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BAHR公司直角坐標(biāo)機(jī)器人在檢測中的應(yīng)用案例

   2012年02月03日 13:36  
  無損檢測是指在不破壞產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)和性能的情況下,為了了解產(chǎn)品及各種結(jié)構(gòu)物材料的質(zhì)量、狀態(tài)、性能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)所進(jìn)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(yīng)用案例一:三坐標(biāo)壁掛機(jī)器人對液晶顯示器的檢測。
  
  一、工作要求:
  
  1、采用視覺系統(tǒng)對地?fù)巷@示器進(jìn)行檢測。:
  
  2、檢測范圍:
  
  X,Y,Z軸的有效行程分別為2500mm,600mm和400mm。在Z軸下端裝配可旋轉(zhuǎn)視覺像機(jī)。相機(jī)可旋轉(zhuǎn)。
  
  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(fù)定位度為±0.025mm,系統(tǒng)分辨率0.01mm
  
  5、控制系統(tǒng):
  
  系統(tǒng)要求能夠?qū)z測數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析處理,包括顯示出探傷掃描圖像、濾波、增強(qiáng)、放大、旋轉(zhuǎn)、特征提取、將掃描結(jié)果打印或上傳給上位機(jī)、位置標(biāo)記等。
  
  二、機(jī)器人組成:
  
  該機(jī)器人由安裝架及顯示器工作臺、機(jī)器人定位系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、末端檢測設(shè)備(相機(jī))、控制系統(tǒng)等組成。
  
  2、機(jī)器人定位系統(tǒng)
  
  機(jī)器人定位系統(tǒng)是整臺設(shè)備的核心,為德國bahr公司產(chǎn)品,X,Y,Z三坐標(biāo)均選擇為高精密滾珠絲杠傳動,單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為0.025mm。
  
  X軸選用DLK200定位單元,由一臺1000W伺服電機(jī)驅(qū)動。伺服電機(jī)與滾珠絲杠直接連接。
  
  Y軸選用DLK160定位系統(tǒng)單元,由于結(jié)構(gòu)要求,Y軸是該運(yùn)動結(jié)構(gòu)的zui末端。伺服電機(jī)與滾珠絲杠直接連接。
  
  Z軸選用DLK160定位系統(tǒng)單元,Z軸的下端安裝電機(jī),上端安裝Y軸,其滑塊與X軸滑塊。伺服電機(jī)與滾珠絲杠直接連接。
  
  一臺微型伺服電機(jī)帶動一臺精密行星減速機(jī),行星減速機(jī)輸出端安裝視覺系統(tǒng),形成旋轉(zhuǎn)軸。所有這些元件均安裝Y軸的滑塊上。
  
  3、伺服驅(qū)動系統(tǒng)
  
  選用具有通用功能的伺服電機(jī)。每個運(yùn)動軸配有一臺伺服電機(jī)及一臺減速機(jī),四個運(yùn)動軸,共四套伺服電機(jī)和四臺減速機(jī),其中垂直運(yùn)動軸為帶抱閘伺服電機(jī)。
  
  4、視覺系統(tǒng)
  
  該部份由光源、鏡頭等組成。功能是實(shí)時將圖像傳輸給控制中心。
  
  5、控制系統(tǒng)
  
  控制系統(tǒng)由大型PLC、觸摸屏組成。
  
  6、安全防護(hù)裝置
  
  該機(jī)具有故障提示及報(bào)警功能,并且每次出現(xiàn)故障時都能準(zhǔn)確的反映出故障具體位置,便于迅速排除故障,主要包括:機(jī)器人碰撞保護(hù)功能;
  
  工件安裝到位檢測;光幕安全保護(hù)。
  
  應(yīng)用案例二:直線伺服驅(qū)動機(jī)器人定位系統(tǒng)在圖像處理上的應(yīng)用
  
  一、工作要求:
  
  1、采用視覺系統(tǒng)對圖像進(jìn)行檢測。:
  
  2、檢測范圍:
  
  X,Y的有效行程分別為500mm和400mm。在Y軸下端裝配視覺像機(jī)。
  
  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(tǒng):
  
  系統(tǒng)要求能夠?qū)z測數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析處理。
  
  二、機(jī)器人組成:
  
  該機(jī)器人由安裝架及顯示器工作臺、機(jī)器人定位系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、末端檢測設(shè)備(相機(jī))、控制系統(tǒng)等組成。
  
  1、機(jī)器人定位系統(tǒng)
  
  因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn),我們選擇了直線伺服電機(jī)定位單元。
  
  X軸選用兩根DSM120定位單元。該定位系統(tǒng)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(nèi)底面兩側(cè),直線電機(jī)的定子安裝在DS120定位型材內(nèi)底面的中部,直線電機(jī)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(yùn)動。兩個電機(jī)分別由兩臺伺服驅(qū)動來驅(qū)動,由同一控制信號控制,保證嚴(yán)格的同步。
  
  Y軸選用一根DSM120定位單元,為便于安裝負(fù)載,DSM120滑塊安裝面與工作臺面垂直。負(fù)載直接安裝在該軸的滑塊上。
  
  2、伺服驅(qū)動系統(tǒng)
  
  直線伺服電機(jī)作為驅(qū)動已經(jīng)與定位單元融為一體,不再需要其他的驅(qū)動。
  
  3、視覺系統(tǒng)
  
  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(tǒng)
  
  控制系統(tǒng)由大型PLC、觸摸屏組成。
  
  應(yīng)用案例三:三坐標(biāo)龍門機(jī)器人對飛機(jī)零件的檢測。
  
  二、工作要求:
  
  1、采用超聲無損探傷對飛機(jī)的許多小部件進(jìn)行無損掃描。
  
  用超聲波檢測(UT)方法進(jìn)行探傷檢測:
  
  2、探傷范圍:
  
  X,Y,Z軸的有效行程分別為800mm,600mm和400mm。在Z軸下端上裝配可旋轉(zhuǎn)超聲探頭。探頭旋轉(zhuǎn)角度是0~360°;
  
  3、原件形狀:
  
  工件形狀包含圓弧、直線、曲面等各種元素,所以要求機(jī)器人能夠方便實(shí)現(xiàn)空間插補(bǔ);
  
  8、位精度及分辨率:
  
  重復(fù)定位度為±0.05mm,系統(tǒng)分辨率0.01mm
  
  5、控制系統(tǒng):
  
  系統(tǒng)要求能夠?qū)z測數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析處理,包括顯示出探傷掃描圖像、濾波、增強(qiáng)、放大、旋轉(zhuǎn)、特征提取、將探傷結(jié)果打印或上傳給上位機(jī)、位置標(biāo)記等。同時要求系統(tǒng)能夠根據(jù)工件的圖紙生成可執(zhí)行的運(yùn)動控制文件。
  
  二、機(jī)器人組成:
  
  該機(jī)器人由安裝架、機(jī)器人定位系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、末端檢測設(shè)備(相機(jī))、控制系統(tǒng)等組成。
  
  1、機(jī)器人安裝架
  
  檢測室的運(yùn)動速度較慢,負(fù)載較輕,使用鋁型支架就可以了。
  
  2、機(jī)器人定位系統(tǒng)
  
  機(jī)器人定位系統(tǒng)是整臺設(shè)備的核心,為德國bahr公司產(chǎn)品,X,Y,Z三坐標(biāo)均選擇為同步齒形帶傳動,單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為0.05mm,zui快直線運(yùn)動速度:1000mm/s。其中X坐標(biāo)軸為兩根長度為1200mm,跨度為800mm的定位系統(tǒng)ELZ40,由同步傳輸器保證兩根定位系統(tǒng)運(yùn)動的同步,由一臺400W伺服電機(jī)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(jī)。
  
  Y軸選用ELZ40和ELR40定位單元,由于結(jié)構(gòu)要求,兩個定位單元上下并排放置。ELZ40為主驅(qū)動結(jié)構(gòu),ELR40位輔助結(jié)構(gòu)。兩根定位系統(tǒng)由一臺400W伺服電機(jī)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(jī)。
  
  Z軸選用ELSZ40定位系統(tǒng)單元,出于安裝考慮,滑塊需要延長,并與Y軸滑塊固定在一起。,驅(qū)動定位體的伺服電機(jī)驅(qū)動和滑塊安裝在一起。。實(shí)際應(yīng)用中我們選擇了一臺400W帶抱閘的伺服電機(jī),匹配了一臺行星減速機(jī)。
  
  旋轉(zhuǎn)軸安裝在Z軸的末端,于一臺微型伺服電機(jī)帶動一臺精密行星減速機(jī)形成,相機(jī)安裝在減速機(jī)的輸出端,隨減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
  
  3、伺服驅(qū)動系統(tǒng)
  
  選用具有通用功能的伺服電機(jī)。每個運(yùn)動軸配有一臺伺服電機(jī)及一臺減速機(jī),四個運(yùn)動軸,共四套伺服電機(jī)和四臺減速機(jī),其中垂直運(yùn)動軸為帶抱閘伺服電機(jī)。
  
  4、視覺系統(tǒng)
  
  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(tǒng)
  
  控制系統(tǒng)由大型PLC、觸摸屏組成。該系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的Profibus通訊功能。能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)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(yùn)動相當(dāng)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。
  
  6、安全防護(hù)裝置
  
  該機(jī)具有故障提示及報(bào)警功能,并且每次出現(xiàn)故障時都能準(zhǔn)確的反映出故障具體位置,便于迅速排除故障,主要包括:機(jī)器人碰撞保護(hù)功能;工件安裝到位檢測;光幕安全保護(hù)。

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