-ul de programare off-line: „Desk Top Programming & Simulation System” (DTPS) pentru roboții Panasonic. Este dezvoltat de Valk Welding BV (Valk 2011). APG utilizează date din sistemele CAD, ERP și foile Excel pentru a genera automat programe complete pentru robotul de sudare, care, pe lângă poziția pistoletului de sudare, conțin și unghiul pistoletului și parametrii de sudare corecți, cum ar fi curentul, parametrii de țesut, parametrii de umplere a craterului și etc. Calea generată de APG este apoi introdusă în DTPS pentru simulare, atingere și verificarea coliziunii. Fluxul de lucru al programării automate bazate pe APG este prezentat în Fig. 31.

Cu APG, este posibil să se dezvolte un software de robot personalizat (CMRS) pentru a programa automat diferite produse într-o familie de produse. Aplicațiile de succes includ sudarea grileloe și grinzilor pentru producția dintr-o singură piesă și s-a obținut o reducere considerabilă a timpului de programare.