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BAHR公司直角坐標機器人在檢測中的應用案例

   2012年02月03日 13:36  
  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和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0.01mm
  
  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zui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軸,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
  
  該部份由光源、鏡頭等組成。功能是實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和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,我們選擇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。
  
  二、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和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°;
  
  3、原件形狀:
  
  工件形狀包含圓弧、直線、曲面等各種元素,所以要求機器人能夠方便實現空間插補;
  
  8、位精度及分辨率:
  
  重復定位度為±0.05mm,系統分辨率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,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,zui快直線運動速度:1000mm/s。其中X坐標軸為兩根長度為1200mm,跨度為800mm的定位系統ELZ40,由同步傳輸器保證兩根定位系統運動的同步,由一臺400W伺服電機驅動。出于驅動扭矩及慣量的匹配,需要配一臺行星減速機。
  
  Y軸選用ELZ40和ELR40定位單元,由于結構要求,兩個定位單元上下并排放置。ELZ40為主驅動結構,ELR40位輔助結構。兩根定位系統由一臺400W伺服電機驅動,出于驅動扭矩及慣量的匹配,需要配一臺行星減速機。
  
  Z軸選用ELSZ40定位系統單元,出于安裝考慮,滑塊需要延長,并與Y軸滑塊固定在一起。,驅動定位體的伺服電機驅動和滑塊安裝在一起。。實際應用中我們選擇了一臺400W帶抱閘的伺服電機,匹配了一臺行星減速機。
  
  旋轉軸安裝在Z軸的末端,于一臺微型伺服電機帶動一臺精密行星減速機形成,相機安裝在減速機的輸出端,隨減速機的旋轉而旋轉。
  
  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。該系統擁有強大的Profibus通訊功能。能夠將數據實時傳輸給以太網,能夠將控制指令以總線的方式發送給伺服系統,使整個的運動相當流暢。該系統可預置多種工件的程序,更換品種時可在觸摸屏上調用相應程序。
  
  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。

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