CN110253585B - 一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，包括以下具体步骤：步骤一：对焊接程序进行分块设置，步骤二：编制子程序，步骤三：形成焊接作业程序数据库，步骤四：个性化程序组合文件的形成，步骤五：焊接程序结构体的编制。本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，将机器人整体焊接程序拆分为数个小的子程序，相较于整体编程，子程序覆盖范围较小，编程跨度小，有利于现场编程和调试；同时减少了机器人示教操作量，避免碰撞导致机器人坐标原点丢失，减少了设备宕机和设备维护，并且固化了系统初始化参数，提高了系统运行稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及的是客车的设计与生产领域，更具体地说是一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法。
背景技术
在工业机器人应用中，大部分属于焊接机器人，据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有超过一半以各种形式应用于焊接加工领域。焊接机器人发展到现在，大致可分为三代：第一代是基于示教再现工作方式的焊接机器人；第二代是基于一定传感信息的离线编程焊接机器人；第三代是指装有多种传感器，接受作业指令后能根据客观环境自行编程的高度适应智能机器人。
客车作为典型的订单驱动生产型制造行业，在产品设计时即以客户的个性化需求为目标导向，导致客车产品的造型、结构、配置等都呈现了较多的变化。为适应多变结构的焊接生产，机器人作业程序需作相应的适配调整，实际应用中存在诸多的不适应。
以客车骨架机器人焊接编程为例，目前主要应用第一代焊接机器人，其采用整体示教再现编程方式。该方式在实际应用中主要存在以下问题：1、客车侧围骨架属大型构件，整体编程跨度大；2、客车骨架为方钢组焊而成，焊缝短而密，作业程序步数庞大，编程及调试工作量大；3、整体编程导致共性程序段重复编制，占用机器人程序内存且徒增无效编程工作量；4、机器人位姿调整操作频繁，容易误操作导致碰撞，机器人坐标原点丢失，所有已编程序均不可再现应用且碰撞损伤机器人精度导致焊接品质下降。上述各种技术问题导致机器人焊接在客车生产中的质量、成本、效率等方面优势不明显，客车制造企业应用机器人等智能设备的改造动力不足。
发明内容
本发明公开的是一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，所述编程方法包括以下具体步骤：
步骤一：对焊接程序进行分块设置，依据客车侧围骨架的结构和程序功能的特点，将客车侧围骨架的机器人焊接程序分为七个子程序块，分别为：控制块、中段块、车窗块、行李仓块、安全门块、后窗块以及后保块，并界定各个焊接作业程序块的覆盖范围；
步骤二：编制子程序：分别根据步骤一划分的子程序块覆盖范围，对覆盖范围内的侧围骨架结构进行设计及编制各机器人焊接作业的子程序，得到各种骨架结构相对应的机器人焊接作业子程序；
步骤三：形成焊接作业程序数据库：分别将步骤二编制得到的各个子程序归入机器人示教器数据库中，形成机器人示教器的焊接作业的程序数据库；
步骤四：个性化程序组合文件的形成，依据客户的个性化需求，选择骨架结构，并对各骨架结构所相对应的焊接作业子程序进行顺序组合，形成程序组合文件；
步骤五：焊接程序结构体的编制，依据步骤四得到的程序组合文件，在步骤三形成的机器人示教器程序数据库中找寻所需的焊接作业子程序，然后将该子程序装载至控制块程序的结构体中，形成客车侧围骨架机器人焊接的结构化作业程序，完成客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程。
更进一步，所述步骤四的各个子程序的组合顺序为：中段块子程序、车窗子程序、行李仓子程序、安全门子程序、后窗子程序以及后保子程序。
更进一步，所述步骤五包括以下具体步骤：
1）依据程序组合文件的要求，在机器人示教器数据库中，找寻所需的中段块子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成中段块的焊接程序编制；
2）完成第一个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的车窗子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成车窗区的焊接程序编制；
3）完成第二个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的行李仓子程序，并将其装载至控制块茎程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成行李仓区的焊接程序编制；
4）完成第三个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的安全门子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成安全门区的焊接程序编制；
5）完成第四个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的后窗子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成后窗区的焊接程序编制；
6）完成第五个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的后保子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成后保区的焊接程序编制。
更进一步，所述控制块子程序为机器人焊接控制程序，所述中段块、车窗块、行李仓块、安全门块、后窗块以及后保块子程序为机器人焊接作业执行程序。
更进一步，每个所述焊接作业执行程序块分别编制有七种不同方案的焊接作业子程序。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，将机器人整体焊接程序拆分为数个小的子程序，相较于整体编程，子程序覆盖范围较小，编程跨度小，有利于现场编程和调试。
2、本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，提高了子程序的借用率，减少了共性程序的反复编制和机器人程序内存占用。
3、本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，减少了机器人示教操作量，避免碰撞导致机器人坐标原点丢失，减少了设备宕机和设备维护。
4、采用结构化方法，提供一种标准控制结构体，固化了系统初始化参数，提高了系统运行稳定性。
5、本发明采用编程结构化方法，规定了程序的执行顺序，提高了编程工作标准化。
附图说明
图1是本发明的客车侧围骨架分区结构示意图。
图2 是本发明的客车侧围骨架机器人焊接结构化程序编制结构示意图。
图3是本发明的客车侧围骨架机器人焊接结构化程序编制流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，客车侧围骨架可分为中段区1、车窗区2、行李仓区3、安全门区4、后窗区5、后保区6等6个区块。
如图2和图3所示，一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，所述编程方法包括以下具体步骤：
步骤一：对焊接程序进行分块设置，依据客车侧围骨架的结构和程序功能的特点，将客车侧围骨架的机器人焊接程序分为七个子程序块，分别为：控制块、中段块、车窗块、行李仓块、安全门块、后窗块以及后保块，并界定各个焊接作业程序块的覆盖范围；
步骤二：编制子程序：分别根据步骤一划分的子程序块覆盖范围，对覆盖范围内的侧围骨架结构进行设计及编制各机器人焊接作业的子程序，得到各种骨架结构相对应的机器人焊接作业子程序；
步骤三：形成焊接作业程序数据库：分别将步骤二编制得到的各个子程序归入机器人示教器数据库中，形成机器人示教器的焊接作业的程序数据库；
步骤四：个性化程序组合文件的形成，依据客户的个性化需求，选择骨架结构，并对各骨架结构所相对应的焊接作业子程序进行顺序组合，形成程序组合文件；
步骤五：焊接程序结构体的编制，依据步骤四得到的程序组合文件，在步骤三形成的机器人示教器程序数据库中找寻所需的焊接作业子程序，然后将该子程序装载至控制块程序的结构体中，形成客车侧围骨架机器人焊接的结构化作业程序，完成客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程。
更进一步，所述步骤四的各个子程序的组合顺序为：中段块子程序、车窗子程序、行李仓子程序、安全门子程序、后窗子程序以及后保子程序。
更进一步，如图3所示，所述步骤五包括以下具体步骤：
1）依据程序组合文件的要求，在机器人示教器数据库中，找寻所需的中段块子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成中段块的焊接程序编制；
2）完成第一个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的车窗子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成车窗区的焊接程序编制；
3）完成第二个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的行李仓子程序，并将其装载至控制块茎程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成行李仓区的焊接程序编制；
4）完成第三个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的安全门子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成安全门区的焊接程序编制；
5）完成第四个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的后窗子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成后窗区的焊接程序编制；
6）完成第五个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的后保子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成后保区的焊接程序编制。
更进一步，所述控制块子程序为机器人焊接控制程序，所述中段块、车窗块、行李仓块、安全门块、后窗块以及后保块子程序为机器人焊接作业执行程序。
更进一步，如图2所示，每个所述焊接作业执行程序块分别编制有七种不同方案的焊接作业子程序。通过6个区域块总计42个焊接作业子程序的排列组合，可形成117649种结构的焊接作业程序文件。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，将机器人整体焊接程序拆分为数个小的子程序，相较于整体编程，子程序覆盖范围较小，编程跨度小，有利于现场编程和调试。
2、本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，提高了子程序的借用率，减少了共性程序的反复编制和机器人程序内存占用。
3、本发明采用机器人焊接作业子程序组合的方法，减少了机器人示教操作量，避免碰撞导致机器人坐标原点丢失，减少了设备宕机和设备维护。4、采用结构化方法，提供一种标准控制结构体，固化了系统初始化参数，提高了系统运行稳定性。
5、本发明采用编程结构化方法，规定了程序的执行顺序，提高了编程工作标准化。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (5)
1.一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，其特征在于：所述编程方法包括以下具体步骤：
步骤一：对焊接程序进行分块设置，依据客车侧围骨架的结构和程序功能的特点，将客车侧围骨架的机器人焊接程序分为七个子程序块，分别为：控制块、中段块、车窗块、行李仓块、安全门块、后窗块以及后保块，并界定各个焊接作业程序块的覆盖范围；
步骤二：编制子程序，分别根据步骤一划分的子程序块覆盖范围，对覆盖范围内的侧围骨架结构进行设计及编制各机器人焊接作业的子程序，得到各种骨架结构相对应的机器人焊接作业子程序；
步骤三：形成焊接作业程序数据库，分别将步骤二编制得到的各个子程序归入机器人示教器数据库中，形成机器人示教器的焊接作业的程序数据库；
步骤四：个性化程序组合文件的形成，依据客户的个性化需求，选择骨架结构，并对各骨架结构所相对应的焊接作业子程序进行顺序组合，形成程序组合文件；
步骤五：焊接程序结构体的编制，依据步骤四得到的程序组合文件，在步骤三形成的机器人示教器程序数据库中找寻所需的焊接作业子程序，然后将该子程序装载至控制块程序的结构体中，形成客车侧围骨架机器人焊接的结构化作业程序，完成客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程。
2.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，其特征在于：所述步骤四的各个子程序的组合顺序为：中段块子程序、车窗子程序、行李仓子程序、安全门子程序、后窗子程序以及后保子程序。
3.根据权利要求2所述的一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，其特征在于：所述步骤五包括以下具体步骤：
1）依据程序组合文件的要求，在机器人示教器数据库中，找寻所需的中段块子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成中段块的焊接程序编制；
2）完成第一个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的车窗子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成车窗区的焊接程序编制；
3）完成第二个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的行李仓子程序，并将其装载至控制块茎程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成行李仓区的焊接程序编制；
4）完成第三个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的安全门子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成安全门区的焊接程序编制；
5）完成第四个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的后窗子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成后窗区的焊接程序编制；
6）完成第五个子程序装载后，查阅程序组合文件，在机器人示教器数据库中，找寻所需的后保子程序，并将其装载至控制块程序结构体中，以供程序结构体执行过程中调用，完成后保区的焊接程序编制。
4.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，其特征在于：所述控制块子程序为机器人焊接控制程序，所述中段块、车窗块、行李仓块、安全门块、后窗块以及后保块子程序为机器人焊接作业执行程序。
5.根据权利要求4所述的一种客车侧围骨架的机器人焊接结构化编程方法，其特征在于：每个所述焊接作业执行程序块分别编制有七种不同方案的焊接作业子程序。
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