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1、《自动化技术与应用》年第卷第期经验交流〕毛全自动空间水切割机器人系统设计李文龙’,王海英‘,崔明“,贵放“,黑龙江哈尔滨,哈尔滨理工大学自动化学院巧哈尔滨华威水射流设备有限公司黑龙江哈尔滨摘要随着水射流切割技术的发展与应用推广,其边缘技术也逐步走向成熟,为了提高设备的自动化程度,解决水射流切割过程中,’,一,的控制问题本文介绍」一种全自动空阳水射流切害吐机器人系统设十基于八六自由度机器人的水射流切割工作站润述了系统的硬件组成和工作原理,并讨论了切割程序结构和切割艺。实践证明该系统运行稳定,能满足系统性
2、能指标要求。关键词空间水射流切割机器人控制中图分类号文献标识码文章编号一〔一一七·,从性·,,,田七几,巧,田七巧,,出七,弓,,引言压水射流切割设备与机器人结合可精确切割加工复杂形状,工件,并且使水射流切割成为一种便于操作和集成的具有水射流加工是一项特种加工方法它是采用高压高速水,、、,充分。冲击工件对工件进行切割穿孔破碎或表面材料去除属柔性的系统从提高生产效率和水切割质量的角度,、,采于高能束加工范畴是一种可与激光等离子体和电子束加看用高自动化和柔性化的水切割机器人是水射流切割。。工方法相媲美的新
3、型切割加工工具【‘水射发展的必然趋势流技术自世、纪年代应用于切削加工以来,得到了迅猛的发展。水射流本文根据汽车顶棚和仪表盘切割工艺要求分析设计了,、、、全自动化的空间,切割无机械接触适应性好切割表面精度高切缝窄材六自由度工业机器人的水射流切割工作站、、、,料损耗少清洁无污染切割介质成本低,而且对被加工材介绍了工作站系统构成高压水路和机器人系统工作原理。,料无热损伤等优点在许多材料的切割加工和表面处理中水分析了汽车仪表盘切割程序结构和切割工艺给出了仪表板,、、。,,射流具有其独特的优越性现已被广泛应用于
4、玻璃陶瓷切割工艺参数实践证明该系统性能稳定工件切割质量好、、。石材淬火钢高温合金及层状复合材料以及汽车内饰件的生产效率高加工等领域『。由于高压水射流末端切割装置体积小、切割反作用力水切割机器人系统结构设计,、。小且移动方便便于实现光控数控或机械手控制’因此、水切割机器人工作站系统主要由高压水发生系统机器现在普遍采用多自由度机器人进行复杂零件的切割。、、。将高人系统高压水通路工作台及辅助设备等部分构成高压水、、发生系统由低压水预处理柱塞变量泵恒压控制系统相位式。·基金目哈尔滨市科目编号增压泵及其控制系统
5、等部分组成项技攻关项该工作站采用一一,收稿日期六自由度工业机器人和相控式恒压增压泵备有两个准们眯跳凡幻例如八刘加妇‘经验交流《自动化技术与应用》年第卷第期飞工作台,可进行汽车顶棚和仪表盘的切割,采用示教方式进行机工件切割程序及切割工艺。,,器人编程为增加切割范围机器人采用悬挂安装切割头和机工件切割程序用机器人自带的语言编制以指令方式。。。器人之间使用高刚度加长枪头支架连接水切割机器人工作站来控制机器人及其外设每条指令定义一个特定动作如移动机系统构成如图所示。器人、设置输出、改变数据和在程序内跳转等。在
6、程序执行中,这些指令以其编制次序每一次只能执行一句。程序采用模块化结构编程,将复杂机器人任务分解成若干基本操作单元将复杂任务分解成简单的子任务,基本的操作单元可以被多次使用。仪表板工件切割程序结构如图所示。图水切割机器人工作站系统结构机器人控制柜是工作站系统的控制核心,它完成机器人的运动控制以实现工件精确定位切割,并通过机器人控制柜的通用口实现工作站按钮管理和外部动作控制,例如打、。开和关闭切割头启动真空吸附和抽风除尘装置等机器人模拟量输出口控制变量柱塞泵的恒压控制系统实现高压水切割压力的无级调节,以
7、满足不同厚度工件的切割要求。机器,人控制柜和增压泵控制系统通过串口连接实现通讯,图工件切割程序结构当增压泵或机器人系统出现故障或急停时系统将同时将其关闭以保证工作站安全。汽车顶棚治具和真空吸附装置完成,是该切割程序由三部分组成程序执行。,顶棚工件的定位汽车仪表板上的定位孔和仪表板工作台定的起始点它通过子程序调用将工件孔或边缘各部分切割子。程序有机的结合在一起,完成整个工件先孔位后边缘的切位柱配合完成工件精确定位一。。工作站机器人采用公司的工型六自由度关节割程序的位于与程序同名的模块中一,式机器人其工作
8、空间可以满足水射流切割工艺过程的位姿和速用来把程序分成易读的小模块以便于一·。机器,度的要求人控制柜为或其它的调用包括工件内孔和边缘切割子程,、,。控制柜带有接口和两个通道可与序和切割头开关子程序等该程序使用了三种类型的,。,、。进行通信实现文件交换机器即一人控制器可以配备不同的通和。讯模块实现不同的通讯联接本系统采用以太网联接方式进用来完成指定任务的一些指令,比如工件切割行程序上,,下载载的程序可在自带的记事本中进行返回一个值如替代某个位置或者读一个输