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百格拉直角坐標機器人在無(wú)損檢測行業(yè)的部分應用

作者： 時(shí)間：2013-04-12 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏


該系統的整個(gè)工作過(guò)程如下:首先數控系統控制X,Z兩軸聯(lián)動(dòng),運動(dòng)于最下方的檢測位置,到達位置后通過(guò)I/O口控制檢測頭工作,然后控制旋轉軸以一定的速度旋轉一周進(jìn)行檢測.以上完成了一圈的檢測,然后Z軸上移一定距離,進(jìn)行下一圈的檢測,以后以此類(lèi)推,最后完成整個(gè)檢測.

三 案例二-----超大型圓柱類(lèi)鋼件無(wú)損探傷掃描

被測物體是8m長(cháng)，直徑600mm的柱類(lèi)鋼件，放在一個(gè)大型液體容器里。大型容器的兩端各有一個(gè)夾具，用于水平固定柱類(lèi)鋼件。鋼件作為轉動(dòng)軸由一臺BERGER LAHR伺服電機SER31122配德國NEUGART公司精密行星減速機PLS115/64HP驅動(dòng)。

機器人方面我們選用的為德國百格拉二維直角坐標機器人, 兩個(gè)方向均采用PAS42形導軌,其中X方向選擇為PAS42BRM1000,Z方向選擇為PAS42BRM500.其中X軸我們選擇的電機為百格拉SER31122伺服電機加上減速比為的64的NEUGART減速機.Z軸我們選擇的電機為百格拉SER31122伺服電機加上減速比為64的NEUGART減速機.控制系統我們選擇的德國ENGERHART三軸數控系統。

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整個(gè)系統的工作過(guò)程為旋轉軸帶動(dòng)長(cháng)約8m的鋼件每旋轉一個(gè)角度X1后靜止，Z軸下到鋼件表面X2毫米高后停止。這時(shí)X軸開(kāi)始運動(dòng)，每移動(dòng)X(jué)3毫米探頭掃描一次，完成X軸方向8m長(cháng)的掃描后X軸和Z軸都處于靜止狀態(tài)。旋轉軸再按原轉動(dòng)方向轉動(dòng)X(jué)1度停止，X軸開(kāi)設掃描運動(dòng)。這一過(guò)程要反復進(jìn)行到整個(gè)鋼件表面被均勻掃描一次。
所以整個(gè)過(guò)程需要機器人的動(dòng)作保持高重復性，平穩性，并且要求定位極其精確。X軸的定位精度如下：電機每轉為16384點(diǎn)，經(jīng)行星減速機64倍減速后為16384*64。X軸的驅動(dòng)軸每轉一轉，X軸行走175mm,電機每轉一步X軸走175000/16384/64 =0.167 μm. X軸的定位精度如下：電機每轉為16384點(diǎn)，經(jīng)行星減速機64倍減速后為16384*64。旋轉軸每轉一轉對應的周長(cháng)是600*3.14 = 1884mm, 電機每轉一步旋轉軸表面轉過(guò)1884000/16384/64 =1.797 μm。實(shí)際上用不著(zhù)這樣高的精度，而用精密行星減速機的目的是為了大量減少驅動(dòng)電機與負載的轉動(dòng)慣量比，來(lái)保證各軸的精確平穩運行。

四 案例三-----對儀表板進(jìn)行無(wú)損探傷掃描。

該系統要求采用超聲無(wú)損探傷對航天飛船上的許多部件進(jìn)行無(wú)損掃描。該設備要求可對部件從上到下360°無(wú)損探傷掃描,掃描密度幾乎沒(méi)有限制，可以非常精密，也可以?xún)H對部件的幾個(gè)關(guān)鍵部位進(jìn)行無(wú)損探傷掃描。檢測工件的最大范圍為5400*5400*400 mm.

該套系統選用德國百格拉三維直角坐標機器人,其中X軸選擇為PAS44BRM5400,Y軸選擇為PAS44BRM5400,Z軸選擇為PAS44BRM400,同時(shí),由于跨度為5400,所以對于Y軸我們選擇雙導軌結構,并且每200mm加固連接板的結構來(lái)防止撓度的出現。在Z軸下端上我們裝配可旋轉超聲探頭,探頭旋轉角度是0~360°。具體結構如圖三所示，圖四為檢測后的工件。

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控制系統使用百格拉公司TLCC，驅動(dòng)電機是百格拉公司智能伺服控制系統TLC612，TLC411實(shí)現定位控制。TLCC是一個(gè)專(zhuān)用工控機，通過(guò)CAN總線(xiàn)控制TLC伺服控制系統。TLCC可以預存很多部件的幾何數據，用于引導超聲探頭等距離或多方位、多角度的無(wú)損探傷掃描。得到的測量數據可以存儲在TLCC中，可以給出分析探傷的結果，可以打印或上傳給上位機，以便進(jìn)一步保存和分析，也可以顯示出探傷掃描圖象及對應濾波，增強、放大、旋轉、特征提取及分析等。

五 總結及展望

本文講述了德國百格拉公司的直角坐標機器人配套超聲波掃描儀，在工件探傷中的三例應用。此外，德國百格拉公司的直角坐標機器人還被大量用于X射線(xiàn)探傷掃描。類(lèi)似的應用還有配備CCD攝像機來(lái)檢驗和識別一些印刷品的質(zhì)量。配備激光高度測量?jì)x來(lái)對超大物體的三維形狀進(jìn)行測量和檢驗，如大型鑄件和飛機上許多三維鋁板等。在許多測量工作中，德國百格拉公司的直角坐標機器人多年來(lái)運行非常穩定可靠。用德國百格拉公司的直角坐標機器人和直線(xiàn)運動(dòng)單元可以很快組裝成幾乎所需的各種樣式尺寸的測試專(zhuān)用機器人，節省時(shí)間，人力和費用。北京兩家用戶(hù)用德國百格拉公司的直角坐標機器人和CCD攝像機來(lái)檢驗物體，兩年來(lái)機器人運行非常平穩。隨著(zhù)大批量全自動(dòng)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展及很多產(chǎn)品要在許多生產(chǎn)環(huán)節100%被檢測，這類(lèi)直角坐標機器人將具有更加廣范的市場(chǎng)前景和發(fā)展潛力！

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