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德國BAHR直角坐標機器人在無損檢測領域的應用

德國BAHR直角坐標機器人在無損檢測領域的應用

2014/2/24 15:29:23
BAHR公司直角坐標機器人在檢測中的應用案例: 


  
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(tài)、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(tǒng)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(tǒng)分辨率0.01 mm  
5、控制系統(tǒng):  
系統(tǒng)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(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)、末端檢測設備(相機)、控制系統(tǒng)等組成  
1.安裝架及顯示器工作臺  
2、機器人定位系統(tǒng)  
機器人定位系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng),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(tǒng)  
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(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。  
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(xiàn)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(tǒng)在圖像處理上的應用  

一、 工作要求:

1、采用視覺系統(tǒng)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(tǒng):  
系統(tǒng)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: 

nbsp;該機器人由安裝架及顯示器工作臺、機器人定位系統(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)、末端檢測設備(相機)、控制系統(tǒng)等組成。  
2、機器人定位系統(tǒng)  
機器人定位系統(tǒng)是整臺設備的核心,為德國bahr公司產品, X,Y二坐標均選擇為直線伺服電機,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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng),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(tǒng)
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(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。  
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(xiàn)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 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° ;  
7、 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(xiàn)空間插補;  
8、 位精度及分辨率:  
重復定位度為±0.05mm,系統(tǒng)分辨率0.01 mm  
5、控制系統(tǒng):  
系統(tǒng)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(tǒng)能夠根據工件的圖紙生成可執(zhí)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(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)、末端檢測設備(相機)、控制系統(tǒng)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(tǒng)
機器人定位系統(tǒng)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/s。其中X坐標軸為兩根長度為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(tǒng)  
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(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(tǒng)  
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(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(fā)送給伺服系統(tǒng),使整個的運動相當流暢。該系統(tǒng)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(xiàn)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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