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直角坐標機器人在檢測行業中的應用

BAHR直角坐標機器人在檢測行業中的應用案例

文章作者:沈陽力拓自動化控制技術有限公司 楊樹彬 024-25872400

參考資料:德國BAHR公司直角坐標機器人

公司網站:http://www.lituo-robot.com

關鍵詞:直角坐標機器人、搬運機械手、運動控制、伺服系統

無損檢測是指在不破壞產品的形狀、結構和性能的情況下,為了了解產品及各種結構物材料的質量、狀態、性能及內部結構所進行的各種檢測叫做無損檢測;常用的無損檢測方法有:射線檢測(RT)、超聲波檢測(UT)、磁粉檢測(MT)、滲透檢測(PT)、渦流檢測(ET)和目視檢測(VT)。

應用案例一:三坐標壁掛機器人對液晶顯示器的檢測。

一、 工作要求:
1
、采用視覺系統對地撓顯示器進行檢測。

2、檢測范圍:

X Y Z 軸的有效行程分別為2500mm 600mm 400mm 。在 Z 軸下端裝配 可旋轉視覺像機。相機可旋轉。

3、 工件形狀:

工件為電腦液晶顯示器,該顯示器有大有小,工作臺每次安裝10個顯示器,以備檢測。

4、 定位位精度及分辨率:

重復定位度為±0.025mm,系統分辨率0.01 mm

5、控制系統:

系統要求能夠對檢測數據要進行分析處理,包括顯示出探傷掃描圖像、濾波、增強、放大、旋轉、特征提取、將掃描結果打印或上傳給上位機、位置標記 等。

二、機器人組成:
該機器人由安裝架及顯示器工作臺、機器人定位系統、伺服驅動系統、末端檢測設備(相機)、控制系統等組成。

2、機器人定位系統

機器人定位系統是整臺設備的核心,為德國bahr公司產品, X,Y,Z三坐標均選擇為高精密滾珠絲杠傳動,單坐標重復定位精度為0.025mm

X軸選用DLK200定位單元,由一臺1000W伺服電機驅動。伺服電機與滾珠絲杠直接連接。

Y軸選用DLK160定位系統單元,由于結構要求,Y 軸是該運動結構的最末端。伺服電機與滾珠絲杠直接連接。

Z軸選用DLK160定位系統單元,Z軸的下端安裝電機,上端安裝Y,其滑塊與X軸滑塊。伺服電機與滾珠絲杠直接連接。

一臺微型伺服電機帶動一臺精密行星減速機,行星減速機輸出端安裝視覺系統,形成旋轉軸。所有這些元件均安裝Y軸的滑塊上。

3、伺服驅動系統

選用具有通用功能的伺服電機。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。

4、視覺系統

該部分由光源、鏡頭等組成。功能是時時將圖像傳輸給控制中心。

5、控制系統

控制系統由大型PLC、觸摸屏組成。

6、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。



應用案例二:直線伺服驅動機器人定位系統在圖像處理上的應用

一、 工作要求:
1
、采用視覺系統對圖像進行檢測。

2、檢測范圍:

X Y 的有效行程分別為500mm 400mm 。在 Y 軸下端裝配 視覺像機。

3、工件形狀:

工件為電腦液晶顯示器,該顯示器有大有小,工作臺每次安裝10個顯示器,以備檢測。

4、 定位位精度及分辨率:

定位度為0.01mm

5、控制系統:

系統要求能夠對檢測數據要進行分析處理。

二、機器人組成:
該機器人由安裝架及顯示器工作臺、機器人定位系統、伺服驅動系統、末端檢測設備(相機)、控制系統等組成。
1、機器人定位系統

因為該結構要求的定位精度很高,用一般的傳動方式,如滾珠絲杠傳動,很難實現,我們選者了直線伺服電機定位單元。

X軸選用兩根DSM120定位單元。該定位系統的軌道是由兩排直線滾珠軌道組成的,軌道并排安裝在DS120定位型材的內底面兩側,直線電機的定子安裝在DS120定位型材內底面的中部,直線電機的動子安裝在DS120的滑塊上,滑塊與軌道安裝在一起,在軌道上運動。兩個電機分別由兩臺伺服驅動來驅動,由同一控制信號控制,保證嚴格的同步。

Y軸選用一根DSM120定位單元,為便于安裝負載,DSM120 滑塊安裝面與工作臺面垂直。負載直接安裝在該軸的滑塊上。

2、伺服驅動系統

直線伺服電機作為驅動已經與定位單元融為一體,不再需要其他的驅動。

3、視覺系統

該部分由光源、鏡頭等組成。功能是時時將圖像傳輸給控制中心。

4、控制系統

控制系統由大型PLC、觸摸屏組成。

應用案例三:三坐標龍門機器人對飛機零件的檢測。

一、 工作要求:
1
、采用超聲無損探傷對飛機的許多 小部件進行無損掃描。

用超聲波檢測(UT)方法進行探傷檢測

2、探傷范圍:

X Y Z 軸的有效行程分別為800mm 600mm 400mm 。在 Z 軸下端上裝配 可旋轉超聲探頭。探頭旋轉角度是 0~360°

5、 件形狀:

工件形狀包含圓弧、直線、曲面等各種元素,所以要求機器人能夠方便實現空間插補;

6、 位精度及分辨率:

重復定位度為±0.05mm,系統分辨率0.01 mm

5、控制系統:

系統要求能夠對檢測數據要進行分析處理,包括顯示出探傷掃描圖像、濾波、增強、放大、旋轉、特征提取、將探傷結果打印或上傳給上位機、位置標記 等。同時要求系統能夠根據工件的圖紙生成可執行的運動控制文件。

二、 機器人組成:

該機器人由安裝架、機器人定位系統、伺服驅動系統、末端檢測設備(相機)、控制系統等組成。
1、機器人安裝架

檢測室的運動速度較慢,負載較輕,使用鋁型支架就可以了。

2、機器人定位系統

機器人定位系統是整臺設備的核心,為德國bahr公司產品, X,Y,Z三坐標均選擇為同步齒形帶傳動,單坐標重復定位精度為0.05mm,最快直線運動速度:1000mm

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