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  • 焊接机器人

    千次阅读 2015-04-25 11:21:02
    焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可...
    焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的 工业机器人。根据 国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。为了适应不同的用途,机器人最后一个轴的机械接口,通常是一个连接 法兰,可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接,切割或热喷涂。

    1简介编辑

    弧焊机器人

    弧焊机器人

    随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展,自动 弧焊机器人工作站, 从60年代开始用于生产以来,其技术已日益成熟,主要有以下 优点
    1)稳定和提高焊接质量;
    2)提高劳动生产率;
    3)改善工人劳动强度,可在有害环境下工作;
    4)降低了对工人操作技术的要求;
    5)缩短了产品改型换代的准备周期,减少相应的设备投资。
    因此,在各行各业已得到了广泛的应用。

    2组成结构编辑

    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 
    焊接机器人示意图

    焊接机器人示意图

    作空间几乎能达一个球体。因此,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。
    上述两种机器人各个轴都是作回转运动,故采用伺服电机通过摆线针轮(RV)减速器(1~3轴)及谐波减速器(1~6轴)驱动。在80年代中期以前,对于电驱动的机器人都是用 直流伺服电机,而80年代后期以来,各国先后改用 交流伺服电机。由于交流电机没有碳刷,动特性好,使新型机器人不仅事故率低,而且免维修时间大为增长,加(减)速度也快。一些负载16kg以下的新的轻型机器人其工具中心点(TCP)的最高 运动速度可达3m/s以上,定位准确,振动小。同时,机器人的控制柜也改用32位的微机和新的算法,使之具有自行优化路径的功能,运行轨迹更加贴近示教的轨迹。

    3特点编辑

    点焊对 焊接机器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制,至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求,这也是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力,而且在点与点之间移位时速度要快捷,动作要平稳,定位要准确,以减少移位的时间,提
    机械手臂

    机械手臂

    高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力,取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳,30~45kg负载的机器人就足够了。但是,这种焊钳一方面由于二次电缆线长,电能损耗大,也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接;另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动,电缆的损坏较快。因此,目前逐渐增多采用一体式焊钳。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载能力,能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接,一般都选用100~150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。这对电机的性能,微机的运算速度和算法都提出更高的要求。

    4装备编辑

    点焊机器人的焊接装备,由于采用了一体化焊钳,焊接变压器装在焊钳后面,所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流,而对于容量较大的变压器,已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600~700Hz交流,使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600~700Hz交流电焊接,也可以再进行二次整流,用直流电焊接。焊接参数由 定时器调节,参见图1b。新型定时器已经微机化,因此机器人控制柜可以直接控制定时器,无需另配接口。点焊机器人的焊钳,通常用气动的焊钳,气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来出现一种新的电伺服点焊钳,如图4所示。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动,码盘反馈,使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。而且电极间的压紧力也可以无级调节。这种新的电伺服点焊钳具有如下优点:
    1)每个焊点的焊接周期可大幅度降低,因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的,机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合;而焊完一点后,焊钳一边张开,机器人就可以一边位移,不必等机器人到位后焊钳才闭会或焊钳完全张开后机器人再移动;
    2)焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整,只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度,以节省焊钳开度,以节省焊钳开合所占的时间。
    3)焊钳闭合加压时,不仅压力大小可以调节,而且在闭合时两电极是轻轻闭合,减少撞击变形和噪声。
    点焊机器人FANUC R-2000iB

    点焊机器人FANUC R-2000iB

    5维护保养编辑

    一.日检查及维护
    1.送丝机构。包括送丝力距是否正常,送丝导管是否损坏,有无异常报警。2.气体流量是否正常。3.焊枪安全保护系统是否正常。(禁止关闭焊枪安全保护工作)4.水循环系统工作是否正常。5.测试TCP(建议编制一个测试程序,每班交接后运行)
    二.周检查及维护
    1.擦洗机器人各轴。2.检查TCP的精度。3.检查清渣油油位。4.检查机器人各轴零位是否准确。5.清理焊机水箱后面的过滤网。6.清理压缩空气进气口处的过滤网。7.清理焊枪喷嘴处杂质,以免堵塞水循环。8.清理送丝机构,包括送丝轮,压丝轮,导丝管。9.检查软管束及导丝软管有无破损及断裂。(建议取下整个软管束用压缩空气清理)10.检查焊枪安全保护系统是否正常,以及外部急停按钮是否正常。
    三.月检查及维护
    1.润滑机器人各轴。其中1—6轴加白色的润滑油。油号86E006。2.RP变位机和RTS轨道上的红色油嘴加黄油。油号:86K007 3.RP变位机上的蓝色加油嘴加灰色的导电脂。油号:86K004 4.送丝轮滚针轴承加润滑油。(少量黄油即可)5.清理清枪装置,加注气动马达润滑油。(普通机油即可)6.用压缩空气清理控制柜及焊机。7.检查焊机水箱冷却水水位,及时补充冷却液(纯净水加少许工业酒精即可)8.完成1—8项的工作外,执行周检的所有项目。
    四.焊接机器人的维护保养工作由操作者负责,其中人员分配如下:
    每次保养必须添写保养记录,设备出现故障应及时汇报给维修,并详细描述故障出现前设备的情况和所进行的操作,积极配合维修人员检修,以便顺利恢复生产!公司对设备保养情况将进行不定期抽查。建议操作者在每班交接时仔细检查设备完好状况,记录`好各班设备运行情况。

    6弧焊特点编辑

    基本功能

    弧焊过程比点焊过程要复杂得多,工具中心点(TCP) 
    弧焊机器人FANUC M-10iA

    弧焊机器人FANUC M-10iA

    ,也就是焊丝端头的 运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。所以,弧焊用机器人除了前面所述的一般功能外,还必须具备一些适合弧焊要求的功能。
    虽然从理论上讲,有5个轴的机器人就可以用于电弧焊,但是对复杂形状的焊缝,用5个轴的机器人会有困难。因此,除非焊缝比较简单,否则应尽量选用6轴机器人。
    弧焊机器人除前面图2提及的在作“之”字形拐角焊或小直径圆焊缝焊接时,其轨迹应能贴近示教的轨迹之外,还应具备不同摆动样式的软件功能,供编程时选用,以便作摆动焊,而且摆动在每一周期中的停顿点处,机器人也应自动停止向前运动,以满足工艺要求。此外,还应有接触寻位、自动寻找焊缝起点位置、电弧跟踪及自动再引弧功能等。

    焊接设备

    弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的 焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。近年来,国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备,这些焊接设备内已经播人相应的接口板、所以在图1a中的弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。应该指出,在弧焊机器人工作周期中电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应按持续率100%来确定电源的容量。
    送丝机构可以装在机器人的上臂上,也可以放在机器人之外,前者焊枪到送丝机之间的软管较短,有利于保持送丝的稳定性,而后者软管校长,当机器人把焊枪送到某些位置,使软管处于多弯曲状态,会严重影响送丝的质量。所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。

    7焊接应用编辑

    工作站(单元)

    如果工件在整个焊接过程中无需变位,就可以用夹具把工件定位在工作台面上,这种系统既是最简单不过的了。但在实际生产中,更多的工件在焊接时需要变位,使焊缝处在较好的位置(姿态)下焊接。对于这种情况,变位机与机器人可以是分别运动,即变位机变位后机器人再焊接;也可以是同时运动,即变位机一边变位,机器人一边焊接,也就是常说的变位机与机器人 协调运动。这时变位机的运动及机器人的运动复合,使焊枪相对于工件的运动既能满足焊缝轨迹又能满足焊接速度及焊枪姿态的要求。实际上这时变位机的轴已成为机器人的组成部分,这种焊接 机器人系统可以多达7-20个轴,或更多。最新的机器人控制柜可以是两台机器人的组合作12个轴协调运动。其中一台是焊接机器人、另一台是 搬运机器人作变位机用。
    对焊接机器人工作站进一步细分,可得以下四种:
    1.1 箱体焊接机器人工作站是专门针对箱柜行业中,生产量大,焊接质量及尺寸要求高的箱体焊接开发的机器人工作站专用装备。
    箱体焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。该工作站适用于各式箱体类工件的焊接,在同一工作站内通过使用不停的夹具可实现多品种的箱体自动焊接,焊接的相对位置高。由于采用双工位变位机,焊接的同时,其他工位可拆装工件,极大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脉冲过渡或CMT冷金属过渡 焊接工艺方式进行焊接,使焊接过程中热输入量大大减少,保证产品焊接后不变形,通过调整焊接规范和机器人焊接姿态,保证产品焊缝质量好,焊缝美观,特别对于密封性要求高的不锈钢气室,焊接后保证气室气体不泄露。通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工作夹具,可实现多个品种箱体的自动焊接。
    用不同工作范围的弧焊机器人和相应尺寸的变位机,工作站可以满足焊缝长度在2000mm左右的各类箱体的焊接要求。焊接速度3-10mm/s,根据箱体基本材料,焊接工艺采用不同类型的气体保护焊。该工作站还广泛用于电力、电气、机械、汽车等行业。
    1.2 不锈钢气室机器人柔性激光焊接加工设备是针对不锈钢焊接变形量比较大,密封性要求高的箱体类工件焊接开发的的柔性机器人激光焊接加工设备。 该加工设备是由机器人、激光发生器机组、水冷却机组、激光扫描跟踪系统、柔性变位机、工装夹具、安全护栏、吸尘装置和控制系统等组成,通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工装夹具,可实现多个品种的不锈钢气室类工件的自动焊接。
    1.3 轴类焊接机器人工作站是专门针对低压电器行业中 万能式断路器中的转轴焊接开发的专用设备,推出了一套专用的转轴焊接机器人工作站。
    轴类焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。该工作站用于以转轴为基体(上置若干悬臂)的各类工件的焊接,在同一工作站内通过使用不同的夹具可实现多品种的转轴自动焊接。焊接的现对位置精度很高。由于采用双工位变位机,焊接的同时,其他工位可拆装工件,极大的提高了效率。
    技术指标:转轴直径:Ф10-50mm,长度300-900mm,焊接速度3-5mm/s,焊接工艺采用MAG混合气体保护焊,变位机回转,变位精度达0.05mm。
    广泛应用于高质量、高精度的以转轴的各类工件焊接,适用于电力、电气、机械、汽车等行业。如果采用手工电弧焊进行转轴焊接,工人劳动强度极大,产品的一致性差,生产效率低,仅为2-3件/小时。采用自动焊接工作站后,产量可达到15-20件/小时,焊接质量和产品的一致性也大幅度的提高。
    轴类焊接机器人工作站 低压电器转轴
    1.4 机器人焊接螺柱工作站
    机器人焊接螺柱工作站针对复杂零件上具有不同规格螺柱采用机器人将螺柱焊接到工件上。该工作站主要由机器人、螺柱焊接电源、自动送钉机、机器人自动螺柱焊枪、变位机、工装夹具、自动换枪装置、自动检测软件、控制系统和安全护栏等组成,通过自动送钉机将螺柱送到机器人自动焊枪里面,通过编程将机器人在工件上示教的路径,将不同规格的螺柱焊接到工件上。可以采用储能焊接或拉弧焊接将螺柱牢牢的焊接到工件上,保证焊接精度和焊接强度。焊接效率大约3-10个/分钟,螺柱规格:直径3-8mm,长度:5-40mm。

    生产线

    焊接机器人 生产线比较简单的是把多台工作站(单元)用工件 输送线连接起来组成一条生产线。这种生产线仍然保持单站的特点,即每个站只能用选定的工件夹具及焊接机器人的程序来焊接预定的工件,在更改夹具及程序之前的一段时间内,这条线是不能焊其他工件的。
    另一种是焊接 柔性生产线(FMS-W)。柔性线也是由多个站组成,不同的是被焊工件都装卡在统一形式的托盘上,而托盘可以与线上任何一个站的变位机相配合并被自动卡紧。焊接机器人系统首先对托盘的编号或工件进行识别,自动调出焊接这种工件的程序进行焊接。这样每一个站无需作任何调整就可以焊接不同的工件。焊接柔性线一般有一个轨道子母车,子母车可以自动将点固好的工件从存放工位取出,再送到有空位的焊接机器人工作站的变位机上。也可以从工作站上把焊好的工件取下,送到成品件流出位置。整个柔性焊接生产线由一台调度计算机控制。因此,只要白天装配好足够多的工件,并放到存放工位上,夜间就可以实现无人或少人生产了。
    工厂选用哪种自动化焊接生产形式,必须根据工厂的实际情况及素要而定。焊接专机适合批量大,改型慢的产品,而且工件的焊缝数量较少、较长,形状规矩(直线、圆形)的情况;焊接机器人系统一般适合中、小批量生产,被焊工件的焊缝可以短而多,形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多,每批数量又很少的情况,目前国外企业正在大力推广无(少)库存,按订单生产(JIT)的管理方式,在这种情况下采用柔性焊接线是比较合适的。

    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。该公司最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。
    汽车总装车间 FANUC机器人

    汽车总装车间 FANUC机器人

    在水下的应用

    作为海洋工程装备技术的重要组成部分,海洋焊接如今已成为海洋资源开发和海洋工程建设不可缺少的基础和支撑技术。经过大量的工艺试验和配方调整,研发的焊接材料以及水下焊接专用设备,已成功应用于胜利油田海上采油平台、港珠澳大桥等海洋工程。
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  • 焊接机器人控制系统原理分析

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    焊接机器人控制系统原理及应用分析焊接是工业生产中非常重要的加工方式,同时由于焊接烟尘、弧光和金属飞溅的存在,焊接的工作环境非常恶劣,随着人工成本的逐步提升,以及人们对焊接质量的精益求精,焊接机器人得到...

    焊接机器人控制系统原理及应用分析

    焊接是工业生产中非常重要的加工方式,同时由于焊接烟尘、弧光和金属飞溅的存在,焊接的工作环境非常恶劣,随着人工成本的逐步提升,以及人们对焊接质量的精益求精,焊接机器人得到了越来越广泛的应用。

      机器人在焊装生产线中运用的特点

      焊接机器人在高质、高效的焊接生产中发挥了极其重要的作用,其主要特点如下:

      1.性能稳定、焊接质量稳定,保证其均一性

      焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定性作用。人工焊接时,焊接速度、干伸长等都是变化的,很难做到质量的均一性;采用机器人焊接,每条焊缝的焊接参数都是恒定的,焊缝质量受人为因素影响较小,降低了对工人操作技术的要求,焊接质量非常稳定。

      2.改善了工人的劳动条件

      采用机器人焊接后,工人只需要装卸工件,远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等;点焊时,工人不再需要搬运笨重的手工焊钳,从大强度的体力劳动中解脱出来。

      3.提高劳动生产率

      机器人可一天24h连续生产,随着高速、高效焊接技术的应用,使用机器人焊接,效率提高地更加明显。

      4.产品周期明确,容易控制产品产量

      机器人的生产节拍是固定的,因此安排生产计划非常明确。

      5.可缩短产品改型换代的周期,降低相应的设备投资

      可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是它可以通过修改程序以适应不同工件的生产。

      一、FANUC控制系统概述

      FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间,是奇瑞最早引进的焊接机器人,也是奇瑞公司最先用到具有附加轴的焊接机器人。

      其控制系统采用32位CPU控制,以提高机器人运动插补运算和坐标变换的运算速度。采用64位数字伺服驱动单元,同步控制6轴运动,运动精度大大提高,最多可控制到21轴,进一步改善了机器人动态特性。支持离线编程技术,技术人员可通过离线编程软件设置参数,优化机器人运动程序。控制器内部结构相对集成化,这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜、易维护保养等特点。


    图1 控制原理图

    二、FANUC控制系统内部结构分析

      控制器是机器人的核心部分,实现对机器人的动作操作、信号通讯、状态监控等功能。下面以FANUC—F-200iB为例,对其控制系统内部结构和各部分的功能进行分析:

      1)电源供给单元

      变压器向电源分配单元输入230V交流电,通过该单元的系统电源分配功能对控制箱内部各工作板卡输出210V交流电及±15V、+24V直流电。

      2)安全保护回路

      由变压器直接向急停单元供电,并接入内部各控制板卡形成保护回路,对整个系统进行电路保护。

      3)伺服放大器

      不仅提供伺服电机驱动和抱闸电源,并且与绝对值编码器实现实时数据转换,与主控机间采用光纤传输数据,进行实时信号循环反馈。

      4)输入/输出模块

      标配为ModuleA/B,另外也可通过在扩展槽安装Profibus板、过程控制板与PLC及外围设备进行通讯。

      5)主控单元

      整个控制系统的中枢部分,包括主板、CPU、FROM/SRAM组件及伺服卡,负责控制器内部及外围设备的信号处理和交换。

      6)急停电路板

      用来对紧急停止系统、伺服放大器的电磁接触器以及预备充电进行控制。

      7)示教器

      包括机器人编程在内的所有操作都能由该设备完成,控制器状态和数据都显示在示教盒的显示器上。

      控制内部结构

      图2 控制内部结构

      三、 故障案例分析

      机器人控制器断电检修后,对控制器送电,机器人报伺服故障,故障代码为SERVO-062。对此故障进行复位:按MENUS→SYSTEM→F1,[TYPE]→找 master/cal→F3,RES_PCA →F4,YES 后,机器人仍然报伺服故障。

      1、故障分析和检查:故障代码SERVO-062的解释为SERVO2 BZAL alarm(Group:%d Axis:%d),故障可能原因分析如下:

      1) 机器人编码器上数据存储的电池无电或者已经损坏:拆卸编码器脉冲数据存储的电池安装盒,电池盒内装有4节普通1.5V的1号干电池,对每节电池的电压进行测量,均在1.4V以下,电池电压明显偏低,于是更换新电池,再次对故障进行复位,机器人仍然报SERVO-062故障。

      2) 控制器内伺服放大器控制板坏:检查伺服放大器LED“D7”上方的2个DC链路电压检测螺丝,确认DC链路电压。如果检测到的DC链路电压高于50V,就可判断伺服放大器控制板处于异常状态。实际检测发现DC链路电压低于50V,所以初步判断伺服放大器控制板处于正常状态。 进一步对伺服放大器控制板上P5V、P3.3V、SVEMG、OPEN的LED颜色进行观察,确认电源电压输出正常,没有外部紧急停止信号输入,与机器人主板通讯也正常,排除伺服放大器控制板损坏。

      3) 线路损坏:对机器人控制器与机器人本体的外部电缆连线RM1、RP1进行检查,RM1为机器人伺服电机电源、抱闸控制线,RP1为机器人伺服电机编码器信号以及控制电源线路、末端执行器线路、编码器上数据存储的电池线路等线路。拔掉插头RP1,对端子5、6、18 用万用表测量+5V、+24V控制电源均正常。接下来对编码器上数据存储的电池线路进行检查。机器人每个轴的伺服电机脉冲编码器控制端由1-10个端子组成,端子8、9、10为+5V电源,端子4、7为数据保持电池电源,端子5、6为反馈信号,端子3为接地,端子1、2空。拔掉M1电机的脉冲控制插头 M1P,万用表测量端子4、7,电压为0,同样的方法检查M2~M7电机全部为0,由此可以判断编码器上数据存储的电池线路损坏。顺着线路,发现正负电源双绞线的一端插头长期埋在积水中,线路已腐蚀严重。

      2、故障处理:更换线路后复位,对机器人进行全轴零点复归“ZERO POSITION MASTER”,导入备份程序后恢复正常,故障排除。

      结论

      做为日系机器人的主要品牌之一,其在控制原理上与其它品牌机器人大致相同,但其控制部分组成结构有着自己的风格,体现亚洲人的使用习惯,比较适合国内使用。我国焊接机器人技术的研究应用虽然较晚,但借鉴于国外的成熟技术,得到了迅速的发展。09年我公司与哈工大合作开发的奇哈机器人诞生,似乎看到了企业与科研合作的力量,觉得当企业进入的时候,特别是这种应用型企业开始参与设备的研究的时候,门就慢慢打开了。但焊接机器人是个机电一体化的高技术产品,单靠企业的自身能力是不够的,需要政府对机器人生产企业及使用国产机器人系统的企业给予一定的政策和资金支持,加速我国国产机器人的发展。


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  • 文档介绍:机器人末端执行器2.机器人末端执行器机器人末端执行器装在操作机手腕的前端(称机械接口),用以直接执行工作任务...并由此,将焊接机器人又可细分为:C02焊机器人、TIG焊机器人、MAG/MIG焊机器人、气焊机器人...

    文档介绍:

    机器人末端执行器2.机器人末端执行器机器人末端执行器装在操作机手腕的前端(称机械接口),用以直接执行工作任务。根据作业任务的不同,它可以是夹持器或专用工具等。夹持器是具有夹持功能的装置,如吸盘、机械手爪、托持器等;专用工具是用以完成某项作业所需要的装置,如用于完成焊接作业的气焊枪、点焊钳等。并由此,将焊接机器人又可细分为:C02焊机器人、TIG焊机器人、MAG/MIG焊机器人、气焊机器人、钎焊机器人、点焊机器人、激光焊机器人等。3.传感器系统机器人所用传感器又分为内部传感器和外部传感器二类。前者用来检测自身状态的信息,主要是位置、速度、加速度等传感器,并且作为反馈信号构成伺服控制;后者是用来检测机器人作业对象和作业环境信息的传感器,如测量夹持器夹紧力的压力传感器,对外界进行识别的视觉、触觉、听觉等传感器。机器人常用传感器及其功能见表7—5。虾茅檬代扼湾禁保刨擂县滨陌龟蛋砰和挎千排手犁镍碑蚌及快浅纲抢咐玄焊接机器人示教器解读焊接机器人示教器解读4.控制器控制器是个专用计算机,相当于机器人的大脑,它以计算机程序方式来完成给定任务。目前,大部分工业机器人都采用二级计算机控制:第一级为主CPU,完成系统的监控、作业管理、自诊断等;第二级为子CPU,完成各关节伺服系统的控制等。图7.5中主CPU为总控制器,主要进行系统控制和坐标计算与变换,包括坐标变换、插补计算、自动加减速计算、加速度验算、横摆计算、自诊断等。子CPU主要作动作控制,包括脉冲分配、机器人零点复位、零点减速和开关位置检测等。主CPU对子CPU的控制是以命令的形式通过FIFO栈来传递的;而子CPU的状态与请求是通过并行I/0接口来进行的。近麦羌撂玻状芳控穿戏颐克硬凝贸肪纹涝卤其吗趁忻傍羹斧浦迭牵啄纤最焊接机器人示教器解读焊接机器人示教器解读机器人控制器的控制功能大致有三类:第一类是点位控制,简称为PTP控制,它只要求机器人手臂末端能快速准确地从一点到相邻点运动,而对其运动路径不作具体规定。这种控制功能用于搬运、点焊、装配等作业中。第二类是连续路径控制,又称连续轨迹控制,简称CP控制。它不但要求机器人手臂末端从一点到相邻点运动,而且要求所走过的路径是连续平滑的,这就需要插补运算,所以这种控制功能多用于喷涂、弧焊、去飞边等作业中。第三类是移动控制,它包括对移动的路径、速度、目标跟踪、机器人操作机的稳定平衡、越过障碍物及回避障碍物等的控制,这种控制功能多用于作业距离较长或野外作业等需要机器人移动甚至行走的场合。此外,机器人还有一类附加装置,如手动操作器、编程器、示教器等。用这些附加装置可以进行手动调整机器人状态、编制机器人作业程序、示教作业参数或输入修改系统参数等工作。三、机器人的示教、编程及语言1.示教再现为使机器人完成规定的任务,在工作前由操作者把作业要求的内容(如机器人的运行轨迹、作业顺序、工艺条件等)预先教给机器人,进行这种操作称为示教。把示教的内容保存下来称为记忆。使机器人按示教的内容动作称为再现。例如,由操作者对焊接机器人按实际焊接操作一步步的进行示教,机器人即将其每一步示教的空间位置、焊枪姿态以及焊接参数等,顺序的、精确地存人控制器计算机系统的相应存储区。燕玛绎爹摩微孩裳蹲挝爪纬核稚繁闸叶沫远才液窍檄讨客钩讼雨怨纳毅瘟焊接机器人示教器解读焊接机器人示教器解读示教结束的同时,就会自动生成一个

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    视觉传感技术

    利用视觉传感技术的视觉系统主要包括结构光投影视觉系统(主动视觉系统)和直接拍摄视觉系统(被动视觉系统)。

    结构光投影视觉系统

    机构光投影视觉系统的基本结构和工作原理如下:主要包括激光器、工业相机、图像处理器。激光器将结构光投射到焊件表面。该结构光的形状在焊缝处产生明显的畸变,由于镜头前安装滤光片的工业相机采集包含畸变条纹的图像,并传输到嵌入式图像处理控制器。嵌入式图像处理控制器进行图像处理从而将焊接偏差信号输送给执行机构(例如机械手、十字滑台等)带动焊枪运动,以达到焊缝跟踪的目的。
    这里写图片描述
    加拿大SERVO-ROBOT公司研发生产激光视觉传感器已有多年历史,主要有i-CUBE系列产品,不仅可以完成焊接偏差识别任务,还具备了超生测距,声音记录等功能。
    英国Meta公司是世界知名的激光视觉设计制造厂商,在钢管焊接领域有较多应用。主要有新型激光焊缝识别系统Smart Laser Probe,将图像处理软硬件集成到传感器内部,可以每秒采集30帧百万像素图像,满足高速和高精度焊接需求。
    目前结构光投射视觉系统所发射出的结构光形式以单条纹最为普遍,但是也存在其他形式结构光的激光传感器。例如SERVO-ROBOT公司的激光传感器中的结构光为十字形,Scansonic公司激光传感器的结构光为三条平行条纹。Peiquan Xu等人设计了一套结构光为圆形的视觉系统。
    在多道焊的打底焊完成之后,进行填充焊或盖面焊时,投影到焊缝上的激光条纹畸变不明显且条纹呈现多处间断,需要更复杂的图像处理算法提取畸变特征点。
    直接拍摄视觉系统
    直接拍摄视觉传感方式用相机直接对焊接区域进行拍摄,可实时获取电弧、熔池和V型坡口或I型对接焊缝等信息,是最近对焊接自动化领域的研究热点,电弧的光强远远高于一般工业相机的感光饱和度上限,在极强的弧光下采集焊接图像,导致焊接图像质量极差,无法用于后续图像处理。
    目前众多学者采用减光滤光的方法来降低弧光对焊接图像成像的干扰,该方法的技术路线是通过分析弧光的光谱特性,选择弧光较弱区域所对应波长范围的窄带滤波片,然后在工业相机镜头前安装选定的滤光片,减光片和保护镜。
    采用减光滤光的方法设计直接拍摄视觉系统,可以实时采集熔池和焊缝的图像。然而由于焊接图像中焊丝、电弧、熔池、坡口等有用的信息分布在光谱的各个波段,当使用滤光片滤除某个波段范围内弧光时,虽然减弱了弧光对成像的干扰,但同时也丢失了一些有用的图像信息,使图像质量下降,边缘变得模糊,从而降低了后续偏差识别的精度。

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空空如也

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