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Monsteel莫士特新推出的視覺(jué)控制焊接機器人不僅更加智能，全自動(dòng)對位。而且可以在工作時(shí)，實(shí)時(shí)檢測焊接的效果，進(jìn)行閉環(huán)控制。有如給設備安裝上人的眼睛和大腦。 一、機器人的定義和基本組成 由于研究的側重點(diǎn)不同，對于機器人的定義，國際上目前尚未有明確的統一標準。綜合各種定義，可將機器人理解為：機器人是一種在計算機控制下的可編程的自動(dòng)機器，根據所處的環(huán)境和作業(yè)需要，它具有至少一項或多項擬人功能，另外還可能程度不同地具有某些環(huán)境感知能力（如視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、接近覺(jué)等），以及語(yǔ)言功能乃至邏輯思維、判斷決策功能等，從而使它能在要求的環(huán)境中代替人進(jìn)行作業(yè)。 機器人一般由以下部分組成： 1. 機械本體 機器人的機械本體機構基本上分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是操作本體機構，它類(lèi)似人的手臂和手腕，配上各種手爪與末端操作器后可進(jìn)行各種抓取動(dòng)作和操作作業(yè)，工業(yè)機器人主要采用這種結構。另一類(lèi)為移動(dòng)型本體結構，主要目的是實(shí)現移動(dòng)功能，主要有輪式、履帶式、足腿式結構以及蛇行、蠕動(dòng)、變形運動(dòng)等機構。壁面爬行、水下推動(dòng)等機構也可歸于這一類(lèi)。 2.驅動(dòng)伺服單元 機器人本體機械結構的動(dòng)作是依靠關(guān)節機器人的關(guān)節驅動(dòng)，而大多數機器人是基于閉環(huán)控制原理進(jìn)行的。伺服控制器的作用是使驅動(dòng)單元驅動(dòng)關(guān)節并帶動(dòng)負載超減少偏差的方向動(dòng)作。已被廣泛應用的驅動(dòng)方式有，液壓伺服驅動(dòng)、電機伺服驅動(dòng)，近年來(lái)氣動(dòng)伺服驅動(dòng)技術(shù)也有一定進(jìn)展。 3.計算機控制系統 各關(guān)節伺服驅動(dòng)的指令值由主計算機計算后，在各采樣周期給出。主計算機根據示教點(diǎn)參考坐標的空間位置、方位及速度，通過(guò)運動(dòng)學(xué)逆運算把數據轉變?yōu)殛P(guān)節的指令值。 通常的機器人采用主計算機與關(guān)節驅動(dòng)伺服計算機兩級計算機控制，有時(shí)為了實(shí)現智能控制，還需對包括視覺(jué)等各種傳感器信號進(jìn)行采集、處理并進(jìn)行模式識別、問(wèn)題求解、任務(wù)規劃、判斷決策等，這時(shí)空間的示教點(diǎn)將由另一臺計算機上級計算機根據傳感信號產(chǎn)生，形成三級計算機系統。 4.傳感系統 為了是機器人正常工作，必須與周?chē)h(huán)境保持密切聯(lián)系，除了關(guān)節伺服驅動(dòng)系統的位置傳感器（稱(chēng)作內部傳感器）外，還要配備視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、接近覺(jué)等多種類(lèi)型的傳感器（稱(chēng)作外部傳感器）以及傳感信號的采集處理系統 5. 輸入/輸出系統接口 為了與周邊系統及相應操作進(jìn)行聯(lián)系與應答，還應有各種通訊接口和人機通信裝置。工業(yè)機器人提供一內部PLC，它可以與外部設備相聯(lián)，完成與外部設備間的邏輯與時(shí)實(shí)控制。一般還有一個(gè)以上的串行通訊接口，以完成磁盤(pán)數據存儲、遠程控制及離線(xiàn)編程、雙機器人協(xié)調等工作。一些新型機器人還包括語(yǔ)音合成和識別技術(shù)以及多媒體系統，實(shí)現人機對話(huà)。 二、弧焊機器人的選購應用 首先，為了滿(mǎn)足機器人工作空間內任一位姿可達，要有5個(gè)自由度，但為了避障，一般應有6個(gè)自由度。對于焊接機器人，焊槍送絲機的重量一般都不大，為5Kg至6Kg。由于機器人的空間機構構形不同，即使同樣負載，連桿尺寸相近的機器人其空間運動(dòng)范圍也是相差很大的，一般說(shuō)，平行四邊形結構的機器人空間運動(dòng)范圍小于關(guān)節型機器人。所以，吊裝或壁裝機器人一般用關(guān)節型機器人。點(diǎn)到點(diǎn)的運動(dòng)精度一般為+/-0.1mm或+/-0.05mm，最大運動(dòng)速度為1m/s至1.5m/s；在價(jià)格相近的情況下，盡量選擇精度高，運動(dòng)速度大的產(chǎn)品，因為以上指標反映了機器人的全面素質(zhì)，同時(shí)也與機器人性能衰減有關(guān)。 關(guān)于I/O功能，一般機器人的I/O接口除了可被主程序（JOB）尋址操作外，還可以進(jìn)行內部PLC式編程；對于內部PLC的要求，主要是性能可靠，因為受應用限制，它比一般的通用PLC功能要差一些，一般只具備最基本的邏輯和時(shí)序功能，故對性能要求不能太高。運動(dòng)插補功能一般要求具有關(guān)節，直線(xiàn)，圓弧等功能就可以了�，F在的機器人一般都有比較完善的自診斷和安全防護功能；一般機器人的平均無(wú)故障時(shí) 間大約為20000小時(shí)以上——即按一天兩班工作制（16小時(shí)/天），五年內不會(huì )發(fā)生故障。對于弧焊機器人，為了完成模仿人焊接的動(dòng)作而得到高質(zhì)量的焊縫，還要求有擺動(dòng)功能，有了這種功能，機器人也就具備了以電弧作傳感器進(jìn)行焊縫跟蹤的條件。對于第二代弧焊機器人，除了有示教再現功能外，還應具有一定的對周?chē)h(huán)境的適應能力，比如焊接開(kāi)始點(diǎn)檢測和焊縫跟蹤功能。對于焊縫跟蹤功能，目前已經(jīng)發(fā)展了如機械接觸式、電磁感應式、電弧感應式、光電感應式和視覺(jué)傳感器等。關(guān)于弧焊機器人的輔助設備如焊機，送絲機，焊槍及焊槍清理裝置，水冷裝置等要求有比較高的可靠性。機器人焊槍是一個(gè)非常重要的部件，應當特制。對于工程機械或大型設備制造和汽車(chē)工業(yè)的焊接，有條件的廠(chǎng)家應盡量選擇好一些的焊槍和焊槍清理設備，一定會(huì )從中受益的。 三、點(diǎn)焊機器人的選購應用 點(diǎn)焊機器人對于運動(dòng)的要求一般不象弧焊機器人那么嚴格(理論上甚至只要求點(diǎn)到點(diǎn)的運動(dòng)功能)，點(diǎn)到點(diǎn)重復定位精度為+/-0.5mm以下就可以了，對軌跡的重復定位精度要求也不太嚴格，只要運動(dòng)范圍滿(mǎn)足生產(chǎn)要求就可以了；對機器人的要求是力量大，結構剛性好，結實(shí)可靠，點(diǎn)焊機器人的主要選擇指標在點(diǎn)焊設備。焊鉗和電源是點(diǎn)焊機器人附助設備中最重要的設備，電源的效率直接決定機器人負載的大小和水流量的多少，并且由于點(diǎn)焊設備耗能極大，所以提高電源效率對節能具有重大點(diǎn)意義，一體化焊鉗主要就看它的電源變壓器質(zhì)量。當車(chē)間里點(diǎn)焊機很多時(shí)，耗電量極大，如果光靠提高車(chē)間供電變壓器的容量，勢必造成資源和金錢(qián)的浪費，而且當多臺焊機同時(shí)工作時(shí)，容易造成電網(wǎng)負載陡增，電網(wǎng)電壓陡降的情況，因此，應設置焊接群控系統，對多臺焊機進(jìn)行群控，實(shí)現焊接電流的分時(shí)交錯，穩定電網(wǎng)電壓，保證焊點(diǎn)的質(zhì)量。焊鉗的選擇主要看形狀是否能適應工作要求，再有就是要看水、氣路和接頭是否設計合理，是否易發(fā)生漏氣、漏水事故。電纜的選擇也很重要，要求選用無(wú)感電纜。對于一體化焊鉗，由于將電網(wǎng)動(dòng)力電直接接到焊接變壓器上，如果將電源線(xiàn)隨意放置，那么由于機器人的不斷運動(dòng)，會(huì )與電源線(xiàn)發(fā)生磨擦，如果導線(xiàn)裸露，后果不堪設想，因此，一要選擇耐磨電纜，二要把電纜隨機器人固定好或干脆用耐磨軟管套在電纜外邊。有的機器人生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品設計時(shí)考慮的很周到，可以將水、電、氣等管線(xiàn)穿過(guò)機器人本體內部或能很方便地固定于機器人本體上，這樣就避免了出現以上后果的可能。壓縮空氣和水的供應質(zhì)量也很重要，必須先經(jīng)過(guò)過(guò)濾，去除水中的雜質(zhì)和空氣中的塵埃顆粒，否則時(shí)間久了會(huì )發(fā)生堵塞或腐蝕，造成水壓、氣壓不足，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和焊鉗的壽命。 |
