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行业动态

焊接型桁架机械手的技术最新进展
2015-08-18 14:49:34

焊接型桁架机械手的技术最新进展
 

焊接型桁架机械手施焊过程中,由于焊接环境各种因素的影响,如:强弧光辐射、高温、烟尘、飞溅、坡口状况、加工误差、夹具装夹精度、表面状态和工件热变形等,实际焊接条件的变化往往会导致焊炬偏离焊缝,从而造成焊接质量下降甚至失败。焊缝跟踪技术的研究就是根据焊接条件的变化要求弧焊机械手能够实时检测出焊缝的偏差,并调整焊接路径和焊接参数,保证焊接质量的可靠性。焊缝跟踪技术的研究以传感器技术与控制理论方法为主,其中传感技术的研究又以电弧传感器和光学传感器为主。电弧传感器是从焊接电弧自身直接提取焊缝位置偏差信号,实时性好,焊枪运动灵活,符合焊接过程低成本自动化的要求,适用于熔化极焊接场合。电弧传感的基本原理是利用焊炬与工件距离的变化而引起的焊接参数变化,来探测焊炬高度和左右偏差。电弧传感器一般分为三类:并列双丝电弧传感器、摆动电弧传感器、旋转式扫描电弧传感器,其中旋转电弧传感器比前两者的偏差检测灵敏度高,控制性能较好。光学传感器的种类很多,主要包括红外、光电、激光、视觉、光谱和光纤式,光学传感器的研究又以视觉传感器为主,视觉传感器所获得的信息量大,结合计算机视觉和图像处理的最新技术,大大增强弧焊机械手的外部适应能力 。激光跟踪传感具有优越的性能,成为最有前途、发展最快的焊接传感器。另一方面,由于近代模糊数学和神经网络的出现以及应用到焊接这个复杂的非线性系统中,使得焊缝跟踪进入了智能焊缝跟踪的新时代。

随着计算机技术、微电子技术、网络技术等快速发展,全自动桁架机械手技术也得到了飞速发展。制造价格不断降低,而其质量与性能却在迅速提高。

1.工业全自动桁架机械手。工业全自动桁架机械手已广泛地应用于各种自动化生产线,由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种类似于人的操作、自动控制,可重复编程,能在一维空间完成各种作业的机电一体化自动生产设备,工业全自动桁架机械手包括类似于人类关节结构的关节型工业型机械手、直角坐标型机械手、圆柱坐标型机械手、球坐标型机械手、喷漆机械手、焊接型桁架机械手、高智能龙门自动上下料等等。

(1)机械手操作机:通过有限元分析、模态分析及模仿设计等现代设计方法,机械手操作机已实现了优化设计。

(2)并联机械手:采用并联机构,利用全自动桁架机械手(机器人)技术,实现高精度测量及加工,这是全自动桁架机械手(机器人)技术向数控技术的拓展,为将来实现全自动桁架机械手和数控技术一体化奠定了基础。

(3)控制系统:控制系统的性能进一步提高,已由过去控制标准的6轴机械手发展到现在能够控制21轴甚至27轴,并且实现了软件伺服和全数字控制。

(4)传感系统:激光传感器、视觉传感器和力传感器在机械手系统中已得到成功应用,并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等,大大提高了机械手的作业性能和对环境的适应性。

2.先进机械手。近年来,人类活动领域不断扩大,全自动桁架机械手应用也从制造领域向非制造领域发展。在海洋开发,消防、战斗系统,宇宙探测,采掘,建筑,医疗服务,娱乐等行业都提出了自动化和机械手化(机器人化)的要求,如核事故机器人、医用机械手、消防机器人、仿生机器人、军用机器人、太空机器人等。

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桁架机械手


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