Современное программное обеспечение для сварочных роботов и комплексов.

 На сегодняшний день написание сварочных программ сводится к двум подоходам:

 
1. Программист работает непосредственно с пультом управления и задает все точки сварки и переходов вручную - 
- управляя осями подводит горелку в нужную точку и запоминает её.
 
Такой подход оптимален в том случае, когда заготовка имеет простую форму, небольшие размеры и не требуется сложная технология сварки. Если заготовка большая, ее форма сложная, а технология сварки имеет массу ньансов, то написание программ с пульта управления становится крайне не продуктивным занятием с точки зрения результата и потраченного времени.
 
2. Программист работает удаленно и пишет программу на языке программирования контроллера робота с использованием специального ПО.
 
Данный подход оптимален для больших объемных заготовок с большим количеством сварки (в том числе многопроходной). Несмотря на то, что языки программирования современных роботов являются развитыми и выразительными, в подавляющем большинстве случаев целевая программа представляет из себя набор команд перехода между точками в пространстве. Точки задаются набором координат (положение горелки плюс значения доп.осей).Специальные среды разработки программ для роботов позволяют сформировать координаты точек и дополнить их необходимыми командами, таким образом получая на выходе готовую управляющую программу для робота или комплекса. 
 
Часто такой способ называют OLP (off-line programming) - программирование в отрыве от оборудования, в виртуальной среде.
OLP-модулем называется набор функций от производителя робота, позволяющий задать кинематику реального робота для его 3D-модели и привести поведение виртуального робота и его реагирование на команды в полное соответствие роботу реальному.   
 
Все ПО для написания сварочных программ можно разделить на 3 большие группы:
 
1. Эмуляторы контроллеров с графическим дополнением
 
Самая крупная группа, поскольку такие программы выпускает практически каждый производитель для своих роботов.
Предстваляют из себя эмулятор контроллера робота, включающий, как правило, виртуальный пульт. Также присутствует визуализация движения. Графические надстройки таких программ, как правило, используют простой не оптимизированный движек, способный работать с VRML или STL форматом моделей, что приводит к потере качества и не отображает конструктивные особенности моделей.
 
Основное преимущество эмуляторов в том, что при написании программы реальное оборудование не будет занято. В остальном, такой способ ничуть не проще и не прогрессивнее написания программ с пульта. Эмуляторы хороши, когда нужно проверить работу уже готового кода, поскольку в точности воссоздают среду выполнения контроллера. Также удобно использовать эмулятор для первичного обучения работе с роботом.
 
В любом случае, рассматривать эмуляторы, как полноценный и гибкий инструмент создания сварочных программ нельзя. 
 
 
2. Универсальные CAM-системы для роботов
 
Данные программы позволяют построить виртуальную копию комплекса и, в некоторой степени, настроить взаимодействие с окружением (конвейеры, станки, барьеры безопасности и т.д). Процесс создания программы сводится к выстраиванию цепочки внутренних функций, которая в итоге конвертируется в код для робота. Поддерживаются основные графические форматы моделей и, в упрощенном варианте, поддерживается распознавание геометрии деталей. Траектории прокладыаются автоматически между заданными точками. Точки можно привязать к геометрии модели, если её удалось полностью или частично распознать. Редактирование траекторий осуществляется вручную, но часто присутствуют утилиты, позволяющие изменить параметры траекторий уже после построения (углы горелки, точки подхода/отхода, конфигурация манипулятора и т.д.).
 
Использование такого ПО существенно ускоряет написание сварочных программ. Основной особенностью является то, что в этих системах вся работа ведется от робота, которому мы хотим "подсунуть" ту или иную деталь. Таким образом успех применения в многом зависит от того, насколько правильно распозналась геометрия детали и возможна ли привязка к необходимым точкам на модели детали. Если привязаться к геометрии детали невозможно, работа с такой программой принципиально не отличается от работы с эмулятором, где все приходится делать вручную.
 
 
3. Мощные CAD/CAM системы с поддержкой роботов
 
Со временем развитые среды для разработки программ для станков с ЧПУ стали использоваться и для роботов, которые, в конечном счете, являются теми же станками, только с последовательной шестизвенной кинематикой в случае со сварочным роботом. Такой подход к разработке программ позволяет работать напрямую с CAD-моделью полученной от конструкторов с сохранением всех особенностей геоментрии( кромки, фаски, скругления и т.п.) с возможностью привязки. 
 
Процесс создания траекторий строится "от детали" - любая траектория может быть сформирована автоматически, требуется лишь указать какие элементы модели принять за основу. Если такие элементы отсутствуют, то они могут быть добавлены, т.к. вся работа ведятся c CAD-движком и добавить дополнительные линии, плоскости или другие элементы не составляет труда. После определения траектории с заданием всех технологических параметров осуществляется выбор инструмента (шпиндель с фрезой, горелка, экструдер, плазматрон) и выбирается оборудование на котором будет проводиться работа. 
 
Подобные системы содержат библиотеки инструментов и станков/роботов/готовых ячеек, которые могут быть созданы или дополнены пользователем. После выбора оборудования происходит рассчет и моделирование прохождения требуемой траектории. Некоторые среды позволяют оптимизировать работу всех осей, избежать столкновений, внести необходимые компенсационные значения в автоматическом режиме с минимальным вмешательством пользователя. Отдельно доступна визуализация процесса, позволяющая просмотреть процесс прохожения сформированных траекторий и то, как будут вести себя подвижные части. 
 
На последнем этапе выбирается постпроцессор для заданной конфигурации оборудования и происходит генерирование готовой программы, которая может быть запущена на реальном оборудовании.
 
CAD/CAM системы с поддержкой роботов практически не ограничивают пользователя в создании траекторий любой сложности и позволяют успешно работать со сложными многоосевыми комплексами с поддержкой кооперации осей. Для эффективной работы от пользователя требуется определенный уровень подготовки, но не стоит забывать, что для технологов, работающих на станках с ЧПУ, работа с такого рода программами хорошо знакома и чтобы освоить написание программ для роботов требуется минимальная адапатация, особенно, если работа ведется в паре с технологом по сварке.