HS机器人简要说明.docVIP

温岭市风云机械人有限公司 HS-I型焊接工业机器人简要说明 国家自“七五”期间的科技攻关及实施“863”项目开始，就对机器人的研制、生产、应用给予了巨大的投入和支持；“十一五”的规划中，对机器人技术也给予了很高的重视；同时，今年2009国务院审议并通过的“装备制造业调整振兴规划”中也提出了要“依托国家重点建设工程实现重大技术装备的国产化和自主化”。由此可见，国家对于能够提升我国制造水平、提高产品质量的装备制造始终保持着巨大的投入和支持。 本公司针对上述市场背景和国家支持政策，自主研发了灵活性好、针对性强、成本低的“焊接工业机器人”，适用于汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。项目产品经广西玉林正菱汽车配件有限责任公司、广西玉柴达业机械配件有限公司等十几家公司使用，反映良好，市场前景广阔。 应用本项目产品的意义和特点： 焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。本焊接机器人有下列主要特点： (1) 稳定和提高焊接质量,保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定作用。采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小,降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因此很难做到质量的均一性。 (2) 改善了工人的劳动条件。采用机器人焊接，工人只是用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等，对于点焊来说工人不再搬运笨重的手工焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。 (3) 提高劳动生产率。机器人没有疲劳，一天可24小时连续生产，另外随着高速高效焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高的更加明显。 (4) 产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。 (5) 可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产。 (6) 实时焊接参数可调节。机器人工作时，允许对如下运行参数的实时调节：焊枪行走速度、焊接电流、焊接电压、摆动的启闭控制、摆动的幅度、摆动的速度。在示教的时候，都会赋予这些参数一定的默认值。每当在机器人运行中，对这些参数进行实时修正的时候，系统都将自动记录下修正后的数据，并将这些修正后的数据保存以作为下次的运行参数。 项目焊接轨迹原理： 直线轨迹生成原理。在示教直线轨迹时需要输入两个坐标点。假定这里已经示教了两点:A点、B点。在A点，通过各位置传感器的数据，计算出A点立体坐标值。同样在B点也可以计算立体坐标值。采用一定的直线插补算法，就可以计算出在该直线上许多近乎连续的坐标点。这些坐标点就是焊接轨迹。再根据这些坐标点给四个臂分配动作脉冲。 圆弧或弧线段轨迹生成原理。在示教弧线时需要输入圆弧上的三个坐标点。假定这里已经示教了三个坐标点A点、B点、C点。先通过各位置传感器计算出这三点平面坐标。然后根据这三点平面坐标计算由这三点产生的圆心坐标和半径。至此，已知圆心、半径、圆弧上的一起始点(A点)、圆弧上的一终止点(C点)，这样就可以使用一定的插补算法计算在这圆弧上A点和C点之间的近乎连续的许多坐标值。这些坐标点就是焊接轨迹。最后根据这些坐标值，给四个臂分配动作脉冲。 复杂（空间）线段轨迹生成原理。使用全程示教的输入方式输入轨迹。手动操纵焊枪的端部沿需要焊接的焊缝顺序移动至焊缝终点，通过在焊枪端部的信号采集装置，系统自动生成示教点轨迹，给四个臂分配动作脉冲。快速高效地实现了对象级示教编程。 图1 焊接机器人软件工作流程图 项目产品结构： 如下图所示焊接机械手的底座上设置有竖轴，在竖轴上设置有可绕其转动的大摇臂，在大摇臂的外端部铰接一小摇臂，在小摇臂的外端部设置有一立轴，在立轴外设置有外套轴，在立轴的下端部铰接有焊枪头，大摇臂、小摇臂和立轴的转动及立轴和外套轴的升降均通过各自独立设置的电机带动、并由各自独立的编码器采集或测量其转动角度及升降位移信号，焊枪头的摆动由电子带动、并由编码器采集或测量其摆动角度信号，编码器采集或测量的位移和角度信号通过控制器控制各电机的转动以带动大摇臂、小摇臂、立轴、外套轴和焊枪头的动作。 图2 焊接机器人结构示意图 小摇臂的外部端设有发条弹簧平衡机构，用来平衡断电时的电机重力，大摇臂安装在底座的竖轴上可升降，其升降机构与之配套的升降电机和编码器受控制器控制。整个机器的单个转动或摆动部分都是用独立的电机带动，并用单独的编码器采集或测量其动作信号，提供给控制