焊接機(jī)器人焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間:

2024-11-17

　　焊接機(jī)器人是一個(gè)機(jī)電一體化的設(shè)備，可以按用途、結(jié)構(gòu)、受控運(yùn)動(dòng)方式、驅(qū)動(dòng)方法等觀點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行分類。

　　(1)按用途分類

　　1) 弧焊機(jī)器人由于弧焊工藝早已在諸多行業(yè)中得到普及，弧焊機(jī)器人在通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用?；『笝C(jī)器人是包括各種電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng)，而不只是一臺(tái)以規(guī)劃的速度和姿態(tài)攜帶焊槍移動(dòng)的單機(jī)，因而對(duì)其性能有著特殊的要求。在弧焊作業(yè)中，焊槍應(yīng)跟蹤工件的焊道運(yùn)動(dòng)，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運(yùn)動(dòng)過程中速度的穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要指標(biāo)。一般情況下，焊接速度約取5～50mm/s，軌跡精度約為±0.2～0.5mm，由于焊槍的姿態(tài)對(duì)焊縫質(zhì)量也有一定影響，因此，希望在跟蹤焊道的同時(shí)，焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大。

　　2) 點(diǎn)焊機(jī)器人汽車工業(yè)是點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)一個(gè)典型的應(yīng)用領(lǐng)域，在裝配每臺(tái)汽車車體時(shí)，大約60%的焊點(diǎn)是由機(jī)器人完成。點(diǎn)焊機(jī)器人只用于增強(qiáng)焊作業(yè)(往已拼接好的工件上增加焊點(diǎn))，后來為了保證拼接精度，又讓機(jī)器人完成定位焊接作業(yè)。

　　(2)按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系來分

　　1) 直角坐標(biāo)型這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制方案與機(jī)床類似，其到達(dá)空間位置的三個(gè)運(yùn)動(dòng)(x、y、z)是由直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成(見圖1)，這種形式的機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)模型簡(jiǎn)單，各軸線位移分辨率在操作容積內(nèi)任一點(diǎn)上均為恒定，控制精度容易提高;缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)龐大，工作空間小，操作靈活性較差。簡(jiǎn)易和專用焊接機(jī)器人常采用這種形式。

　　2) 圓柱坐標(biāo)型這類機(jī)器人在基座水平轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有立柱，水平臂可沿立柱作上下運(yùn)動(dòng)并可在水平方向伸縮。這種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點(diǎn)是末端操作可獲得較高速度，缺點(diǎn)是末端操作器外伸離開立柱軸心愈遠(yuǎn)，其線位移分辨精度愈低。

　　3) 球坐標(biāo)型與圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)相比較，這種結(jié)構(gòu)形式更為靈活。但采用同一分辨率的碼盤檢測(cè)角位移時(shí)，伸縮關(guān)節(jié)的線位移分辨率恒定，但轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)反映在末端操作器上的線位移分辨率則是個(gè)變量，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性(見圖3)。

　　4) 全關(guān)節(jié)型全關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類似人的腰部和手部，其位置和姿態(tài)全部由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)緊湊，靈活性好，占地面積小，工作空間大，可獲得較高的末端操作器線速度;其缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)模型復(fù)雜，高精度控制難度大，空間線位移分辨率取決于機(jī)器人手臂的位姿。

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