機器人的焊接方法

1、1.焊接機器人的系統(tǒng)構(gòu)成焊接機器人是一種高度自動化的焊接設(shè)備.采用機器人代替手工焊接作業(yè)是焊接制造業(yè)的開展趨勢,是提升焊接質(zhì)量、 降低本錢、 改善工作環(huán)境的重要手段.機器人焊接作為現(xiàn)代制造技術(shù)開展的重要標志己被國內(nèi)許多工廠所接受,并且越來越多的企業(yè)首選焊接機器人作為技術(shù)改造的方案.焊接機器人是裝上了焊鉗或各種焊槍的工業(yè)機器人.工業(yè)機器人的運動限制系統(tǒng)涉及數(shù)學、自動限制理論等,內(nèi)容很多.采用機器人進行焊接,光有一臺機器人是不夠的,還必須配備外圍設(shè)備.常規(guī)的弧焊機器人系統(tǒng)由以5局部組成.1、機器人本體,一般是伺服電機驅(qū)動的6軸關(guān)節(jié)式操作機,它由驅(qū)動器、傳動機構(gòu)、機械手臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器等組成.

2、它的任務(wù)是精確地保證機械手末端悍槍所要求的位置、姿態(tài)和運動軌跡.2、機器人限制柜,它是機器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,包括計算機硬件、軟件和一些專用電路,負責處理機器人工作過程中的全部信息和限制其全部動作.3、焊接電源系統(tǒng),包括焊接電源、專用焊槍等.4、焊接傳感器及系統(tǒng)平安保護設(shè)施.5、焊接工裝夾具.習慣上所說的電動機伺服系統(tǒng),是指速度限制、伺服電動機和檢測部件三局部；而且,將速度限制局部稱之為伺服單元或驅(qū)動器.根據(jù)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點,它通常有四種根本結(jié)構(gòu)類型：開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)及混合閉環(huán).伺服單元的硬件一般由五局部構(gòu)成：1實現(xiàn)軸伺服電機的PID限制、或FUZZY模糊限制、或其它限制規(guī)律的伺服限制單片機

3、；2伺服限制模板,其功能是實現(xiàn)限制單片機輸出數(shù)字量的D/A轉(zhuǎn)換與輸入到單片機的模擬量的A/D轉(zhuǎn)換；3伺服驅(qū)動功放,一般機器人的軸驅(qū)動電機的功率多在100W1000W的范圍,多屬中等功率,為此,由伺服限制模板給出的限制信號必須經(jīng)功率放大才能推動電機;4伺服電機是焊接機器人的軸伺服限制系統(tǒng)的限制對象.5伺服電機的轉(zhuǎn)速、位置檢測裝置轉(zhuǎn)速、位置傳感器.轉(zhuǎn)速、位置檢測裝置的功能是實時檢測軸伺服電機轉(zhuǎn)速和電機角位移量,并將實時檢測結(jié)果反應(yīng)給電動機伺服系統(tǒng),以形成電動機伺服的閉環(huán)或半閉環(huán)限制系統(tǒng).即便是開環(huán)限制系統(tǒng),一般也需要電動機轉(zhuǎn)速和電機角位移量的實時檢測參數(shù).因此,轉(zhuǎn)速、位置檢測裝置是機器人的軸伺服限

4、制系統(tǒng)極重要的組成環(huán)節(jié).焊接機器人的軸伺服限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)稱為主從限制方式：它是采用主、從兩級限制計算機實現(xiàn)系統(tǒng)的全部限制功能.主計算機實現(xiàn)軸伺服限制系統(tǒng)的治理、坐標變換、軌跡生成和系統(tǒng)自診斷等；從計算機實現(xiàn)所有關(guān)節(jié)的動作協(xié)調(diào)限制.主從限制方式系統(tǒng)實時性較好,適于高精度、 高速度限制,但其系統(tǒng)擴展性較差,維修困難.焊接機器人的軸伺服限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還可采用所謂“分散限制系統(tǒng).對于小批量多品種、 體積或質(zhì)量較大的產(chǎn)品,可根據(jù)其工件的焊縫空間分布情況,采用簡易焊接機器人工作站或焊接變位機和機器人組合的機器人工作站.以適用于“多品種、小批量的柔性化生產(chǎn).對于工件體積小、易輸送.且批量大、品種規(guī)格多的產(chǎn)品.將

5、焊接工序細分,采用機器人與焊接專機組合的生產(chǎn)流水線,結(jié)合模塊化的焊接火具以及快速換模技術(shù),以到達投資少、效率高的低本錢自動化的目的.2機器人的焊接方法焊接機器人最早只在點焊中得到應(yīng)用,80年初,隨著計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)的開展,弧焊機器人逐漸得到普及,特別是近十幾年來由于世界范圍內(nèi)經(jīng)濟的高速開展,市場的劇烈競爭使那些用于中、大批量生產(chǎn)的焊接自動化專機已不能適應(yīng)小規(guī)模、多品種的生產(chǎn)模式逐漸被具有柔性的焊接機器人代替,焊接機器人得到了巨大的開展,焊接已成為工業(yè)機器人應(yīng)用最大的領(lǐng)域之一,焊接機器人在汽車、摩托車、工程機械等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用.目前世界擁有的80余萬臺工業(yè)機器人中,用于焊接的機器人

6、可達40%以上.21適用于機器人的焊接方法熔化極：CO2氣體保護焊熔化極活性氣體保護焊(MAG)熔化極惰性氣體保護焊(MIG)非熔化極：鎢極惰性氣體保護焊等離子弧焊接與切割激光焊接與切割釬焊火焰切割點焊在上面的焊接方法中,90%以上的機器人用于熔化極氣體保護焊和點焊,進年來隨著激光焊接與切割設(shè)備價格的降低,機器人在激光焊接與切割領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量在逐年增加.2.1機器人焊接的特點2.1.1優(yōu)點A.自動焊接(1)焊槍不會振動,焊接速度不會改變,能得到均勻、漂亮的焊縫.(2)操作人員能遠離噪音或高溫區(qū)進行行業(yè).(3)由于焊接條件是恒定的,所以能提升焊接質(zhì)量.B.焊接條件具有重復性(1)不管什么時候,誰

7、來作業(yè)或在什么地方都能焊接成相同的產(chǎn)品.(2)在機器人上編制焊接工人所掌握的焊接條件之后,即便是新手也能進行高質(zhì)量的焊接.(3)能重復使用曾經(jīng)用過的焊接條件,(而在半自動焊接時,由于經(jīng)常要調(diào)整遙控盒上的旋鈕,所以缺乏重復性).C.降低生產(chǎn)本錢(1)能縮短生產(chǎn)節(jié)拍,所以能提升產(chǎn)量.(2)使用臨時工就能完成焊接作業(yè),所以減少了人工費用.(3)不浪費焊接材料,能節(jié)約消耗品.D.使用機器人帶來的效益(1)生產(chǎn)節(jié)拍明確,容易進行生產(chǎn)治理.(2)能實現(xiàn)無人運行,機器人不會發(fā)牢騷.(3)能提升企業(yè)的形象.E.機器人焊接的特點機器人是由計算機限制的、具有高度柔性的可編程自動化裝置,因此利用機器人焊接具有以下特

8、點：(1)機器人能適應(yīng)產(chǎn)品多樣化,有柔性,在一條生產(chǎn)線上可以混流生產(chǎn)假設(shè)干種類型產(chǎn)品.同時對于生產(chǎn)量的變動和型號的更改,能迅速的改良生產(chǎn)線的編組更替,這是專用的自動化生產(chǎn)線不能比較的,能發(fā)揮投資的長期效果.(2)使用機器人焊接,可提升產(chǎn)品質(zhì)量.為了使焊接作業(yè)機器人化,需要改變裝配方法和加工工序,所以要提升諸如供應(yīng)設(shè)備的零件、夾具、搬運工具等的精度,這些關(guān)系到產(chǎn)品的精度和焊接質(zhì)量的提升,機器人化的結(jié)果,可得到穩(wěn)定的高質(zhì)量產(chǎn)品.(3)使用機器人焊接可提升生產(chǎn)率.機器人的作業(yè)效率,不隨作業(yè)者變動,可以穩(wěn)定生產(chǎn)方案,從而提升生產(chǎn)率.212機器人焊接時的主要考前須知A.必須進行示教作業(yè)(注1)?在機器人

9、進行自動焊接前,操作人員必須示教機器人焊槍的軌跡和設(shè)定焊接條件等.?由于必須示教,所以機器人不面向多品種少量生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接注2B.必須保證工件的精度注3?機器人沒有眼睛,只能重復相同的動作.?機器人軌跡精度為0.1mm,以此精度重復相同的動作.?焊接偏差大于焊絲半徑時,有可能焊接不好,所以工件精度應(yīng)保持在焊絲半徑之內(nèi).C.焊接條件的設(shè)定取決于示教作業(yè)人員的技術(shù)水平?操作人員進行示教時必須輸入焊接程序,焊槍姿態(tài)和角度,電流、電壓、速度等焊接條件.?示教操作人員必須充分掌握焊接知識和焊接技巧.D.必須充分注意平安?機器人是一種高速的運動設(shè)備,在其進行自動運行時絕對不允許人靠近機器人必須設(shè)置安全護欄

10、.?操作人員必須接受勞動平安方面的專門教育,否那么不準操作.22焊接機器人的性能要求221弧焊機器人的性能要求在弧焊作業(yè)中,要求焊槍跟蹤工件焊道運動,并不斷填充金屬形成焊縫,因此運動過程中速度的穩(wěn)定性和軌道精度是兩項重要的指標.一般情況下,焊接速度可取550mm/s,軌道精度可取0-205mm.由于焊槍的姿態(tài)對焊縫質(zhì)量也有一定的影響,因此希望在根蹤焊道的同時,焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大,還有其它一些性能要求,如擺動功能、焊接傳感器起始點檢測、焊縫跟蹤的接口功能、焊槍防碰功能等.1焊接標準的設(shè)定.起弧、收弧參數(shù).2擺動功能.擺動頻率、擺幅、擺動類型的設(shè)定.3焊接傳感器.起始點檢測、焊縫跟蹤傳感器的

11、接口功能.4焊槍防碰功能.當焊槍受到不正常的阻力時,機器人停機,預(yù)防操作者和工具受到損壞.5多層焊功能.應(yīng)用該功能可以在第一層焊接示教完成后,實現(xiàn)其余各層的自動編程.6再引弧功能.引弧失敗后,自動重試.因此消除了焊接異常引弧失敗發(fā)生時引起的作業(yè)中斷,最大限度預(yù)防了因此而引起的全線停車.7焊槍校正功能.焊槍與工件發(fā)生碰撞時,可通過簡單操作進行校正.8粘絲自動解除功能.焊接終了時如果檢測出焊絲粘絲,那么自動再通電解除粘絲,因此不必手工剪斷焊絲.9斷弧再啟動功能.出現(xiàn)斷弧時,機器人會根據(jù)指定的搭接量返回重新引弧焊接.因此無須補焊作業(yè).222點焊機器人的性能要求對于點焊機器人運動速度是一個重要指標,要

12、求能夠快速完成小節(jié)距的多點定位例如每0.3-0.4秒移動30-50mm節(jié)距后定位；為保證焊接質(zhì)量,定位精度要求較高一般為0 25mm;并具有較大的持重50100Kg,以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗.23機器人選擇方法1機器人的結(jié)構(gòu)類型確實定機器人類型的選擇主要取決于機器人的目標作業(yè)類型,如汽車底盤的點焊用四自由度的點焊機器人就夠了,復雜工件的焊接一般需要六自由度機器人.2手腕的容許載荷選擇機器人時首先要考慮機器人的最大承載水平,如對于OTC公司生產(chǎn)的DR-4000機器人其最大承載水平為6公斤,如以下圖表示.當安裝標準焊槍時不會產(chǎn)生任何問題,但當用于搬運或其它類似的目的時,還應(yīng)保證各腕部軸所承受的扭矩

13、和轉(zhuǎn)動慣量滿足手冊中規(guī)定的要求.3動作范圍確實定機器人的種類確定后,還要檢查其動作范圍是否滿足作業(yè)的要求.機器人的動作范圍一般指腕部軸的回轉(zhuǎn)中央P點的動作范圍.如下圖DR-4000機器人的動作范圍.在實際作業(yè)時由于裝有焊接工具,其作業(yè)范圍將發(fā)生變化,因而需要進一步對其作業(yè)范圍進行確認.使用焊接機器人應(yīng)注意的幾個問題24如何導入焊接機器人焊接機器人的應(yīng)用技術(shù)是機器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合.國內(nèi)在引用焊接器人應(yīng)用工程方面走過了一段曲折的道路,機器人的運行情況不盡人意,分析其原因主要存在以下問題：1機器人及周邊設(shè)備選型不合理,系統(tǒng)配置不全或不當.2對國內(nèi)人員的培訓沒有跟上,沒有完全掌握設(shè)

14、備的性能和使用方法.3缺乏足夠的售前、售中技術(shù)支持和良好的售后效勞.4機器人操作、維護人員不能相對固定或人員流失.5國外系統(tǒng)不適合國內(nèi)工藝現(xiàn)狀.1明確導入機器人的目的：1技術(shù)工人和熟練工人缺乏2使工人從危險作業(yè)環(huán)境中解脫出來高溫、搬送重物等3提升和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量4提升勞動生產(chǎn)率省人、省力5其他生產(chǎn)治理的要求,提升企業(yè)形象等.機器人導入目的的不同,機器人的選擇、機器人化的實現(xiàn)范圍以及經(jīng)濟的評價投資額亦不同.選擇焊接工件：1機器人適于的工件：多品種、中等批量.2高質(zhì)量的工件,工件的一致性誤差限制在一定范圍,因此首先應(yīng)從技術(shù)上易于實現(xiàn)的對象進行,然后分步逐步解決.確定方案工程承攬方在對用戶原有生產(chǎn)線充

15、分考察的根底上,根據(jù)用戶提出的要求及工件的特點,提出初步方案一般兩、三種,并與用戶充分討論,確定最終方案.討論的內(nèi)容包括：1工件的分析,包括：材料、結(jié)構(gòu)、圖紙、實物、技術(shù)要求分析.2前道工序的質(zhì)量確認及分析3工藝條件及工藝參數(shù)初步分析4工藝路線劃分確定5焊接節(jié)拍和生產(chǎn)節(jié)拍分析6機器人選型和系統(tǒng)配置7周邊設(shè)備及夾具方案確定8設(shè)備布局與物流9經(jīng)濟評估10方案評價是否符合綜合性的省力、自動化的方向,是否符合規(guī)格化、標準化的方針,是否適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求,平安性可維護性等工程設(shè)計工程承攬方對確定的方案進行進一步的設(shè)計,包括系統(tǒng)的配置選型,周邊裝置、夾具設(shè)計,限制系統(tǒng)的設(shè)計,焊接工藝的制定等,在該過程

16、中雙方互相勾通,發(fā)現(xiàn)問題及時解決.工程實施機器人、周邊設(shè)備及其配套設(shè)施的安裝、調(diào)試運行,以及組織治理和人員培訓.后期維護是致關(guān)重要的一個環(huán)節(jié),也是用戶最關(guān)心的,如果后期維護跟不上,將影響整個生產(chǎn)線的運行.目前國內(nèi)機器人工程使用效果不好,這也是一個主要原因.主要在于：1國外直接供貨的設(shè)備效勞跟不上,不管是售后效勞的及時性,效勞的質(zhì)量,解決問題的徹底性都比較差.2國內(nèi)代理的短期行為,只管自己掙錢,不考慮用戶使用的好壞.3培訓人員由于語言的障礙,技術(shù)難度的障礙,沒有真正掌握設(shè)備的特性.4培訓人員的流失或責任心不強.沈陽自動化研究所做為機器人技術(shù)國家研究中央,做為日本OTC公司、安川電機和德國reis

17、公司的技術(shù)效勞中央,在承當機器人應(yīng)用工程時,采取如下舉措：1建立專門的生產(chǎn)效勞負責人,負責到底,直到用戶滿意.2國外進口設(shè)備建立備品、備件庫以保證系統(tǒng)維護的及時性.3國內(nèi)任何地區(qū)承諾48小時到現(xiàn)場.4用戶人員無限期培訓,直到會用為止.5實行有效期保修效勞6長期效勞在質(zhì)量第一,用戶至上,精心設(shè)計制造,保持一流水平的我所質(zhì)量方針的指導下,沈陽自動化研究所機器人工程部將竭誠為廣闊用戶效勞,與廣闊用戶一起推動我國機器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程.各種焊接機器人的系統(tǒng)構(gòu)成及周邊裝置焊接機器人的周邊裝置主要包括焊接變位機、移動滑臺、回轉(zhuǎn)工作臺、焊槍清理裝置等.1 .焊接變位機焊接變位機是通過傾斜和回轉(zhuǎn)動作,將工件置于

18、便于實施焊接作業(yè)位置的機械或機器.焊接變位機與機器人連用可縮短輔助時間,提升勞動生產(chǎn)率,改善焊接質(zhì)量.焊接變位機在機器人焊接作業(yè)中是不可缺少的周邊設(shè)備,根據(jù)實際生產(chǎn)的需要焊接變位機可以有多種形式.從驅(qū)動方式來看,有普通直流電機驅(qū)動、普通交流電機驅(qū)動及可以與機器人同步協(xié)調(diào)運動的交流伺服驅(qū)動.2 .移動滑臺移動滑臺也是焊接機器人的一個重要的周邊裝置,其主要用途是安置機器人或焊絲架,特別是在焊接大型工件時,移動滑臺加大了機器人的工作范圍,移動滑臺的形式主要有以下幾種.3.焊槍清理裝置焊槍清理裝置主要包括剪絲、沾油、精渣以及噴嘴外外表的打磨裝置.剪絲裝置主要用于用焊絲進行起始點檢出的場合,以保證焊絲的

19、干伸長度一定,提升檢出的精度；沾油是為了使噴嘴外表的飛濺易于清理；精渣是去除噴嘴內(nèi)外表的飛濺,以保證保護氣體的通暢；噴嘴外外表的打磨裝置主要是去除外外表的飛濺.4.自動換槍裝置用于不同填充材料的自動焊接.3.4焊接機器人的主要性能指標焊接機器人的主要性能指標以日本安川電機公司生產(chǎn)的Motoman-L10為例表示如下：名稱與型號Motoman-L10主要用途弧焊類別示教再現(xiàn)型坐標型式多關(guān)節(jié)式自由度數(shù)5個抓重最大10kg包括夾鉗動作范圍與速度運動參數(shù)列表如下:表3-1Motoman-L10運動參數(shù)運動自由度動作范圍速度整機擺動24090/s上臂俯仰+20-401100mm/s上臂前后40800mm

20、/s手腕穹曲180100/s手腕旋轉(zhuǎn)360150/s定位方式選用增量編碼器作為位置檢測元件限制方式重復式數(shù)字位置限制方式,可精確限制運動軌跡重復定位精度0.2mm;(11)驅(qū)動方式電伺服采用交流測速發(fā)電機作為伺服電動機的速度檢測元件,實現(xiàn)速度反饋,并引進力矩反應(yīng)；驅(qū)動源DC伺服電動機程序限制和存儲方式采用8位微處理Intel8080用半導體存儲器作為主存(盒式磁帶補充主存容量之缺乏)程序步數(shù)：1000步指令條數(shù)：600條(14)輪廓尺寸如下圖圖3-3Motoman-L10外形尺寸與動作范圍(15)重量本體400kg限制局部350kg外部同步信號輸入22點輸出21點177)電源AC220/220

21、V(+10%,-15%),50/60HZ1HZ,三相5KVA18 4焊接機器人的系統(tǒng)構(gòu)成機器人要完成作業(yè),必須依賴于限制系統(tǒng)與輔助設(shè)備的支持和配合.完整的焊接機器人系統(tǒng)一般有如下幾局部組成：機器人操作機、變位機、限制器、焊接系統(tǒng)(專用焊接電源、焊槍和焊鉗等)、焊接傳感器、中央限制計算機和相應(yīng)的平安設(shè)備等,如下圖.根據(jù)用途,將工業(yè)機器人配置不同的焊接系統(tǒng),將組成不同的焊接機器人系統(tǒng),各種不同的焊接機器人系統(tǒng)的主要設(shè)備構(gòu)成如下表所示.( 1)弧焊機器人由于弧焊工藝早已在諸多行業(yè)中得到普及,弧焊機器人在通用機械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運用.弧焊機器人是包括電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng),而性

22、能有特殊的要求.在弧焊作業(yè)中,焊槍應(yīng)跟蹤工件的焊道運動,并不斷填充金屬形成焊縫.因此運動過程中的速度穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項重要指標.一般情況下,焊接速度約為550nlm/s,軌跡精度約為士0.20.5加.由于焊槍的姿態(tài)對焊縫質(zhì)量有一定的影響,因此希望在跟蹤焊道的同時,焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大,其一些根本性能要求如下所示：1設(shè)定焊接條件電流、電壓、速度等；2擺動功能；3坡口填充功能；4焊接異常功能檢測；5焊接傳感器起始點檢測、焊道跟蹤的接口功能.2點焊機器人汽車工業(yè)是點焊機器人系統(tǒng)一個典型的應(yīng)用領(lǐng)域,在裝配每臺汽車車體時,大約60%的焊點是由機器人完成.最初,點焊機器人只用于增強焊作業(yè)往已拼接好

23、的工件上增加焊點,后來為了保證拼接精度,又讓機器人完成定位焊作業(yè)性能,具體來說有：6安裝面積小,工作空間大；快速完成小節(jié)距的多點定位例如每0.30.4s移動3050nlm節(jié)距后定位；3定位精度高土0.25mm,以保證焊接質(zhì)量；4持重大50100kg,以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗；5內(nèi)存容量大,示教簡單,節(jié)省工時；6點焊速度已生產(chǎn)線相匹配,同時按全可靠性好.33焊接機器人的系統(tǒng)構(gòu)成圖2-1焊接機器人系統(tǒng)原理圖機器人操作機時焊接機器人系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),它由驅(qū)動器、傳動機構(gòu)、機器人臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器編碼盤等組成.它的任務(wù)是精確的保證末端操作器所要求的位置、姿態(tài)和實現(xiàn)其運動.根據(jù)定義,工業(yè)機器人操作機從

24、結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有三個以上的可自由編程的運動關(guān)節(jié),可見其分為主要關(guān)節(jié)和次要關(guān)節(jié)兩個層次,不同數(shù)目和層次關(guān)節(jié)組合決定了相應(yīng)的機器人工作空間.由于具有六個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的鉸接開鏈式機器人操作機從運動學上已被證實能以最小的結(jié)構(gòu)尺寸為代價獲取做大的工作空間,并且能以較高的位置精度和最優(yōu)的路徑到達指定位置,因而這種類型的機器人操作機在焊接領(lǐng)域得到廣泛地運用.變位機作為機器人焊接生產(chǎn)線及焊接柔性加工單元的重要組成局部,其作用是將被焊工件旋轉(zhuǎn)平移到最正確的焊接位置.在焊接作業(yè)前和焊接過程中,變位機通過夾具來裝卡和定位被焊工件,對工件的不同要求決定了變位機的負載水平及其運動方式.為了使機器人操作機充分發(fā)揮效能,焊接機器人

25、系統(tǒng)通常采用兩臺變位機,當其中的一臺上進行焊接作業(yè)時,另一臺那么完成工件的上裝和卸載,從而使整個系統(tǒng)獲得最高的費用效能比.機器人限制器是整個機器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,它由計算機軟件、硬件和一些專用電路構(gòu)成,其軟件包括限制器系統(tǒng)軟件、機器人運動學軟件、機器人限制軟件、機器人自診斷及自保護軟件等.限制器負責處理焊接機器人工作過程中的全部信息和限制其全部動作.所有現(xiàn)代機器人的限制器都是基于多處理器,根據(jù)操作系統(tǒng)的指令,工業(yè)限制計算機通過系統(tǒng)總線實現(xiàn)對不同組件的驅(qū)動及協(xié)調(diào)限制.典型的焊接機器人限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖.焊接系統(tǒng)是焊接機器人完成作業(yè)的核心裝備,其主要由焊鉗點焊機器人、焊槍弧焊機器人、焊接限制器及水

26、、電、氣等輔助局部組成.焊接限制器是由微處理器及局部外圍接口芯片組成的限制系統(tǒng),它可根據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序,完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序限制及焊接系統(tǒng)的故障自診斷,并實現(xiàn)與本地計算機及手控盒的通訊聯(lián)系.用于弧焊機器人的焊接電源及送絲設(shè)備由于參數(shù)選擇的需要,必須由機器人限制器直接限制,電源在其功率和接通時間上必須與自動過程相符.圖3-2焊接機器人限制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖在焊接過程中,盡管機器人操作機、變位機、裝卡設(shè)備和工具能到達很高的精度,但由于存在被焊工件幾何尺寸和位置誤差,以及焊接過程中熱輸入能引起工件的變形,傳感器仍使焊接過程中尤其是焊接大厚工件時不可缺少的設(shè)備.傳感器的任務(wù)是實現(xiàn)工件坡口的定位

27、、跟蹤以及焊縫熔透信息的獲取.中央限制計算機在工業(yè)機器人向系統(tǒng)化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化的開展過程中發(fā)揮著重要的作用.通過串行接口與機器人限制器相連接,中央限制計算機主要用于在統(tǒng)一層次和不同層次的計算機形成網(wǎng)絡(luò),同時以傳感系統(tǒng)相配合,實現(xiàn)焊接路徑和參數(shù)的離線編程、焊接專家系統(tǒng)的應(yīng)用及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的治理.平安設(shè)備是焊接機器人系統(tǒng)平安運行的重要保證,其主要包括驅(qū)動系統(tǒng)過熱自斷電保護、動作超限位自斷電保護、超速自斷電保護、機器人系統(tǒng)工作空間干預(yù)自斷電保護及人工急停斷電保護等等,他們起到預(yù)防機器人傷人或周邊設(shè)備的作用.在機器人的工作部還裝有各類觸覺和接近傳感器,可以使機器人在過分接近工件或發(fā)生碰撞時停止工作.3.

28、焊接機器人的示教編程機器人是怎樣運動的？焊接機器人是如何工作的？操作機器人進行焊接需要掌握哪些焊接知識呢？通過本章的學習,你根本上可以使用機器人來進行焊接了.用機器人代替人進行作業(yè)時,必須預(yù)先對機器人發(fā)出指令,規(guī)定機器人應(yīng)該完成的動作和作業(yè)的具體內(nèi)容,這個指示過程稱之為對機器人的示教(teaching),或者稱之為對機器人的編程(programming).對機器人的示教內(nèi)容通常存儲在機器人的限制裝置內(nèi),通過存儲內(nèi)容的再現(xiàn)(playback),機器人就能實現(xiàn)人們所要求的動作和要求人們賦予的作業(yè)內(nèi)容.機器人的示教方式有多種形式,但目前使用最多的仍然是示教再現(xiàn)方式.雖然示教再現(xiàn)方式機器人有占用機時、

29、效率低等諸多缺點,人們試圖在傳感器的根底上使機器人智能化,目的是取消示教,但在復雜的生產(chǎn)現(xiàn)場和作業(yè)可靠性等方面到處碰壁,難以實現(xiàn),因此目前人們?nèi)匀幻撾x不了示教再現(xiàn)方式的狀態(tài).示教內(nèi)容主要由兩局部組成,一是機器人運動軌跡的示教,二是機器人作業(yè)條件的示教.機器人運動軌跡的示教主要是對為了完成某一作業(yè),焊絲端部所要運動的軌跡,包括運動類型和運動速度的示教.機器人作業(yè)條件的示教主要是為了獲得好的焊接質(zhì)量,對焊接條件進行示教,包括被焊金屬的材質(zhì)、板厚、對應(yīng)焊縫形狀的焊槍姿勢、焊接參數(shù)、焊接電源的控制方法等.目前機器人語言還不是通用型語言,各機器人生產(chǎn)廠都有自己的機器人語言,給用戶使用帶來了很大的不便,但

30、各種機器人所具有的功能卻根本相同,因此只要熟悉和掌握了一種機器人的示教方法,對于其它種類的機器人就會很容易學會.3.1機器人的運動軸及坐標系機器人是由運動軸和連桿組成的,而其運動方式是在不同的坐標系下進行的,為了掌握機器人的示教方法,應(yīng)首先了解機器人的坐標系及各運動軸在不同坐標系下的運動.3.1.1機器人各軸的名稱機器人系統(tǒng)中,除了機器人本身外還包括一些周邊設(shè)備,如變位機、移動滑臺等.將運動軸按其功能劃分為：機器人本體軸、基座軸和工作臺軸.基座軸和工作臺軸統(tǒng)稱為外部軸,如圖2.11所示.機器人本體軸屬于機器人本身,基座軸是使機器人移動的軸的總稱,主要為移動滑臺.工作臺軸是除機器人軸、基座軸以外

31、的軸的總稱,如變位機、翻轉(zhuǎn)機等.圖2.11機器人各軸的名稱3.1.2坐標系分類及各軸的運動在大局部商用機器人系統(tǒng)中,坐標系一般分五類：關(guān)節(jié)坐標系、絕對坐標系直角坐標系、工具坐標系、圓柱坐標系和用戶坐標系.機器人的運動是根據(jù)不同的作業(yè)軌跡的要求,在這五種坐標系下的運動.3.1.2.1關(guān)節(jié)坐標系機器人是有多個運動關(guān)節(jié)組成的,在關(guān)節(jié)坐標系下的運動,就是機器人各個關(guān)節(jié)的獨立運動如圖2.12所示.對大范圍運動,且不要求機器人末端姿態(tài)的,那么選擇關(guān)節(jié)坐標系.對外部軸來說,只有關(guān)節(jié)坐標系可選.在關(guān)節(jié)坐標系下,每個軸單獨運動,關(guān)節(jié)運動方式如下:軸每位對應(yīng)鍵運動方式主運動軸S一軸X+1X-S軸左右轉(zhuǎn)動L一軸Y+

32、2Y-L軸前后轉(zhuǎn)動U一軸Z+3Z-U上卜轉(zhuǎn)動腕運動軸R一軸RX+4RX-R軸左右轉(zhuǎn)動B一軸RY+5RY-B軸前后轉(zhuǎn)動T一軸RZ+6RZ-T軸上卜轉(zhuǎn)動圖2.12關(guān)節(jié)坐標系下各個軸的運動3.1.2.3絕對坐標系絕對坐標系的原點定義為機器人的安裝面和第一轉(zhuǎn)動軸的交點.X軸向前,Z軸向上,Y軸按右手規(guī)那么定義.在絕對坐標系直角坐標系中,機器人的運動指機器人末端點的運動,在未裝工具時,機器人的末端點指六軸法蘭盤的中央點,在安裝工具后,機器人的末端點指的是焊鉗開口的中心點或焊槍的槍尖.在絕對坐標系下,機器人末端軌跡沿定義的X、Y、Z方向運動,其運動方式如圖2.13所示軸每位對應(yīng)鍵運動方式主運動軸S-軸X+

33、1X-沿X軸力向運動L一軸Y+2Y-沿Y軸力向運動U一軸Z+3Z-沿Z軸力向運動腕運動軸R一軸RX+4RX-末端點位置不變,姿態(tài)分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動B一軸RY+5RY-T一軸RZ+6RZ-3.1.2.3圓柱坐標系圓柱坐標系的原點與絕對坐標系的相同,Z軸向上,軸方向為本體S軸轉(zhuǎn)動方向,r軸平行于本體L軸,如圖2.14所示軸每位對應(yīng)鍵運動方式主運動軸一軸X+1X-繞S軸轉(zhuǎn)動r一軸Y+2Y-垂直Z軸運動U一軸Z+3Z-沿Z軸力向運動腕運動軸R一軸RX+4RX-末端點位置不變,姿態(tài)分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動B一軸RY+5RY-T一軸RZ+6RZ-圖2.14圓柱坐標系及各軸的運動3.1.2.4工具坐標系工

34、具坐標系定義在工具尖,并且假定工具的有效方向為Z軸,X軸垂直于工具平面,Y軸由右手規(guī)那么產(chǎn)生,如圖2.15所示.在工具坐標系中,機器人末端軌跡沿工具坐標的X、Y、Z軸方向運動,機器人的運動方式如下：軸每位對應(yīng)鍵運動方式主運動軸六軸聯(lián)動沿X軸力向運動沿Y軸力向運動沿Z軸力向運動腕運動軸末端點位置/、變,姿態(tài)分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動3.1.2.5用戶坐標系用戶坐標系是用戶根據(jù)工作方便的需要,自行定義的坐標系,用戶可根據(jù)需要定義多個坐標系,如圖2.16所示.在用戶坐標系下,機器人末端軌跡沿用戶自己定義的坐標軸方向運動,具運動方式如下：軸每位對應(yīng)鍵運動方式主運動軸六軸聯(lián)動沿用戶定義的X軸方向運動沿用戶定

35、義的Y軸方向運動沿用戶定義的Z軸方向運動腕運動軸末端點位置/、變,姿態(tài)分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動圖2.16用戶坐標系及各軸的運動3.1.2.6 TCP工具限制點固定功能除了關(guān)節(jié)坐標系外,在其它坐標系下都有TCP固定功能,即在工具限制點位置保持不變的情況下,只改變工具的方向姿態(tài)如圖2.17所示.在TCP固定功能下各軸的運動如下軸每位對應(yīng)鍵運動方式主運動軸X+1X-Y+2Y-Z+3Z-TCP平移運動方向取決于坐標系腕運動軸RX+4RX-RY+5RY-RZ+6RZ-末端點位置不變,姿態(tài)分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動在不同坐標系下腕運動軸的轉(zhuǎn)動方向是不同的.圖2.18、2.19、2.20分別為直角/圓柱坐標系、工

36、具坐標系和用戶坐標系下的X、Y、Z軸的方向.圖2.17TCP固定功能示意圖圖2.18笛卡兒/圓柱坐標系下的X、Y、Z軸圖2.19工具坐標系下的X、Y、Z軸圖2.20用戶坐標系下的X、Y、Z軸3.1.3機器人的運動類型和速度運動類型決定機器人再現(xiàn)時各步之間的運動路徑,再現(xiàn)速度是機器人末端點的運動速率,通常每一步的位置數(shù)據(jù)、運動類型和速度記錄在一起.3.1.3.1點位運動類型點位運動類型通常用于機器人向下一步運動不需要特定路徑的場合.為了平安,示教第一步一般用點位運動類型.點位運動類型的速度用最大速度的百分比來表示.3.1.3.2直線運動類型示教直線運動類型時,機器人沿直線運動到該示教點.直線運動

37、類型一般用于作業(yè)路徑的示教,或為預(yù)防與周邊設(shè)備的干預(yù),在周邊設(shè)備內(nèi)部也采用祖先運動類型.直線運動類型的速度一般表示為cm/min或mm/sec.3.1.3.3圓弧運動類型單個圓弧運動類型的示教一般需要三點,如圖2.21所示的P1、P2、P3點.當需要連續(xù)多個圓弧運動時,兩段圓弧運動必須由一個關(guān)節(jié)或直線運動點隔開,且第一段圓弧的終點和第二段圓弧的起點重合,如圖2.22所示的P4點既為重合點.圖2.21單個圓弧運動的示教圖2.22連續(xù)多個圓弧運動的示教3.6焊接機器人的示教與編程用機器人代替人進行作業(yè)時,必須預(yù)先對機器人發(fā)出指令,規(guī)定機器人應(yīng)該完成的動作和作業(yè)的具體內(nèi)容,這個指示過程稱之為對機器人

38、的示教(teaching),或者稱之為對機器人的編程(programming).對機器人的示教內(nèi)容通常存儲在機器人的限制裝置內(nèi),通過存儲內(nèi)容的再現(xiàn)(playback),機器人就能實現(xiàn)人們所要求的動作和要求人們賦予的作業(yè)內(nèi)容.對機器人進行示教分直接示教和間接示教兩種主要方法,圖2.23對各種示教方法進行了歸納,圖2.24為各種示教方法的形象示意圖.圖2.23工業(yè)機器人的示教方法圖2.24機器人示教方法的形象示意圖由于示教再現(xiàn)方式機器人有占用機時、效率低等諸多缺點,人們試圖在傳感器的根底上使機器人智能化,目的是取消示教,但在復雜的生產(chǎn)現(xiàn)場和作業(yè)可靠性等方面到處碰壁,難以實現(xiàn),因此目前人們?nèi)匀幻撾x不

39、了示教再現(xiàn)方式的狀態(tài).目前機器人語言還不是通用型語言,各機器人生產(chǎn)廠都有自己的機器人語言,給用戶使用帶來了很大的不便,但各種機器人所具有的功能卻根本相同,因此只要熟悉和掌握了一種機器人的示教方法,對于其它種類的機器人就會很容易學會.下面以日本DAIHEN公司生產(chǎn)的OTC機器人為例,來說明焊接機器人的示教過程.3.6.1示教內(nèi)容圖2.25表示機器人限制器和用于示教的示教盒.示教盒由液晶屏幕和進行各種操作、輸入條件等按鈕組成.圖2.25機器人的限制器及示教盒示教內(nèi)容主要由兩局部組成,一是機器人運動軌跡的示教,二是機器人作業(yè)條件的示教.機器人運動軌跡的示教主要是對為了完成某一作業(yè),焊絲端部所要運動的

40、軌跡,包括運動類型和運動速度的示教.機器人作業(yè)條件的示教主要是為了獲得好的焊接質(zhì)量,對焊接條件進行示教,包括被焊金屬的材質(zhì)、板厚、對應(yīng)焊縫形狀的焊槍姿勢、焊接參數(shù)、焊接電源的限制方法等.圖2.26表示機器人的語言,在示教方式中,利用軸操作按鈕實際地引導機器人,進行位置的登錄工作,輸入機器人的位置信息、焊接條件等,利用機器人語言編制程序.圖2.26機器人語言3.6.2示教舉例下面以一個簡單的例子來描述一下弧焊作業(yè)的根本示教過程.圖2.27焊接操作舉例如圖2.27所示,焊接從位置3開始到位置4為直線焊縫,位置4到位置5再到位置6為圓弧焊縫,位置6焊接結(jié)束.示教過程如下：(1)輸入文件名(2)操作機

41、器人到位置1,示教定位指令“P和運動速度.(3)操作機器人到位置2,示教定位指令(或關(guān)節(jié)運動指令)“P和運動速度.(4)操作機器人到位置3,示教定位指令(或關(guān)節(jié)運動指令)“P和運動速度,輸入焊接開始指令“AS.焊接條件包括焊接電流、焊接電壓和焊接速度.(5)操作機器人到位置4,由于直線插補指令已經(jīng)自動選擇,只要用數(shù)字按鈕選擇塊操作時的速度即可.(6)操作機器人到位置5,這個位置是圓弧的中間點,示教圓弧插補指令“C和運動速度.(7)操作機器人到位置6,這個位置是圓弧的結(jié)束點,示教圓弧插補指令“C和運動速度,輸入焊接結(jié)束指令“AE.焊接結(jié)束條件包括焊接電流、電壓、填弧坑時間和滯后停氣時間.(8)操

42、作機器人到位置7,示教定位指令(或關(guān)節(jié)運動指令)“P和運動速度.(9)操作機器人到位置8,示教定位指令(或關(guān)節(jié)運動指令)“P和運動速度.(10)示教結(jié)束.按RESET鍵.3.6.3機器人示教存在的問題為了使機器人實際完成作業(yè),除了在一定程度上了解作業(yè)技術(shù)外,還必須熟練掌握機器人.3.6.3.1動作示教中存在的問題在示教方式中用示教盒操作機器人,把焊槍引導到所希望的位置上去,但存在以下各點使示教操作比較困難.1 .必須經(jīng)?？紤]坐標系進行示教,有時需要切換多個坐標系,這就難以操縱焊槍向既定的方向移動.2 .為了調(diào)整機器人靠近工件的接近程度,必須切換不同的動作速度.3 .機器人的動作范圍是有限制的,

43、為了預(yù)防碰撞工件,需要一定的操作技巧.4 .機器人軸的運動方向與坐標系是一一對應(yīng)的,同時操縱兩根軸的運動方向是很困難的.總之不是隨意就能對機器人進行示教的,這就降低了示教效率,總擔憂會碰到工件,使人操作起來感到緊張.此外,不同的生產(chǎn)工廠其操作鍵的配置也是不同的,給示教者容易帶來混亂.3.6.3.2條件示教的問題點示教者必須具有一定水平的焊接作業(yè)技巧,同時還要掌握用機器人進行焊接的特點.例如必須掌握適用于工件的焊接速度、焊接電流、焊接電壓及焊槍姿態(tài)等,還能從焊接結(jié)果反過來進行條件的修訂.這些用機器人進行焊接的技巧是焊接技術(shù)人員經(jīng)過長期的實踐積累下來的,如何對這些技術(shù)進行繼承和共同使用是一個難題.

44、3.6.3.3其他的問題點示教盒的問題在于鍵操作是個復雜的過程,很難一下子抓住操作系統(tǒng)的整體情況,摸索輸入情況和畫面顯示內(nèi)容需要一定時間,有時僅僅是輸入數(shù)據(jù)這一項就需要操作復雜的按鈕.此外,不熟悉計算機語言的人就不容易掌握使用字符的機器人語言,從而對其敬而遠之.機器人程序中列舉的動作命令過多,即使熟練的技術(shù)人員也很難一下子看懂其動作內(nèi)容.為此,在進行示教作業(yè)時必須頻繁地確認作業(yè),從而降低了作業(yè)人效率.3.7焊接機器人的協(xié)調(diào)同步及獨立同時限制3.7.1協(xié)調(diào)同步及獨立同時限制的定義協(xié)調(diào)同步動作限制的英文為CoordinatedControlSystemSynchromotionSystem是指一個

45、限制裝置和一個限制操作板可以同時限制多個裝置機器人移動滑臺、焊接變位機或焊接機器人等,以保證焊接過程中焊槍相對焊縫的速度和角度保持不變.獨立同時限制的英文為IndependentControlSystemlESimultaneousControlSystegn獨立控制功能是針對協(xié)調(diào)限制而言的,是指兩臺或多臺機器人或工作站之間不相約束,各行其事的功能.在實際限制過程中,獨立限制與協(xié)調(diào)限制是融為一體的,可任意選擇.如圖2.28所示,系統(tǒng)由一臺機器人和變位機A和B組成,當機器人焊接變位機A上的工件時,機器人與變位機之間采用協(xié)調(diào)限制方式,變位機B那么采用獨立限制.如圖2.29所示的雙機器人組成的無夾具

46、焊接系統(tǒng),當焊接時采用協(xié)調(diào)限制方式,當焊后進行焊槍清理及工件裝夾時那么采用獨立限制方式.圖2.28多工作站協(xié)調(diào)/獨立限制系統(tǒng)圖2.29雙機器人無夾具焊接系統(tǒng)3.7.2協(xié)調(diào)同步及獨立同時限制的形式1 .單工作站協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)由一臺機器人限制器限制一臺機器人和一個轉(zhuǎn)胎,如圖2.30所示.圖2.30單工作站協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)圖2.31雙機器人工作站協(xié)調(diào)焊接系統(tǒng)2 .多工作站協(xié)調(diào)獨立限制系統(tǒng)由一臺機器人和兩個以上的轉(zhuǎn)胎組成,如圖2.28所示.3 .無夾具焊接系統(tǒng)有一臺機器人限制器限制兩臺機器人,其中一臺機器人作為夾具來使用,如圖2.29所示.5.雙機器人工作站協(xié)調(diào)焊接系統(tǒng)由一臺機器人限制器限制兩臺機器人和一個

47、轉(zhuǎn)胎,如圖2.31所示.3.7.3協(xié)調(diào)限制的優(yōu)點一、提升焊接質(zhì)量1.協(xié)調(diào)動作限制能適應(yīng)焊接工件和焊接電極之間的協(xié)調(diào)配合運動,使焊槍與焊接外表之間的相對位置角和相對速度保持不變,且能使焊縫處于最正確的焊接位置,特別適于三維曲線焊縫的焊接.如圖2.32所示的管子相貫線的焊接,采用協(xié)調(diào)限制可使焊縫處于最正確的平焊位置.圖2.32采用協(xié)調(diào)限制焊接管子相貫線圖2.33長方形管子外外表焊縫的焊接2.使轉(zhuǎn)角處焊道不間斷地連續(xù)焊接,如圖2.33所示的長方形管子的外外表焊縫的焊接.二、提升生產(chǎn)率1.協(xié)調(diào)動作限制可以使工件在焊接過程中位置和姿態(tài)連續(xù)變動,節(jié)省了普通焊接系統(tǒng)工件位置和姿態(tài)再定位的時間,縮短了示教時間

48、,如圖2.32所示的管子相貫線的焊接,采用通常的焊接系統(tǒng)需要示教100點,而采用協(xié)調(diào)限制只需要20點.2.同時雙面焊接時可節(jié)省工件翻轉(zhuǎn)時間,縮短了焊接工作周期3.在“無夾具焊接系統(tǒng)中,焊接工件定位、夾持及工件的搬運均由機器人完成,縮短了循環(huán)時間4.與傳統(tǒng)機器人相比可提升生產(chǎn)效率3040%三、縮減機器人系統(tǒng)的投資1 .雙面焊接時不需要翻轉(zhuǎn)設(shè)備2 .由于工件夾具所需的投資要比通用機器人高得多,因此“無夾具焊接系統(tǒng)可縮減成本3 .與傳統(tǒng)機器人相比可減少投資1020%4 .7.4協(xié)調(diào)及獨立限制系統(tǒng)的示教機器人的協(xié)調(diào)及獨立限制的示教對于不同種類機器人來說是不同的,但示教過程卻根本相同.下面以日本DAIH

49、EN公司生產(chǎn)的OTC機器人為例,來說明協(xié)調(diào)及獨立限制的示教過程.圖2.34協(xié)調(diào)運動限制系統(tǒng)的配置舉例3.7.4.1機械裝置機器人的協(xié)調(diào)及獨立限制系統(tǒng)一般包括兩個或兩個以上的機械裝置,因此在手動操作以前應(yīng)根據(jù)任務(wù)的要求選擇相應(yīng)的機械裝置.OTC機器人定義了以下四種機械裝置如圖2.34所示：機械裝置1：指安裝有工具焊槍、砂輪等的操作機工具側(cè)操作機tool-sidemanipulator機械裝置2：指安裝有移開工件裝置的操作機工件側(cè)操作機workpiece-sidemanipulator,在無夾具焊接系統(tǒng)中包含機械裝置2機械裝置3:指移開工具側(cè)操作機的移動滑臺機械裝置4:指移開工件側(cè)操作機的移動滑臺

50、或裝夾工件的變位機工件側(cè)變位機workpiece-sidepositioner機械裝置的選擇通過按鈕來切換.3.7.4.2坐標系操作機可在以下坐標系中進行手動操作：3“關(guān)節(jié)坐標系基座坐標系笛卡兒坐標系工具坐標系工件坐標系絕對坐標系與單操作機系統(tǒng)不同,協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)支持絕對坐標系系統(tǒng).止匕外,在工件坐標系下的運動與在基座坐標系下的運動是有區(qū)別的.需要注意的是移動滑臺和變位機只在關(guān)節(jié)坐標系下動J01.工件坐標系工件坐標系是一個直角坐標系,其原點和坐標軸的方向固定在工件側(cè),如圖2.35所示.當工件移動時原點及坐標軸方向的改變與工具坐標系下類似,如圖2.36所示.當工件側(cè)機械裝置不運動時,在工件坐標系下

51、腕部軸的運動與基座坐標系下相同.即使工件側(cè)機械裝置方位發(fā)生了改變,只是改變了原點和坐標軸的方向,腕部軸的運動將參考新的原點和坐標軸方向.2,絕對坐標系絕對坐標系固定在地基上,與機械裝置的方位無關(guān),如圖2.37所示.與工具坐標系和工件坐標系不同的是坐標原點和坐標軸的方向不隨機械裝置的方位而改變.圖2.35工件坐標系圖2.36工件側(cè)機械裝置移動時的工件坐標系圖2.37絕對坐標系2.7,4.3手動協(xié)調(diào)運動手動協(xié)調(diào)運動是在協(xié)調(diào)運動模式下的手動操作.當手動操作一個機械裝置時,與其搭配的機械裝置將一起協(xié)調(diào)動作并保持工具對工件的位置和角度不變手動協(xié)調(diào)運動的設(shè)定條件可參考表1.3.表1.3手動協(xié)調(diào)運動的設(shè)定條

52、件系統(tǒng)構(gòu)成選擇的機械裝置編號12341+2O-1+3X-O-1+4X-O1+3+4X-OO1+2+3+4O*1O*2OO2+3-XO-2+4-X-O2+3+4-XOO*1在工件坐標系下不能手動協(xié)調(diào)運動*2在工具坐標系下不能手動協(xié)調(diào)運動例如,當系統(tǒng)由機械裝置1工具側(cè)操作機和機械裝置4變位機組成時,只有選定機械裝置4才能進行手動協(xié)調(diào)運動,而選定機械裝置1時那么不能.從表1可以看出,當系統(tǒng)中有一個操作機時,機械裝置3和4能進行手動協(xié)調(diào)運動,在這種情況下,操作機與機械裝置3或4同時運動.當系統(tǒng)中含有兩個操作機時,所有的機械裝置1-4都能進行手動協(xié)調(diào)運動.手動協(xié)調(diào)運動的機械裝置與其相配合的機械裝置的關(guān)系如表1.4所示.表1.4手動操作的機械裝置和與其相配合的機械裝置之間的關(guān)系手動操作的機械裝置相配合的機械裝置12213141注意：當系統(tǒng)中含有移動滑臺或工具側(cè)操作機與工件側(cè)操作機相對距離較遠時,會存在手動協(xié)調(diào)運動不能實現(xiàn)的區(qū)域,在這種情況下操作機將移動到手動協(xié)調(diào)運動的極限位置.卜面