概述

對於機器人弧焊焊接來講，焊接起始點的定位是非常重要的，起始點定位的精確度，會直接影響到整條焊縫的焊接效果。為了提高焊接起始點的定位效率，幾乎所有的機器人廠商都開發了起始點尋位功能，ABB機器人也不例外，當然起始點尋位除了弧焊焊接應用外，也可以用在切割、銑削等應用上。

起始點尋位有很多種，例如鐳射起始點尋位、接觸感測器起始點尋位或者視覺起始點尋位，它們的本質區別還是在尋位感測器上。ABB機器人的起始點尋位功能是透過一個名叫SmarTac的系統功能選項來實現的，SmarTac是一種接觸感測器，用於搜尋有安裝誤差的焊接起始點的位置並偏移焊接程式中的示教點。

透過使用SmarTac功能，只需簡單的幾個步驟就可以實現機器人起始點尋位功能。但是，很遺憾，這個功能在RobotStudio軟體中似乎並不能使用，小編經過多次測試，依然沒能成功。如果有測試成功的小夥伴，也歡迎分享交流。

所以，要想在RobotStudio軟體中實現機器人弧焊焊接的起始點接觸尋位功能，我們就要另想替代方案，本期就來介紹一種。模擬案例繼續使用上一期釋出的文章《RobotStudio軟體：ABB機器人弧焊焊接虛擬模擬實現方法》中介紹的案例。

機器人接觸感測器新增與配置

RobotStudio軟體中並沒有內建現成的機器人接觸感測器，但是我們可以使用Smart元件中的碰撞監控感測器來代替接觸感測器。

在RobotStudio軟體“建模”選單欄中新建一個空的Smart元件，然後在其中新增一個碰撞監控感測器（CollisionSensor）。

在CollisionSensor屬性配置對話方塊中，碰撞監控物件Object1中選擇機器人弧焊焊槍工具，其他屬性保持預設。

在Smart元件編輯視窗內“訊號和連線”中的I/O訊號列表裡分別新增數字量輸出訊號SMdoTouch和數字量輸入訊號SMdiTouch，作為Smart元件碰撞監控感測器的反饋訊號和控制訊號，I/O訊號詳細配置引數如下表所示。

在“設計”視窗中將數字量輸入訊號SMdiTouch連線到碰撞監控感測器CollisionSensor的啟用介面Active上，將碰撞監控感測器CollisionSensor的感應輸出介面連線到數字量輸出訊號SMdoTouch上。

全部配置完成後，關閉Smart元件編輯視窗。由於碰撞監控感測器檢測的是弧焊焊槍模型的接觸碰撞情況，而焊槍模型是安裝在機器人模型上的，這樣模擬時焊槍模型還未接觸工件就已經

先與

機器人模型發生接觸碰撞了，碰撞監控感測器一旦啟用就會直接發出反饋訊號。為了避免這種現象的發生就要將機器人模型整體取消“可由感測器檢測”或只取消機器人第6個關節（Link6）的“可由感測器檢測”。

機器人接觸感測器I/O訊號連線

為了使機器人能夠控制和監視接觸感測器，還要在機器人虛擬控制器中新增兩個I/O訊號，I/O訊號詳細配置引數如下表所示。其中，數字量輸入訊號diTouch用於接收接觸感測器的反饋訊號，數字量輸出訊號doTouch用於接觸感測器的啟用和禁用控制。

機器人I/O訊號新增完成後，在軟體“模擬”選單欄下，點選“工作站邏輯”命令按鈕，在彈出的視窗中進入“設計”功能，先將機器人虛擬控制器的數字量輸出訊號doTouch連線到接觸感測器Smart元件的控制訊號SMdiTouch上，再將Smart元件的碰撞監控感測器反饋訊號SMdoTouch連線到機器人虛擬控制器的數字量輸入訊號diTouch上。

訊號連線完成後，機器人就能夠透過自身的I/O訊號對接觸感測器進行控制和監視了。

機器人起始點接觸尋位常用指令介紹

如果機器人的SmarTac功能可用，我們就可以直接使用一維搜尋指令Search_1D來對工件偏差進行搜尋定位，但是RobotStudio軟體中SmarTac功能並不能使用，所以要找到一種替代方案。

這裡我們可以使用機器人運動指令集中的沿直線搜尋指令SearchL來替代一維搜尋指令Search_1D對工件的偏差進行搜尋定位。

當執行到SearchL指令時，機器人在移動過程中會監控一個數字量輸入訊號或持續變數。當訊號或持續變數的值變為所需值時，系統會立即讀取機器人當前位置。

SearchL指令常見格式及指令引數詳細說明如下圖所示，其中一些可變元在虛擬模擬中未使用，這裡不再過多介紹，更多指令內容可以查閱《ABB機器人RAPID指令、函式和資料型別技術參考手冊》。

機器人搜尋到工件的當前位置後，經過一系列的座標變換得到工件的位置偏移值，然後再透過啟用使用已知座標系的程式位移指令PDispSet，對弧焊焊接程式統一進行偏移補償，這樣就能夠讓機器人準確地定位到焊接起始點，並對焊道進行焊接。

PDispSet指令（Program Displacement Set）用於定義和啟用程式位移（使用已知座標系），本質上它是使用已知的座標偏移值對機器人當前使用的工件座標系進行偏移，在運動學中相當於對機器人當前工件座標系的右乘，PDispSet指令常見格式及指令引數詳細說明如下圖所示。

值得注意的是在同一時間，僅能啟用一個程式位移。使用PDispSet，無法相互疊加程式位移。並且當出現使用重啟模式重置RAPID、載入新例行程式或一個新模組、從起點開始執行程式、將程式指標移動到main、將程式指標移動到子程式、移動程式指標造成執行順序丟失這些情況中的任意一種時，程式位移將自動重置。

在程式偏移結束位置需要使用停用程式位移指令PDispOff，該指令沒有指令引數，直接新增即可。PDispSet指令與PDispOff指令必須成對使用，單獨使用任何一條指令都會出現意想不到的錯誤。

機器人起始點接觸尋位程式編寫

根據實際需求編寫機器人工件起始點接觸尋位子程式，使用SearchL指令進行工件位置搜尋時，需要預留出一定的搜尋距離，即從搜尋起始點到搜尋結束點之間要有足夠的搜尋距離。本案例中的搜尋距離為120mm，即以焊絲與工件接觸的平面為基準，機器人能夠搜尋到的偏差為±60mm。當然，實際生產中的工件位置偏差並不會這麼大，這裡只是為了增強模擬效果。編寫好的機器人程式及其程式說明如下圖所示。

機器人模擬執行

機器人程式全部示教完成後，就可以模擬運行了。模擬執行效果如下方動態圖所示，可以看到機器人能夠搜尋到工件的位置，並準確找到焊接起始點。

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The End

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RobotStudio軟體：ABB機器人弧焊焊接虛擬模擬實現方法