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焊接機器人的系統構成

焊接機器人的系統構成

焊接機器人是一種高度自動化的焊接設備.采用機器人代替手工焊接作業是焊接制造業的發展趨勢,是提高焊接質量、降低成本、改善工作環境的重要手段。
機器人焊接作為現代制造技術發展的重要標志己被國內許多工廠所接受,并且越來越多的企業首選焊接機器人作為技術改造的方案。   焊接機器人是裝上了焊鉗或各種焊槍的工業機器人。
工業機器人的運動控制系統涉及數學、自動控制理論等,內容很多。采用機器人進行焊接,光有一臺機器人是不夠的,還必須配備外圍設備。
常規的弧焊機器人系統由以5部分組成。
1、機器人本體,一般是伺服電機驅動的6軸關節式操作機,它由驅動器,傳動機構.機械手臂.關節以及內部傳感器等組成.它的任務是精確地保證機械手末端(悍槍)所要求的位置.姿態和運動軌跡。  
2、機器人控制柜,它是機器人系統的神經中樞,包括計算機硬件、軟件和一些專用電路,負責處理機器人工作過程中的全部信息和控制其全部動作。
3、焊接電源系統,包括焊接電源、專用焊槍等。
4、焊接傳感器及系統安全保護設施。
5、焊接工裝夾具。  
習慣上所說的電動機伺服系統,是指速度控制、伺服電動機和檢測部件三部分;
而且,將速度控制部分稱之為伺服單元或驅動器。按照伺服系統的結構特點,它通常有四種基本結構類型:開環、閉環、半閉環及混合閉環。
伺服單元的硬件一般由五部分構成:  
1 實現軸伺服電機的PID控制、或FUZZY(模糊) 控制、或其它控制規律的伺服控制單片機;  
2 伺服控制模板,其功能是實現控制單片機輸出數字量的D/A轉換與輸入到單片機的模擬量的A/D轉換;
3 伺服驅動功放,一般機器人的軸驅動電機的功率多在100W~1000W的范圍,多屬中等功率,為此,由伺服控制模板給出的控制信號必須經功率放大才能推動電機;
4 伺服電機是焊接機器人的軸伺服控制系統的控制對象。
5 伺服電機的轉速、位置檢測裝置(轉速、位置傳感器)。轉速、位置檢測裝置的功能是實時檢測軸伺服電機轉速和電機角位移量,并將實時檢測結果反饋給電動機伺服系統,
以形成電動機伺服的閉環或半閉環控制系統。即便是開環控制系統,一般也需要電動機轉速和電機角位移量的實時檢測參數。
因此,轉速、位置檢測裝置是機器人的軸伺服控制系統極重要的組成環節。      
焊接機器人的軸伺服控制系統結構稱為主從控制方式:它是采用主、從兩級控制計算機實現系統的全部控制功能。主計算機實現軸伺服控制系統的管理、坐標變換、軌跡生成和系統自診斷等;
從計算機實現所有關節的動作協調控制。主從控制方式系統實時性較好,適于高精度、高速度控制,但其系統擴展性較差,維修困難。
焊接機器人的軸伺服控制系統結構還可采用所謂“分散控制系統”。      
對于小批量多品種、體積或質量較大的產品,可根據其工件的焊縫空間分布情況,采用簡易焊接機器人工作站或焊接變位機和機器人組合的機器人工作站。
以適用于“多品種、小批量”的柔性化生產。對于工件體積小、易輸送.且批量大、品種規格多的產品.
將焊接工序細分,采用機器人與焊接專機組合的生產流水線,結合模塊化的焊接夾具以及快速換模技術,以達到投資少、效率高的低成本自動化的目的。
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