機器人的特點及應用

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯機器人的特點及應用 1、點焊機器人的特點 由于采納了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以點焊機器人的變壓器必需盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻溝通，而對于容量較大的變壓器，工業(yè)上已經(jīng)開頭采納逆變技術把50Hz工頻溝通變?yōu)?00700Hz溝通，使變壓器的體積削減、減輕。變壓后可以直接用600700Hz溝通電焊接，也可以再進行二次整流，用直流電焊接，焊接參數(shù)由定時器調整。目前，新型定時器已經(jīng)微機化，因此機器人掌握柜可以直接掌握定時器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，用電伺服點焊鉗，焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動，碼盤反饋，使焊鉗的張開度可以

2、依據(jù)實際需要任意選定并預置，而且電極間的壓緊力也可以無級調整。 電伺服點焊鉗具有如下優(yōu)點： （1）每個焊點的焊接周期可大幅度降低，由于焊鉗的張開程度是由機器人精確掌握的，機器人在點與點之間的移動過程，焊鉗就可以開頭閉合；而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后，焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動。 （2）焊鉗張開度可以依據(jù)工件的狀況任意調整，只要不發(fā)生碰撞或干涉，可盡可能削減張開度，以節(jié)約焊鉗開度，節(jié)約焊鉗開合所占的時間。 （3）焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調整，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合，可削減撞擊變形和噪聲。 2、弧焊機器人的特點 弧焊機器人多采納氣體

3、愛護焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形掌握式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機器人上作電弧焊。由于機器人掌握柜采納數(shù)字掌握，而焊接電源多為模擬掌握，所以需要在焊接電源與掌握柜之間加一個接口。 近年來，國外機器人生產廠都有自己特定的配套焊接設備，在這些焊接設備內已經(jīng)插入相應的接口板，所以弧焊機器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。應當指出的是，在弧焊機器人工作周期中，電弧時間所占的比例較大，因此在選擇焊接電源時，一般應按持續(xù)率100來確定電源的容量。送絲機構可以裝在機器人的上臂上，也可以放在機器人之外，前者焊槍到送絲機之間的軟管較短，有利于保持送絲的穩(wěn)定性，而后者軟管校長

4、，當機器人把焊槍送到某些位置，使軟管處于多彎曲狀態(tài)，會嚴峻影響送絲的質量，所以送絲機的安裝方式肯定要考慮保證送絲穩(wěn)定性的問題。 3、關節(jié)型機器人 關節(jié)型機器人的結構類同人的手臂，由幾個轉動軸，搖擺軸和手爪等67個自由度組成。生產廠家主要有德國Manutec公司，德國KUKA，德國REIS,日本Motorman,日本Yaskawa和沈陽新松等。關節(jié)型機器人的轉動軸和搖擺軸主要用伺服電機配幾乎沒有反向間隙的精密減速機或直驅力矩電機驅動，而其掌握系統(tǒng)其難度也很大。各個廠家的關節(jié)型機器人其結構類同，主要差別在技術參數(shù),下面以德國Manutec公司的關節(jié)型機器人為例介紹。 Manutec公司型號為r15

5、-30的關節(jié)機器人，額定負載30公斤，最大可達到 75 公斤，工作半徑1.3 米，重復定位精度小于0.04 mm ，點到點的最大運行速度高達 5.9 m/s，加速度高達23 m/s2和工作壽命20 年?？梢宰⑹桨惭b，可以是掉掛式安裝，也可以與水平面小于30度角的斜式安裝，不影響其各項技術指標。r15可以選配防爆式的，也可以選配一級干凈式等。 r15-30主要特點是強度大剛性好和重復定位精度高，主要應用領域是其它廠家的關節(jié)型機器人由于剛性和精度不夠無法應用的領域，而用 5 軸加工中心成本太高或無法勝任的工作。如磨齒，異形銑削，殼（腔）內部銑削，磨，拋，切割和焊接等。 在手爪末端可以配力傳感器，

6、來加工異形表面（如銑削，磨和拋）。一個機器人也可以與雙工作臺及各種的雙旋轉軸協(xié)調同步運動。也可以是兩個機器人協(xié)調同步工作，如一臺機器人抓取工件，而令一臺機器人對該工件進行加工，兩臺機器人同步協(xié)調完成特定的加工軌跡。 其它廠家的關節(jié)機器人主要應用在汽車焊接和裝配等任務中。關節(jié)型機器人的優(yōu)點是可以從不同角度不同方位來工作，速度快，工作效率高。但主要缺點是工作半徑小，負載小，價格高，應用難度大和維護費用高。 作為關節(jié)機器人的簡化型機器人SCARA就是兩個搖擺軸和一個上下運動軸，其特點是簡潔，經(jīng)濟，適合工作空間小，負載小、高速搬運。但它的價位高于直角坐標機器人，應用行業(yè)和數(shù)量特別小。 4、特種機器人

7、移動機器人就是能自主移動或上下樓梯的電動車，主要用于生產現(xiàn)場貨物的自主運輸和排險作業(yè)，或進入有污染和放射的環(huán)境內取樣及監(jiān)視等。還有一些移動機器人就是仿造一些動物，用腿和爪行走路的行走機器人，如美國的軍用狗，還處于適用階段。水下機器人與潛艇能自主潛入水下完成對海上鉆井平臺的水下建筑、發(fā)電站的水下閘門、海底打撈等工程的錄像和監(jiān)控。干凈式機器人主要是穿上防護衣的關節(jié)型機器人，使其自身有良好的密封性，不把灰塵帶入工作現(xiàn)場，自身也不會產生灰塵，他們主要應用于電子器件，食品和藥品等生產中。國際對干凈機器人的干凈度有明確的定義。軍用機器人主要是小型移動車，遙控飛機或電子狗等，他們完成危急場所的一些作業(yè)，如排

8、雷，布雷，現(xiàn)場監(jiān)控，射擊摧毀特定目標等。盡管目前服務機器人主要是玩具式的自治電動車，在其上面裝有視覺和超聲等裝置使其可以在家里無碰撞移動，對不同位置進行照像，用來防盜，檢測煤汽泄露，無線發(fā)送信息和接收指令，運輸物品等等。但將來服務機器人的功能會不斷增加，不斷深化到人們日產生活的各個方面。還有手術機器人，航天機器人，擠牛奶機器人和核電站專用機器人等專用機器人。 5、直角坐標機器人 作為在各行各業(yè)中最廣泛應用的直角坐標機器人，它主要是以直線運動軸為主，各個運動軸通常對應直角坐標系中的X軸，Y軸和Z軸，一般X軸和Y軸是水平面內運動軸，Z軸是上下運動軸。在一些應用中Z軸上帶有一個旋轉軸，或帶有一個搖擺

9、軸和一個旋轉軸。在絕大多數(shù)狀況下直角坐標機器人的各個直線運動軸間的夾角為直角。直角坐標機器人的組成一個典型的直角坐標機器人，它由X軸,Y軸,Z軸及驅動電機組成。此外一個完整的機器人系統(tǒng)還需要掌握系統(tǒng)和手抓，下面分別予以介紹： 直線運動軸: 也叫直線運動單元，它就是一個獨立的運動軸，主要由支撐載體的鋁型 材或鋼型材和被安裝在型材內部的直線導軌、運動滑塊以及作為帶動滑塊做高速運動的同步帶組成。 運動軸的驅動系統(tǒng) 直角坐標機器人的傳動主要是通過驅動電機的轉動帶動同步帶運動，同步帶帶動直線導軌上的滑塊運動。當驅動軸的最高轉速低于600轉/分時通常選用步進電機，否則選用溝通伺服電機。 直角坐標機器人的掌

10、握系統(tǒng) 機器人要在肯定時間內完成特定的任務，比如每10秒內完成一次搬運工作。在完成抓取，加速運動，高速運動，減速運動，釋放工件等同時，還要與相關的設備通過通訊或I/O口實現(xiàn)一些時序上的協(xié)調同步。另外在涂膠應用上，各個運動軸要完成直線和圓弧插補運動。因此其數(shù)控系統(tǒng)要按詳細應用要求來選定其掌握軸數(shù)、I/O口數(shù)量和軟件功能。通常選用數(shù)控系統(tǒng)，plc，工控機加運動掌握卡和帶軸卡功能及I/O口的驅動電機來做掌握系統(tǒng)。直角坐標機器人的末端操作器手爪系統(tǒng)依據(jù)其詳細應用狀況，其手爪系統(tǒng)可能是氣動吸盤、氣動夾取手爪、電動夾取手爪、電磁吸取手爪、焊槍、膠槍、專用工具和檢測儀器等。在許多場合可以一次抓取多個工件。許

11、多廠家已開發(fā)出一些標準的直線運動單元及其組合，下面結合德國百格拉公司的產品來介紹直角坐標機器人的技術數(shù)據(jù)及應用。龍門軸直線運動單元直線運動單元和驅動電機固定不動，而滑塊運動，主要用于水平面和垂直面上長距離運動。有標準化產品PAS41，PAS42，PAS43和PAS44。對應的橫截面尺寸是40*40 mm，60*60mm，80*80 mm和110*110mm，單根標準長度是6000 mm、負載是10200公斤、重復定位精度0.05mm、最高運行速度8米/秒，加速度是每秒4米。 抓取軸直線運動單元 驅動電機和滑塊固定在一平面上，直線運動單元本體運動，其導軌標準長度可達2400 mm。主要以垂直或水

12、平進入工作空間，用于貨物的抓取和搬運等。其標準化產品有LM-A001到LM-A808等，對應的尺寸是40*40 mm，60*60mm，80*80 mm到110*110mm，單根最大長度是3000 mm、負載是2100公斤、重復定位精度0.05mm、最高運行速度8米/秒，加速度是每秒4米。各種結構形式的2D和3D直角坐標機器人利用標準的龍門式和抓取軸直線運動單元德國百格拉公司在過去的20多年中勝利組合成了數(shù)百種結構形式，不同行程和負載力量，不同安裝方式的機器人。其中針對不同應用要求還實行了多種加強形式來保證其強度，提高其變形力量，削減震驚和晃動，提高壽命等。其常用的結構形式有龍門式，懸臂式，掛臂

13、式和掉掛式等。直角坐標機器人的主要結構形式及主要特點 但針對各種不同的應用，實際上可以便利快速組合成不同維數(shù)，各種行程和不同帶載力量的壁掛式、懸臂式、龍門式或倒掛式等各種形式的直角坐標機器人。從簡潔的二維機器人到簡單的五維機器人就有上百種結構形式的勝利應用案例。從電機到汽車等各行各業(yè)的自動化生產線中，也是各式各樣的多臺直角坐標機器人和其它設備嚴格同步協(xié)調工作?？梢哉f直角坐標機器人幾乎能勝任全部的工業(yè)自動化任務。下面是其主要特點： 任意組合成各種樣式：每根直線運動軸最長是6米，其帶載力量從10公斤到200公斤。在實際應用中已有近百種結構的直角坐標機器人，這些結構也可以任意組合成新的結構等。超大行

14、程：由于單根龍門式直線運動單元的長度是6米，還可以多根便利地級連成超大行程，所以其工作空間幾乎沒有限制，小到手機點膠機，大到18米長行程的切割機，8米長行程鉆銑床，6米*6米*3米的檢測機器人等。超大行程時要采納直線導軌和齒條傳動方式。負載力量強：單根直線運動單元的負載通常小于200公斤。但當采納雙滑塊或多滑塊剛性聯(lián)結時負載力量可以增加5到10倍。當把兩根或四根直線運動單元并排接起來使用時，其負載可以增加2到4倍。當采納多根多滑塊結構時其負載力量可增加到數(shù)噸。高動態(tài)特性：輕負載時其最大運行速度可達到每秒8米，加速度可達到每秒4米。使其具有很高的動態(tài)特性，工作效率特別高，通常在幾秒內完成一個工作節(jié)拍。高精度：按傳動方式及配置在整個行程內其重復定位精度可達到0.05mm0.01mm。擴展力量強：可以便利轉變結構或通過編程來適合新的應用。簡潔經(jīng)濟：對比關節(jié)機器人，直角坐標機器人不僅外觀