BAHR公司直角坐標(biāo)機器人在檢測中的應(yīng)用案例

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引言：無損檢測是指在不破壞產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)和性能的情況下辈毯，為了了解產(chǎn)品及各種結(jié)構(gòu)物材料的質(zhì)量、狀態(tài)乙埃、性能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)所進行的各種檢測叫做無損檢測闸英；常用的無損檢測方法有：射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）介袜、磁粉檢測（MT）甫何、滲透檢測（PT）、渦流檢測（ET）和目視檢測（VT）遇伞。

應(yīng)用案例一：三坐標(biāo)壁掛機器人對液晶顯示器的檢測辙喂。

一、工作要求：

1鸠珠、采用視覺系統(tǒng)對地?fù)巷@示器進行檢測巍耗。：

2、檢測范圍：

X 渐排， Y 馆柬， Z 軸的有效行程分別為2500mm ，600mm 和 400mm 烤酌。在 Z 軸下端裝配可旋轉(zhuǎn)視覺像機吻霎。相機可旋轉(zhuǎn)。

3惫康、工件形狀：

工件為電腦液晶顯示器睹梢，該顯示器有大有小，工作臺每次安裝10個顯示器赢瘦，以備檢測九窿。

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0.01 mm

5筐积、控制系統(tǒng)：

      系統(tǒng)要求能夠?qū)z測數(shù)據(jù)要進行分析處理掷暇，包括顯示出探傷掃描圖像、濾波珊求、增強层攀、放大曾蚊、旋轉(zhuǎn)、特征提取霎肯、將掃描結(jié)果打印或上傳給上位機擎颖、位置標(biāo)記等。

二观游、機器人組成：

       該機器人由安裝架及顯示器工作臺搂捧、機器人定位系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)懂缕、末端檢測設(shè)備（相機）允跑、控制系統(tǒng)等組成。

2搪柑、機器人定位系統(tǒng)

        機器人定位系統(tǒng)是整臺設(shè)備的核心聋丝，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工碾，單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為0.025mm弱睦。

        X軸選用DLK200定位單元，由一臺1000W伺服電機驅(qū)動渊额。伺服電機與滾珠絲杠直接連接况木。

        Y軸選用DLK160定位系統(tǒng)單元，由于結(jié)構(gòu)要求驶滚，Y 軸是該運動結(jié)構(gòu)的最末端靡勾。伺服電機與滾珠絲杠直接連接。

        Z軸選用DLK160定位系統(tǒng)單元途培，Z軸的下端安裝電機建搞，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注欧。

        一臺微型伺服電機帶動一臺精密行星減速機祈岔，行星減速機輸出端安裝視覺系統(tǒng)，形成旋轉(zhuǎn)軸钙蕉。所有這些元件均安裝Y軸的滑塊上口纸。

3、伺服驅(qū)動系統(tǒng)

        選用具有通用功能的伺服電機官孝。每個運動軸配有一臺伺服電機及一臺減速機努禽，四個運動軸，共四套伺服電機和四臺減速機门俏，其中垂直運動軸為帶抱閘伺服電機丸匀。

4、視覺系統(tǒng)

        該部份由光源、鏡頭等組成畏铆。功能是實時將圖像傳輸給控制中心雷袋。

5、控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)由大型PLC辞居、觸摸屏組成楷怒。

6、安全防護裝置

        該機具有故障提示及報警功能瓦灶，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鸠删，便于迅速排除故障，主要包括：機器人碰撞保護功能贼陶；

工件安裝到位檢測刃泡；光幕安全保護。

應(yīng)用案例二：直線伺服驅(qū)動機器人定位系統(tǒng)在圖像處理上的應(yīng)用

一碉怔、工作要求：

1捅僵、采用視覺系統(tǒng)對圖像進行檢測。：

2眨层、檢測范圍：

        X ， Y 的有效行程分別為500mm 和 400mm 度堤。在 Y 軸下端裝配視覺像機捅硅。
3、工件形狀：

工件為電腦液晶顯示器沙螺，該顯示器有大有小桅蕊，工作臺每次安裝10個顯示器，以備檢測娇皇。

4阅牛、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)要進行分析處理呛仁。

二秫痪、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)捅没、伺服驅(qū)動系統(tǒng)叭舰、末端檢測設(shè)備（相機）、控制系統(tǒng)等組成舀黄。

1忱当、機器人定位系統(tǒng)

        因為該結(jié)構(gòu)要求的定位精度很高，用一般的傳動方式治专，如滾珠絲杠傳動卖陵，很難實現(xiàn)，我們選擇了直線伺服電機定位單元张峰。

        X軸選用兩根DSM120定位單元泪蔫。該定位系統(tǒng)的軌道是由兩排直線滾珠軌道組成的棒旗，軌道并排安裝在DS120定位型材的內(nèi)底面兩側(cè)，直線電機的定子安裝在DS120定位型材內(nèi)底面的中部鸥滨，直線電機的動子安裝在DS120的滑塊上嗦哆，滑塊與軌道安裝在一起，在軌道上運動婿滓。兩個電機分別由兩臺伺服驅(qū)動來驅(qū)動老速，由同一控制信號控制，保證嚴(yán)格的同步凸主。

        Y軸選用一根DSM120定位單元橘券，為便于安裝負(fù)載，DSM120 滑塊安裝面與工作臺面垂直卿吐。負(fù)載直接安裝在該軸的滑塊上荞诡。
2、伺服驅(qū)動系統(tǒng)

        直線伺服電機作為驅(qū)動已經(jīng)與定位單元融為一體疏悯，不再需要其他的驅(qū)動灸尾。

3、視覺系統(tǒng)

        該部分由光源歉冷、鏡頭等組成汗势。功能是時時將圖像傳輸給控制中心。

4乳后、控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)由大型PLC锁熟、觸摸屏組成。
應(yīng)用案例三：三坐標(biāo)龍門機器人對飛機零件的檢測确奄。

二麸媒、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闪铸。

        用超聲波檢測（UT）方法進行探傷檢測：

2胚览、探傷范圍：

        X ， Y 需五， Z 軸的有效行程分別為800mm 起趾，600mm 和 400mm 。在 Z 軸下端上裝配可旋轉(zhuǎn)超聲探頭警儒。探頭旋轉(zhuǎn)角度是 0~360° 训裆；

3、原件形狀：

        工件形狀包含圓弧蜀铲、直線边琉、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；
4变姨、位精度及分辨率：

        重復(fù)定位度為±0.05mm,系統(tǒng)分辨率0.01 mm

5族扰、控制系統(tǒng)：

        系統(tǒng)要求能夠?qū)z測數(shù)據(jù)要進行分析處理，包括顯示出探傷掃描圖像定欧、濾波渔呵、增強、放大砍鸠、旋轉(zhuǎn)扩氢、特征提取、將探傷結(jié)果打印或上傳給上位機京佃、位置標(biāo)記等椎裕。同時要求系統(tǒng)能夠根據(jù)工件的圖紙生成可執(zhí)行的運動控制文件。

二崔狂、機器人組成：

        該機器人由安裝架皿进、機器人定位系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)茶链、末端檢測設(shè)備（相機）臊瞬、控制系統(tǒng)等組成。

1颓之、機器人安裝架

        檢測室的運動速度較慢向酝，負(fù)載較輕，使用鋁型支架就可以了舒跌。

2、機器人定位系統(tǒng)

        機器人定位系統(tǒng)是整臺設(shè)備的核心狞穗，為德國bahr公司產(chǎn)品概丢， 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民轴，最快直線運動速度：1000mm/s攻柠。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后裸，由同步傳輸器保證兩根定位系統(tǒng)運動的同步瑰钮，由一臺400W伺服電機驅(qū)動。出于驅(qū)動扭矩及慣量的匹配微驶，需要配一臺行星減速機浪谴。

        Y軸選用ELZ40和ELR40定位單元，由于結(jié)構(gòu)要求因苹，兩個定位單元上下并排放置苟耻。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伺服電機驅(qū)動凶杖，出于驅(qū)動扭矩及慣量的匹配胁艰，需要配一臺行星減速機。

        Z軸選用ELSZ40定位系統(tǒng)單元智蝠，出于安裝考慮腾么，滑塊需要延長，并與Y軸滑塊固定在一起铭梯。靡隔，驅(qū)動定位體的伺服電機驅(qū)動和滑塊安裝在一起。斧炎。實際應(yīng)用中我們選擇了一臺400W帶抱閘的伺服電機沃菩，匹配了一臺行星減速機。

        旋轉(zhuǎn)軸安裝在Z軸的末端铝寿，于一臺微型伺服電機帶動一臺精密行星減速機形成片迁，相機安裝在減速機的輸出端，隨減速機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)陷克。

3煞肠、伺服驅(qū)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版幕，四個運動軸乏束，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衔甲。

4糖埋、視覺系統(tǒng)

        該部分由光源、鏡頭等組成窃这。功能是時時將圖像傳輸給控制中心瞳别。

5、控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)由大型PLC杭攻、觸摸屏組成祟敛。該系統(tǒng)擁有強大的Profibus通訊功能。能夠?qū)?shù)據(jù)實時傳輸給以太網(wǎng)，能夠?qū)⒖刂浦噶钜钥偩€的方式發(fā)送給伺服系統(tǒng)，使整個的運動相當(dāng)流暢里初。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)程序埠巨。

6、安全防護裝置

        該機具有故障提示及報警功能现拒，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乖订，便于迅速排除故障扮饶，主要包括：機器人碰撞保護功能；工件安裝到位檢測乍构；光幕安全保護惜肃。

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