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机器人在工件探伤中的应用(1)_工程力学专业毕业论文

发布时间:2014-11-14 来源:人大经济论坛
机器人在工件探伤中的应用(1)_工程力学专业毕业论文 一、直角坐标机器人介绍 德国百格拉公司是世界上最著名的机器人供应商之一,生产多种规格的直线运动单元/导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为基础,在短时间内可提供各种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。这些机器人可以装备焊枪、通用手爪或专用工具,完成焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂等一系列工作。由于百格拉的导轨、驱动电机、减速机和控制系统等所有部件全部自己生产,使得机器人整体性能更加优异。十多年来,出厂的机器人和生产线全部在正常工作。深受包装机械、印刷机械、机械电子、汽车、食品、药品和化妆品生产等行业新老用户的厚爱。 百格拉公司的120多名专家及工程技术人员成功开发生产了各种规格的线性导轨,并在此基础上与用户密切合作开发通用及专用机器人,已为许多厂家提供了数千台各种专用机器人及生产线。其中一个应用领域是工件无损探伤。 在直角坐标机器人中各个轴主要是做直线运动,而且运动方向通常是相互垂直的,所以叫直角坐标机器人。直角坐标机器人可分为一维到多维很多种,每一维是一个运动轴,由一个直线运动单元组成。一台喷涂用三维直角坐标机器人由三个直线运动单元组成,而一台码垛机器人根据应用要求通常由几个一维,二维和三维直角坐标机器人组合而成。百格拉公司直角坐标机器人的主要技术数据是运动行程0到18米;负载1~180公斤;重复定位精度0.05mm;每个轴运动速度最高可达5米/秒。 每个直线运动单元的主要部分是特制高强度高直线度铝型材,横截面积可实现40×40mm2到120×120mm2,也可以由多根组合成为一个大截面的导轨。型材内部配有特殊的钢轨来保证机械强度和长期保持平行度,同时也是运动滑块的载体。配滚珠丝杠和密封轴承导轨的直线运动单元的特点是定位精度高,带负载能力强,速度最大到1米/秒;滑动方式分为光杠滚轮轴承导轨和密封轴承导轨;优点是钢性好、磨擦系数小、阻力低、精度高;传动方式主要有齿型带、齿条和滚珠丝杠传动;驱动电机主要分为步进电机和伺服电机两种,有时驱动电机配neugart精密行星减速机来增大出力和减少负载的转动惯量。 根据机器人所要完成的工作,首先确定机器人的结构组成。可以是龙门式,挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度,动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号,所配驱动电机及所配neugart精密行星减速机的型号。下图是一个典型三维直角坐标机器人。 二、百格拉公司机器人在无损检测中的应用案例 1、在航天飞船部件无损检测中的应用 (1)任务:采用超声无损探伤对航天飞船上的许多 部件进行无损扫描。 (2)机器人型号及设备 ●选用百格拉三维直角坐标机器人pr6/3, x,y,z轴的有效行程分别为5400mm, 5400mm和400mm。在z轴下端上装配 可旋转超声探头。探头旋转角度是0~360°。 最大可以被测物体是5400*5400*400mm。 ●可对部件从上到下360°无损探伤扫描。 扫描密度几乎没有限制,可以非常精密, 也可以仅对部件的几个关键部位进行无损 探伤扫描。 ●右图是对仪表板进行无损探伤扫描。 (3)任务描述:控制系统使用百格拉公司tlcc,驱动电机是百格拉公司智能伺服控制系统tlc612,tlc411实现定位控制。tlcc是一个专用工控机,通过can总线控制tlc伺服控制系统。tlcc可以预存很多部件的几何数据,用于引导超声探头等距离或多方位、多角度的无损探伤扫描。得到的测量数据可以存储在tlcc中,可以给出分析探伤的结果,可以打印或上传给上位机,以便进一步保存和分析,也可以显示出探伤扫描图象及对应滤波,增强、放大、旋转、特征提取及分析等。 2、 (1)任务:航天飞船圆柱类部件无损探伤扫描 (2)机器人型号及设备 ●选用百格拉二维直角坐标机器人lp-4/2, ●x轴行程为500mm,z轴行程为1300mm, 在z轴上装配扫描头,通过可旋转轴可对 仪表板由上到下每一个部位进行360°扫 描。 ●旋转轴采用bergerlahr步进电机 vrdm31117驱动加neugart精密 行星减速机pls90/8。控制系统使用 百格拉公司专用工控机tlcc。 (3)任务要求:整个过程需要机器人的动作 保持高重复性,并且要求定位极其精确, 可简便地完成自动和手动操作等功能的转换。这里探头不转,可以上下和前后精密运动。被测部件要转动,其它功能类同前面1)中所描述的。
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