理想智能裝備

焊接機器人的基本工作原理


 焊接機器人是一種生產裝備,其基本功能是提供作業所須的運動和動力.其基本工作原理是通過操作機上各運動構件的運動.自動地實現手部作業的動作功能及技術要求。因此在基本功能及基本工作原理上,工業機器人與機床有相同之處:二者的末端執行器都有位置變化要求,而且都是通過坐標運動來實現末端執行器的位置變化要求。當然機器人也有其獨特的要求,是按關節形式運動為主,同時機器人的靈活性要求很高,其剛度、精度要求相對較低。

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  (1)機器人手臂的運動


9518777宏发网  機器人的機械臂是由數個剛性桿體和旋轉或移動的關節連接而成,是一個開環關節鏈,開鏈的一端固接在基座上,另一端是自由的安裝著末端執行器(如焊槍),在機器人操作時,機器人手臂前端的末端執行器必須與被加工工件處于相適應的位置和姿態,而這些位置和姿態是由若干個臂關節的運動合成的。


  因此,機器人運動控制中,必須要知道機械臂各關節變量空間和末端執行器的位置和姿態之間的關系,這就是機器人運動學模型。一臺機器人機械臂的幾何結構確定后,其運動學模型即可確定,這是機器人運動控制的基礎。


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9518777宏发网  (2)機器人軌跡規劃


9518777宏发网  機器人機械手端部從起點的位置和姿態到終點的位置以及姿態的運動軌跡空間曲線叫做路徑。


9518777宏发网  軌跡規劃的任務是用一種函數來“內插”或“逼近”給定的路徑,并沿時間軸產生一系列“控制設定點”,用于控制機械手運動。目前常用的軌跡規劃方法有空間關節插值法和笛卡爾空間規劃兩種方法。


  (3)機器人機械手的控制


  當一臺機器人機械手的動態運動方程已給定,它的控制目的就是按預定性能要求保持機械手的動態響應。但是,由于機器人機械手的慣性力、耦合反應力和重力負載都隨運動空間的變化而變化,因此要對它進行高精度、高速度、高動態品質的控制是相當復雜且困難的。


  目前工業機器人上采用的控制方法是把機械手上每一個關節都當做一個單獨的伺服機構,即把一個非線性的、關節間耦合的變負載系統,簡化為線性的非耦合單獨系統。