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焊接機器人組成結構


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 焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控製櫃(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源,(包括其控製係統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對於智能機器人還應有傳感係統,如激光或攝像傳感器及其控製裝置等。圖1a、b表示弧焊機器人和點焊機器人的基本組成。
  ****各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節機器人,**大部分有6個軸。其中,1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置,而4、5、6軸解決工具姿態的不同要求。焊接機器人本體的機械結構主要有兩種形式:一種為平行四邊形結構,一種為側置式(擺式)結構,如圖2a、b所示。側置式(擺式)結構的主要優點是上、下臂的活動範圍大,使機器人的工作空間幾乎能達一個球體。因此,這種機器人可倒掛在機架上工作,以節省占地麵積,方便地麵物件的流動。但是這種側置式機器人,2、3軸為懸臂結構,降低機器人的剛度,一般適用於負載較小的機器人,用於電弧焊、切割或噴塗。平行四邊形機器人其上臂是通過一根拉杆驅動的。拉杆與下臂組成一個平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發的平行四邊形機器人工作空間比較小(局限於機器人的前部),難以倒掛工作。但80年代後期以來開發的新型平行四邊形機器人(平行機器人),已能把工作空間擴大到機器人的頂部、背部及底部,又沒有測置式機器人的剛度問題,從而****普遍的重視。這種結構不僅適合於輕型也適合於重型機器人。近年來點焊用機器人(負載100~150kg)大多選用平行四邊形結構形式的機器人。
  上述兩種機器人各個軸都是作回轉運動,故采用伺服電機通過擺線針輪(RV)減速器(1~3軸)及諧波減速器(1~6軸)驅動。在80年代中期以前,對於電驅動的機器人都是用直流伺服電機,而80年代後期以來,各國先後改用交流伺服電機。由於交流電機沒有碳刷,動特性好,使新型機器人不僅事故率低,而且免維修時間大為增長,加(減)速度也快。一些負載16kg以下的新的輕型機器人其工具中心點(TCP)的**高運動速度可達3m/s以上,定位準確,振動小。同時,機器人的控製櫃也改用32位的微機和新的算法,使之具有自行優化路徑的功能,運行軌跡更加貼近示教的軌跡。

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