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直角坐標機器人在移載機上的應(yīng)用

文章作者：沈陽力拓自動化控制技術(shù)有限公司 楊樹彬 024-25872400
參考資料：德國BAHR公司直角坐標機器人 www.lt-bahrrobot.com或者www.lituo-robot.com
關(guān)鍵詞：直角坐標機器人、涂膠機、伺服運動、運動控制

    隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，直角坐標機器人技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。直角坐標機器人作為執(zhí)行機構(gòu)，具用控制方便，執(zhí)行動作靈活，可以實現(xiàn)復(fù)雜的空間軌跡控制。沈陽力拓自動化控制技術(shù)有限公司在多年機器人技術(shù)應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)基礎(chǔ)上，依托德國BAHR公司直線定位系統(tǒng)性及機械手臂開發(fā)出了價比優(yōu)良的系列數(shù)控涂膠機器人，廣泛應(yīng)用在汽車、家電等行業(yè)，是汽車等行業(yè)重要的加工裝備。

    直角坐標機器人在移載機上的使用，一般作為物料變位，它與碼垛機有很多相似之處，但移載機不要求按排按層擺放物體，而只是件物體有一個位置移到另一個位置。
要求：將物體移到加工區(qū)，進行加工，加工完成后，移回原位；
運動空間為二維，XZ方向。
行程：X方向3000mm, Z方向2000mm,
提升負載重量為1500Kg,
物體外形輪廓：2000mmx1000 mmx100mm
最快速度為1000mm/s，平均速度為500mm/s。
定位精度：0.5mm

1、機器人定位系統(tǒng)
    該設(shè)備的特點是負載大，運行速度較快， X,,Z兩坐標均選擇為同步齒形帶傳動，單坐標重復(fù)定位精度為0.1mm，最快直線運動速度：1000mm/s。
    X坐標軸行程3000mm,總長就要達到約5000mm，兩端支撐結(jié)構(gòu)，如果選擇通常鋁型材定位單元構(gòu)建，即使選者最大截面的ALLZ系列產(chǎn)品，也將產(chǎn)生較大的撓度形變。為此我們選擇了兩根鋼結(jié)構(gòu)定位系統(tǒng)作為X軸定位單元。同步軸保證兩根定位系統(tǒng)運動的同步，由一臺伺服電機驅(qū)動。出于驅(qū)動扭矩及慣量的匹配，需要配一臺行星減速機。該案例中以獨特的機構(gòu)要求，我們將驅(qū)動安裝在兩個定位單元的中間，由一臺雙輸出軸減速機將動力傳輸給兩個定位單元。

    Z軸選用BAHR公司最大提升拉力的定位單元ELFZ125，雙滑塊全包圍，牢固穩(wěn)定。該產(chǎn)品是專為提升重載物體而設(shè)計的，驅(qū)動源在滑塊安裝上。因物體備抓取的面積較大，為平衡負載，我們選者了兩個ELFZ125定位單元作為提升動力軸。這兩個定位單元由一根同步軸保證運動的同步，由一臺伺服電機驅(qū)動。出于驅(qū)動扭矩及慣量的匹配，需要配一臺行星減速機。我們將驅(qū)動安裝在兩個定位單元的中間，由一臺雙輸出軸減速機將動力傳輸給兩個定位單元。

2、伺服驅(qū)動系統(tǒng)
    該碼垛機器人的選用具有Profibus 功能的伺服電機。每個運動軸配有一臺伺服電機及一臺減速機，四個運動軸，共四套伺服電機和四臺減速機，其中垂直運動軸為帶抱閘伺服電機。

3、機器抓手
    該機械手選用德國菲施托氣動機械手，壓力可調(diào)，配備壓力緩沖閥，使夾持動作平穩(wěn)。抓手上裝有感應(yīng)機構(gòu)，能夠自動感知物體，并通知控制中心進行物體抓放。

4、控制系統(tǒng)
    控制系統(tǒng)由大型PLC、觸摸屏組成。該系統(tǒng)擁有強大的Profibus通訊功能。能夠?qū)?shù)據(jù)實時傳輸給以太網(wǎng)，能夠?qū)⒖刂浦噶钜钥偩€的方式發(fā)送給伺服系統(tǒng)，使整個的運動相當流暢。該系統(tǒng)可預(yù)置多種工件的程序，更換品種時可在觸摸屏上調(diào)用相應(yīng)程序。

5、安全防護裝置 
    該機具有故障提示及報警功能，并且每次出現(xiàn)故障時都能準確的反映出故障具體位置，便于迅速排除故障，主要包括：機器人碰撞保護功能；工件安裝到位檢測；光幕安全保護。