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ELECTRONICS WORLD ?
技術交流
針對目前人工焊接汽車水箱，提出了用工業機器人焊接汽車水箱，并利用ABB 虛擬仿真軟件RobotStudi
o 進行工作站的設計與仿真。首先利用SolidWorks 軟件進行汽車水箱三維建模，再將三維模型導入到虛擬仿真軟件中，通過創建事件管理器、設計I/O 信號、進行虛擬仿真，最終建立一套汽車水箱焊接工作站。
0 引言
人工智能等領域的迅速發展促進了工業機器人技術的發展，在《中國制造2025》文件的背景指導下，國內工業機器人的發展必將取得更大的突破（張紅霞.國內外工業機器人發展現狀與趨勢研究[J].電子世界,2013(12):5+7）。工業機器人目前廣泛應用于航空航天、汽車電子、食品加工等行業（高金剛，于佰領，張永貴，劉文洲.機器人裝配工作站設計[J].機械設計與制造,2014(4):47-49；曾珠，葉家飛. 汽車鋁水箱鎢極氬弧焊接頭組織和性能研究[J].鑄造技術,2017(11):2724-2725+2733），而焊接機器人的使用又最為廣泛，焊接機器人的應用不僅減輕了工人的勞作強度，同時也降低了焊接廢氣對人身的健康影響（黃煥良.工業機器人的焊接應用管理淺析[J].科技經濟導刊,2019(9):62,64）。虛擬仿真技術是隨著現實的生產要求，小批量快速化催生出來的一種模擬生產過程和節拍的情景再現手段，虛擬仿真中的機器人本體與真實機器人一樣，仿真程序也與真實機器人程序一致，可以直接下載到真實的機器人本體中，仿真過程中還可以進行干涉檢查，這是在真實機器人中無法做到的（雙元教育.工業機器人離線編程與仿真[M].北京：高等教育出版社,2018；葉暉.工業機器人應用虛擬仿真教程[M]北京：機械工業出版社,2014）。最后通過搭建虛擬仿真工作站使生產線的布局更加合理，降低投資風險（郝建豹，
許煥彬，林炯南.基于RobotStudio 的多機器人生產線仿真設計[J].組合機床與自動化加工技術,2017(11):122-125）。本文通ABB 虛擬仿真軟件RobotStudio 實現機器人汽車水箱焊接工作站的設計與仿真，為搭建真實的機器人焊接工作站奠定了理論基礎。
1 工作站總體設計
1.1 工作站布局
利用SolidWorks 軟件設計汽車水箱、供料站、檢測、裝配及倉儲等工作站的三維模型，并轉換為.SAT 格式，把這些幾何體導入到RobotStudio 中，完成建模布局工作（COHAL V .Some aspects concerning
geometric forms automatically find images and ordering them using Robot-Studio simulation[J].Advance Materials Rearch,2014,3483(1036):55-59）。機器人汽車水箱焊接工作站如圖1
所示。
圖1 機器人汽車水箱焊接工作站
機器人汽車水箱焊接工作站由焊接機器人，變位機、清槍剪絲機、保護氣瓶總成、焊煙凈化器和其他周邊設備組成。通過事件管理器連接外圍設備、建立設備之間的通訊，實現機器人與變位機之間的焊接轉位工作。該工作站焊接機器人選用IRB1600，其性能好、與其它同類機器人相比，作業周期縮短一半。焊槍選用的是水冷焊槍Binzel_water ，變位機選用雙軸變位機IRBPA ，它不僅更能夠回轉還具有傾斜功能。
圖2(a) 汽車水箱三維模型視角1 圖2(b) 汽車水箱三維模型視角2
1.2 汽車水箱三維建模
RobotStudio 軟件具有模型導入、碰撞檢測、離線編程、仿真調試等功能（郝建豹，查進艷，謝煉雅.基于多機器人的虛擬裝配工作站設計與碰撞檢測仿真[J].組合機床與自動化加工技術,2017(12):37-40），但是該軟件只能進行簡單的三維建模，絕大多數的三維模型需要通過專門的建模軟件，比如UG 、SolidWorks ，然后再導入RobotStudio 軟件中。本文采用SolidWorks 軟件構建了汽車水箱等三維模型。汽車水箱三維模型以及需要焊接的部位如圖2所示，其中
