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焊接机器人
    11) 轨迹重复精度 (PathRepeatability) 工业机器人机械接口中心沿同一轨迹跟随/ x 次所测得的轨迹之间的一致程度。
    12) 点位控制 (PointToPointContr,轨迹规划的任务是用一种函数来“内插〞或“逼近〞给定的路径,并沿时间轴产生一系列“控制设定点〞,用于控制机械手运动。
    目前常用的轨迹规划方法有关节变量空间关节插值法和笛卡尔空间规划两种方法。具体算法可参考文献 [1 ,4] 。
    (4) 机器人机械手的控制 当一台机器人机械手的动态运动方程已给定。它的控制目的就是按预定性能要求保持机械手的动态响应。但是由于机器人机械手的惯性力、耦合反响力和重力负载都随运动空间的变化而变化,因此要对它进展高精度乙斗高速、高动态晶质的控制是相当复杂而困难的,现在正在为此研究和开展许多新的控制方法。
目前工业机器人上采用的控制方法是把机械手上每一个关节都当作一个单独的伺服机构,即把一个非线性的、关节间耦合的变负载系统,简化为线性的非耦合单独系统。每个关节都有两个伺服环,机械手伺服控制系统见图 2 外环提供位置误差信号,内环由模拟器件和补尝器 ( 具有衰减速度的微分反响 ) 组成,两个伺服环的增益是固定不变的。因此根本上是一种比例积分微分控制方法 (PID 法 ) 。这种控制方法,只适用于目前速度、精度要求不高和负荷不大的机器人控制,对常规焊接机器人来说,已能满足要求 [1] 。
          
                 图 2 机械手伺服控制体系结构
    (5) 机器人编程语言 机器人编程语言是机器人和用户的软件接口,编程语言的功能决定了机器人的适应性和给用户的方便性,至今还没有完全公认的机器人编程语言,每个机器人制造厂都有自己的语言。
    实际上,机器人编程与传统的计算机编程不同,机器人操作的对象是各类三维物体,运动在一个复杂的空间环境,还要监视和处理传感器信息。因此其编程语言主要有两类:面向机器人的编程语言和面向任务的编程语言。
    面向机器人的编程语言的主要特点是描述机器人的动作序列,每一条语句大约相当于机器人的一个动作,整个程序控制机器入完种:
    1) 专用的机器人语言,如 PUMA 机器人的 VAL 语言,是专用的机器人控制语言,它的最新版本是 VAL-I 和 V+ ·······。
    2) 在现有计算机语言的根底上加机器人子程序库。如美国机器人公司开发的 AR — Basic 和 Intelledex 公司的 Robot — Basic 语言,都是建立在 BASIC 语言上的。
    3) 开发一种新的通用语言加上机器人子程序库。如 IBM 公司开发的 AML 机器人语言。
    面向任务的机器人编程语言允许用户发出直接命令,以控制机器人去完成一个具体的任务,而不需要说明机器人需要采取的每一个动作的细节。如美国的 RCCL 机器人编程语言,就是用 C 语言和一组 C 函数来控制机器人运动的任务级机器人语言。
    焊接机器人的编程语言,目前都属于面向机器人的语言,面向任务的机器人语言尚属开发阶段。大都是针对装配作业的需要。
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    2 . 2 工业机器人的根本构成
    工业机器人的根本构成,可参见图 3 和图 4 。图 3 为一台电动机驱动的工业机器人,图 4 为一台液压驱动的工业机器人。焊接机器人根本上都属于这两类工业机器人,弧焊机器人大多采用电动机驱动机器人,因为焊枪重量一般都在 10kg 以内。点焊机器人由于焊钳重量都超过 35kg 。也有采用液压驱动方式的,因为液压驱动机器人抓重能力大,但大多数点焊机器人仍是采用大功率伺服电动机驱动,因它本钱较低,系统紧凑。工业机器人是由机械手、控制器、驱动器和示教盒 4 个根本局部构成。对于电动机驱动机器人,控制器和驱动器一般装在一个控制箱内,而液压驱动机器人,液压驱动源单独成一个部件,现分别简述如下:
    (1) 机械手 机器人机械手又称操作机,是机器人的操作局部,由它直接带动末端操作器 ( 如焊枪飞点焊钳 ) 实现各种运动和操作,它的结构形式多种多样,完全根据任务需要而定,其追求的目标是高精度、高速度、高灵活性、大工作空间和模块化。现在工业机器人机械手的主要结构形式有如下 3 种:
    1) 机床式 这种机械手结构类似机床。其到达空间位置的 3 个运动 (x \ y \ z) 是由直线运动构成,其末端操作器的姿态由旋转运动构成,如图 5 所示,这种形式的机械手优点是运动学模型简单,控制精度容易提高;缺点是机构较庞大,占地面积大、工作空间小。简易和专用焊接机器人常采用这种形式