沖壓機械手

簡述焊接機械手的運行原理

作者:http://www.drsepan.com/日期:2020-11-17
  焊接機械手是一種具有“柔性”的機器,焊接機械手具有人或者生物的某些功能,例如,焊接機械手操作手模擬了人類手臂的功能,焊接機械手模擬了人和動物下肢的運動功能。的焊接機械手可以通過傳感器了解外部環境或者“身體內在的”狀態與變化,甚至可以做出自己的邏輯推理、判斷與決策,也就是所謂的焊接機械手的智能行為。
 
  焊接機械手只有作為作業系統的一部分才能發揮作用。由于各種不同類型的焊接機械手不斷涌現,它們發揮作用的形式和組成的系統也在不斷變化。工業焊接機械手作為制造系統的一部分發揮作用是超典型的。下面通過焊接系統來分析焊接機械手的工作原理。焊接機械手系統工作時,至少需要一個工作臺,將工件裝卡在上面,并運送到焊接機械手的合適位置。這樣,構成了一個簡單的焊接機械手系統,稱為焊接機械手工作站。如果焊接機械手組成一個焊接生產線,則這個系統就變得更為復雜。焊接機械手要完成焊接作業,必須依賴于控制系統與輔助設備的支持和配合。完整的焊接機械手系般由機器人操作手、焊接機械手變位機、焊接機械手控制器、焊接機械手系統(專用焊接電源、焊接機械手焊槍或焊鉗等)、焊接機械手傳感器、焊接機械手中央控制計算機和焊接機械手相應的安全設備等組成。
 
  在焊接機械手焊接過程中,盡管焊接機械手操作機、焊接機械手變位機、焊接機械手裝卡設備和焊接機械手工具能達到很高的精度,但由于存在被焊工件幾何尺寸和位置誤差,以及焊接機械手焊接過程中熱輸入能引起工件的變形,焊接機械手傳感器仍是焊接過程中(尤其是焊接大厚工件時)不可缺少的設備。焊接機械手傳感器的任務是實現工件坡口的定位、焊接機械手跟蹤以及焊縫熔透信息的獲取。中央控制計算機在工業焊接機械手向系統化、PC化和網絡化的發展過程中發揮著重要的作用。通過串行接口與焊接機械手控制器相連接,中央控制計算機主要用于在同一層次或不同層次的計算機間形成通信網絡,同時與傳感系統相配合,實現焊接機械手焊接路徑和焊接機械手參數的離線編程、焊接機械手焊接專家系統的應用及生產數據的管理。
 
  機器人控制器是整個焊接機械手系統的大腦,它由計算機硬件、軟件和一些專用電路構成,其軟件包括控制器系統軟件、焊接機械手專用語言、焊接機械手運動學及動力學軟件、焊接機械手控制軟件、焊接機械手自診斷及自保護軟件等??刂破髫撠熖幚砗附訖C械手工作過程中的焊接機械手全部信息和焊接機械手控制其全部動作。所有現代機器人的控制器都是基于多處理器,根據操作系統的指令,工業控制計算機通過系統總線實現對不同組件的驅動及協調控制。焊接機械手系統主要由焊接機械手焊鉗(點焊機械手)、焊接機械手焊槍(弧焊機械手)、焊接機械手控制器及水、電、氣等輔助部分組成。焊接機械手控制器是由微處理器及部分外圍接口芯片組成的控制系統,焊接機械手可根據預定的焊接監控程序,焊接機械手完成焊接參數輸入、焊接程序控制及焊接系統故障自診斷并實現與本地計算機及示教盒的通信聯系。用于弧焊機械手的焊接電源及送絲設備由于參數選擇的需要,必須由焊接機械手控制器直接控制,電源在其功率和接通時間上必須與自動過程相符。
 
鍛壓機械手
 
  焊接機械手是焊接機械手系統的執行機構,它由焊接機械手驅動器、焊接機械手傳動機構、焊接機械手臂、焊接機械手關節以及焊接機械手內部傳感器(如編碼盤)等組成。它的任務是準確地保證末端操作器所要求的位置、姿態和實現其運動。六軸焊接機械手具有6個旋轉關節的鉸接開鏈式焊接機械手。變位機作為的作用是將被焊工件旋轉(平移)到超佳的焊接位置。焊接機械手在焊接作業前和焊接過程中,變位機通過夾具來裝卡和定位被焊工件,對工件的不同要求決定了變位機的負載能力及其運動方式。為了使焊接機械手充分發揮效能,焊接機械手系統通常采用兩臺變位機,當在其中一臺上進行焊接作業時,另一臺則完成工件的上裝和卸載,焊接機械手從而使整個系統獲得超高的費用效能比。
 
  安全設備是焊接機械手系統安全運行的重要保障,其主要包括焊接機械手驅動系統過熱自斷電保護、焊接機械手動作超限化自斷電保護、焊接機械手超速自斷電保護、焊接機械手系統工作空間干涉自斷電保護及人工急停斷電保護等,它們起到防止機器人傷人或周邊設備的作用。在焊接機械手的工作部還裝有各類觸覺或接近傳感器,可以使焊接機械手在過分接近工件或發生碰撞時停止工作。
 
  焊接機械手可以用來完成各種各樣的作業,不同的任務需要不同的操作加以執行,因而需要不同的作業順序。以焊接機械手裝配為例,為了完成裝配,焊接機械手進行的基本操作有手臂趨近、焊接機械手手爪張開、焊接機械手多指抓取、焊接機械手多指操作、焊接機械手裝配、焊接機械手拆卸以及焊接機械手手臂退回??梢詫⑦@些基本操作分為兩類運動,焊接機械手手臂趨近、焊接機械手手臂退回和焊接機械手手指張開稱為自由運動,此類運動要求在運動過程中不與周圍環境障礙物發生碰撞;焊接機械手多指抓取、焊接機械手多指操作、焊接機械手裝配和拆卸稱為約束運動。通常所說的運動規劃實際上指的是焊接機械手自由運動規劃,即尋找一條與周圍環境不發生碰撞和干涉的路徑,完成焊接機械手由初始形位到目標形位的運動。
 
  “可編程控制”方式:工作人員事先根據焊接機械手的工作任務和運動軌跡編制控制程序,然后將控制程序輸入給焊接機械手的控制器,啟動焊接機械手控制程序,焊接機械手就按照程序所規定的動作一步一步地去完成,如果焊接機械手任務變更,只要修改或重新編寫焊接機械手控制程序,非常靈活方便。大多數焊接機械手都是按照前兩種方式工作的。

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