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发布时间:2020-06-25 17:40:44
焊接机器人组成结构
焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。
世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人,绝大部分有6个轴。其中,1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置,而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式:一种为平行四边形结构,一种为侧置式(摆式)结构,如图2a、b所示。侧置式(摆式)结构的主要优点是上、下臂的活动范围大,使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此,机器人焊接线价格优惠,这种机器人可倒挂在机架上工作,以节省占地面积,方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人,2、3轴为悬臂结构,降低机器人的刚度,一般适用于负载较小的机器人,用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小(局限于机器人的前部),难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人(平行机器人),已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部,又没有测置式机器人的刚度问题,从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人(负载100~150kg)大多选用平行四边形结构形式的机器人。
简述焊接机器人的运动控制系统
用户为了正确使用并做到能常规维护焊接机器人,要对焊接机器人的运动控制系统有一定的了解,掌握其工作原理。
焊接机器人是装上了焊钳或各种焊枪的工业机器人。工业机器人的运动控制系统涉及数学、自动控制理论等,内容很多。要在较短的篇幅中,而系统地介绍工业机器人的运动控制系统,实在是非工业机器人控制人员所能及的事情,从焊接机器人的用户角度出发简明地阐述有关机器人运动控制系统的一般性问题。
焊接机器人系统包括:一焊接机器人,一用来控制焊接机器人驱动的机器人控制器,一个用来检测焊接机器人焊接状态的传感器,以及一个用来执行焊接机器人和机器人控制器整个控制的主个人计算机(PC),其中主PC机根据传感器提供的检测信号向机器人控制器发送和接收关于焊接机器人移动路径的修正命令,因而直接控制焊接机器人的移动路径。因此,在焊接机器人系统中,在焊接过程中主PC机可以直接控制焊接机器人的移动路径。
机器人控制系统是机器人的重要组成部分,主要用于对机器人运动的控制,以完成特定的工作任务,其基本功能如下:
1 记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。
2 示教功能:离线编程、在线示教、间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两
3 与外围设备联系功能:输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。
4 坐标设置功能:有关节坐标系、坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。
5 人机接口:示教盒、操作面板、显示屏。
6 传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等。
7 位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。
8 故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
焊接机器人在汽车生产中应用
焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业,汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接,尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量,因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司近推出一种高度低的点焊机器人,用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起,共同对车体上部进行加工,从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件,主要构件采用冲压焊接,板厚平均为1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接头形式为主,焊接质量要求相当高,其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后,大大提高了焊接件的外观和内在质量,并保证了质量的稳定性和降低劳动强度,改善了劳动环境。
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