模块化柔性机器人自动化防错凸焊系统

发布时间：2021-03-28 04:32

　　为了实现车身焊装过程中高质量、高灵活性、高效率的自动化柔性螺母/螺栓凸焊,架构了一套集成机器人技术、位移传感器技术、现场总线技术的模块化柔性机器人自动化防错凸焊系统,该系统通过对KUKA机器人的运动控制和逻辑控制实现焊件的搬运;通过螺母/螺栓输送机实现螺母/螺栓的自动输送;通过配置专用的位移控制器,识别上电极线性位移量来判断螺母/螺栓的各种放置状态;通过Profinet总线实现对凸焊系统的自动化控制。现场应用表明:该系统极大地提高了凸焊工艺的精度、效率和灵活性。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(10)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

凸焊检测流程

机器人自动化防错凸焊控制系统采用TIA集成软件作为开发平台。主从站控制信息交互、收发坐标数据信息、位移传感器数据的A/D采集、位移误差分析、程序的编码译码、I/O逻辑控制、KUKA机器人各驱动轴的速度调节、运动轨迹控制和数据采集、读取编码器反馈信息等都在PLC控制器中完成,而控制系统的界面显示、规范信息配置、误差范围设定、采集数据监控、各子系统运行状态监控、信号指示等在人机交互界面完成,人机界面如图7所示,各子系统之间通过PLC和触摸屏集成的以太网专用通讯接口进行通讯,实现了数据的读写和交换。PLC控制系统通过与机器人控制系统通信,可接收其发出的位置信息和终端夹具状态信息,计算每个驱动轴的运动参数和运动截止条件,进而以控制指令的形式将处理结果发送至机器人控制器,机器人控制器以脉冲指令的形式传输给各驱动轴的驱动器,对KUKA机器人和终端夹具进行运动控制和逻辑控制,使其执行动作,包括各伺服驱动轴的角速度、速度及加速度等参数控制以及终端夹具的压脚伸缩等操作。另外,对于路径规划问题,由于站点的设备布局是已知的,因此使用最短的切向路径规划方法来规划运动路径,该方法简单、快速、易于实现,可以提高机器人搬运作业的工作效率。

本例中支架总成凸焊M12六角螺母选用焊接规范如下:焊接电流为6.5 kA、焊接时间为180 ms、焊接压力为3 500 N、预压时间为1 s,平均节拍<70 s,焊接结果如图8所示,工作人员采取目视检验和非破坏性强度检验两种检验方法对焊接结果进行检验。检具进行焊件规格检验,在焊接件的首、末件和相隔20件抽检进行非破坏性强度检验,扭力满足焊接要求且无螺母脱落现象。6 结束语

【参考文献】：
期刊论文
[1]热成形钢/T型镀锌螺母的电容储能凸焊接头组织及性能[J]. 周照耀,罗洁汉,邹春华,邹春芽.  华南理工大学学报(自然科学版). 2018(10)
[2]基于步进电机的机器人夹持器控制系统设计[J]. 齐诗萌,闵华松,黄文晖.  仪表技术与传感器. 2018(09)
[3]基于PID算法和STM32的分拣搬运机器人的设计[J]. 周继裕,张坤忠,许雪威,冯仲明.  仪表技术与传感器. 2017(04)
[4]五自由度搬运机器人系统设计与运动学分析[J]. 丁磊,李恩,谭民,王逸洲.  华中科技大学学报(自然科学版). 2015(S1)
[5]狭闭空间内苗盘物流化搬运机器人运动规划与试验[J]. 权龙哲,申静朝,奚德君,王昊,刘立意.  农业机械学报. 2016(01)
[6]机器人自动化制孔系统[J]. 毕运波,李永超,顾金伟,郭英杰,闻立波,汪少斌,黄红.  浙江大学学报(工学版). 2014(08)
[7]基于计算机视觉的滚珠螺母形位误差检测[J]. 贺秋伟,王龙山,刘庆民,李国发.  农业机械学报. 2007(08)



本文编号：3104892