机器人辅助的自动化机械加工焊接技术.pdf
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1、自动化技术与应用 Automation Technology and Application2023.7 今日制造与升级 450引言随着制造业的发展和进步,自动化机械加工焊接技术在工业生产中起着越来越重要的作用。传统的手工焊接存在人工操作不稳定、效率低下以及质量难以保证等问题,机器人辅助的自动化机械加工焊接技术能够解决这些问题并提高生产效率和产品质量。因此,对机器人辅助的自动化机械加工焊接技术进行研究,具有重要的现实意义和应用价值。1 机器人辅助的自动化机械加工焊接技术概述1.1 自动化机械加工焊接的定义自动化机械加工焊接是指利用机器人或自动化设备进行焊接操作,实现焊接过程的自动化和智能化。随
2、着工业自动化和智能化的不断发展,自动化机械加工焊接技术得到了广泛应用。它将传统的手工焊接替换为机器人执行焊接任务,具有高度的精确性、稳定性和效率,能够提高焊接质量和生产效率。1.2 机器人技术在焊接领域的应用概况机器人技术在焊接领域具有广泛的应用前景。机器人具有高精度、高重复性和灵活性等特点,能够完成各种复杂的焊接操作,并适应不同类型和形状的工件。常见的焊接机器人包括工业机器人、协作机器人和移动机器人等。工业机器人是最常用的焊接机器人,通过其灵活的机械臂和多轴运动系统,可以完成复杂的焊接路径和姿态控制。协作机器人能够与人类共同工作,具有传感器和安全装置,可以与人类进行合作式焊接操作。移动机器人
3、是一类具有移动功能的机器人,可以在工作场景中自由移动和执行焊接任务,适用于大型工件或无法移动的工件的焊接1。2 机器人辅助的自动化机械加工焊接系统设计与优化2.1 机器人选择与配置2.1.1 机器人类型选择根据具体的焊接需求和工件特点,需要选择适合的机器人类型。常见的机器人类型包括 SCARA(选择性顺序接近机器人)、轨道式和关节式机器人。SCARA 机器人适用于焊接过程中需要进行较小范围、高精度的运动控制,如对小型工件的点焊操作;它具有快速准确的重复性和较小的占地面积,能够高效地完成焊接任务。轨道式机器人适用于大型工件的焊接,因为它可以沿轨道移动,覆盖大范围的工作区域;它具有较高的灵活性和运
4、动范围,可以适应不同尺寸和形状的工件。关节式机器人具有多个关节连接,可以实现复杂的运动轨迹和姿态控制。它适用于需要较高自由度和灵活性的焊接任务;可以适应复杂形状的工件。根据具体的焊接需求和工件特点,可以选择适合的机器人类型来实现自动化机械加工焊接2。2.1.2 机器人配置和布局设计首先,需要确定机器人的数量和位置。这取决于焊接任务的需求和生产线的布局。如果焊接任务复杂且需要高产量,可以考虑使用多个机器人进行协同工作,以提高焊接效率。其次,需要划分机器人的工作区域,根据工件的尺寸和形状来确定。这样可以确保机器人能够自由移动并执行焊接任务,避免与其他设备或工人发生碰撞。最后,需要选择合适的末端工具
5、和固定装置。根据焊接任务的要求,选择适当的末端工具和固定装置,确保机器人能够稳定地夹持工件进行焊接操作。通过合理的机器人选择和配置,可以实现机器人辅助的自动化机械加工焊接系统的高效运行和焊接质量的提升。摘要随着工业自动化的发展和智能机器人技术的成熟,机器人在焊接过程中的应用正逐渐取代传统手工焊接,以提高焊接质量、效率和生产灵活性。文章在对机器人辅助的自动化机械加工焊接技术进行一定论述的基础上,进一步探讨机器人辅助的自动化机械加工焊接系统设计与优化,分析其在焊接质量与效率方面的优化作用,有助于促进机器人辅助的自动化机械加工焊接技术应用的不断深入,进而推动焊接水平的不断提高,为焊接质量提供可靠保障
6、。关键词机器人;自动化;加工焊接中图分类号TG43 文献标志码A机器人辅助的自动化机械加工焊接技术高晨(桂林鸿程矿山设备制造有限责任公司,广西桂林541000)自动化技术与应用 Automation Technology and Application46 今日制造与升级 2023.72.2 感知与导航系统2.2.1 传感器的选择和布置选择适当的传感器并进行合理的布置,以实现对焊接过程中的关键信息的感知和获取。其中,视觉传感器是一种常用的传感器类型,可以通过图像识别和处理技术来获取焊接工件的几何形状、位置和姿态等信息。通过视觉传感器的使用,机器人可以实现对焊缝的检测和跟踪,确保焊接操作的准确性
7、和稳定性。力传感器也是一种重要的传感器,它可以测量焊接过程中施加在工件上的力和力矩,用于控制焊接过程中的力度和压力,以确保焊接质量和稳定性。通过选择合适的传感器,并进行合理的布置,可以为机器人提供必要的感知能力,实现对焊接过程中关键信息的实时获取。2.2.2 机器人路径规划与导航算法路径规划是指确定机器人在执行焊接任务时的运动路径,以实现高效、准确和安全的焊接操作。在机器人辅助的自动化机械加工焊接中,路径规划需要考虑工件的几何形状、焊接点的位置、工艺要求和机器人的运动能力等因素。通过合适的路径规划算法,可以确保机器人能够顺利地沿着预定的路径进行焊接操作,并避开障碍物或其他限制条件。导航算法是指
8、确定机器人在工作区域内的位置和姿态,以便准确地导航和控制机器人的运动。导航算法可以利用传感器数据来对机器人进行定位和定向,以确保机器人能够精确地执行焊接任务,并在需要时进行实时调整。通过合理的路径规划和导航算法,可以提高机器人的运动效率和精确度,优化自动化机械加工焊接系统的性能和质量。2.3 控制与运动规划2.3.1 控制系统设计控制系统设计是为了实现对机器人的精确控制和稳定性。在焊接系统中,控制系统可以采用开环控制或闭环控制方法。开环控制是指根据预先设定的输入信号来驱动机器人的运动,但无法对实际输出进行反馈调整。闭环控制则包括对机器人的运动进行反馈测量,并通过比较实际输出与期望输出来调整控制
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