管道焊接機(jī)器人發(fā)展歷史

管與管之間相交產(chǎn)生的相貫線焊縫在工業(yè)中非常常見。在20世紀(jì)，國內(nèi)外工廠大多采用手工的方式來完成焊接。由于相貫線焊縫是復(fù)雜的空間軌跡，并且焊接的生產(chǎn)周期一般較長，所以很難保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性。另外，在大型的厚壁容器在焊接的過程中，一般需要對待焊管體進(jìn)行預(yù)熱工作，并且預(yù)熱溫度一般較高，使得工作環(huán)境比較惡劣。自20世紀(jì)末期開始，國內(nèi)外開始研究相貫線焊縫的自動(dòng)焊接技術(shù)，并且有了一定的成果。隨著微處理技術(shù)、大功率電力電子技術(shù)的成熟和交流永磁電機(jī)材料的發(fā)展和應(yīng)用，電機(jī)效率的提高和制造成本的降低，交流伺服系統(tǒng)得到長足發(fā)展并將逐步取代直流伺服系統(tǒng)。1996年日本慶應(yīng)大學(xué)研制出了管道焊接自主移動(dòng)機(jī)器人它能夠沿管道移動(dòng)，在焊前利用CCD相機(jī)采集信息，自動(dòng)尋找焊縫位置，然后讓通過幾個(gè)軸的配合實(shí)現(xiàn)全位置焊接，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-6所示。該焊接機(jī)器人設(shè)計(jì)較為繁瑣，在實(shí)際應(yīng)用中適應(yīng)性不強(qiáng)。

焊接機(jī)器人的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜

，機(jī)械性能、成本因素、能耗功率、可移動(dòng)性、動(dòng)態(tài)特性和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)等都是要充分考慮的。尤其是機(jī)器人要在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下工作，如何克服噪音和振動(dòng)等因素就是要充分考慮的問題。在焊接機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，我們越來越發(fā)現(xiàn)，仿生學(xué)的作用愈發(fā)明顯，機(jī)器人和人類一樣，在本質(zhì)上都是物質(zhì)決定意識的產(chǎn)物，或者說都是按照一定程式在特定觸發(fā)環(huán)境下去工作的。和人類運(yùn)動(dòng)能夠產(chǎn)生的各種障礙一樣，焊接機(jī)器人在工作狀態(tài)下也會(huì)遭遇因?yàn)樵荚O(shè)計(jì)對環(huán)境考慮不周而發(fā)生的問題。焊接機(jī)器人的系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)過程大致可以分為上述11點(diǎn)內(nèi)容，如果大家想要進(jìn)行焊接機(jī)器人的操作，就要細(xì)膩的去學(xué)習(xí)，不斷提高自身的操作素養(yǎng)，更好的去操作焊接機(jī)器人，保證焊接效果。比如人類在進(jìn)化過程中，因?yàn)榄h(huán)境的改變可能會(huì)發(fā)生職業(yè)病，比如闌尾的設(shè)計(jì)就是進(jìn)化的多余產(chǎn)物，機(jī)器人也是如此，設(shè)計(jì)是根據(jù)特定的環(huán)境，可能會(huì)因?yàn)橥话l(fā)環(huán)境的變化而產(chǎn)生故障，因?yàn)榇藭r(shí)焊接機(jī)器人仍然按照原有程式運(yùn)作。在焊接機(jī)器人系統(tǒng)穩(wěn)定性和機(jī)械可靠性以及操作安全性越來越提高的今天，這種環(huán)境變化而產(chǎn)生故障因?yàn)樵絹碓揭鹑藗兊闹匾暎@可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人因?yàn)榕袛鄦栴}而錯(cuò)誤操作。

焊接機(jī)器人機(jī)械臂調(diào)速曲線的3種形式

焊接機(jī)器人工作時(shí)，根據(jù)機(jī)械臂末端與焊點(diǎn)的距離遠(yuǎn)近，可以劃分為三種不同的機(jī)械臂調(diào)速曲線，分別是下圖的Curve-0、Curve-1、Curve-2。三種曲線均為理想速度曲線。

當(dāng)焊接機(jī)器人執(zhí)行焊接任務(wù)時(shí)，首先計(jì)算機(jī)械臂末端到目標(biāo)距離(焊點(diǎn))的距離。機(jī)械臂啟動(dòng)、停止所運(yùn)行的短距離記為L0，大速度記為V0，則當(dāng)需要移動(dòng)的距離L<L0時(shí)，機(jī)械臂末端速度為余弦曲線Curve-0；當(dāng)機(jī)械臂末端所需的-直線曲線Curve-2。下面焊接機(jī)器人廠家就焊接機(jī)器人原理圖的設(shè)計(jì)為大家詳細(xì)介紹一下。