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機器人有什么結構了

文章出處:未知 人氣:-發表時間:2021-06-29 09:35

組成結構

      焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統,如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。

    世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節機器人,絕大部分有6個軸。其中,1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置,而4、5、6軸解決工具姿態的不同要求。焊接機器人本體的機械結構主要有兩種形式:一種為平行四邊形結構,一種為側置式(擺式)結構。側置式(擺式)結構的主要優點是上、下臂的活動范圍大,使機器人的工作空間幾乎能達一個球體。因此,這種機器人可倒掛在機架上工作,以節省占地面積,方便地面物件的流動。但是這種側置式機器人,2、3軸為懸臂結構,降低機器人的剛度,一般適用于負載較小的機器人,用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機器人其上臂是通過一根拉桿驅動的。拉桿與下臂組成一個平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發的平行四邊形機器人工作空間比較?。ň窒抻跈C器人的前部),難以倒掛工作。但80年代后期以來開發的新型平行四邊形機器人(平行機器人),已能把工作空間擴大到機器人的頂部、背部及底部,又沒有測置式機器人的剛度問題,從而得到普遍的重視。這種結構不僅適合于輕型也適合于重型機器人。近年來點焊用機器人(負載100~150kg)大多選用平行四邊形結構形式的機器人。

    上述兩種機器人各個軸都是作回轉運動,故采用伺服電機通過擺線針輪(RV)減速器(1~3軸)及諧波減速器(1~6軸)驅動。在80年代中期以前,對于電驅動的機器人都是用直流伺服電機,而80年代后期以來,各國先后改用交流伺服電機。由于交流電機沒有碳刷,動特性好,使新型機器人不僅事故率低,而且免維修時間大為增長,加(減)速度也快。一些負載16kg以下的新的輕型機器人其工具中心點(TCP)的最高運動速度可達3m/s以上,定位準確,振動小。同時,機器人的控制柜也改用32位的微機和新的算法,使之具有自行優化路徑的功能,運行軌跡更加貼近示教的軌跡。


結構設計

    由于所設計的焊接機器人是在準平面、空間狹窄的環境下工作,為了保證機器人能根據電弧傳感器的偏差信息,跟蹤焊縫自動焊接,要求所設計的機器人應該結構緊湊、移動靈活且工作穩定.文中針對狹窄空間特點,開發了一種小型移動焊接機器人,根據機器人各結構的運動特點,運用模塊化設計方法,把機器人機構分為輪式移動平臺、焊炬調節機構和電弧傳感器三部分。其中,輪式移動平臺由于其慣性大,響應慢,主要對焊縫進行粗跟蹤,焊炬調節機構負責焊縫精確跟蹤,電弧傳感器完成焊縫偏差實時識別.另外,機器人控制器和電機驅動器集成安裝于機器人移動平臺上,使其體積更小。同時,為了減少惡劣焊接環境下粉塵對運動部件影響,采用全封閉式結構,提高其系統可靠性


裝備

   點焊機器人的焊接裝備,由于采用了一體化焊鉗,焊接變壓器裝在焊鉗后面,所以變壓器必須盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流,而對于容量較大的變壓器,已經開始采用逆變技術把50Hz工頻交流變為600~700Hz交流,使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可以直接用600~700Hz交流電焊接,也可以再進行二次整流,用直流電焊接。焊接參數由定時器調節。新型定時器已經微機化,因此機器人控制柜可以直接控制定時器,無需另配接口。點焊機器人的焊鉗,通常用氣動的焊鉗,氣動焊鉗兩個電極之間的開口度一般只有兩級沖程。而且電極壓力一旦調定后是不能隨意變化的。近年來出現一種新的電伺服點焊鉗。焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動,碼盤反饋,使這種焊鉗的張開度可以根據實際需要任意選定并預置。而且電極間的壓緊力也可以無級調節。這種新的電伺服點焊鉗具有如下優點:

  1、每個焊點的焊接周期可大幅度降低,因為焊鉗的張開程度是由機器人精確控制的,機器人在點與點之間的移動過程、焊鉗就可以開始閉合;而焊完一點后,焊鉗一邊張開,機器人就可以一邊位移,不必等機器人到位后焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動;

  2、焊鉗張開度可以根據工件的情況任意調整,只要不發生碰撞或干涉盡可能減少張開度,以節省焊鉗開度,以節省焊鉗開合所占的時間。

  3、焊鉗閉合加壓時,不僅壓力大小可以調節,而且在閉合時兩電極是輕輕閉合,減少撞擊變形和噪聲。

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