管道焊接机器人硬件系统组成

时间：2017-11-22 来源：机器人在线阅读：9226

管道焊接机器人硬件系统组成

锅炉或者大部分压力容器的典型结构通常是由一根大直径(1m以上)主管和许多不同直径的支管相贯组合而成。圆柱相交产生的相贯线主要有正交、斜交、偏心等几种主要形式，本文只就主管与支管正交的形式进行研究，即主管与支管垂直相交，并且两管轴心相交，如图2-1所示。

焊接机器人硬件系统的建立需要综合考虑焊缝结构形式、焊枪姿态、焊接工艺以及机器人辅助设备的装配结构等问题，下面具体介绍硬件系统建立过程。

硬件系统总体设计方案

硬件系统功能划分

焊接机器人需要通过四个轴分别控制机器人的回转运动、焊枪横向和纵向的进给以及焊枪的旋转，四个轴在软件的控制下协调运动完成相贯线轨迹的运动。控制箱用来调节运动参数和焊接参数，进而完成对整个焊接过程的控制。控制箱内部主要包括运动控制器、伺服驱动器、控制面板等，其中运动控制器向伺服驱动器发送指令，通过伺服驱动器控制电机运动，实现相贯线的轨迹运动。控制面板用来响应操作人员的操作和显示信息。焊接电源、导电滑环、送丝系统、焊枪等装置用来执行焊接操作。数据采集卡用来采集标定以及焊接时的相关参数。要使机器人在焊接开始前能够获得工件的外形尺寸信息，还需要两个激光传感器分别测量支管外壁到水平激光传感器的距离以及主管表面到竖直激光传感器的距离。

以上这些装置都是完成相贯线焊缝焊接所必不可少的。通过对上述硬件系统各部分的分析，可以将整个硬件系统分为运动系统、控制系统、焊接系统和数据采集系统四个子系统。

硬件系统总体结构设计

要使以上各个子系统能够相互配合来完成相贯线焊缝的焊接操作，需要考虑几点要素:(1)满足工作条件时各轴不能发生干涉;(2)水平轴和竖直轴的工作位置不能和卡盘发生干涉; (3)控制箱的位置要便于焊接操作人员进行操作; (4)要给送丝机、丝盘和导丝管留出安装位置; (5)机器人的重心应该尽可能的靠近回转轴中心以使得机器人有较好的稳定性。综合以上几点要求，最终确定相贯线焊接机器人硬件系统的总体结构布局如图2-2所示。