焊接机器人系统由机器人臂、控制器、驱动器、教学箱、焊接机、换位器、转盘等周边设备、焊接夹具和安全装置组成。电机驱动的机器人、控制器和驱动器一般安装在控制箱内；对于智能机器人，还应配备激光或相机传感器及其控制设备等传感器系统。

1)机械臂

机器人手臂，也被称为机械手，是机器人的操作部分。直接驱动终端机械手实现各种运动和操作。它的结构是多样化的，完全取决于任务的需要。其目标是高精度、高速度、高灵活性、大工作空间和模块化。主要有三种结构形式：机床类型，通常用于简单和特殊的焊接机器人；全铰链，其位置和姿势通过旋转运动实现，目前主要使用机械手；平面关节类型，除了上下运动由直线运动组成，其余由旋转运动组成，广泛应用于装配机器人。

2)驱动器

由于大多数焊接机器人都是由伺服电机驱动的，因此下面介绍了四种常用的电机驱动器。步进电机驱动器使用步进电机，特别是细分步进电机作为驱动源。一般为开环控制，主要用于经济型工业机械；直流伺服电机系统可实现三个位置、速度和加速度。闭环控制，精度高，调速范围广，动态性能好；交流电机伺服系统驱动程序，采用交流伺服电机系统，直流伺服系统的所有优点，由于交流电机没有碳刷，动态特性好，使新机器人不仅事故率很低，不需要维护时间大大增加，加速（减速）速度快。它在机器人中得到推广和采用；直接驱动电机驱动器是机器人驱动器的新发展。直接驱动电机，低速仍能输出稳定的功率。动态质量高，消除了减速机构，可以直接驱动关节，是机器的开发方向。驱动器的基本组成部：电源、功率放大器板、伺服控制板、电机、角度测量仪、转速表和制动器。机器人驾驶员是一个非常高要求的驱动系统。它不仅要确保提供足够的动力来驱动机器人手臂的关节，而且还要实现快速和频繁的启动和停止，准确的定位和移动。这需要三个运动闭环：闭环、速度闭环和加速闭环，因此在驱动器上安装了一个高精度的角度测量和速度测量传感器。同时，为了保护电机和电路，必须有一个电流闭环。

3)控制器

机器人控制器是机器人的核心部件，它实现了机器人的所有信息处理和机器人手臂的运动控制。焊接机器人控制器主要采用二次计算机结构。计算机在虚线框中。它的任务是计划和管理。当机器人处于教学状态时，它接受教学系统、运动参数和工艺参数发送的每个教学点的位置和姿态信息，并通过计算、教学（组合）将每个点的坐标值转换为直角坐标的值并存储在计算机内存中。当机器人处于复制状态时，它逐点取出其位置和姿态的内存，执行圆形或线性插值操作，计算每个插值点的位置和姿态坐标的值，这是路径规划生成。然后，逐点将每个插入点的位置和姿态坐标值转换为关节坐标值，并将其分配到每个关节。这是计算机的计算机，其任务是伺服电机。从计算机接收到每个关节下一步的预期位置和姿势后，再进行均匀细分，使运动轨迹更加平稳。然后将每个接头下一个精细步骤的预期值逐点发送到驱动电机，同时检测光电代码盘信号，直到准确为止。以上是一个实时过程，上述计算必须在控制过程中完成。

4)教学箱

教学箱是一种用于人机交互教学的人机交互界面。目前，人们教授机器人有三种方式：手对手教学，也称为全过程教学，即人们握住机器人手臂的末端，根据实际情况驱动机器人。再次操作任务；教学箱进行教学，即人们通过教学箱操作机器人进行教学。这是目前常用的机器人教学方法。目前，焊接机器人采用这种方法；离线编程教学，即现场教学不需要手动操作机器人，可以根据图纸在计算机上编程，然后输出到机器人控制器。它具有不占用机器人工易于优化、更安全的优点，是未来的发展方向。

5)焊机

焊接机器人通常是基于数字焊机。例如，日本的松下焊机是松下自己的数字焊机，其接口是保密的。日立代日立提供了FANUC焊接机器人。开发和购买这种类型的焊机，同时保持接口保密。由于价格和技术问题，一些国内制造商在选择焊机时采用了灵活的解决方案。

目前，成熟的焊接机器人一般采用交流伺服电机驱动的六自由度串联机器人。该方法具有工作空间大、旋转灵活、速度快等优点。问题是关节的误差被随后的机制放大了。然而，从现有产品的角度来看，这一问题通过伺服控制器等控制策略得到了很好的解决。

相关文章

相关产品