摘 要：采用ABB机器人公司开发的Robotstudio软件进行机器人的焊接离线编程，对螺旋桨转轴的焊接进行机器人作业系统的建模、作业现场的设计以及对由不规则的曲线段构成的复杂焊接路径的编程，大大提高编程的效率，加快了复杂问题的解决。

关键词：焊接机器人；离线编程；螺旋桨转轴

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.004

螺旋桨是船舶动力系统中重要的组成部分，其轉轴承担着传动作用，因此转轴的焊接效果尤其重要。机器人焊接较人工焊接更为稳定，效率更高。

焊接机器人作为焊接转轴的自动化焊接设备，其自动化效率和精度在很大程度上取决于程序的编制。Robotstudio软件进行编程后，仿真验证的可到达性、循环时间、机器人规划路径都可在加工中准确地执行，并且能很好地对场地进行布置，对复杂焊接路径进行规划。这大大地减少了停工的时间，并有助于对疑难问题的解决[1]。

1 焊接现场的布置

Robotstudio对于焊接现场的布置做到了高度仿真。我们可以选择所有型号的ABB机器人以及工具，还可以导入我们在三维软件里所作的工件、工作台、夹具等所需物件，如下所示。

图1为已选择和导入的机器人型号（不合适可进行更换），焊枪，三套工作台、夹具、螺旋桨转轴。

接着分别选择三段所要焊接的转轴连接处，如图2所示。螺旋桨转轴的形状较为曲折，采用路径自动编程的方法可以提高焊接的准确度。

然后通过图2所选择的焊接路线，来设置机器人的焊接路径。焊枪从左至右，逐个零件地进行焊接。焊接路径如图3所示。

2 焊接路径的优化

在自动编程中，有些加工路径需要进行微调。例如焊接中，机器人手臂和焊枪的位置若与工件的位置会产生碰撞或干涉，那么需要手动去调整焊枪的位置。

图4为调整过后不产生干涉的焊枪位置。

（下转第11页）

（上接第6页）

如图5所示，将所有的路径调整好以后，便可以对路径进行到达能力的检测。

在对到达能力检测完成后，便可以生成加工程序（程序见附件），如图6所示。焊接仿真设计的所有步骤都在程序里，仿真设计出来的程序可导出来用于现实工业机器人上运作，实现仿真软件里的仿真效果。

3 仿真的优势及意义

RobotStudio是优秀的仿真软件，能模拟优化现有的机器人程序。它的仿真可以提高生产率，降低购买与实施机器人解决方案的总成本。在实际构建机器人系统之前先进行设计和试运行，可以利用该软件确认机器人是否能到达所有编程位置，并计算解决方案的工作周期[2]。

工业机器人的优势之一是可以适应不同任务需求，然而如果停机重新编程，它就会失去这些性能。robotstudio可以提高机器人编程的效率和准确性，并减少停机时间，它在远程维护、故障排除、风险管理和教育方面都还有一定的作用。

通过这次的仿真了解到工业机器人在焊接中的应用，以及在实际的生产中能起到不可估量的重要作用。仿真出来的程序可以导入到工业机器人上进行直接运作，与传统焊接相比减少了很多不必要的劳动力，同时增强了焊接的稳定性和精确度[3]。

参考文献：

[1]Christine Connolly（著），张利海（译）.Robotstudio的技术与应用[J/OL].机器人技术与应用，2011.

[2]郭洪红.工业机器人运用技术[M].北京：科学出版社，2008.

[3]董传银.手工焊接工艺控制[M].北京：北京希望电子出版社，2006.

作者简介：衡伟（1985-），男，江苏宿迁人，本科，讲师，主要研究方向：大型船舶及小型快艇的结构设计与制造。