七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌在焊裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

李霄

中汽（天津）汽車裝備有限公司 天津 300000

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)已進(jìn)入一個(gè)新的階段，工業(yè)機(jī)器人替代人工作業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)。七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌廣泛應(yīng)用于焊接、鑄造、機(jī)械加工、智能倉儲(chǔ)、汽車、航天等行業(yè)領(lǐng)域。其應(yīng)用的柔性空間大，幾乎不受限制，基本適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的未來發(fā)展，起著至關(guān)重要的作用。下面對(duì)七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌在焊裝生產(chǎn)線的應(yīng)用及基本結(jié)構(gòu)做主要介紹：

1 七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌在焊裝生產(chǎn)線應(yīng)用之焊接工作站

應(yīng)用領(lǐng)域：點(diǎn)焊、弧焊、激光焊等各種焊接；七軸工業(yè)機(jī)器人可以讓焊接機(jī)器人擴(kuò)展多個(gè)焊接工位；擴(kuò)展機(jī)器人作業(yè)半徑，可以焊接更大、更長(zhǎng)的工件；提高機(jī)器人使用效率，穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均勻性，降低對(duì)工人操作技術(shù)的要求；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度，可在特殊環(huán)境下工作；為焊接柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ)；縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)設(shè)備投資。

2 七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌在焊裝生產(chǎn)線應(yīng)用之搬運(yùn)系統(tǒng)

在采用機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)的自動(dòng)化焊裝生產(chǎn)線上，機(jī)器人主要完成各工位間工件傳送、門蓋區(qū)域滾邊島工位的工件放入及輸出等工作。其通過PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各工位之間及機(jī)器人與輸送設(shè)備之間的可靠的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系。用于柔性焊裝生產(chǎn)線的工業(yè)機(jī)器人，大多數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)六軸機(jī)器人，其基本優(yōu)勢(shì)在于柔性化程度高，采購成本較低，后期維護(hù)簡(jiǎn)便。但六軸機(jī)器人因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)姿態(tài)的限制，大多數(shù)情況會(huì)是用一臺(tái)機(jī)器人管理一個(gè)工位，這樣成本會(huì)增加，造成資源浪費(fèi)。直線導(dǎo)軌正是為了克服標(biāo)準(zhǔn)六軸機(jī)器人的上述問題而研發(fā)，其基本原理就是在機(jī)器人第六軸的上增加平移裝置，并為該裝置配置獨(dú)立的伺服控制系統(tǒng)（電機(jī)和編碼器），最后通過電纜接入機(jī)器人控制柜內(nèi)，由機(jī)器人的控制系統(tǒng)共同控制該直線七軸裝置與其他六個(gè)軸的協(xié)調(diào)運(yùn)作。通過在機(jī)器人第六軸上加裝直線七軸裝置，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)機(jī)器人可以在兩個(gè)或多個(gè)工位的工作，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)省工作空間

3 七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌的基本結(jié)構(gòu)

其主要由以下四個(gè)部分組成：（如圖1）

圖1

3.1 滑臺(tái)部分

滑臺(tái)用于放置機(jī)器人。其安裝面的布孔圖取決于機(jī)器人的型號(hào)。驅(qū)動(dòng)部分和拖鏈系統(tǒng)的隨動(dòng)連接件固定在滑臺(tái)上。在底座的導(dǎo)軌上通過四組導(dǎo)向輪組件進(jìn)行引導(dǎo)?；_(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍由伺服控制系統(tǒng)控制。如果超過允許的行程，則依靠底座上的限位裝置停止滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。

3.2 驅(qū)動(dòng)部分

驅(qū)動(dòng)裝置(圖2) 由伺服電機(jī)、減速機(jī)、齒輪、潤(rùn)滑裝置、安裝板及固定件等組成。其中齒輪與底座上的齒條相嚙合，從而驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)部分可定義為直線導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)部分通過隔板與滑臺(tái)固定在一起。

圖2

伺服電機(jī)被固定在減速機(jī)的側(cè)面。電機(jī)電纜和控制電纜通過插頭連接。電機(jī)轉(zhuǎn)速通過齒輪箱減速后被齒輪傳遞到齒條上。減速機(jī)通過安裝板固定在滑臺(tái)上。減速機(jī)是永久潤(rùn)滑的。齒輪和齒條通過潤(rùn)滑系統(tǒng)提供的潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。

3.3 拖鏈系統(tǒng)

拖鏈系統(tǒng)包括用于機(jī)器人能量供應(yīng)及介質(zhì)供應(yīng)的電纜和管路。這些電纜和管路是為運(yùn)行直線導(dǎo)軌和機(jī)器人以及其連接的工具 （例如焊鉗、抓手等）而配備的。該拖鏈系統(tǒng)在地面上的底座中固定，在滑臺(tái)上則通過隨動(dòng)連接件固定。在滑臺(tái)上的安裝取決于拖鏈的長(zhǎng)度。而拖鏈的長(zhǎng)度則視滑臺(tái)的行程長(zhǎng)度而定。

3.4 底座

底座（圖3）用于將七軸機(jī)器人直線滑軌固定在地面上。支座由地腳及其安裝板固定在地面上。其中導(dǎo)軌、齒條、限位裝置及防護(hù)板安裝在底座上。

圖3

4 結(jié)語

七軸工業(yè)機(jī)器人直線導(dǎo)軌可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)有出色的剛性，即使在急停急起的作業(yè)狀態(tài)下也能堅(jiān)持平穩(wěn)作業(yè)，保持較小的噪音及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其在柔性化焊裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用前景更加廣闊。