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沈陽力拓自動化控製技術有限公司 文章作者：楊樹彬
關鍵詞：直角坐標機器人、搬運機械手、運動控製、伺服係統
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、采用視覺係統對地撓顯示器進行檢測。：
2、檢測範圍：
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，工作台每次安裝10個顯示器，以備檢測。
4、 定位位精度及分辨率：
重複定位度為±0.025mm,係統分辨率0.01 mm
5、控製係統：
係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台、機器人定位係統、伺服驅動係統、末端檢測設備（相機）、控製係統等組成。
2、機器人定位係統
機器人定位係統是整台設備的核心，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，單坐標重複定位精度為0.025mm。
X軸選用DLK200定位單元，由一台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定位係統單元，由於結構要求，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定位係統單元，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。
一台微型伺服電機帶動一台精密行星減速機，行星減速機輸出端安裝視覺係統，形成旋轉軸。所有這些元件均安裝Y軸的滑塊上。
3、伺服驅動係統
xuanyongjuyoutongyonggongnengdesifudianji。meigeyundongzhoupeiyouyitaisifudianjijiyitaijiansuji，sigeyundongzhou，gongsitaosifudianjihesitaijiansuji，qizhongchuizhiyundongzhouweidaibaozhasifudianji。
4、視覺係統
該部分由光源、鏡頭等組成。功能是時時將圖像傳輸給控製中心。
5、控製係統
控製係統由大型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，並且每次出現故障時都能準確的反映出故障具體位置，便於迅速排除故障，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係統在圖像處理上的應用
一、 工作要求：
1、采用視覺係統對圖像進行檢測。
2、檢測範圍：
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，工作台每次安裝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、控製係統：
係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台、機器人定位係統、伺服驅動係統、末端檢測設備（相機）、控製係統等組成。
1、機器人定位係統
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，我們選者了直線伺服電機定位單元。
X軸選用兩根DSM120定位單元。該定位係統的軌道是由兩排直線滾珠軌道組成的，軌道並排安裝在DS120定位型材的內底麵兩側，直線電機的定子安裝在DS120定位型材內底麵的中部，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。兩個電機分別由兩台伺服驅動來驅動，由同一控製信號控製，保證嚴格的同步。
Y軸選用一根DSM120定位單元，為便於安裝負載，DSM120 滑塊安裝麵與工作台麵垂直。負載直接安裝在該軸的滑塊上。
2、伺服驅動係統
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、視覺係統
該部分由光源、鏡頭等組成。功能是時時將圖像傳輸給控製中心。
4、控製係統
控製係統由大型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。
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、探傷範圍：
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° ；
5、 件形狀：
工件形狀包含圓弧、直線、曲麵等各種元素，所以要求機器人能夠方便實現空間插補；
6、 位精度及分辨率：
重複定位度為±0.05mm,係統分辨率0.01 mm
5、控製係統：
係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。同時要求係統能夠根據工件的圖紙生成可執行的運動控製文件。
二、機器人組成：
該機器人由安裝架、機器人定位係統、伺服驅動係統、末端檢測設備（相機）、控製係統等組成。
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、機器人定位係統
機器人定位係統是整台設備的核心，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，單坐標重複定位精度為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的定位係統ELZ40，由同步傳輸器保證兩根定位係統運動的同步，由一台400W伺服電機驅動。出於驅動扭矩及慣量的匹配，需要配一台行星減速機。
Y軸選用ELZ40和ELR40定位單元，由於結構要求，兩個定位單元上下並排放置。ELZ40為主驅動結構，ELR40位輔助結構。兩根定位係統由一台400W伺服電機驅動，出於驅動扭矩及慣量的匹配，需要配一台行星減速機。
Z軸選用ELSZ40定位係統單元，出於安裝考慮，滑塊需要延長，並與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台400W帶抱閘的伺服電機，匹配了一台行星減速機。
旋轉軸安裝在Z軸的末端，於一台微型伺服電機帶動一台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、伺服驅動係統
xuanyongjuyoutongyonggongnengdesifudianji。meigeyundongzhoupeiyouyitaisifudianjijiyitaijiansuji，sigeyundongzhou，gongsitaosifudianjihesitaijiansuji，qizhongchuizhiyundongzhouweidaibaozhasifudianji。
4、視覺係統
該部分由光源、鏡頭等組成。功能是時時將圖像傳輸給控製中心。
5、控製係統
控製係統由大型PLC、觸摸屏組成。該係統擁有強大的Profibus通tong訊xun功gong能neng。能neng夠gou將jiang數shu據ju實shi時shi傳chuan輸shu給gei以yi太tai網wang，能neng夠gou將jiang控kong製zhi指zhi令ling以yi總zong線xian的de方fang式shi發fa送song給gei伺si服fu係xi統tong，使shi整zheng個ge的de運yun動dong相xiang當dang流liu暢chang。該gai係xi統tong可ke預yu置zhi多duo種zhong工gong件jian的de程cheng序xu，更geng換huan品pin種zhong時shi可ke在zai觸chu摸mo屏ping上shang調tiao用yong相xiang應ying程cheng序xu。
6、安全防護裝置
該機具有故障提示及報警功能，並且每次出現故障時都能準確的反映出故障具體位置，便於迅速排除故障，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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