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焊接机器人的系统构成
发布时间:2017-10-09        返回列表
  焊接机器人是一种高度自动化的焊接设备.采用自动焊接设备代替手工焊接作业是焊接制造业的发展趋势,是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。焊接机器人作为现代制造技术发展的重要标志己被国内许多工厂所接受,并且越来越多的企业首选焊接机器人作为技术改造的方案。
  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。采用机器人进行焊接,光有一台机器人是不够的,还必须配备外围设备。常规的弧焊机器人系统由以5部分组成。
 <1>、机器人本体,一般是伺服电机驱动的 6 轴关节式操作机,它由驱动器、传动机构、机械手臂、关节以及内部传感器等组成。它的任务是精确地保证机械手末端(悍枪)所要求的位臵、姿态和运动轨迹。
 <2>、机器人控制柜,它是机器人系统的神经中枢,包括计算机硬件、软件和一些专用电路,负责处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作。
 <3>、焊接电源系统,包括焊接电源、专用焊枪等。
 <4>、焊接传感器及系统安全保护设施。
 <5>、焊接工装夹具。
  习惯上所说的电动机伺服系统,是指速度控制、伺服电动机和检测部件三部分;而且,将速度控制部分称之为伺服单元或驱动器。按照伺服系统的结构特点,它通常有四种基本结构类型:开环、闭环、半闭环及混合闭环。
  伺服单元的硬件一般由五部分构成:
  <1> 实现轴伺服电机的PID控制、或FUZZY(模糊) 控制、或其它控制规律的伺服控制单片机;
  <2> 伺服控制模板,其功能是实现控制单片机输出数字量的D/A转换与输入到单片机的模拟量的A/D转换;
  <3> 伺服驱动功放,一般机器人的轴驱动电机的功率多在100W~1000W的范围,多属中等功率,为此,由伺服控制模板给出的控制信号必须经功率放大才能推动电机;
  <4> 伺服电机是焊接机器人的轴伺服控制系统的控制对象。
  <5> 伺服电机的转速、位臵检测装臵(转速、位臵传感器)。转速、位臵检测装臵的功能是实 时检测轴伺服电机转速和电机角位移量,并将实时检测结果反馈给电动机伺服系统,以形成电动机伺服的闭环或半闭环控制系统。即便是开环控制系统,一般也需要电动机转速和电机角位移量的实时检测参数。因此,转速、位臵检测装臵是机器人的轴伺服控制系统极重要的组成环节。
  焊接机器人的轴伺服控制系统结构称为主从控制方式:它是采用主、从两级控制计算机 实现系统的全部控制功能。主计算机实现轴伺服控制系统的管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等;从计算机实现所有关节的动作协调控制。主从控制方式系统实时性较好,适于高精度、高速度控制,但其系统扩展性较差,维修困难。焊接机器人的轴伺服控制系统结构还可采用所谓“分散控制系统”。
  对于小批量多品种、体积或质量较大的产品,可根据其工件的焊缝空间分布情况,采用简易焊接机器人工作站或焊接变位机和机器人组合的机器人工作站。以适用于“多品种、小批量”的柔性化生产。对于工件体积小、易输送.且批量大、品种规格多的产品.将焊接工序细分,采用机器人与焊接专机组合的生产流水线,结合模块化的焊接夹具以及快速换模技术,以达到投资少、效率高的低成本自动化的目的。