以持重100kg, Z高速度4m/s 的六轴垂直多关节机器人为例,其规格性能如图6-1及 表6-2所示,这是一种典型的点焊机器人,可胜任大多数车体装配工序的点焊作业。由于使 用中几乎全部用来完成间隔为30~50mm 的打点焊接作业,运动中很少能达到Z高速度, 因此,改善Z短时间内频繁短节距启动、制动的性能是本机追求的重点。为了提高加速度和减速度,在设计中注意减轻手臂的重量,增加驱动系统的输出力矩。
同时,为了缩短滞后时 间,得到高的静态定位精度,该机采用低惯性、高刚度减速器和高功率的无刷伺服电机。由 于在控制回路中采取了加前馈环节和状态观测器等措施,控制性能得到大大改善,50mm短距离移动的定位时间被缩短到0.4s 以内。表6-3是控制器控制功能的一个例子。该控制器 不仅具备机器人所应有的各种基本功能,而且与焊机的接口功能也很完备,还带有焊接条件 的运算和设定功能以及与焊机定时器的通信功能。Z近,点焊机器人与CAD 系统的通信功 能变得重要起来,这种CAD 系统主要用来离线示教。
| 自由度 | 六 轴 | |
| 持重 | 100kg | |
| Z大速度 | 腰回转 | 100°s |
| 臂前后 | ||
| 臂上下 | ||
| 腕前部回转 | 180°/s | |
| 腕弯曲 | 110°/s | |
| 腕根部回转 | 120°/s | |
| 重复定位精度 | ±0.25mm | |
| 驱动装置 | 无刷伺服电机 | |
| 位置检测 | 绝对编码器 | |
控制器的控制功能
| 驱动方式控制轴数 | 晶体管PWM无刷伺服六轴、七轴 |
| 动作形式 | 各轴插补、直线、圆弧插补 |
| 示教方式 | 示教盒离线示教、磁带、软盘输入离线示教 |
| 示教动作坐标 | 关节坐标、直角坐标、工具坐标 |
| 存储装置 | IC存储器(带备用电池) |
| 存储容量 | 6000步 |
| 辅助功能 | 精度和速度调节、时间设定、数据编辑、外部输入输出、外部条件判断 |
| 应用功能 | 异常诊断、传感器接口、焊接条件设定、数据交换 |
技术特点
①技术综合性强。工业机器人与自动化成套技术,集中并融合了多项学科,涉及多项 技术领域,包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光 加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进 '
制造技术,技术综合性强。
②应用领域广泛。工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备,可用于制造、 安装、检测、物流等生产环节,并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交 通、低压电器、电力、IC 装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业, 应用领域非常广泛。
③技术先进。工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体,通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策,实现增加产量、提高质 量、降低成本、减少资源消耗和环境污染,是工业自动化水平的Z高体现。
④技术升J。工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等 技术特点,是继动力机械、计算机之后,出现的多面延伸人的体力和智力的新一代生产工 具,是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段。
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