沖壓機(jī)器人主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。優(yōu)質(zhì)六自由度機(jī)器人手部是用來(lái)抓持工件(或工具)的部件,根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作,改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式,稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù),六自由度機(jī)器人廠自由度越多,機(jī)械手的靈活性越大,通用性越廣,其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜,一般專(zhuān)用機(jī)械手有2~3個(gè)自由度??刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)沖壓機(jī)器人每個(gè)自由度的電機(jī)的控制,來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息,形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制,控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成,通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。
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)六自由度機(jī)器人據(jù)悉,太空機(jī)械臂,實(shí)現(xiàn)類(lèi)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。六自由度機(jī)器人廠事實(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?
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)六自由度機(jī)器人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。六自由度機(jī)器人廠利用這個(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。
1.柔性,機(jī)器人是數(shù)控立體作業(yè)機(jī)床,具有六個(gè)自由度,不僅可以實(shí)現(xiàn)焊槍位置的可達(dá)性,還可以實(shí)現(xiàn)焊槍的角度變化。雖然它的精度不能與傳統(tǒng)的機(jī)床相比,但對(duì)于焊接生產(chǎn)而言,機(jī)器人的重復(fù)定位精度已完成能夠勝任。從經(jīng)營(yíng)角度看,設(shè)備的購(gòu)入與產(chǎn)出平衡對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要,加之市場(chǎng)的影響,產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對(duì)縮短。優(yōu)質(zhì)六自由度機(jī)器人如果采用焊接專(zhuān)機(jī)進(jìn)行焊接生產(chǎn),在產(chǎn)品換型時(shí),焊接專(zhuān)機(jī)很難快速地適應(yīng)產(chǎn)品的變化,從而阻礙了新產(chǎn)品的推出速度,這種延誤極有可能?chē)?yán)重影響企業(yè)的快速發(fā)展。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn),企業(yè)只需編制一個(gè)新程序即可實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的投產(chǎn),可使企業(yè)在市場(chǎng)上搶得先機(jī)。2.人機(jī)對(duì)話,人機(jī)對(duì)話意味著自動(dòng)化程度的提高,同時(shí)也給我們帶來(lái)了效率和效益。人機(jī)對(duì)話是“指令”和“傳感”的交流,它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。目前在焊接機(jī)器人工作站上,六自由度機(jī)器人廠已經(jīng)有越來(lái)越多的各種傳感器得到使用,比如,借助電流檢出裝置,可以實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的跟蹤;利用視覺(jué)傳感器,可以實(shí)現(xiàn)焊縫位置的檢測(cè)。3.在中國(guó)的應(yīng)用特點(diǎn),(1)我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車(chē)等行業(yè)。汽車(chē)是焊接機(jī)器人的最大用戶,也是最早的用戶,汽車(chē)制造和汽車(chē)零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76%。在汽車(chē)行業(yè)中,點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人的比例為3:2,而其他行業(yè)大都是以弧焊機(jī)器人為主。
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