電弧傳感器有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):①檢測(cè)點(diǎn)就是焊接點(diǎn),不存在傳感器先行的問(wèn)題,是完全實(shí)時(shí)的傳感器。②由于電弧本身作為傳感器,所以不受焊絲彎曲引起電弧偏移的影響。③不僅可以跟蹤傳感,保證焊接參數(shù)的穩(wěn)定,而且還可以改善焊縫的成形效果。④抗光、電磁、熱的干擾,使用壽命長(zhǎng)。 2--電弧傳感的工作原理,優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)械手電弧傳感器利用焊接過(guò)程中的焊接電流或電弧電壓的變化來(lái)獲得電弧中心是否偏離焊縫,并以此作為傳感信息,實(shí)時(shí)性強(qiáng),跟蹤效果好。在圖1所示V形焊縫中,傳感器通過(guò)擺動(dòng)的電弧測(cè)量焊槍在焊縫的位置,其原則是焊槍必須運(yùn)行在焊縫的中心,并且對(duì)于焊縫的根部保持確定的高度。如果由于工件的制造誤差,在焊接過(guò)程中路線發(fā)生偏離,使焊絲在焊縫兩邊的干伸長(zhǎng)不一樣,導(dǎo)致實(shí)際的焊接電流與設(shè)定的電流不同。干伸長(zhǎng)越短,實(shí)際電流越大;干伸長(zhǎng)越長(zhǎng),實(shí)際電流越小。工業(yè)機(jī)械手廠利用這個(gè)原理,傳感器的信號(hào)將實(shí)時(shí)地反饋到機(jī)器人控制系統(tǒng),使機(jī)器人做出迅速精確的反應(yīng)。對(duì)機(jī)器人在焊接過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)修正,即能實(shí)現(xiàn)焊縫的精確再定位,也就是說(shuō)最初編程的軌跡會(huì)按著實(shí)際焊縫軌跡自動(dòng)修正,保證軌跡中心線始終在坡口中心。從而保證良好的焊縫成型。
工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,它能自動(dòng)執(zhí)行工作,是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮,也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行,現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)械手6軸工業(yè)機(jī)器人的全部控制由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散式控制,即采用多臺(tái)微機(jī)來(lái)分擔(dān)機(jī)器人的控制,如當(dāng)采用上、下兩級(jí)微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí),主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算,并向下級(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息;作為下級(jí)從機(jī),各關(guān)節(jié)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU,進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理,實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng),并向主機(jī)反饋信息。根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的不同,機(jī)器人的控制方式又可分為點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制和力控制。 6軸工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)主要有以下幾方面;1)可編程:6軸工業(yè)機(jī)器人最大特點(diǎn)是柔性啟動(dòng)化,工業(yè)機(jī)械手廠柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化以及加工件的變化進(jìn)行再編程,適合于小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造生產(chǎn)線的應(yīng)用。2)擬人化:6軸工業(yè)機(jī)器人結(jié)合機(jī)器人與人的特點(diǎn)。在6軸工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。其傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周?chē)h(huán)境的自適應(yīng)能力
焊接機(jī)器人的使用不僅可以穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,而且還降低了對(duì)工人焊接技術(shù)的要求,從而縮短了產(chǎn)品升級(jí)的準(zhǔn)備周期,減少了相應(yīng)的設(shè)備投資。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)械手選擇自動(dòng)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)相匹配、適合的焊接機(jī)器人焊接;根據(jù)保證接頭焊點(diǎn)焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率高的焊接工藝,選擇不同的焊接機(jī)器人末端軸承載力;要選擇相應(yīng)的操作范圍和技術(shù)性能參數(shù)能滿足工件施焊位置的焊接機(jī)器人。在滿足生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)節(jié)拍、保證機(jī)器人焊接質(zhì)量前提下,工藝設(shè)計(jì)方案既要優(yōu)異可行、又要經(jīng)濟(jì)合理。在重要部件、部位、還有重要的工序位,按需選配焊接機(jī)器人數(shù)量。由于焊接機(jī)器人的末端接口是一個(gè)連接法蘭,工業(yè)機(jī)械手廠這可以使焊接機(jī)器人適應(yīng)不同的用途。雖然機(jī)器人確實(shí)會(huì)給工人群體帶來(lái)的沖擊,但事實(shí)上,焊接機(jī)器人并不能消滅工作崗位,反而能產(chǎn)生更多的工作崗位。由于工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高,焊接機(jī)器人變得十分普遍,當(dāng)然與一些發(fā)達(dá)之間仍然存在一定的差距。多數(shù)情況下,焊接機(jī)器人帶給工人都是有利的一面,但也有一些負(fù)面影響。如果想要必被很快的取代,所能做的是提升自己的價(jià)值。未來(lái)肯定是一個(gè)機(jī)器人生產(chǎn)的時(shí)代,所以機(jī)器人技術(shù)的提升也是我們所要努力的方向,技術(shù)提高、成本降低之后,這樣的目標(biāo)才能得以實(shí)現(xiàn)。
從太空機(jī)器人到醫(yī)療領(lǐng)域可見(jiàn)的手術(shù)機(jī)器人,機(jī)械臂都不可或缺,占據(jù)著重要地位。那么,不同機(jī)械臂是如何實(shí)現(xiàn)控制抓取呢?它與自由度有什么關(guān)系嗎?優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)械手據(jù)悉,太空機(jī)械臂,實(shí)現(xiàn)類似人手臂的功能。融合了機(jī)械、電子、控制及信息等多學(xué)科技術(shù),是一個(gè)機(jī)、電、熱、控一體化的高度集中的空間機(jī)電系統(tǒng)。通過(guò)搭載火箭,它能執(zhí)行空間碎片清理、在軌加注與維修等空間任務(wù)。圖中為國(guó)產(chǎn)太空機(jī)械臂模型,我國(guó)已研制出空間機(jī)械臂,由一個(gè)臂展和6個(gè)關(guān)節(jié)組成,非常靈活,可以全方位進(jìn)行目標(biāo)捕獲和操作。工業(yè)機(jī)械手廠事實(shí)上,機(jī)械臂已有70多年歷史,誕生于20世紀(jì)40年代,目前主要應(yīng)用在航天、噴漆、弧焊、醫(yī)療等。從“遨龍一號(hào)”到醫(yī)療領(lǐng)域可見(jiàn)的手術(shù)機(jī)器人,機(jī)械臂都不可或缺,占據(jù)著重要地位。那么,不同機(jī)械臂是如何實(shí)現(xiàn)控制抓取呢?它與自由度有什么關(guān)系嗎?
(1)機(jī)器人與信息技術(shù)深入融合優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)械手大數(shù)據(jù)和云存儲(chǔ)技術(shù)使得機(jī)器人逐步成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和節(jié)點(diǎn)。信息技術(shù)的快速發(fā)展將工業(yè)機(jī)器人與網(wǎng)絡(luò)融合,組成復(fù)雜性強(qiáng)的生產(chǎn)系統(tǒng),各種算法如蟻群算法、免疫算法等可以逐步應(yīng)用于機(jī)器人應(yīng)用中,使其具有類人的學(xué)習(xí)能力,多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同技術(shù)使一套生產(chǎn)解決方案成為可能。(2)機(jī)器人產(chǎn)品易用性與穩(wěn)定性提升隨著機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)、集成一體化關(guān)節(jié)、自組裝與自修復(fù)等技術(shù)的改善,機(jī)器人的易用性與穩(wěn)定性不斷被提高。一是機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從較為成熟的汽車(chē)、工業(yè)機(jī)械手廠電子產(chǎn)業(yè)延展至食品、、化工等更廣泛的制造領(lǐng)域,服務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)對(duì)象不斷增加,機(jī)器人本體向體積小、應(yīng)用廣的特點(diǎn)發(fā)展。二是機(jī)器人成本快速下降。和工藝日趨成熟,機(jī)器人初期投資相較于傳統(tǒng)專用設(shè)備的價(jià)格差距縮小,在個(gè)性化程度高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。
在諸多焊接方式中,由于點(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制,至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求,因此點(diǎn)焊對(duì)所用的機(jī)器人的要求是不很高的,這也點(diǎn)焊機(jī)器人較早被應(yīng)用的原因之一。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)械手但為了確保焊接質(zhì)量,基本的要求還是要滿足的,比如說(shuō)點(diǎn)焊機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力,而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時(shí)速度要快捷,動(dòng)作要平穩(wěn),定位要準(zhǔn)確,以減少移位的時(shí)間,提高工作效率。在實(shí)際焊接過(guò)程中點(diǎn)焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力,主要取決于所用的焊鉗形式,對(duì)于用與變壓器分離的焊鉗,30~45kg負(fù)載的機(jī)器人就足夠了。但是這種焊鉗一方面由于二次電纜線長(zhǎng),電能損耗大,也不利于機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接;另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而不停擺動(dòng),電纜的損壞較快。工業(yè)機(jī)械手廠因此一體式焊鉗逐漸將其代替??紤]到點(diǎn)焊機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力,才能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接,一般都選用100~150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)焊鉗短距離快速移位的要求,有些重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能,而這也對(duì)電機(jī)的性能,微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。
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