焊接機器人介紹

-.z.目錄TOC\o"1-8"\h\z\u焊接機器人介紹錯誤！未定義書簽。1焊接機器人的應(yīng)用背景21.1焊接機器人的概述2焊接機器人的優(yōu)點21.1.2焊接機器人的開展歷史31.2焊接行業(yè)中采用焊接機器人的重要性31.3焊接機器人對車身焊接的現(xiàn)狀31.4*款微型汽車車身制造中機器人焊接與人工焊接的詳細比照3焊接機器人SPQRC3人工焊接SPQRC3比照總結(jié)31.5微型汽車車身制造焊接工藝中需要注意的問題31.6點焊使用中存在的問題PAGEREF_Toc364204020\h31.7焊接機器人在*條重卡裝焊線上應(yīng)用時存在的問題及經(jīng)歷匯總32焊接機器人使用中的共性關(guān)鍵技術(shù)32.1焊縫跟蹤技術(shù)與離線編程技術(shù)的研究PAGEREF_Toc364204023\h32.2焊接機器人焊接路徑規(guī)劃32.3對多臺焊接機器人及外圍設(shè)備的協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究32.4對焊接機器人采用弧焊電源的研究64204026\h32.5仿真技術(shù)及機器人用焊接工藝方法32.6焊接工藝的制定3焊接工藝的研究內(nèi)容3HYPERLINK同樣的一個變化會帶來假設(shè)干車型的變化,因此重新在線示教的工作量很大,浪費時間,降低了工作效率。機器人與其他設(shè)備或障礙物碰撞問題在裝焊線上曾出現(xiàn)過機器人與機器人碰撞的事故,經(jīng)過分析機器人的工作程序,發(fā)現(xiàn)機器人控制系統(tǒng)在處理信號交換時,都采用外部I/0信號來交換彼此的工作狀態(tài)。"信號檢測還只是以一個"點〞的方式測量,即在*一運動程序中,機器人的下一步工作是由確認*一個交換信號是否存在來決定,而不是在*一個運動區(qū)域中持續(xù)檢測其他設(shè)備或障礙物的狀態(tài),這樣,一旦檢測過程完畢而機器人運動軌跡發(fā)生錯誤或信號交換不正常時即會發(fā)生碰撞"如果能夠在機器人控制系統(tǒng)中，引入后臺處理方式來實時檢測其他設(shè)備的工作狀態(tài),以決定機器人是否應(yīng)該繼續(xù)在有可能干預(yù)的區(qū)域內(nèi)工作,碰撞問題即能得到有效的控制。機器人維護問題目前,裝焊車間擁有焊接機器人共93臺,其中點焊機器人62臺、弧焊機器人31臺,機器人上的部件多屬專用部件,須從國外進口,進口的機器人備件價格高昂,且采購周期長,給車間的正常生產(chǎn)造成了很大的問題。該問題的解決一方面有賴于國內(nèi)工業(yè)機器人技術(shù)的進步和機器人產(chǎn)品的市場化開展,另一方面也要求國外提供機器人產(chǎn)品的企業(yè)加強售后效勞工作。2焊接機器人使用中的共性關(guān)鍵技術(shù)2.1焊縫跟蹤技術(shù)與離線編程技術(shù)的研究近代由于模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),并將其應(yīng)用到焊接這一復(fù)雜的不確定性的非線性系統(tǒng),使焊縫跟蹤踏入一個嶄新的時代)智能焊縫跟蹤時代"隨著焊接機器人在我國的應(yīng)用,國內(nèi)也開場重視對焊縫跟蹤的研究"國內(nèi)的各大高校和研究機構(gòu)都對焊縫跟蹤技術(shù)進展了多方面的研究"如清華大學(xué)對弧焊跟蹤系統(tǒng)中的傳感器和其中的控制系統(tǒng)分別進展了研究,并提出了一種基于焊縫CCD圖像模式特征的焊縫軌跡識別的新算法"華南理工大學(xué)主要研究用視覺傳感器來檢測焊縫,并將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制應(yīng)用到焊縫跟蹤系統(tǒng)中,提出一種基于自適應(yīng)共振理論(AdaPtiveResonanceTheory)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的焊縫跟蹤算法"天津大學(xué)研制了一種非接觸超聲傳感埋弧焊焊縫跟蹤系統(tǒng)"華北石油管理局利用CCD面陣攝像機作為前面焊縫檢測傳感器,STD工控機作圖像數(shù)字處理、識別。確定焊縫位置,并抑制焊頭移動機構(gòu)來實現(xiàn)焊縫在線自動跟蹤實時糾正偏差，通過對焊縫的跟蹤,將傳感器測得的焊縫誤差傳到PC機內(nèi),并通過模糊實時控制技術(shù)使焊頭移動到準確的位置,實現(xiàn)對焊縫的糾正，離線編程技術(shù)對數(shù)據(jù)的分析處理功能是實現(xiàn)模糊實時控制的根底。表焊縫自動跟蹤傳感器的原理和特點離線編程是指利用計算機圖形學(xué)的結(jié)果,建立機器人及其工作的虛擬環(huán)境,利用一些規(guī)劃算法,通過對圖形的控制和操作在離線的情況下對焊接過程進展規(guī)劃和仿真"通常一個完整的離線編程系統(tǒng)需要滿足以下功能:l)交互式的機器人系統(tǒng)CAD建模環(huán)境;2)運動學(xué)、動力學(xué)方程的自動生成:3)交互式的任務(wù)規(guī)劃!編程及調(diào)試環(huán)境;4)碰撞檢測;5)對傳感器的仿真。但是目前的許多應(yīng)用系統(tǒng)往往不同時具有以上功能"離線編程系統(tǒng)從實驗室開發(fā)出來后,并不能直接應(yīng)用于具體的工業(yè)機器人以完成作業(yè)任務(wù),還必須解決軟件的實用化問題,包括:機器人建模,機器人對環(huán)境的不確定性抽取,傳感器的建模及仿真等。離線編程技術(shù)不僅改善了勞動環(huán)境!減輕了勞動強度!提高了工作效率,還可以對編程結(jié)果進展三維圖形動畫仿真,以檢驗編程的正確性,提供最正確的執(zhí)行代碼,從而保證了焊接產(chǎn)品的高質(zhì)量"與在線示教編程相比,離線編程系統(tǒng)具有如下優(yōu)點:1.機器人不占用工作時間,提高工作效率;2.使編程者遠離危險的工作環(huán)境;3.減小編程的勞動強度;4.便于和CAD/CAM系統(tǒng)結(jié)合,做到CADlcAM瓜OBOTICS一體化:5.可對復(fù)雜任務(wù)進展編程和計算機仿真;6.便于修改機器人程序,從而滿足中小批量的生產(chǎn)要求;7.適用范圍廣,離線編程系統(tǒng)可以對各種機器人進展編程"2.2焊接機器人焊接路徑規(guī)劃機器人路徑規(guī)劃是指在其工作空間中,為機器人完成*一給定任務(wù)提供一條平安!高效的運動路徑"一般而言,機器人完成給定任務(wù)可選擇的路徑有多條"實際應(yīng)用中往往要選擇一條在一定準則下為最優(yōu)(或近似最優(yōu))的路徑"常用的準則有:路徑最短!消耗能量最少或使用時間最短等"因此,機器人路徑規(guī)劃實質(zhì)上是一個有約束的優(yōu)化問題"由于機器人的高度非線性和強藕和性,對其求解非常困難"國內(nèi)外學(xué)者在這方面不斷努力,取得了顯著成績。在過去的20多年里,機器人運動的路徑規(guī)劃技術(shù)己經(jīng)有了很大的開展.這個領(lǐng)域涉及到許多重要的數(shù)學(xué)內(nèi)容,如經(jīng)典幾何學(xué)!拓撲學(xué)!代數(shù)幾何學(xué)!代數(shù)學(xué)和組合學(xué)等,這些數(shù)學(xué)工具都已經(jīng)應(yīng)用到相關(guān)的研究中"目前,路徑規(guī)劃應(yīng)用的主要方法大致可以分為兩類:傳統(tǒng)方法和智能方法"傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法包括:自由空間法!圖搜索法!柵格解藕法!人工勢場法等幾種主要的方法"大局部機器人路徑規(guī)劃中的全局規(guī)劃都是基于上述幾種方法進展的。近年來,隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等智能方法的廣泛應(yīng)用,機器人路徑規(guī)劃方法也有了長足的進展,許多研究者把目光放在了基于智能方法的路徑規(guī)劃研究上"其中應(yīng)用較多的算法主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法。在國外,日本!美國!德國等國家的有的汽車企業(yè)已經(jīng)利用這些路徑規(guī)劃的方法和現(xiàn)代新技術(shù)特別是計算機軟硬件技術(shù),結(jié)合自己企業(yè)的知識開發(fā)了適用于本企業(yè)的專用于產(chǎn)品路徑規(guī)劃的系統(tǒng)為企業(yè)的開展效勞,取得了令人矚目的效果,例如Tecnomat*i公司開發(fā)的EM系列軟件就是該類軟件。但在國內(nèi),還沒有哪家汽車制造商使用該類白車身焊接路徑規(guī)劃軟件,在2002年底上海群眾引進了德國群眾正在使用的工藝規(guī)劃軟件EM一Planner,但是國內(nèi)尚未開發(fā)出這類軟件。2.3對多臺焊接機器人及外圍設(shè)備的協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究對焊接機器人這一工作來說，并不是像外表看的那樣輕松。這一過程是一個焊接機器人系統(tǒng)又叫工作站。對于工作站而言，是由很多的部件組合而成的。如機器人本體、機器人控制柜。焊機系統(tǒng)及送絲單位等。對于生產(chǎn)應(yīng)用過程，單個機器人所發(fā)揮的作用相比照較單一，為了生產(chǎn)應(yīng)用的需要就必須對焊接機器人與變位機、弧焊電源等相關(guān)的設(shè)備規(guī)定要求，從而促進柔性化的集成。為減少焊接過程中的輔助時間及生產(chǎn)效率的提高，就要對焊接機器人與周邊設(shè)備的柔性化進展適當?shù)膮f(xié)調(diào)控制。2.4對焊接機器人采用弧焊電源的研究在設(shè)計并研究焊接機器人系統(tǒng)的工作中，只是一味的對機器人本體或焊接操作系統(tǒng)進展詳細研究是不行的。要想實現(xiàn)焊接機器人充分發(fā)揮出高效優(yōu)質(zhì)的特點，對電器性能良好的專用弧焊電源的研究是至關(guān)重要的。目前，模糊控制電源的出現(xiàn)引起了大家的關(guān)注，對于模糊控制電源，采用了模糊控制的方法對電源進展控制。對焊接外表有波浪型起伏的工作和焊接過程中有較大變形工作這兩項工作中最適合采用這種電源。模糊控制電源的運用，不僅可以減少焊接缺陷，還可以對熔寬和熔深給予保證，而且還可以擁有美觀的焊接外表。目前，弧焊電源的開展不斷數(shù)字化，數(shù)字焊機也將成為弧焊機器人焊接電源的開展方向。2.5仿真技術(shù)及機器人用焊接工藝方法目前，機器人在生產(chǎn)過程中，運動學(xué)和動力學(xué)起到了重要的作用。對機器人來說，擁有比較自由和連桿空間復(fù)雜的機構(gòu)，因此運動學(xué)和動力學(xué)得采用可以解決其中存在的很多問題，但是還是有較大多得問題存在，相對而言，其中的計算機的難度和計算機都很大。為解決在對機械手研究過程所存在的問題，應(yīng)采用計算機圖形技術(shù)、CAD技術(shù)和機器人學(xué)理論的根底上進展，通過計算機到達集合圖形的生成，然后進展動畫顯示工作，其次對機器人的機構(gòu)設(shè)計、運動學(xué)正反解進展分析、操作手臂控制及實際工作環(huán)境中所遇障礙進展避讓和碰撞干預(yù)等問題都一一通過模擬仿真?，F(xiàn)在我國在弧焊機器人上多數(shù)采用氣體保護焊方法，而在國外先進國家中已經(jīng)采用高速、高效氣體保護焊接工藝。相比之下這種高速、高效氣體保護焊接工藝以對優(yōu)良的焊接接頭給予保護外，還可以對焊接速度和熔敷效率上起到重要作用。2.6焊接工藝的制定焊接工藝的研究內(nèi)容焊接工藝是基于生產(chǎn)性質(zhì)、圖樣和技術(shù)要求，結(jié)合現(xiàn)有條件，運用現(xiàn)代化焊接技術(shù)、知識和先進生產(chǎn)經(jīng)歷，確定產(chǎn)品的加工方法和程序，是焊接過程中的一整套技術(shù)規(guī)定。焊接工藝包括焊前的準備、焊接材料、焊接方法、焊接順序、焊接操作的最正確選擇以及焊后的處理等。制定焊接工藝是焊接生產(chǎn)的關(guān)鍵局部，其合理與否直接影響產(chǎn)品制造質(zhì)量、生產(chǎn)效率和制造本錢，而且是管理生產(chǎn)、設(shè)計焊接夾具和焊接車間的主要依據(jù)。焊接工藝的核心是焊接方法，其開展過程代表了焊接工藝的進步。不