ABB工业机器人弧焊工作站全流程搭建与调试（RobotStudio 6.08）

前言

本文基于ABB IRB 1520ID机器人与RobotStudio 6.08仿真软件，完整复现双工位汽车配件弧焊工作站从解包、系统重置、I/O 配置、参数设定、程序编写到仿真运行的全过程，覆盖 ArcWare 弧焊包、Torch Services 清枪、Path Recovery 路径恢复等核心功能，适合工业机器人弧焊入门与实训参考。

一、项目概述

1.1 工作站背景

弧焊是工业机器人连续轨迹类典型应用，相比搬运、码垛对轨迹精度与工艺协同要求更高。本工作站采用双工位转台布局，实现汽车钣金配件自动化焊接，具备：

焊接起弧 / 收弧 / 摆弧控制

双工位自动切换

焊枪自动清渣、喷雾、剪丝

中断触发、路径恢复、程序动态调用

1.2 核心学习任务

1.弧焊工作站布局与 IO 配置

2.焊接参数（WeldData/SeamData/WeaveData）设定

3.弧焊专用指令（ArcL/ArcC 系列）编程

4.Torch Services 清枪系统应用

5.程序调用与 Path Recovery 路径恢复

6.双工位自动焊接仿真调试

二、硬件与软件环境

1.仿真软件：RobotStudio 6.08

2.机器人型号：ABB IRB 1520ID

3.系统版本：RobotWare 6.08.01

4.IO 模块：DSQC651×2、虚拟 IO 板 simBoard1

5.工作站文件：SituationalTeaching_Arc608.rspag

三、项目实施全步骤

3.1 工作站解包与系统重置

3.1.1 工作站解包

1.双击SituationalTeaching_Arc608.rspag

2.依次点击【下一步】

3.选择从 Pack&Go 包加载文件

4.RobotWare 选择6.08.01.00

5.点击【完成】等待解包结束

3.1.2 系统备份与重置

1.【控制器】→【备份】→【创建备份】（命名无中文）

2.【控制器】→【重启】→【重置系统】

3.确认恢复出厂设置，清空原有配置

3.2 IO 单元与信号配置

3.2.1 IO 板卡配置

1.Board10（DSQC651）：Address=10

2.Board11（DSQC651）：Address=11

3.simBoard1（虚拟 IO）：无需地址

3.2.2 核心 IO 信号定义

信号名称	类型	所属单元	地址	功能
ao01Weld_REF	模拟输出	Board10	0~15	焊接电压给定
ao02Feed_REF	模拟输出	Board10	16~31	焊接电流给定
do01WeldOn	数字输出	Board10	32	焊接启动
do02GasOn	数字输出	Board10	33	保护气开启
do03FeedOn	数字输出	Board10	34	送丝控制
di01ArcEst	数字输入	Board10	0	起弧检测
di08LoadingOK	数字输入	Board10	7	工件装夹完成

3.2.3 系统输入输出配置

信号	动作 / 状态	功能
di04Start	Start	程序连续启动
di05Stop	Stop	程序停止
di11MotorOn	Motors On	电机上电
do06CycleOn	CycleOn	系统运行中

3.2.4 Cross Connection 逻辑配置

实现机器人在 Home 点才可旋转转台的互锁：

Cross1：soRobotInHome AND soRotToA → do04pos1

Cross2：soRobotInHome AND soRotToB → do05pos2

限制：最多 100 个 Cross，单条最多 5 个条件，深度≤20 层

3.3 弧焊程序数据创建

3.3.1 工具数据 tWeldGun

1mass：2kg

trans X：125.8mm Z：381.3mm

cog Z：100mm

标定方法：四点 + X/Z 轴

3.3.2 工件坐标系

wobjStationA（A 工位）、wobjStationB（B 工位）

标定方法：三点法

3.3.3 弧焊工艺参数

1.WeldData（焊接参数）

Weld_speed：焊接速度

Voltage：焊接电压

Current：焊接电流

2.SeamData（起收弧参数）

Preflow_time：预吹气时间

Postflow_time：尾吹气时间

3.WeaveData（摆弧参数）

Weave_shape：摆动形状

Weave_width：摆动宽度

Weave_length：单周期前进距离

3.4 弧焊专用指令

所有焊接程序必须遵循：Start → 中间段 → End

1.ArcLStart：直线焊接起弧

2.ArcL：直线焊接

3.ArcLEnd：直线焊接结束

4.ArcCStart：圆弧焊接起弧

5.ArcC：圆弧焊接

6.ArcCEnd：圆弧焊接结束

示例：

rapid ArcLStart pWeld_A10, v100, sm1, wd1, fine, tWeldGun\WObj:=wobjStationA; ArcL pWeld_A20, v100, sm1, wd1, z1, tWeldGun\WObj:=wobjStationA; ArcCEnd pWeld_A50, pWeld_A10, v100, sm1, wd1, fine, tWeldGun\WObj:=wobjStationA;

3.5 Torch Services 清枪系统

完成清焊渣→喷雾→剪焊丝三步维护，每焊接 6 件自动执行：

1.清焊渣：do09GunWash

2.喷雾：do10GunSpary

3.剪焊丝：do11FeedCut

程序：rWeldGunSet

3.6 RAPID 程序架构

程序名	功能
Main	主循环，工位判断与焊接调度
rInitAll	系统初始化（速度、加速度、信号、中断）
rWeldingPathA/B	A/B 工位焊接轨迹
rRotToCellA/B	转台旋转控制
rCheckGunState	焊枪维护计数判断
tLoadingOK	工件装夹完成中断
rTeachPath	示教专用子程序

3.7 目标点示教要点

1.焊枪 TCP 尽量与焊缝垂直

2.轨迹避开机器人奇异点

3.清枪点位：pGunWash、pGunSpary、pFeedCut

4.使用rTeachPath统一示教

3.8 仿真运行步骤

1.【仿真】→【IO 仿真器】

2.置位di06WorkStation1（工位 A 到位）

3.电机上电，启动程序

4.置位di08LoadingOK（工件装夹完成）

5.观察双工位自动焊接、清枪、转台切换

四、高级功能：程序调用与路径恢复

4.1 三种程序调用方式

1.ProcCall：直接调用

rapid rHome;

2.CallByVar：变量名调用（适合多轨迹切换）

rapid Reg2:=2; CallByVar "proc", Reg2; //调用proc2

3.%% 字符串调用：动态拼接调用

rapid %"rWeldingPathA"%

4.2 Path Recovery 路径恢复

用于异常中断后原路退回→恢复作业，核心指令：

StorePath：存储当前路径

RestoPath：恢复路径

PathRecStart/Stop：记录路径起点 / 终点

PathRecMoveBwd：原路回退

PathRecMoveFwd：恢复前进

典型中断场景：

rapid TRAP tMoveRoutine   StopMove;   StorePath;   PathRecMoveBwd\ID:=pathrecid1;   //异常处理   PathRecMoveFwd;   RestoPath; ENDTRAP

五、常见问题与解决

1.IO 信号不生效

检查板卡地址、信号映射、Cross Connection 逻辑

2.焊接不起弧

核对 do01WeldOn、di01ArcEst 关联

检查 SeamData 预吹气时间

3.转台不旋转

确认机器人在 Home 点（soRobotInHome=1）

4.程序导入报错：名称不明确

删除原有重名工具 / 工件数据再导入

六、项目总结

本项目完整实现了ABB 双工位弧焊工作站的仿真搭建，掌握了从 IO 配置、工艺参数、专用指令到高级功能的全流程技能。在实际生产中，可直接复用程序框架，仅需修改目标点与工艺参数即可快速部署。

弧焊核心在于轨迹精度 + 工艺协同，配合清枪维护与路径恢复，可大幅提升焊接稳定性与设备连续运行能力。

七、技能考核要点

1.IO 配置（20 分）：板卡、信号、Cross Connection

2.弧焊参数与指令（20 分）：WeldData、ArcL/ArcC 使用

3.Torch Services（20 分）：清枪 / 喷雾 / 剪丝逻辑

4.程序编写（20 分）：RAPID 架构与中断

5.高级功能（20 分）：程序调用 + Path Recovery