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焊接机器人离线编程应用技术
一、引述
随着国内外机械装备制造事业飞速发展，对各种机械设备的生产周期、产品质量、制造成本，提出了更高的要求。

为了适应这种形势，设法提高及保证焊接接头质量的稳定性，机器人的柔性优势正是解决这一问题的的良好方案。

二、机器人系统简介
通用工业机器人，按其功能划分，一般由3个相互关连的部分组成：机械手总成、控制器、
教者的经验目测决定，对于复杂路径难以保证示教点的精确结果。

而离线编程是将机器人所有编程的工作内容在计算机软件在完成，过程一般包括：机器人及设备的作业任务描述、建立变换方程、求解未知矩阵及编制任务程序等。

在进行图形仿真以后，根据动态仿真的结果，对程序做适当的修正，以达到满意效果，最后在线控制机器人运动以完成作业。

节省了在机器人上编程的时间、离线编程的程序易于修改、通过仿真模拟后，防止昂贵的设备发生碰撞而损坏、结合CAD 软件系统和其它人工智能技术与机器人系统一体化，来提高工作效率和焊接质量。

由此看来当焊缝是直线或者简单曲线，焊缝上方没有干涉物且焊缝的精度要求不太高的情况下，采用在线示教的编程方式是非常理想的，但在许多复杂的作业应用中不是那么令人满意了。

因此，机器人离线编程及仿真是提高机器人焊接系统柔性化的一项关键技术，是现代机器人焊接制造业的一个重要方法。

一般工业机器人焊接时，机器人对焊接过程动态变化、焊件变形和随机因素干扰等不具有自适应能力。

随着焊接产品的高质量、多品种、小批量等要求增加，又对机器人焊接技术提出了更高要求。

这就需要对本体机器人焊接系统进行二次开发，包括给焊接机器人配置适当的传感器，柔性周边设备以及相应软件功能，如焊缝跟踪传感、焊接过程传感与实时控制、焊接变位机构。

这些功能大大扩展了基本的焊接机器人的功能，这样的焊接机器人系统智能程度的高低由所配置的传感器、控制系统以及软硬件所决定。

根据目前的整体技术还不太容易满足机器人焊接的所有智能要求，但这是个重要的发展趋势。

其它
发那科公司的Roboguide以及日本OTC公司使用的离线模拟仿真软件就叫OTC。

国内机器人厂家暂时还没有完全自主知识产权的模拟仿真软件。

因为这些机器人公司业务主体是机器人与控制系统，而并非专业的软件公司，这些机器人厂家为了使自己的机器人更加适应市场需求，同时出于对机器人系统技术保护的考虑，而开发了只可用于自己公司机器人系统的离线模拟示教软件。

这些软件虽然没有三维建模功能，但可以导入其它CAD软件设计的模型文件，通过虚拟示教方式离线编程，对于简单焊缝的作业倒也实用。

通用性较强、可实现智能化离线编程的专业软件目前也只有国外的一些公司成熟掌握，主要有：Robotmaster、Robcad、RobotExpert、Robomove、Robotworks、Workspace、RinasWeld、Powermill等等。

Robotmaster来自加拿大，是目前离线编程软件市场上顶尖的软件，几乎支持市场上绝大多数机器人品牌（KUKA，ABB，Fanuc，Motoman，史陶比尔、珂玛、三菱、DENSO、松下……）。

优点是可以按照产品数模，生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等等。

独家的优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴（直线导轨系统、旋转系统），并支持复合外部轴组合系统；缺点是暂时不支持多台机器人同时模拟仿真。

CAM
量的3D
用。

人、50
有高度智能化的离线编程软件，但在国内暂时还没有找到该软件的应用信息，也没有更多的相关资料。

Powermill：是英国DELCAM公司开发的软件，之前本是一款具有强大功能的三维建模和多轴数控编程软件。

随着机器人应用市场的发展，现在的新版Powermill软件专门增加了用于机器人离线编程和模拟仿真的模块，能让多达8轴的机器人编程像5轴NC编程一样简单。

模拟仿真也能准确显示机器人的动作，支持主流机器人：KUKA,ABB,Fanuc,Motoman,Staubli等。

此软件的铣削编程功能十分强大，可能在机器人的离线编程方面侧重于机器人铣削的编程，用在机器人焊接的离线编程还需要对程序进行人工修改。

五、目前焊接机器人离线编程的应用概况。