工业焊接机器人浅析

工业焊接机器人控制系统浅析初识焊接机器人焊接机器人出现的必要性传统的手工焊接存在着劳动量大、人力成本高、工作环境恶劣，焊接精度受劳动者素质影响、效率低下等缺点,已不能满足现代高技术产品随质量、产量要求。因此,保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。初识焊接机器人焊接机器人出现的必要性焊接机器人的优点•稳定和提高焊接质量,保证其均勻性;•提高劳动生产率,一天可24小时连续生产；•改善工人劳动条件,可在有害环境下工作；•縮短产品更新换代的准备周期,减少相应的设备投资初识焊接机器人焊接机器人发展历程第一代是指基于示教再现工作方式的焊接机器人焊接机器人发展历程具有操作简便、不需要环境模型、示教时可修正机械结构带来的误差等特点,在焊接生产中得到大量使用。第二代是指基于一定传感器信息的离线编程焊接机器人焊接机器人发展历程由于焊接传感器技术和离线编程技术的不断改进,这类机器人现己进入应用研究的阶段。第三代是指装有多种传感器,接收作业指令后能根据客观环境自行编程的高度适应性智能焊接机器人焊接机器人发展历程由于人工智能技术的发展相对滞后,这一代机器人正处于试验研究阶段。焊接机器人控制系统组成伺服驱动类型液压和气压驱动响应速度慢、精度低，伴随着焊接机器人伺服驱动系统对响应速度、控制精度要求的提高,液压和气压驱动正逐步退出市场。伺服驱动系统伺服驱动类型液压和气压驱动伺服电机驱动1.直流电机伺服直流伺服具有精度高、控制系统简单等优点,是当前伺服系统的主流。但是存在电刷机械换向机构,换向时的打火现象可能对工作现场的安全造成危害,同时机械换向机构易磨损,不利于伺服系统的持续可靠工作,且维护困难。伺服驱动系统伺服驱动类型液压和气压驱动伺服电机驱动1.直流电机伺服2.交流永磁同步电机伺服质量功率比小，无机械换向机构，易维护，但控制系统较为复杂,不易实现高精度控制。随着技术发展，交流同步电机逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，正逐步取代直流电机。伺服驱动系统对于典型的六关节型工业机器人，每个关节的运动都由一台伺服电机驱动,那么每个电机都需要独立的伺服控制系统。机器人最后关节上所安装的工具中心点运动轨迹是多个关节伺服系统协同动作的结果。伺服控制系统是控制关节运动的最底层控制器,伺服控制系统的性能从根本上决定了焊接机器人关节的动作精度、响应速度,从而间接影响了焊接机器人的焊接质量。伺服控制系统具备转矩伺服、转速伺服和位置伺服功能,并且能够达到一定的性能指标。具备多种总线接口通过该总线接口,伺服控制器可以和揮接机器人控制系统和伺服设置终端互联。具备参数存储功能能够对系统的某些故障进行诊断,当故障发生时,能够自动停止系统工作,保证系统的安全。接机器人的各种通信接口、控制接口具有容错能力。能够承受择接作业环境的严重电磁干扰。伺服控制系统功能需求伺服功率通过最大速度和最大加速度来估算傳接机器人伺服系统的最大功率需求,根据最大功率来确定伺服控制系统的功率需求值。为了保证系统的可靠性,留有一定的功率裕量。伺服控制系统性能要求伺服功率电源a.根据伺服控制系统的功率需求以及焊接场合的电源合理选择。b.供电过高或过低时系统能够输出报警指示信号。c.伺服控制系统电压瞬间下降时,应具备一定时间的保持功能。d.伺服控制系统对来自电源线的传导干扰应具备一定的抑制能力。伺服控制系统性能要求伺服功率电源通信接口系统应具备CAN2.0B协议要求的CAN通信接口，通过该接口能够实现对伺服控制系统转矩、转速和位置输出的控制,能够通过该接口实现控制系统内部参数的控制,能够输出系统的工作状况、工作参数、故障诊断信息,能够通过设置终端设置CAN总线速率。伺服控制系统性能要求伺服功率电源通信接口其他接口其他接口包括编码器接口、霍尔传感器接口、脉冲量输入接口、开关量输入接口、开关量输出接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口、电阻量输入接口。为了保证伺服控制系统良好的电磁兼容特性,系统的所有接口都应该是隔离型的。所有接口应该都有一定的安全裕量。伺服控制系统性能要求伺服功率电源通信接口其他接口显示伺服控制系统在工作时应能够通过某种显示设备将设定的某些运行信息显示出来,以便用户能够直观的了解系统的运行状况。伺服控制系统性能要求伺服功率电源通信接口其他接口显示机械结构焊接机器人伺服控制系统经常工作于高温、高尘、机械振动、化学盐雾环境,为保证伺服控制系统正常运行，应满足相关标准要求。伺服控制系统性能要求开关电源电路驱动电路速度监测电路位置检测电路控制及通信接口电路显示电路伺服控制系统硬件电路设计A/D转换程序CAN通信程序伺服控制系统软件设计谢谢！