工业机器人原理及应用 —— 弧焊 项目作业

课程名称：工业机器人原理及应用项目名称：双工位汽车配件弧焊工作站搭建与调试软件版本：RobotStudio 6.08机器人型号：ABB IRB 1520ID系统版本：RobotWare 6.08.01

一、项目任务与目标

1. 项目任务在 RobotStudio 6.08 中完成弧焊工作站解包、系统重置、I/O 配置、Cross Connection 配置、弧焊参数设置、程序数据创建、目标点示教、RAPID 程序调试，实现机器人双工位自动焊接、清枪剪丝、中断控制、路径恢复等功能。

2. 学习目标掌握弧焊工作站布局与工作流程。掌握 DSQC651、虚拟 I/O 板配置及 Cross Connection 逻辑。掌握焊接参数、摆弧参数、起弧收弧参数设置。掌握 ArcL/ArcC 系列弧焊专用指令使用。掌握 Torch Services 清枪系统应用。掌握中断程序、CallByVar、Path Recovery 路径恢复功能。完成双工位自动焊接仿真并稳定运行。

二、设备与软件环境

仿真软件：RobotStudio 6.08机器人型号：ABB IRB 1520IDI/O 模块：DSQC651（2 块）、虚拟 I/O 板 simBoard1工作站文件：SituationalTeaching_Arc608.rspag工艺：机器人弧焊（汽车配件）

三、项目实施步骤与完成记录

任务 1 工作站解包与系统重置

解包步骤：①双击 .rspag 文件→②下一步→③从 Pack&Go 加载→④选择 RobotWare 6.08.01→⑤完成系统备份与重置：①控制器→备份→创建备份→②重启→重置系统→③确认恢复出厂完成情况：☑已完成 □未完成

任务 2 I/O 单元与信号配置

2.1 I/O 单元配置Board10（DSQC651）：Address 10Board11（DSQC651）：Address 11simBoard1（虚拟 I/O）：Address 无需填写

2.2 模拟量与数字量 I/O 配置

表格

信号名称	类型	设备	地址	功能
ao01Weld_REF	模拟输出	Board10	0~15	电压给定
ao02Feed_REF	模拟输出	Board10	16~31	电流给定
do01WeldOn	输出	Board10	32	焊接启动
do02GasOn	输出	Board10	33	保护气
do03FeedOn	输出	Board10	34	送丝
di01ArcEst	输入	Board10	0	起弧检测
di02GasOK	输入	Board10	1	气路正常
di03FeedOK	输入	Board10	2	送丝正常

2.3 系统 I/O 配置

表格

信号	动作	功能
di04Start	Start	程序启动
di05Stop	Stop	程序停止
di11MotorOn	Motors On	电机上电
do06CycleOn	CycleOn	运行中

2.4 Cross Connection 配置Cross_do04pos1：soRobotInHome AND soRotToA → do04pos1Cross_do05pos2：soRobotInHome AND soRotToB → do05pos2完成情况：☑已完成 □未完成

任务 3 弧焊程序数据创建

3.1 工具数据 tWeldGunmass：2 kgtrans X：125.8 mm Z：381.3 mmcog Z：100 mm

3.2 工件坐标系wobjStationA：A 工位坐标系wobjStationB：B 工位坐标系创建方法：☑三点法

3.3 弧焊工艺数据WeldData（焊接参数）Weld_speed：40Voltage：18Current：120

SeamData（起收弧）Preflow_time：0.2Postflow_time：0.5

WeaveData（摆弧）Weave_shape：三角形Weave_width：5Weave_length：10完成情况：☑已完成 □未完成

任务 4 程序模板导入

导入方式：□示教器 ☑RobotStudio模块名称：MainMoudle.mod遇到问题与解决：导入提示数据命名重复，删除原有工具、工件数据后重新导入成功。完成情况：☑已完成 □未完成

任务 5 目标点示教（rTeachPath）

需示教点位：pHome：安全点pWeld_A10~A100：A 工位焊缝点pWeld_B10~B100：B 工位焊缝点pGunWash /pGunSpary/pFeedCut：清枪、喷雾、剪丝点示教要求：焊枪与焊缝垂直，避奇异点。完成情况：☑已完成 □未完成

任务 6 RAPID 程序结构与功能说明

表格

例行程序	功能说明
Main	主程序：循环检测工位与焊接
rInitAll	初始化：速度、加速度、信号、中断
rWeldingPathA / B	A/B 工位焊接轨迹（ArcLStart/ArcL/ArcCEnd）
rWeldGunSet	清枪→喷雾→剪丝（Torch Services）
rCheckGunState	按计数判断是否维护焊枪
tLoadingOK	中断：工件装夹完成触发
rRotToCellA/B	转台旋转控制
rTeachPath	示教专用子程序
完成情况：☑已完成 □未完成

任务 7 程序调试与仿真运行

调试步骤：①I/O 信号校验→②工具 / 工件校验→③单步运行→④自动运行报警与处理：1. 信号未关联→重新配置 Cross Connection；2. 目标点奇异→调整姿态重示教；3. 清枪无响应→检查 IO 地址。仿真结果：☑双工位自动切换焊接 ☑起弧 / 收弧 / 送丝 / 吹气正常 ☑计数到自动清枪剪丝 ☑转台互锁安全逻辑正常 ☑无碰撞、无报警、连续运行完成情况：☑已完成 □未完成

四、核心指令与功能总结

• 弧焊指令ArcLStart：直线焊接起弧指令，线性移动到目标点并启动焊接ArcL：直线焊接指令，执行连续直线焊接ArcCEnd：圆弧焊接结束指令，完成圆弧焊缝收弧

• 中断程序CONNECT：将中断号与中断程序绑定ISignalDI：定义数字输入信号触发中断TRAP：中断程序定义关键字

• 程序调用方式ProcCall：直接调用例行程序，最常用CallByVar：按变量编号调用同名例行程序%% 字符串：字符串拼接调用例行程序

• 路径恢复StorePath：中断时存储当前运动路径RestoPath：恢复存储的运动路径PathRecMoveBwd：沿记录路径反向退回

五、项目总结与收获

焊接质量 / 节拍优化建议

1. 焊接速度、电压、电流匹配，避免虚焊、过焊，摆弧参数随焊缝宽度调整。
2. 优化安全点与清枪点路径，减少空行程，缩短节拍。
3. 转台与机器人动作并行，提升双工位切换效率。
4. 按固定次数自动清枪剪丝，保证焊枪状态稳定，提高焊缝一致性。

学习收获

通过本次项目，掌握了 ABB 机器人弧焊工作站从解包、IO 配置、参数设置、程序编写到仿真调试的完整流程。熟练使用 ArcL/ArcC 焊接指令、中断程序、路径恢复及清枪系统，能够独立完成双工位自动焊接仿真，具备工业机器人弧焊项目基础实施与故障处理能力。