智能焊接機器人系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 焊接機器人系統(tǒng)機器人通常定義為：機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。焊接機器人作為在生產(chǎn)中最為常見的工業(yè)機器人，焊接機器人目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，我選取焊接機器人作為討論對象，以下是我比對自己在圖書館和網(wǎng)上找到的資料對焊接機器人的系統(tǒng)組成進行的簡要概括，分析焊接機器人系統(tǒng)是怎樣完成復(fù)雜的焊接

2、工作的。 一、典型的機器人系統(tǒng)組成： 1、機器人本體和操作機，可以直接完成各種具體作業(yè)； 2、機器人控制器，用來控制機器人和完成數(shù)據(jù)存儲，包括計算機系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)兩部分； 3、各種不同的作業(yè)工具，如焊槍和手爪等； 4、各種周邊輔助設(shè)備； 5、為完成特殊任務(wù)而使用的傳感器； 6、用于完成計算機管理、監(jiān)控和計算機通信的通信系統(tǒng)。二、焊接機器人的定義焊接機器人是從事焊接的工業(yè)機器人。根據(jù)國際標準化組織工業(yè)機器人術(shù)語標準焊接機器人的定義，工業(yè)機器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動控制操作，具有三個或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，機器人最后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，

3、可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機器人就是在工業(yè)機器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊槍的，使之能進行焊接，切割或熱噴涂。目前在汽車工業(yè)中被廣泛應(yīng)用于汽車底盤的焊接。三、焊接機器人的軟硬件系統(tǒng)組成1、 焊接機器人的硬件系統(tǒng)。如下圖所示：焊接機器人的硬件系統(tǒng)一般由機器人本體、攝像機隨動機構(gòu)、焊接電源、攝像機、機器人控制器、示教盒、和中央控制機、導引/焊縫跟蹤計算機、熔透控制計算機、焊機接口控制盒、電焊機和送絲機等部分構(gòu)成。2、 焊接機器人的軟系統(tǒng)。焊接機器人的軟系統(tǒng)根據(jù)模塊化設(shè)計的思想，將焊接機器人工作單元分解為不同的功能模塊。主要有初始位置導引模塊、焊縫跟蹤模塊，熔透控制模塊，系統(tǒng)仿真模塊，數(shù)據(jù)庫/知

4、識庫模塊等幾部分組成，所有這些模塊都通過Windows Socket與中央監(jiān)控計算機進行通信。四、焊接任務(wù)智能化角度的焊接機器人組成：1、 焊接機器人的軌跡運動機構(gòu)硬件本體，包括變位機，工裝卡具等設(shè)備。2、 焊接機器人的外部傳感系統(tǒng)。主要包括對焊接環(huán)境的視覺傳感器，對焊縫和 焊接熔池的視覺傳感器，以及電弧傳感器等。3、 焊接機器人的知識庫系統(tǒng)。包括焊接工藝數(shù)據(jù)庫與專家系統(tǒng)，焊接過程知識模型以及控制方法知識庫等。4、 焊接任務(wù)的自主規(guī)劃、編程與仿真系統(tǒng)等。5、 焊接機器人的信息處理系統(tǒng)。包括傳感信息的處理，如環(huán)境、工件、熔池的圖像處理算法，機器人運動與焊接過程、設(shè)備運行的信息管理等。6、 焊接熔

5、池動態(tài)過程的智能控制算法。7、 機器人焊接柔性系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。8、 焊接機器人的系統(tǒng)通信以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。五、 焊接機器人的主要子系統(tǒng)1、初始焊位識別與導引子系統(tǒng)。初始焊位導引子系統(tǒng)的任務(wù)就是通過視覺傳感，在工作空間內(nèi)拍攝焊件的圖像，通過圖像處理和立體匹配，提取焊縫的初始點在三維空間內(nèi)的坐標，把這個結(jié)果傳送給中央控制計算機，由服務(wù)器控制機器人的焊槍到達初始焊位準備焊接。2、焊縫跟蹤子系統(tǒng)。焊縫跟蹤子系統(tǒng)的任務(wù)就是在機器人導引到初始焊接位置以后，通過視覺傳感，在工作空間實時拍攝焊縫的圖像，通過圖像的處理，提取焊縫的中心點與焊槍尖端點在焊件平面內(nèi)垂直投影點之間的距離和焊縫在圖像上的走向，把這個結(jié)果傳給

6、服務(wù)器。由服務(wù)器根據(jù)標定結(jié)果，把這些變量以及機器人當前的姿態(tài)轉(zhuǎn)化為機器人實際可控的變量，控制機器人的焊槍始終在焊縫正上方保持相同高度并沿著焊縫前進。3、焊縫熔透實時控制子系統(tǒng)。利用攝像機在焊接弧光照射下直接獲取機器人運動后方向的半部熔池變化圖像，然后經(jīng)特定設(shè)計的熔池圖像處理算法提取熔池形狀特征，通過中央控制機結(jié)合相應(yīng)的工藝參數(shù)和預(yù)先設(shè)定的其他參數(shù)，調(diào)整機器人運動速度、姿態(tài)和送絲速度，實現(xiàn)對焊接熔池動態(tài)特征的實時監(jiān)測、熔透與焊縫成形質(zhì)量的智能控制。4、離線編程與仿真子系統(tǒng)。機器人焊接離線編程與仿真技術(shù)是利用計算機圖形學的成果在計算機中建立起機器人及其工作環(huán)境的模型，通過對圖形的控制和操作，在不使

7、用實際機器人的情況下進行編程，進而產(chǎn)生機器人程序。5、知識庫子系統(tǒng)。一般焊接機器人的智知識庫子系統(tǒng)主要包括焊接工藝專家系統(tǒng)、各種材料焊接動態(tài)過程模型、焊接動態(tài)過程智能控制方法、機器人焊接系統(tǒng)信息管理、故障分析與焊接質(zhì)量監(jiān)測評定知識庫等。六、 焊接機器人的優(yōu)點 1、每個焊點的焊接周期可大幅度降低，因為焊鉗的張開程度是由機器人精確控制的，機器人在點與點之間的移動過程、焊鉗就可以開始閉合；而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后焊鉗才閉會或焊鉗完全張開后機器人再移動。 2、焊鉗張開度可以根據(jù)工件的情況任意調(diào)整，只要不發(fā)生碰撞或干涉盡可能減少張開度，以節(jié)省焊鉗開度，以節(jié)省焊

8、鉗開合所占的時間。 3、焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調(diào)節(jié)，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合，減少撞擊變形和噪聲。七、焊接機器人生產(chǎn)線焊接機器人生產(chǎn)線比較簡單的是把多臺工作站（單元）用工件輸送線連接起來組成一條生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線仍然保持單站的特點，即每個站只能用選定的工件夾具及焊接機器人的程序來焊接預(yù)定的工件，在更改夾具及程序之前的一段時間內(nèi)，這條線是不能焊其他工件的。另一種是焊接柔性生產(chǎn)線（FMS-W）。柔性線也是由多個站組成，不同的是被焊工件都裝卡在統(tǒng)一形式的托盤上，而托盤可以與線上任何一個站的變位機相配合并被自動卡緊。焊接機器人系統(tǒng)首先對托盤的編號或工件進行識別，自動調(diào)出焊接這種工件的程序進行焊接。這樣每一個站無需作任何調(diào)