飞机部件的机器人钻孔及系统兰生数控机床销售公司 浏览次数:2065 原创文章,转载请注明出处!
进入20世纪90年代后,飞机制造行业对飞机装配技术提出了高质量、高速度、低成本的生产要求,飞机柔性装配技术得到了极大的发展。机器人制孔技术是飞机柔性装配技术的一个重要应用和研究方向。由于机器人制孔系统一般采用工件不动机器人移动的方式,灵活性较好,且对工件的适应性较好,同时能够极大地提高制孔效率和精度,因此在国外已得到广泛的研究和应用。美国Electroimpact公司与英国空客公司联合设计了一套机器人自动钻削系统(O.N.C.E),该系统主要用于波音F/A-18E/F的机翼后缘襟翼的钻孔和锪孔[1];美国EOA公司与波音公司也联合生产研制了一种机器人多功能钻削系统(EOA),该系统可以完成对钛合金、铝合金、复合材料以及叠层等飞机蒙皮的钻孔、锪孔和铰孔工作;瑞典Novator公司根据Orbital钻头专利技术开发了一套机器人多功能钻削系统(Orbital E-D100)。但这些机器人制孔系统结构复杂,且成本较高。而国内对于飞机部件机器人制孔系统的设计和研究尚处于起步阶段。基于国内外研究概况,针对飞机部件自动化制孔,本课题开发了一套飞机部件级机器人制孔系统,系统涉及到机器人技术、先进制造技术以及手眼视觉技术等先进科学技术。 系统功能和结构
机械系统设计 制孔执行器主要由主轴单元、进给单元、压紧单元、支承单元和传感单元组成,如图3所示。主轴单元和进给单元主要完成制孔过程中的主轴运动和进给运动;支承单元一方面为制孔执行器上的其他组件提供必要的机械连接接口和支承,另一方面提供制孔执行器与工业机器人连接的机械结构;压紧单元采用气动压紧,主要作用是通过压紧工件减小制孔过程中的系统振动,同时也可以消除叠层材料之间的间隙,防止切屑和层间毛刺进入叠层引起应力集中;传感单元主要用于制孔过程中的状态信息采集,包括压力传感器、气缸行程开关和进给行程开关。制孔执行器性能参数如下: 视觉检测系统设计 1 手眼视觉标定算法 本系统的摄像机固定在制孔执行器上,且工件是规则的平面。基于以上原因,本课题采用了一种基于二维平面工作的手眼标定算法,标定出图像像素坐标系o-uv的u、v轴与全局坐标系(机器人坐标系)Ow-XwYwZw的Xw、Yw轴的夹角以及工具中心点(即钻头中心点)在视场坐标系X1和Y1方向的坐标。该算法不需要标定摄像机工作的深度信息,且计算简便、可操作性强。视场坐标系O1-X1Y1是根据摄像机拍摄图像时所能拍摄到的一个实际平面区域建立的,各个坐标轴分别与图像像素坐标系各个轴平行。工件坐标系O2-X2Y2Z2一般建立在工件上。全局坐标系、图像像素坐标系、视场坐标系以及工件坐标系如图5、6所示。
执行制孔任务过程中,机器人在工件坐标系下工作,工件坐标系与全局坐标系(机器人坐标系)的位姿关系可以通过ABB机器人的工件标定功能求得。摄像机的工作距离与手眼标定时摄像机的工作距离相同,可由TCP到工件平面的距离保证。工件平面上制孔目标点在工件坐标系中X2和Y2方向的坐标值可根据手眼标定所得的4个标定量求得。 2 硬件和软件设计 视觉检测系统分为标定模块、定位模块和焊缝检测模块。其中,标定模块的功能是进行手眼标定计算,定位模块的功能是识别和计算定位孔位置,焊缝检测模块用于焊缝检测,程序流程如图7所示。 2 硬件设计
机器人采用IRB6640本身的IRC5 M2004控制系统,该控制系统为多处理器系统,含有PCI总线。机器人控制系统通过I/O板控制响应外围设备的输入信号,含有2个模拟量通道、2个数字量(16位)通道,工作电压为24V。机器人制孔系统的启/停控制、制孔参数设置、制孔状态监控等任务主要由工业PC机完成。 3 软件设计 制孔执行器采用PLC控制,根据功能和控制对象的不同,PLC控制系统可分为手动操作模块,回零操作模块和自动操作模块、其程序流程如图10所示。 结束语 飞机部件的机器人钻孔及系统兰生数控机床销售公司 浏览次数:2065 原创文章,转载请注明出处!
进入20世纪90年代后,飞机制造行业对飞机装配技术提出了高质量、高速度、低成本的生产要求,飞机柔性装配技术得到了极大的发展。机器人制孔技术是飞机柔性装配技术的一个重要应用和研究方向。由于机器人制孔系统一般采用工件不动机器人移动的方式,灵活性较好,且对工件的适应性较好,同时能够极大地提高制孔效率和精度,因此在国外已得到广泛的研究和应用。美国Electroimpact公司与英国空客公司联合设计了一套机器人自动钻削系统(O.N.C.E),该系统主要用于波音F/A-18E/F的机翼后缘襟翼的钻孔和锪孔[1];美国EOA公司与波音公司也联合生产研制了一种机器人多功能钻削系统(EOA),该系统可以完成对钛合金、铝合金、复合材料以及叠层等飞机蒙皮的钻孔、锪孔和铰孔工作;瑞典Novator公司根据Orbital钻头专利技术开发了一套机器人多功能钻削系统(Orbital E-D100)。但这些机器人制孔系统结构复杂,且成本较高。而国内对于飞机部件机器人制孔系统的设计和研究尚处于起步阶段。基于国内外研究概况,针对飞机部件自动化制孔,本课题开发了一套飞机部件级机器人制孔系统,系统涉及到机器人技术、先进制造技术以及手眼视觉技术等先进科学技术。 系统功能和结构
机械系统设计 制孔执行器主要由主轴单元、进给单元、压紧单元、支承单元和传感单元组成,如图3所示。主轴单元和进给单元主要完成制孔过程中的主轴运动和进给运动;支承单元一方面为制孔执行器上的其他组件提供必要的机械连接接口和支承,另一方面提供制孔执行器与工业机器人连接的机械结构;压紧单元采用气动压紧,主要作用是通过压紧工件减小制孔过程中的系统振动,同时也可以消除叠层材料之间的间隙,防止切屑和层间毛刺进入叠层引起应力集中;传感单元主要用于制孔过程中的状态信息采集,包括压力传感器、气缸行程开关和进给行程开关。制孔执行器性能参数如下: 视觉检测系统设计 1 手眼视觉标定算法 本系统的摄像机固定在制孔执行器上,且工件是规则的平面。基于以上原因,本课题采用了一种基于二维平面工作的手眼标定算法,标定出图像像素坐标系o-uv的u、v轴与全局坐标系(机器人坐标系)Ow-XwYwZw的Xw、Yw轴的夹角以及工具中心点(即钻头中心点)在视场坐标系X1和Y1方向的坐标。该算法不需要标定摄像机工作的深度信息,且计算简便、可操作性强。视场坐标系O1-X1Y1是根据摄像机拍摄图像时所能拍摄到的一个实际平面区域建立的,各个坐标轴分别与图像像素坐标系各个轴平行。工件坐标系O2-X2Y2Z2一般建立在工件上。全局坐标系、图像像素坐标系、视场坐标系以及工件坐标系如图5、6所示。
执行制孔任务过程中,机器人在工件坐标系下工作,工件坐标系与全局坐标系(机器人坐标系)的位姿关系可以通过ABB机器人的工件标定功能求得。摄像机的工作距离与手眼标定时摄像机的工作距离相同,可由TCP到工件平面的距离保证。工件平面上制孔目标点在工件坐标系中X2和Y2方向的坐标值可根据手眼标定所得的4个标定量求得。 2 硬件和软件设计 视觉检测系统分为标定模块、定位模块和焊缝检测模块。其中,标定模块的功能是进行手眼标定计算,定位模块的功能是识别和计算定位孔位置,焊缝检测模块用于焊缝检测,程序流程如图7所示。 2 硬件设计
机器人采用IRB6640本身的IRC5 M2004控制系统,该控制系统为多处理器系统,含有PCI总线。机器人控制系统通过I/O板控制响应外围设备的输入信号,含有2个模拟量通道、2个数字量(16位)通道,工作电压为24V。机器人制孔系统的启/停控制、制孔参数设置、制孔状态监控等任务主要由工业PC机完成。 3 软件设计 制孔执行器采用PLC控制,根据功能和控制对象的不同,PLC控制系统可分为手动操作模块,回零操作模块和自动操作模块、其程序流程如图10所示。 结束语 飞机部件的机器人钻孔及系统兰生数控机床销售公司 浏览次数:2065 原创文章,转载请注明出处!
进入20世纪90年代后,飞机制造行业对飞机装配技术提出了高质量、高速度、低成本的生产要求,飞机柔性装配技术得到了极大的发展。机器人制孔技术是飞机柔性装配技术的一个重要应用和研究方向。由于机器人制孔系统一般采用工件不动机器人移动的方式,灵活性较好,且对工件的适应性较好,同时能够极大地提高制孔效率和精度,因此在国外已得到广泛的研究和应用。美国Electroimpact公司与英国空客公司联合设计了一套机器人自动钻削系统(O.N.C.E),该系统主要用于波音F/A-18E/F的机翼后缘襟翼的钻孔和锪孔[1];美国EOA公司与波音公司也联合生产研制了一种机器人多功能钻削系统(EOA),该系统可以完成对钛合金、铝合金、复合材料以及叠层等飞机蒙皮的钻孔、锪孔和铰孔工作;瑞典Novator公司根据Orbital钻头专利技术开发了一套机器人多功能钻削系统(Orbital E-D100)。但这些机器人制孔系统结构复杂,且成本较高。而国内对于飞机部件机器人制孔系统的设计和研究尚处于起步阶段。基于国内外研究概况,针对飞机部件自动化制孔,本课题开发了一套飞机部件级机器人制孔系统,系统涉及到机器人技术、先进制造技术以及手眼视觉技术等先进科学技术。 系统功能和结构
机械系统设计 制孔执行器主要由主轴单元、进给单元、压紧单元、支承单元和传感单元组成,如图3所示。主轴单元和进给单元主要完成制孔过程中的主轴运动和进给运动;支承单元一方面为制孔执行器上的其他组件提供必要的机械连接接口和支承,另一方面提供制孔执行器与工业机器人连接的机械结构;压紧单元采用气动压紧,主要作用是通过压紧工件减小制孔过程中的系统振动,同时也可以消除叠层材料之间的间隙,防止切屑和层间毛刺进入叠层引起应力集中;传感单元主要用于制孔过程中的状态信息采集,包括压力传感器、气缸行程开关和进给行程开关。制孔执行器性能参数如下: 视觉检测系统设计 1 手眼视觉标定算法 本系统的摄像机固定在制孔执行器上,且工件是规则的平面。基于以上原因,本课题采用了一种基于二维平面工作的手眼标定算法,标定出图像像素坐标系o-uv的u、v轴与全局坐标系(机器人坐标系)Ow-XwYwZw的Xw、Yw轴的夹角以及工具中心点(即钻头中心点)在视场坐标系X1和Y1方向的坐标。该算法不需要标定摄像机工作的深度信息,且计算简便、可操作性强。视场坐标系O1-X1Y1是根据摄像机拍摄图像时所能拍摄到的一个实际平面区域建立的,各个坐标轴分别与图像像素坐标系各个轴平行。工件坐标系O2-X2Y2Z2一般建立在工件上。全局坐标系、图像像素坐标系、视场坐标系以及工件坐标系如图5、6所示。
执行制孔任务过程中,机器人在工件坐标系下工作,工件坐标系与全局坐标系(机器人坐标系)的位姿关系可以通过ABB机器人的工件标定功能求得。摄像机的工作距离与手眼标定时摄像机的工作距离相同,可由TCP到工件平面的距离保证。工件平面上制孔目标点在工件坐标系中X2和Y2方向的坐标值可根据手眼标定所得的4个标定量求得。 2 硬件和软件设计 视觉检测系统分为标定模块、定位模块和焊缝检测模块。其中,标定模块的功能是进行手眼标定计算,定位模块的功能是识别和计算定位孔位置,焊缝检测模块用于焊缝检测,程序流程如图7所示。 2 硬件设计
机器人采用IRB6640本身的IRC5 M2004控制系统,该控制系统为多处理器系统,含有PCI总线。机器人控制系统通过I/O板控制响应外围设备的输入信号,含有2个模拟量通道、2个数字量(16位)通道,工作电压为24V。机器人制孔系统的启/停控制、制孔参数设置、制孔状态监控等任务主要由工业PC机完成。 3 软件设计 制孔执行器采用PLC控制,根据功能和控制对象的不同,PLC控制系统可分为手动操作模块,回零操作模块和自动操作模块、其程序流程如图10所示。 结束语 |
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