焊接机器人项目可行性研究报告.doc

自动焊接机器人项目可行性研究报告
——机械手伺服系统
摘要:焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。为了适应不同的用途,机器人最后一个轴的机械接口,通常是一个连接法兰,可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接,切割或热喷涂。
Abstract: the welding robot is engaged in welding (including cutting and spraying) industrial robots. According to the anization for standardization (ISO) industrial robot welding robot term standards, the definition of industrial robot is a general-purpose, can repeat programming of automatic control CaoZuoJi (Manipulator), which has three or more programmable axis, used in the industry automatic field. In order to adapt to different purposes, robot finally a shaft of mechanical interface, usually a connecting flange, may meet with different tools or said that at the end of a actuators. In the industrial robot welding robot is at the end of the flange assembling the soldering tweezers or welding (cut) gun to carry out welding, cutting or thermal spraying.
关键词:自动化可行性伺服系统
第一章项目总论
1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词,剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力,即剧作家笔下的一个具有人的外表,特征和功能的机器,是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。
工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上。其中在汽车工业等部门中,焊接机器人可以完成对人体有害物料的焊接或工艺操作。
接下来我们将从焊接机器人的用途,特点,社会意义和经济利益以及研发过程中的技术要求等方面来对焊接机器人进行可行性研究。
第二章系统分析
系统分析的主要目的是确定机器人系统的适用场合,工作环境和工作要求。
自动焊接设备的焊接执行部件,拟采用旋转副驱动方式。因旋转副摩擦力小于移动副摩擦力,运动灵活,可以灵活改变焊枪的姿态,更适用于全方位自动焊接。驱动同样的焊接执行部件,电动机功率可以减小,进而减轻焊接机头的质量。焊枪位置传感器尽量安装在末级减速轴上,直接检测焊枪的位置和姿态。这样的安装方式,不存在国内外全自动焊接设备通过间接方式检测焊枪位置的问题,控制精度更高。全自动焊机设备上的存储器,存储焊点跟踪控制程序和部分焊接参数,更多的焊接参数存储在焊接电源内,以利于发挥焊接电源生产厂家的技术优势。
对焊枪的驱动拟采用步进电机。步进电机是一种能将数字输入脉冲信号转换为旋转运动的电磁执行元件,它本身所特有的高精度、无漂移、无累计误差等优点,使他成为目前机电一体化产品中,唯一能使用开环控制技术的伺服和执行的元件。目前,高精度步进电机驱动技术已十分成熟,且具有控制系统结构简单、工作可靠、成本低廉的优点。步进电机不是电压控制型元件,而是频率型控制元件。步进电机转动的快慢、角度决定于数字脉冲信号的频率。即使放大器的“零漂移”使控制信号