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焊接机器人发展现状及发展趋势!

发布日期:2020-12-14 01:32 作者:牙买加赌场 点击:

  焊接机器人发展现状及发展趋势!_机械/仪表_工程科技_专业资料。. 焊接机器人发展现状 我国的工业机器人从 80 年代“七五”科技攻关开始起步,目前已基本掌握了机器人操作机 的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人 关键元

  . 焊接机器人发展现状 我国的工业机器人从 80 年代“七五”科技攻关开始起步,目前已基本掌握了机器人操作机 的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人 关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;弧焊机器人已应用在汽车制造 厂的焊装线上。但总的来看,我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的 距离,如:可靠性低于国外产品;机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与 国外比有差距;应用规模小,没有形成机器人产业。 当前我国的机器人生产都是应用户的要求,单户单次重新设计,品种规格多、批量小、零 部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低,而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决 产业化前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模块化设计,积极推进 产业化进程。 焊接机器人的编程方法目前还是以在线示教方式 为主,但编程器的界面比过去有了不少改进, 尤其是液晶图形显示屏的采用使新的焊接机器人的编程界面更趋友好、操作更容易。然而,机 器人编程时焊缝轨迹上的关键点坐标位置仍必须通过示教方式获取,然后存入程序的运动指令 中。这对于一些复杂形状的焊缝轨迹来说,必须花费大量的时间示教,从而降低了机器人的使 用效率,也增加了编程人员的劳动强度。目前解决的方法有两种:一是示教编程时只是粗略获 取几个焊缝轨迹上的几个关键点,然后通过焊接机器人的视觉传感器通常是电弧传感器或激光 视觉传感器自动跟踪实际的焊缝轨迹。这种方式虽然仍离不开示教编程但在一定程度上可以减 轻示教编程的强度,提高编程效率。由于电弧焊本身的特点,机器人的视觉传感器并不是对所 有焊缝形式都适用。二是采取完全离线编程的办法,使机器人焊接程序的编制、焊缝轨迹坐标 位置的获取、以及程序的调试均在一台计算机上独立完成,不需要机器人本身的参与。机器人 离线编程早在多年以前就有,只是由于当时受计算机性能的限制,离线编程软件以文本方式为 主,编程员需要熟悉机器人的所有指令系统和语法,还要知道如何确定焊缝轨迹的空间位置坐 标,因此,编程工作并不轻松省时。随着计算机性能的提高和计算机三维图形技术的发展,机 器人离线编程系统多数可在三维图形环境下运行,编程界面友好、方便,获取焊缝轨迹的坐标 位置通常可以采用“ 虚拟示教”的办法,用鼠标轻松点击三维虚拟环境中工件的焊接部位即可 获得该点的空间坐标;在有些系统中,可通过图形文件中事先定义的焊缝位置直接生成焊缝轨 迹,然后自动生成机器人程序并下载到机器人控制系统。从而大大提高了机器人的编程效率, 也减轻了编程员的劳动强度。目前,国际市场上已有基于普通机的商用机器人离线编程软件, 通过虚拟示教获得,并在三维图形环境中可让机器人按程序中的轨迹作模拟运动,以此检验其 准确性和合理性。所编程序可通过网络直接下载给机器人控制器。 焊接机器人发展趋势 目前国际机器人界都在加大科研力度,进行机器人共性技术的研究。从机器人技术发展趋势看, 焊接机器人和其它工业机器人一样,不断向智能化和多样化方向发展。具体而言,表现在如下 几个方面: 1).机器人操作机结构: 通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用,实现机器人操作机构的优 化设计。 探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比。例如,以德国 KUKA 公司为代表的机 器人公司,已将机器人并联平行四边形结构改为开链结构,拓展了机器人的工作范围,加之轻 质铝合金材料的应用,大大提高了机器人的性能。此外采用先进的 RV 减速器及交流伺服电机, 使机器人操作机几乎成为免维护系统。 精品 . 机构向着模块化、可重构方向发展。例如,关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三 位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产 品问市。 机器人的结构更加灵巧,控制系统愈来愈小,二者正朝着一体化方向发展。 采用并联机构,利用机器人技术,实现高精度测量及加工,这是机器人技术向数控技术的 拓展,为将来实现机器人和数控技术一体化奠定了基础。意大利 COMAU 公司,日本 FANUC 等公 司已开发出了此类产品。 2).机器人控制系统: 重点研究开放式,模块化控制系统。向基于 PC 机的开放型控 制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化 结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。控制系统的性能进一步提高,已由过 去控制标准的 6 轴机器人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。 人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化, 以及基于 PC 机网络式控制器已成为研究热点。 编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为研究重点,在 某些领域的离线).机器人传感技术: 机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、 焊接机器人还应用了激光传感器、视觉传感器和力传感器,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,大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。 遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策 控制。为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究 热点在于有效可行的多传感器融合算法,特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多 传感器融合算法。另一问题就是传感系统的实用化。 4). 网络通信功能: 日本 YASKAWA 和德国 KUKA 公司的最新机器人控制器已实现了与 Canbus、Profibus 总线及 一些网络的联接,使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步,也使机器人由过去 的专用设备向标准化设备发展。 5). 机器人遥控和监控技术 在一些诸如核辐射、深水、有毒等高危险环境中进行焊接或其它作

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