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焊接机器人的分类

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焊接机器人是一个 机电一体化的设备,可以按用途、结构、受控运动方式、驱动方 法等观点对其进行分类。

  (1)按用途分类

  1) 弧焊机器人  由于弧 焊工艺早已在诸多行业中得到普及,弧焊机 器人在通用机械、金属结 构等许多行业中得到广泛运用。弧焊机 器人是包括各种电弧焊附属装置在内的柔性焊接系统,而不只 是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机,因而对 其性能有着特殊的要求。在弧焊作业中,焊枪应 跟踪工件的焊道运动,并不断 填充金属形成焊缝。因此运 动过程中速度的稳定性和轨迹精度是两项重要指标。一般情况下,焊接速度约取5~50mm/s,轨迹精度约为±0.2~0.5mm,由于焊 枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此,希望在 跟踪焊道的同时,焊枪姿 态的可调范围尽量大。

  2) 点焊机器人  汽车工 业是点焊机器人系统一个典型的应用领域,在装配 每台汽车车体时,大约60%的焊点 是由机器人完成。最初,点焊机 器人只用于增强焊作业(往已拼 接好的工件上增加焊点),后来为 了保证拼接精度,又让机 器人完成定位焊接作业。

  (2)按结构坐标系来分

  1) 直角坐标型  这类机 器人的结构和控制方案与机床类似,其到达 空间位置的三个运动(x、y、z)是由直线运动构成(见图1),这种形 式的机器人优点是运动学模型简单,各轴线 位移分辨率在操作容积内任一点上均为恒定,控制精度容易提高;缺点是机构庞大,工作空间小,操作灵活性较差。简易和 专用焊接机器人常采用这种形式。

  2) 圆柱坐标型  这类机 器人在基座水平转台上装有立柱,水平臂 可沿立柱作上下运动并可在水平方向伸缩(见图2)。这种结 构方案的优点是末端操作可获得较高速度,缺点是 末端操作器外伸离开立柱轴心愈远,其线位 移分辨精度愈低。

  3) 球坐标型  与圆柱 坐标结构相比较,这种结 构形式更为灵活。但采用 同一分辨率的码盘检测角位移时,伸缩关 节的线位移分辨率恒定,但转动 关节反映在末端操作器上的线位移分辨率则是个变量,增加了 控制系统的复杂性(见图3)。

  4) 全关节型  全关节 型机器人的结构类似人的腰部和手部,其位置 和姿态全部由旋转运动实现(见图4),其优点是机构紧凑,灵活性好,占地面积小,工作空间大,可获得 较高的末端操作器线速度;其缺点 是运动学模型复杂,高精度控制难度大,空间线 位移分辨率取决于机器人手臂的位姿。


   

              

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