9轴焊接机器人组成与伺服控制《资讯》

发布时间：2020-08-17 14:03:22 阅读：次来源：着色剂厂家

2017-04-12 18:56:11来源：贤集网

焊接机器人与变位机自动化装备是一种典型的机电一体化设备，焊接机器人在高质、高效焊接生产中发挥了极其重要的作用，焊接变位机作为焊接机器人系统的辅助产品，对焊接质量、生产效率有着至关重要的影响。焊接机器人控制器一般具有控制(6+2)轴伺服驱动，变位机上有3路电伺服驱动要求。

在项目实施中，控制系统设计的关键内容有如下3个方面:一是在焊接机器人已有6轴伺服驱动的基础上，开发应用另外两轴伺服驱动，以解决变位机上两个工装的伺服驱动；二是变位机本体旋转部分的电伺服驱动由PLC实现；三是正确实现机器人控制器与PLC之间的通讯，满足焊接作业与变位机之间的协调运动要求。

机械结构组成与功能

自动化焊接装备机械结构主要由焊接机器人、专用变位机和焊接工装等组成。该焊接机器人与变位机配合可以实现焊枪在任意焊接位置的姿态转换。变位机的设计由底盘回转机构和工装翻转机构两部分构成。底盘回转机构的回转由伺服电动机与减速机联合完成，按照固定节拍转动180°以便工件焊接及焊件装卸。两套焊接夹具翻转机构由伺服电动机与减速器联合实现。对于焊接件而言，要求其旋转运动应能与焊枪端点协同运动。整个运动过程在示教程序中完成。另一工位则由工人辅助完成焊件的装卸操作。

电气控制技术

9轴伺服控制系统的设计主要包括焊接变位机伺服控制及其与焊接机器人之间的联动实现。1)焊接机器人:6轴机器人具有“6+2”轴伺服驱动，采用基于MODBUS标准通讯协议ＲS485通讯方式，其中J1～J6轴为机器人本体控制，J7、J8轴用于变位机两路焊接工装旋转。

2)焊接变位机:有3路电伺服驱动，其中一路(J9轴)为机身本体旋转，另外两路(J7轴、J8轴)为焊件工装旋转。实际设计中焊接工装的两路(J7轴、J8轴)驱动由焊接机器人专用控制器完成，变位机底盘伺服驱动(J9轴)采用可编程逻辑控制器(PLC)实现。

3)通讯与协同:焊抢端点沿焊接工件焊接轨迹移动需要焊接机器人与工件旋转之间联动，这是本系统中的技术关键，实际设计中定义两个控制器之间I/O端口，采用相互应答方式进行通信，实现焊接过程中机器人与变位机联动。

4)模糊PID控制:变位机底盘转动(J9轴)采用PLC控制伺服驱动，由于回转伺服系统存在不同程度的非线性与参数时变性，难以建立准确的数学模型。常规PID控制器难以达到理想的控制效果。本设计中采用模糊PID控制实现变位机伺服驱动。