收稿日期：２０１８－０４－２３
作者简介：宋琳（１９８９ ），男，学士，助理工程师，主要从事汽车生产线的机器人调试与维修㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｌｉｎ１０１９＠ｑｑ ｃｏｍ㊂
ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０１８ ０８ ０１２
基于Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ的商用车门框机器人焊接的设计与仿真
长沙二手车
宋琳，刘炜，曾耀华，蔡玉伟，李保锋
（上汽通用五菱汽车股份有限公司重庆分公司，重庆４０１１２０）
摘要：根据某商用车尾门焊接工艺及要求，利用ＦＡＮＵＣＲｏｂｏｇｕｉｄｅ仿真软件，将车门焊接工位工装及零件模型导入仿真环境，论述了采用Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ软件进行机器人仿真分析的方法与步骤，并对焊接过程进行了离线编程㊂仿真结果验证了机器人选型的合理性及采用机器人进行该商用车车门焊接的可行性，为生产现场的实际应用提供了理论依据㊂
关键词：焊接；机器人；离线仿真；Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ软件
中图分类号：ＴＰ２４２ ２㊀文献标志码：Ａ㊀文章编号：１６７４－１９８６（２０１８）０８－０４７－０６
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲｏｂｏｔＷｅｌｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＣｏｍｍｅｒｃｉａｌ
ＶｅｈｉｃｌｅＤｏｏｒＦｒａｍｅＢａｓｅｄｏｎＲｏｂｏｇｕｉｄｅ
ＳＯＮＧＬｉｎ，ＬＩＵＷｅｉ，ＺＥＮＧＹａｏｈｕａ，ＣＡＩＹｕｗｅｉ，ＬＩＢａｏｆｅｎｇ
（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＢｒａｎｃｈｏｆＳＡＩＣＧＭＷａｌｉｎｇＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１１２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｖｅｈｉｃｌｅｔａｉｌｄｏｏｒ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｗｅｌｄｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｔｏｏｌｉｎｇａｎｄ
ｐａｒｔｓｗａｓｉｍｐｏｒｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅＦＡＮＵＣＲｏｂｏｇｕｉｄｅｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｓｔｅｐｓｏｆｒｏｂｏｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｂｙｕｓｉｎｇＲｏｂｏｇｕｉｄｅｓ
ｏｆｔｗａｒｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｆｆ⁃ｌｉｎｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｔａｋｅｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｒｏｂｏｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｗｅｌｄｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｖｅｈｉｃｌｅｄｏｏｒｂｙｕｓｉｎｇｒｏｂｏｔ．Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．开新换车连锁
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｅｌｄｉｎｇ；Ｒｏｂｏｔ；Ｏｆｆ⁃ｌｉｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅｓｏｆｔｗａｒｅ
０㊀引言
汽车白车身是一个复杂的焊接结构件，主要应用点焊㊁凸焊㊁ＣＯ２气体保护焊等焊接工艺［１］，其中应用最多的是点焊，一般车型白车身的焊点数有４０００ ５０００个［２］㊂目前商用车车门常用的焊接方式有人工焊㊁自动焊㊁机器人焊等㊂人工焊存在焊点一致性差㊁效率低㊁人机工程量大等缺点［３］；自动焊存在稳定性差㊁故障率高［４］㊁维护成本高等缺点；而工业机器人能有效降低用工成本和提升生产效率，同时工业机器人可以实现柔性化生产并保证稳定的焊接质量，工业机器人焊接已成为汽车白车身焊装的主流［５］㊂
Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ是日本ＦＡＮＵＣ公司为本公司机器人研发的离线
编程软件，包括建模㊁布局㊁编程和仿真四大模块［６］，拥有处理搬运㊁弧或点焊㊁喷涂等机器人离线仿真功能，具有ＦＡＮＵＣ公司的各种型号机器人模型及与机器人通信等基本功能［７］㊂
作者以某商用车车门焊接为例，从机器人选型㊁仿真环境建立㊁离线编程㊁仿真验证等方面，详细论述了基于Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ的ＦＡＮＵＣ机器人离线仿真的具体操作步骤，验证了使用机器人进行该车型门框焊接的可行性，为生产现场的实际应用提供了理论依据㊂
太平洋车险
１㊀机器人及焊钳的选型
通过数模分析可知焊接尾门框时焊钳的运动直径在１８００ｍｍ内，而机器人的焊钳可以沿用目前自动焊接机械手的气动焊钳，需要增加焊钳连接法兰，与机器人法兰相配合㊂该气动焊钳约９５ｋｇ，加上机器人管线包约１５ｋｇ，故所选机器人载质量需大于１２０ｋｇ㊂考虑到机器人型号的通用性及备品备件共用性，ＦＡＮＵＣＲ⁃２０００ｉＢ２１０Ｆ型号的机器人满足要求，其运动直径可达２６５５ｍｍ，如图１所示㊂
图１㊀ＦＡＮＵＣＲ⁃２０００ｉＢ２１０Ｆ型号的机器人运动范围示意图
２　建立仿真环境
Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ能够利用软件自带的模型库和外部导入的格式
为ｉｇｓ或ｉｇｅｓ的模型，进行生产设备及外围设备的布局，建立符合生产现场实际标准的仿真环境，大大提高了离线编程的效率和质量［８］㊂下面具体介绍仿真环境的搭建㊂
２ １㊀建立ＷｏｒｋＣｅｌｌ工作单元
打开ＲｏｂｏｇｕｉｄｅＶ９ ０软件，进入后在提示画面中选择Ｎｅｗ
Ｃｅｌｌ新建单元，在机器人工艺选择画面选中ＨａｎｄｉｎｇＰＲＯ，点击Ｎｅｘｔ进入下一步给工程命名（这里作者取名为ＨａｎｄｉｎｇＰＲＯ），
点击Ｎｅｘｔ选择建立机器人的方式：第一项 Ｃｒｅａｔｅａｎｅｗｒｏｂｏｔ
ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｆａｕｌｔＨａｎｄｉｎｇＰＲＯｃｏｎｆｉｇ（根据缺省配置新建） ；点击Ｎｅｘｔ选择机器人版本为Ｖ９ ０Ｒ⁃３０ｉＢＰｌｕｓ，点击Ｎｅｘｔ选择机器人应用类型为ＳｐｏｔＴｏｏｌ＋（Ｈ５９０）焊接应用软件包；点击Ｎｅｘｔ选择机器人型号为Ｒ⁃２０００ｉＢ／２１０Ｆ（载质量为２１０ｋｇ）；由于沿用之前的气动焊钳，所以机器人不需要增加附件轴控制，
点击Ｎｅｘｔ跳过附加轴运动组设置；默认选择软件功能项ＡｓｃｉｉＰｒｏｇｒａｍＬｏａｄｅｒ
（Ｒ７９６）和ＰＣＩｎｔｅｒｆａｃｅ（Ｒ６４１）；点击Ｎｅｘｔ进入信息概览画面，点击Ｆｉｎｉｓｈ完成ＷｏｒｋＣｅｌｌ的建立，如图２
所示
㊂
图２㊀Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ中机器人添加完成
２ ２㊀导入焊钳数模及进行焊钳设置
首先将得到的焊钳数模通过ＵＧ拆分成３个部分，分别为
焊钳本体ＧＵＮ ｐｒｔ ｉｇｓ㊁焊钳静臂ｊｉｎｇｂｉ ｐｒｔ ｉｇｓ㊁焊钳动臂ｄｏｎｇｂｉ ｐｒｔ ｉｇｓ㊂下一步进行工具添加，在树形工具栏中展开机
器人设置项ＧＰʒ１⁃Ｒ⁃２０００ｉＢ／２１０Ｆ，双击ＵＴʒ１（Ｅｏａｔ１），通过ＣＡＤＦｉｌｅ导入本地文件ＧＵＮ ｐｒｔ ｉｇｓ，焊钳本体添加完成㊂接下来，在焊钳本体上添加静臂，右击ＵＴʒ１（Ｅｏａｔ１） ＡｄｄＬｉｎｋ ＣＡＤＦｉｌｅ ｊｉｎｇｂｉ ｐｒｔ ｉｇｓ，Ｌｉｎｋ１即为静臂；同理添加焊钳动臂ＵＴʒ１（Ｅｏａｔ１） ＡｄｄＬｉｎｋ ＣＡＤＦｉｌｅ ｄｏｎｇｂｉ ｐｒｔ ｉｇｓ，
Ｌｉｎｋ２即为动臂㊂由于在焊接过程中气动焊钳的两个臂都有焊接动作（这样设计是为了避免焊钳与钣金干涉），所以焊钳的静臂和动臂都需要添加虚拟电机㊂双击进入Ｌｉｎｋ１ Ｍｏｔｉｏｎ选项卡，ＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＴｙｐｅ选择ＤｅｖｉｃｅＩ／ＯＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ即Ｄ网控制方式，ＡｘｉｓＴｙｐｅ选择Ｌｉｎｅａｒ直线运动方式，Ｓｐｅｅｄ默认为１５ｍｍ／ｓ，Ｉｎｐｕｔｓ输入信号分别设置为ＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１ＲＯ［１］ＯＮ０㊁ＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１ＲＯ［２］ＯＮ５㊁ＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１ＲＯ［３］ＯＮ５，
Ｏｕｔｐｕｔｓ输出信号分别设置为ＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１ＲＩ［１］ＯＮ０㊁ＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１ＲＩ［２］ＯＮ５㊁ＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１ＲＩ［３］ＯＮ５，如图３所示㊂同理进行Ｌｉｎｋ２焊钳动臂的相关设置，如图４所示
㊂
图３㊀
气动焊钳静臂的设置
图４㊀气动焊钳静臂的设置
㊀㊀
下一步进行焊钳工具坐标点的设置，双击ＵＴʒ１
（Ｅｏａｔ１），在属性界面中到ＵＴＯＯＬ界面，勾选ＥｄｉｔＵＴＯＯＬ后，用鼠标拖动工具坐标点至正确的位置（焊钳工具坐标点是以焊钳静臂电极帽的竖直向上为＋Ｚ方向，沿静臂向外为＋Ｘ方向），确定位置后点击属性框中单击ＵｓｅＣｕｒｒｅｎｔＴｒｉａｄＬｏｃａｔｉｏｎ，然后点击Ａｐｐｌｙ应用，焊钳工具坐标点ＴＣＰ设置完成，如图５所示
㊂
图５㊀焊钳工具坐标点ＴＣＰ的设置
下面通过ＩＯ信号的关联设置，在Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ中便可以点动焊钳㊂首先调出示教器画面，点击ＭＥＮＵ➝ＳＥＴＵＰ➝Ｆ１➝ＳｐｏｔＣｏｎｆｉｇ，将９ＥｎａｂｌｅＢａｃｋｕｐｇｕｎ置为ＥＮＡＢＬＥＤ，１８Ｂａｃｋｕｐ
ｓｔｒｏｋｅ置为ＥＮＡＢＬＥＤ，２９Ｂａｃｋｕｐｏｐｅｎｄｅｔｅｃｔ置为ＥＮＡＢＬＥＤ，３０ＢＵｃｌｏｓｅ／ｇｕｎｏｐｅｎｄｅｔｅｃｔ置为ＥＮＡＢＬＥＤ，３１Ｃｌｏｓｅｇｕｎｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ置为ＥＮＡＢＬＥＤ，４６ＲｅｓｅｔＷＣｗｉｔｈＲｏｂｏｔ置为ＥＮＡＢＬＥＤ㊂继续
进行ＩＯ信号关联，点击ＭＥＮＵ➝ＩＯ➝Ｆ１➝０ＮＥＸＴ➝Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ，按下Ｆ３ＳＥＬＥＣＴ选择ＤＩ－ＲＯ界面，将ＤＩ［１］对应ＲＯ［１］，ＤＩ［２］对应ＲＯ［２］，ＤＩ［３］对应ＲＯ［３］并置为ＥＮＡＢＬＥ；再进行焊接信号配置，点击ＭＥＮＵ➝ＩＯ➝Ｆ１➝ＳｐｏｔＣｏｎｆｉｇ➝ＯＵＴＤＯ，将１Ｃｌｏｓｅｇｕｎ设为ＤＯ［１］，Ｃｌｏｓｅｂａｃｋｕｐ设
为ＤＯ［２］，Ｏｐｅｎｂａｃｋｕｐ设为ＤＯ［３］㊂切换为ＩＮＤＩ画面，将４ＢＵｏｐｅｎｄｅｔｅｃｔ设为ＤＩ［３］，５ＢＵｃｌｏｓｅｄｅｔｅｃｔ设为ＤＩ［２］㊂至此，气动焊钳的配置完成，可以在示教器界面通过Ｓｈｉｆｔ＋ＧＵＮ或Ｓｈｉｆｔ＋Ｂａｃｋｕｐ组合键进行焊钳的闭合㊁小开口和大开口之间的切换㊂
２ ３㊀导入工装数模及相应布局
在进行仿真环境布局时要首先考虑机器人的工作空间㊂机
器人工作空间是指在机器人正常运行过程中所能达到的区域［９］，所以仿真环境中的工装㊁零件的位置一定要布置在机器人的工作空间内㊂
添加机器人底座，右键单击ＧＰʒ１⁃Ｒ⁃２０００ｉＢ／２１０Ｆ，选择ＡｄｄＤｒｅｓｓｏｕｔ－Ｂａｓｅ（可以用软件自带的数模库或本地的数模），
这里通过ＣＡＤＬｉｒａｒｙ➝Ｏｂｓｔａｃｌｅｓ➝ｒｏｂｏｔ＿ｂａｓｅ➝ＡＲＣＭ＿Ａ２９０⁃７９０４⁃Ｘ３７７选择一款底座，双击底座设置空间坐标值，
ＬｏｃａｔｉｏｎＸ＝０，Ｙ＝０，Ｚ＝－５００；双击机器人本体，设置机器人空间坐标值，ＬｏｃａｔｉｏｎＸ＝０，Ｙ＝０，Ｚ＝５００，这样机器人便附着于底座上，勾选ＬｏｃｋＡｌｌＬｏ
ｃａｔｉｏｎＶａｌｕｅｓ锁定机器人位置㊂下一步导入工装数模，在树形工具栏中，鼠标右键点击Ｆｉｘｔｕｒｅｓ，选
择ＡｄｄＦｉｘｔｕｒｅ，通过ＳｉｎｇｌｅＣＡＤＦｉｌｅ导入本地文件ＬＩＦＴＧＡＴＥ ｉｇｓ（尾门㊁工装及夹具），同样通过调节ＬｏｃａｔｉｏｎＸＹＺ的坐标值，将工装调节至合适的位置（在机器人ＣｕｒｒｅｎｔＵＴｏｏｌ当前工具坐标点可达范围内），机器人可达范围如图６所示
㊂
图６㊀机器人ＣｕｒｒｅｎｔＵＴｏｏｌ当前工具坐标点可达范围示意图
２ ４㊀布局外围设备
根据车间布局图，规划出机器人安全围栏的布置，在树形工具栏中右键单击Ｏｂｓｔａｃｌｅｓ➝ＡｄｄＯｂｓｔａｃｌｅ➝ＣＡＤＬｉｂｒａｒｙ➝Ｏｂｓｔａｃｌｅｓ➝ｆｅｎｃｅ➝ＦＥＮＣＥ＿ＥＸＰ＿Ｈ２０００＿Ｗ１０００，完成一块安全围栏的添加，同理导入另外的安全围栏并编号ＦＥＮＣＥ＿１－１６（通过Ｌｏｃａｔｉｏｎ中ＸＹＺ及ＷＰＲ调节围栏的空间位置）㊂下一步
添加机器人控制柜，右键单击Ｏｂｓｔａｃｌｅｓ➝ＡｄｄＯｂｓｔａｃｌｅ➝ＣＡＤＬｉｂｒａｒｙ➝ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ➝ＲＪ＿３ｉｂ＿ｃａｂｎｅｔ，并调节机器人控制柜的空间位置Ｌｏｃａｔｉｏｎ㊂为了使仿真环境更贴切生产现场，用同样的方法添加现场工控机ＰＣ＿Ｒａｃｋ㊁柱灯控制盒Ｈａｎｄ＿Ｓｔａｎｄ０１㊁Ｈａｎｄ＿Ｓｔａｎｄ０２以及现场作业人员ＦＡＮＵＣＭａｎ等㊂完成后的工位布局如图７所示
㊂
图７㊀工位布局示意图
３　运用Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ进行离线编程
机器人编程主要有示教编程和离线编程两种方法［１０］，离线
编程可通过一些专用机软件来编程可以提高控制精度［１１］，且能完成一些复杂的运动轨迹㊂下面介绍尾门框焊点轨迹的离线编
程方法㊂
３ １㊀进行焊点锚点
在Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ菜单栏上点击Ｓｈｏｗ／ＨｉｄｅＴａｒｇｅｔｔｏｏｌｓ选项，调出Ｔａｒｇｅｔ工具栏，点击工具栏上Ｓｕｒｆａｃｅ表面锚点按钮，在尾门数模上合适的位置单击左键，则锚点Ｔ１生成，双击树形工具栏上Ｔ１，在属性设置界面中可以通过ＬｏｃａｔｉｏｎＸＹＺ和ＷＰＲ调节Ｔ１的位置，使Ｔ１锚点垂直于尾门工艺焊点处㊂按此方法，根据工艺焊点位置，生成Ｔ１ Ｔ２８共２８个锚点，来作为Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ可识别的焊点位置㊂焊点分布如图８所示
高6gti
㊂
图８㊀门框焊点分布图
３ ２㊀机器人程序编辑
首先确定机器人的Ｈｏｍｅ点位置，Ｈｏｍｅ点位置需要避免和
工装㊁围栏㊁相邻设备及人员产生干涉，在机器人ＢＹＰＡＳＳ屏
蔽时，Ｈｏｍｅ点位置也需要是绝对安全无干涉的位置㊂通过点
动示教器将机器人移至适合的位置（此处机器人关节坐标值为
Ｊ１：０㊁Ｊ２：－２６㊁Ｊ３：０㊁Ｊ４：０㊁Ｊ５：－９０㊁Ｊ６：０），点击示教
器ＭＥＮＵ➝ＳＥＴＵＰ➝Ｆ１ＴＹＰＥ➝０ＮＥＸＴ➝ＲｅｆＰｏｓｉｔｉｏｎ➝Ｆ３
ＤＥＴＡＩＬ，然后按住Ｓｈｉｆｔ＋Ｆ５ＲＥＣＯＲＤ记录当前点为Ｈｏｍｅ点位
置，ＰＲＥＶ返回ＲｅｆＰｏｓｉｔｉｏｎ界面将ＮＯ １位置启用㊂同时，可
以建立宏程序ＭＯＶＥ＿ＨＯＭＥ，按住Ｓｈｉｆｔ＋Ｆ１ＰＯＩＮＴ将当前位置
记录为ＪＰ［１］１００％ＦＩＮＥ㊂下一步确定机器人等待点ＰＯＵＮＣＥ
点的位置，一般取机器人离白车身距离较近的点，目的为提前
启动，节约循环时间㊂建立宏程序ＰＯＵＮＣＥ，点动机器人离开
Ｈｏｍｅ点移至距离白车身较近的适合位置，按住Ｓｈｉｆｔ＋Ｆ１ＰＯＩＮＴ
将当前位置记录为ＰＯＵＮＣＥ点㊂为避免机器人焊钳与钣金干
涉，需要在焊点位置之前添加过渡点，此处过渡点设置为
Ｐ［２］㊁Ｐ［３］㊂然后开始添加焊点指令，在树形工具栏Ｔａｒｇｅｔｓ
中双击点Ｔ１，在属性界面点击ＭｏｖｅＴｏ按钮，则机器人的工具
坐标点则会移动到Ｔ１的焊点位置，在示教器中点击Ｆ２对应的
ＳＰＯＴ选项，记录第一个焊点程序为ＬＰ［４：ＳＰＯＴ＿００１］２０００
ｍｍ／ｓｅｃＦＩＮＥＳＰＯＴ［ＢＵ＝Ｃ，Ｓ＝１，ＢＵ＝∗］，焊点编号为ＳＰＯＴ＿
００１㊂同理依次记录出Ｔ２ Ｔ２８的焊点程序，注意若焊点间有工
装或两点间拐角过大，需要添加过渡点，最后调用回原点的宏
程序ＭＯＶＥ＿ＨＯＭＥ㊂如下是编辑的程序示例：
／ＳＴＹＬＥ０１
１：ＵＴＯＯＬ＿ＮＵＭ＝１；
２：ＵＦＲＡＭＥ＿ＮＵＭ＝０；
３：
４：ＪＰ［１］１００％ＦＩＮＥ；
５：ＰＯＵＮＣＥ；
６：ＪＰ［２］１００％ＣＮＴ１００；
７：ＪＰ［３］１００％ＣＮＴ１００；
８：ＬＰ［４：ＳＰＯＴ＿００１］２０００ｍｍ／ｓｅｃＦＩＮＥ
㊀：ＳＰＯＴ［ＢＵ＝Ｃ，Ｓ＝１，ＢＵ＝∗］；
９：ＬＰ［５：ＳＰＯＴ＿００２］２０００ｍｍ／ｓｅｃＦＩＮＥ
㊀：ＳＰＯＴ［ＢＵ＝Ｃ，Ｓ＝１，ＢＵ＝∗］；
３９：ＬＰ［３１：ＳＰＯＴ＿０２８］２０００ｍｍ／ｓｅｃＦＩＮＥ
㊀：ＳＰＯＴ［ＢＵ＝Ｃ，Ｓ＝１，ＢＵ＝∗］；
４０：ＪＰ［３２］１００％ＣＮＴ５０；
４１：ＪＰ［２］１００％ＣＮＴ１００；
４２：ＭＯＶＥ＿ＨＯＭＥ；
４　离线仿真验证
使用Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ的仿真功能可以模拟机器人运动的全过程，
可以对未来该工位的工作状态进行评估和前瞻性研究［１２］㊂
按住示教器面板上的ＳＨＩＦＴ＋ＦＷＤ或ＳＨＩＦＴ＋ＢＷＤ组合键，分别能正序或倒序执行机器人程序，ＳＴＥＰ单步按钮可切换程序单步或连续执行，如图９所示㊂仿真中可以看出机器人运行过程有无干涉（程序运行时机器人干涉部分会高亮显示），通过轨迹修正㊁增加干涉区或调整物体位置，从设计上来避免机器人运动与周边产生干涉㊂仿真得到机器人整个循环周期时间约为５３ｓ，而现场目前所使用的自动焊设备的循环周期为７５ｓ，通过离线仿真可以得出使用机器人进行该商用车尾门框焊接完全满足使用要求，并且单个循环周期可以节约２２ｓ，大大提升了生产效率
㊂
图９㊀机器人仿真运动轨迹示意图
５㊀结语
目前机器人技术应用成熟，其价格优势也愈发明显，随着汽车制造业竞争加剧㊁用工日趋紧张，推广应用工业机器人是大势所趋㊂使用机器人焊接能保证焊点质量稳定，提高生产效率，且故障率低㊁保养维修方便，满足了企业生产的需求㊂以某商用车车门焊接为例，论述了使用Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ进行ＦＡＮＵＣ机器人离线仿真的具体方法，验证了使用机器人进行该车型门框焊接的可行性，为生产现场的实际应用提供了理论依据，同时文中论述的方法也可为ＦＡＮＵＣ机器人用于其他应用时的离线仿真提供借鉴㊂
参考文献：
［１］施雅丽．汽车白车身焊接质量控制及常用检测与评价方法［Ｊ］．
机电技术，２０１７（４）：６７－７２，９５．
［２］李新社．自动焊在汽车车身制造中的应用探讨［Ｊ］．装备制造技
术，２００８（１１）：１４６－１４８．
ＬＩＸＳ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｕｔｏ⁃ｗｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＰｒｏｃｅｓｓｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＢｏｄｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅ［Ｊ］．ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８（１１）：１４６－１４８．
［３］王敏．微车白车身焊接机械手结构及策略优化设计［Ｄ］．武汉：
武汉理工大学，２０１２．
［４］温强龙，茅卫东，李金山，等．一种汽车焊装自动焊改进方法［Ｊ］．
设备管理与维修，２０１７（２）：６９－７０．
［５］崔洪刚，汪永超，唐浩．白车身焊接技术的研究进展［Ｊ］．制造技
术与机床，２０１６（８）：３７－４０．
ＣＵＩＨＧ，ＷＡＮＧＹＣ，ＴＡＮＧＨ．ＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢｏｄｙｉｎＷｈｉｔｅ［Ｊ］．ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆
ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ，２０１６（８）：３７－４０．
［６］姚贵昌，段方高，陆宗学，等．基于Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ平台的ＦＡＮＵＣ机
器人虚拟现实技术在工业生产中的应用［Ｊ］．机械工程师，２０１４（１）：６０－６３．
ＹＡＯＧＣ，ＤＵＡＮＦＧ，ＬＵＺＸ，ｅｔａｌ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＦＡＮＵＣＲｏｂｏｔｉｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＲｏｂｏｇｕｉｄｅＰｌａｔｆｏｒｍ［Ｊ］．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒ，２０１４（１）：６０－６３．［７］李香．基于ＲＯＢＯＧｕＩＤＥ的弧焊机器人离线编程系统的研究
［Ｄ］．天津：天津工业大学，２００７．
［８］谢志军，郭光明，张伟军．基于Ｒｏｂｏｇｕｉｄｅ白车身在线测量系统
的机器人离线编程方法研究［Ｊ］．机电一体化，２０１６，２２（１１）：３－８．ＸＩＥＺＪ，ＧＵＯＧＭ，ＺＨＡＮＧＷＪ．ＲｏｂｏｔＯｆｆ⁃ｌｉｎｅＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈｆｏｒＷｈｉｔｅＢｏｄｙＯｎｌｉｎｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲｏｂｏｇｕｉｄｅ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，２０１６，２２（１
１）：３－８．
［９］刘海涛，杨乐平，朱彦伟，等．空间机器人工作空间研究［Ｊ］．组合
东莞小汽车违章查询机床与自动化加工技术，２０１１（８）：２６－２９．
ＬＩＵＨＴ，ＹＡＮＧＬＰ，ＺＨＵＹＷ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｐａｃｅＲｏｂｏｔＷｏｒｋｓｐａｃｅ［Ｊ］．ＭｏｄｕｌａｒＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１１（８）：２６－２９．
［１０］孙炎．ＦＡＮＵＣ焊接机器人控制系统研究与仿真［Ｄ］．武汉：武汉
理工大学，２０１５．
［１１］ＫＩＲＣＡＮＳＫＩＭＶ．ＳｙｍｂｏｌｉｃａｌＳｉｎｇｕｌａｒＶａｌｕｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒａ
７－ＤＯＦＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌ［Ｃ］／／ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ．Ａｔｌａｎｔａ，１９９３：８９５－９００．
hcu
［１２］林前程．焊接机器人应用于微型汽车车身制造的研究［Ｄ］．长
春：吉林大学，２０１１．