随着我国工业化自动化水平的不断提高,以及“中国制造2025”的不断推进,作为自动化设备的主要力量,工业机器人得到越来越多的关注。近些年随着波纹板在货车车厢、集装箱等行业的广泛应用,波纹板焊接机器人的需求越来越大。因此开发一款波纹板焊接机器人系统即满足了市场的需求,也符合“中国制造2025”指南中所支持高端装备制造与机器人重点支持的领域。在系统开发之前,首先对波纹板的制造工艺、类型、焊缝特点进行了分析;在此基础上确定了以二氧化碳保护焊作为波纹板的焊接方式;分析了不同板厚下焊丝直径、焊接电压、焊接电流、气体压力等参数的选择原则;确立了控制电压和给定电压、给定电流的关系式,使得可以通过上位机软件实现对电压和电流的调节。在研究焊接工艺的基础上,分析了波纹板焊接机器人的机械结构,并对其控制系统整体方案和硬件进行了设计。波纹板焊接机器人的机械结构主要包括:机器人本体结构和输送夹紧结构。机器人本体采用直角坐标结构,主要包括X轴、Y轴、Z轴、C轴,各个运动轴在焊接过程中具有不同作用,这也是各个运动轴的设计来源,而输送夹紧结构则是根据上料、夹紧、下料等工艺过程进行的设计;在机器人机械结构分析的基础上,建立了以固高运动控制器为核心的波纹板焊接机器人的控制系统,并对其硬件接口电路进行了设计。作为机器人的“眼睛”,激光跟踪器的选用及检测状况的分析是系统运行的重要前提。本系统选用日本基恩士公司的LK-G型激光跟踪器,并确立了交叉的安装方式来获取横向和竖向的位置信息;为了得到实际的位置信息,确定了采用两点标定的方法标定激光跟踪器;并通过对比确定采用RS-232作为运动控制器与激光跟踪器的通讯方式。在焊接工艺和硬件结构的研究基础上,开发了波纹板焊接机器人软件系统。主要包括:人机界面设计和功能模块设计。人机界面包括:主界面、手动界面、自动界面、I/O诊断界面、系统参数界面、加工参数界面;功能模块设计主要包括:回零模块、通讯模块、焊接加工模块、加工暂停模块、加工继续模块、I/O诊断模块、参数设置模块以及摆枪模块设计。为了验证系统的稳定性并检验焊接效果,对多块波纹板进行了焊接实验,从最后的焊接效果可以得出:本系统能焊接出比较美观完整的焊缝。