六軸混合機器人在激光噴丸中的應用
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圖3是無故障工作了三年，回廠保養的五軸聯動機器人。
五軸聯動機器人的第四個軸是安裝在Z軸下端，以Z軸為軸心的轉動軸，叫A軸。A軸主要由高精度交流伺服和反向間隙小于0.5弧分的緊密減速機組成。A軸帶動轉動軸B以水平面為軸轉動。B軸也主要由高精度交流伺服和反向間隙小于0.5弧分的緊密減速機組成。
三、五軸聯動機器人的控制系統及電箱
由于五軸聯動機器人的Z軸采用雙Z軸滾珠絲桿同步驅動方式，共計采用了6臺伺服電機。我們采用了沈陽萊茵機器人公司自己開發的，基于ARM的嵌入式8軸連動控制系統。為了雙Z軸的嚴格同步，在FPGA里面兩路伺服電機位置環控制信號由同一路控制信號控制。如圖4所示，該嵌入式8軸連動控制系統帶CAN總線,RS485接口和以太網接口，支持Modbus通信協議。可以鏈接常見的觸摸屏和工控機。所有IO口帶短路保護及擴展，還可以很方便搭建成主從時式分布式控制系統。該控制系統是萊茵機器人十多年開發積累的，已在織布機的電送點卷，包裝機和火焰切割機上批量連續可靠工作多年的嵌入式系統。該系統有是一個高度開放的控制系統，可以方便修改，增添功能，及用戶自己二次開發。
四、工作過程
由于激光束的方向是不能改變的，必須控制被噴丸的工件如此精確平穩運動，確保激光束在要被噴丸處理的區域，按要求的軌跡和順序噴丸。為此采用示教方式工作，各個軸間可以同時聯動和獨立運動。激光系統可以放出一個幾乎沒有任何能量的激光點，我們稱為參照激光點。參照激光點的方位與噴丸的激光束完全一樣。示教時，先手動運動使參照激光點照到要被噴丸處理的軌跡上，然后確認該點為有效點。示教時操作者可以用手動操作器在被噴丸零件邊上邊看看控制運動。但出于安全考慮，操作員也可以借助高分辨率高清晰的視頻監控系統來控制參照激光點在零件上的位置。系統自動記錄下這些有效點對應機器人各種軸的位置，然后上位機離線自動生產噴丸運動軌跡，自動優化各個軸在各個點的運動分量，使運動過程平穩高速。可以對噴丸軌跡進行圖示，局部放大，優化噴丸順序，刪減等操作。
如果能得到被噴丸零件的3DCAD數據，給出噴丸信息后，借助CAM軟件可以自動生成運動軌跡。但通常出于保密等原因，通常是得不得對應的3DCAD數據。
五、六軸連動機器人
對于復雜的整體葉輪等采用六軸聯動機器人會更方便。圖4是混合型六軸聯動機器人的結構形式之一，它由三個直線運動軸，兩個轉動軸和一個擺動軸組成。其中三個直線運動軸是典型的懸臂型直角坐標機器人，也可以是圖2中所以的龍門式三維直角坐標機器人。在上下運動的Z軸下端帶動一個旋轉軸，旋轉軸帶動一個擺動軸，擺動軸末端再帶動一個旋轉軸。最末端的旋轉軸帶動手爪。由于兩個旋轉軸和一個擺動軸其實就是關節機器人的末端三個運動軸，所以六軸混合機器人就是三軸直角坐標機器人加上關節機器人的三個最末端運動軸組合而成。根據實際應用需要，混合型機器人的直線運動軸也可以是二維的XY軸結構或XZ軸結構，也可以是龍門式結構。其各個直線運動軸的行程及承載能力可以按要求去做。而兩個轉動軸和一個擺動軸組成也可以按需要僅選擇一個轉動軸，如從生產線把箱體碼垛到托盤上，也可以是一個轉動軸和一個擺動軸及其他組合。
圖4：混合型六軸聯動機器人示意圖
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