上海众拓三坐标龙门机器人对飞机零件的检测

• 关键词：德国BAHR,三坐标机器人,直角坐标机器人,控制系统,检测机

一、工作要求：
1、采用超声无损探伤对飞机的许多 小部件进行无损扫描。

用超声波检测（UT）方法进行探伤检测：

2、探伤范围：

X ， Y ， Z 轴的有效行程分别为800mm ，600mm 和 400mm 。在 Z 轴下端上装配 可旋转超声探头。探头旋转角度是 0~360° ；

3、  件形状：

工件形状包含圆弧、直线、曲面等各种元素，所以要求机器人能够方便实现空间插补；

4、  位精度及分辨率：

重复定位度为±0.05mm,系统分辨率0.01 mm

5、控制系统：

系统要求能够对检测数据要进行分析处理，包括显示出探伤扫描图像、滤波、增强、放大、旋转、特征提取、将探伤结果打印或上传给上位机、位置标记 等。同时要求系统能够根据工件的图纸生成可执行的运动控制文件。

二、机器人组成：
        该机器人由安装架、机器人定位系统、伺服驱动系统、末端检测设备（相机）、控制系统等组成。
       1、机器人安装架

检测室的运动速度较慢，负载较轻，使用铝型支架就可以了。

2、机器人定位系统

机器人定位系统是整台设备的核心，为德国bahr公司产品， X,Y,Z三坐标均选择为同步齿形带传动，单坐标重复定位精度为0.05mm，最快直线运动速度：1000mm/s。其中X坐标轴为两根长度为1200mm，跨度为800mm的定位系统ELZ40，由同步传输器保证两根定位系统运动的同步，由一台400W伺服电机驱动。出于驱动扭矩及惯量的匹配，需要配一台行星减速机。

Y轴选用ELZ40和ELR40定位单元，由于结构要求，两个定位单元上下并排放置。ELZ40为主驱动结构，ELR40位辅助结构。两根定位系统由一台400W伺服电机驱动，出于驱动扭矩及惯量的匹配，需要配一台行星减速机。

Z轴选用ELSZ40定位系统单元，出于安装考虑，滑块需要延长，并与Y轴滑块固定在一起。，驱动定位体的伺服电机驱动和滑块安装在一起。。实际应用中我们选择了一台400W带抱闸的伺服电机，匹配了一台行星减速机。

      旋转轴安装在Z轴的末端，于一台微型伺服电机带动一台精密行星减速机形成，相机安装在减速机的输出端，随减速机的旋转而旋转。

3、伺服驱动系统

选用具有通用功能的伺服电机。每个运动轴配有一台伺服电机及一台减速机，四个运动轴，共四套伺服电机和四台减速机，其中垂直运动轴为带抱闸伺服电机。

4、视觉系统

该部分由光源、镜头等组成。功能是时时将图像传输给控制中心。

5、控制系统

控制系统由大型PLC、触摸屏组成。该系统拥有强大的Profibus通讯功能。能够将数据实时传输给以太网，能够将控制指令以总线的方式发送给伺服系统，使整个的运动相当流畅。该系统可预置多种工件的程序，更换品种时可在触摸屏上调用相应程序。

6、安全防护装置

该机具有故障提示及报警功能，并且每次出现故障时都能准确的反映出故障具体位置，便于迅速排除故障，主要包括：机器人碰撞保护功能；工件安装到位检测；光幕安全保护。