激光加工六轴机器人离线自动编程探究

激光加工六轴机器人离线自动编程探究

翟允

河南安阳钢铁集团    河南省安阳市  455000

摘要：工业机器人在技术的发展中，已经广泛的运用到了激光柔性加工当中。该技术使用中，需要人工在线示教的方式进行系统编程处理，但是这项工作的开展较为枯燥和单调。在加工的过程中，需要研发出一种离线的自动化编程系统，利用计算机当中的CAD模型的分析，直接生成机器人加工程序，这样就可以极大提升加工效率。在本文的分析中，主要阐述激光加工六轴机器人的离线自动化编程设计，为相关工作人员提供一定技术参考。

关键字：激光加工；六轴机器人；离线自动编程

引言：在现阶段进行离线编程设计当中，可以从CAD模型提取出激光加工的轨迹数据，之后对于这些原始数据信息进行针对性的处理，形成机器人可以执行的文件，这样就形成了一个良好的设计逻辑。在对这些技术的处理上，证明了离线编程的整体运行可靠性与稳定性，并实现了激光加工的良好运用。

1 机器人离线编程设计

1.1 机器人示教与离线编程理论

在进行机器人示教编程的过程中，主要是采用人工获取信息的信息数据处理。在操作者进行设计的操作环节，需要移动机器人到指定的位置上，这样机器人的控制系统就可以确定具体的位置参数信息、速度参数等一些重要的参数内容。通过这样自动生成的移动指令，就可以利用对加工轨迹方面的插补方式，实现自动化的计算与分析。这样全部示教点都得到了相应的处理，可以生成具体的程序，并让用户进行回放处理，以此实现可持续的加工。

在进行离线编程的处理上，并不占据着工位，同时加工数据的分析当中，也可以通过计算机进行高效率处理。在当下全部的零部件处理上，都是利用数据文件的处理方式，保障离线编程运行当中，可以充分的利用CAD的系统处理方式，提取出一个良好的加工数据信息。在基于一定处理方式下，可以让原始数据转变为控制程序，并生成自动化的控制程序。在这样离线编程的处理过程中，可以很好的保障CAM的加工处理能力。

1.2 技术特征

进行示教的过程中，基本上是需要对工件进行合理化的处理与分析，同时在示教编程的环节，机器人无法运用到加工工件当中。其次，在示教编程处理方式下，是利用个人的经验与操作的主观判断。因此，可以在整个处理过程中，保持着较高的灵活性与可靠性。当下很多机器人的操作方式下，都是基于示教处理方式进行判断与分析。但是，示教编程处理过程中，经常会受到人为因素的影响，因此就会加工过程中的操作存在着一定的问题。在全部示教点的判断，都要基于操作者的视觉进行判断，但是这样就无法保障加工过程中的可靠性与稳定性。当下在进行设计的加工处理环节，对于一些较为复杂的加工工件处理，就会导致在线编程处理环节，存在着交到的工作量与不稳定性。

2 激光加工六轴机器人离线自动编程设计

2.1 设计方案

在进行实际设计过程中，可以利用分层算法的处理方式，以及加上分层软件的加工方式，将原本三维数据模型转变为二维平面的数据，之后在将各种数据信息都提取出来，就可以进行后续的顺利加工。但是，需要在这样的设计过程中，对于CAD模型进行合理化的处理以及加工，在这样的处理方式下，RP技术是设计当中的关键点。如何在进行设计的过程中，进行顺利的数据提取，就要进行编制机器人加工的软件优化。

在本文所采用的设计方式下，是基于CAD软件进行二次开发，以此在运行当中，系统可以采集到具体的数据信息。CAD软件是当下在进行设计过程中，可以在其计算机系统当中实现三维数据的建模分析，同时赋予质量、颜色等诸多属性，并从任意角度观察物体。设计人员在进行设计过程中，可以从零件的角度对加工特性进行分析。基于工艺调整对模型进行针对性的调整与修改。伴随着科学技术的发展与进步，使得在人们现阶段进行系统设计的过程中，对于这样的软件有着较高的运用率。其次在使用的ARX软件，则是一种在进行使用的过程中，可以为其系统设计，提供各种开发工具，以此形成一个开放性的设计结构。对于这样的工具处理上，还可以对各种系统当中的运行情况进行可靠性的分析。现阶段在进行实际的处理环节，基本上要保障基于一个合理的开发程序进行处理，其次开发者还要基于自身的经验和需求，进行科学合理的开发，以此全面提升整体处理效果[1]。

2.2 CAD基本图形加工数据提取

在设计过程中，要首先明确出实体这个属性。在进行操作的过程中，需要构建出图形表现的数据库，以此可以让用户观察到实体信息。基本上系统当中大部分的实体都是抽象类派生出来，使得除了一些较为复杂的数据信息，大部分实体数据都包含着大量的信息内容[2]。其次，还需要在进行处理的环节，可以对其信息内容进行合理性的分析。当下全部实体信息都包含着相同的数据信息，以此当做公共属性。其次，在进行CAD软件运行中，则需要对其提供设置以及数据信息，保障对其开展针对性的处理，这样就可以实现系统运行稳定性。

2.3 对象选择集生成

在对任何一个复杂的图形进行设计中，都是由大量简单图形组成而成，因此在掌握了简单图形的数据信息处理方式，就可以在对一些复杂的图形设计当中，实现良好的处理。在进行系统的设计中，传统设计方式仅仅可以在每次处理中，寻找一个实体信息，因此就需要在进行操作上，要人工处理，但是这样会导致整体处理效率不佳。为了保障进行科学合理的处理，就要在每一次进行选择的环节，始终保持一个良好的运行处理方式。其中将复杂的处理信息处理环节，将其进行选择集的选择，这样便可以实现高水平的操作与处理。为了组成这样的功能，可以在进行实际的处理环节，明确出不同的组，同时进行数据库信息的维护以及处理。

2.4 坐标系转换

进行离线编程设计的环节，基本上在CAD上所提取出的原始数据信息，无论是在坐标系还是在机器人的坐标系处理上，始终无法保持着一个良好的一致性，因此就使得进行处理的过程中，存在着坐标系的转换问题。在屏幕坐标系的数据转换环节，经常需要得到两次转换处理，同时保障进行实际的处理过程中，还需要进行合理性的分析。例如，第一次进行平移以及旋转转换环节，仅仅需要对两个坐标进行合理的调整，才可以找到对应关系，并进行函数方面的转换处理。而在第二次进行转换的过程中，则需要对运动学的一些问题考量，实现运动学的求解处理。在经过两次转换之后，可以得到一系列的数据信息，并建立出CAD模型，同时进行相应的加工与处理，保障数据文件信息可以得到良好的分析与处理。在这样的设计逻辑下，可以极大提升系统运行的能力，并保障采用的六轴机器人，可以实现离线自动编程的功能，极大提升系统运行能力。

总结：综上所述，在进行激光加工六轴机器人的设计中，所采用的离线自动编程的设计方式，可以很好的工业化生产加工的环节，全面提升系统的稳定性，同时保障系统在处理环节的可靠性，并不会带来负面的影响，也相应的全面强化加工能力。

参考文献：

[1]张国杰,熊云霞,刘晨,等.机器人虚拟激光切割仿真系统[J].激光杂志,2020,41(06):145-148.

[2]殷卓. 史陶比尔工业机器人的一种运动学算法及激光加工实验研究[D].北京工业大学,2018.