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一、設(shè)備概述:該方案以 6 軸焊接機(jī)器人工作站為核心,配置了機(jī)器人專用焊機(jī)、焊接冷凝系統(tǒng)、氬氣保護(hù)氣、柔性工作臺、焊接變位臺及快換夾具、安全防護(hù)網(wǎng)等配套裝置,采用快速安裝方式能靈活安裝多種實訓(xùn)任務(wù)載體
一、設(shè)備概述:
該方案以 6 軸焊接機(jī)器人工作站為核心,配置了機(jī)器人專用焊機(jī)、焊接冷凝系統(tǒng)、氬氣保護(hù)氣、柔性工作臺、焊接變位臺及快換夾具、安全防護(hù)網(wǎng)等配套裝置,采用快速安裝方式能靈活安裝多種實訓(xùn)任務(wù)載體;為工業(yè)機(jī)器人焊接應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)絕佳載體。
二、技術(shù)參數(shù):
工作電源:三相 AC380V±5% 50HZ
2. 安全保護(hù):漏電保護(hù),過流保護(hù),短路保護(hù)
3. 額定功率:≤3KW
4.環(huán)境溫度:-10~50℃
5.相對溫度:≤85%
6.外形尺寸:L2600mm×W3000mm×H2500mm 三、產(chǎn)品配置參數(shù):
1. 焊接工件描述
焊絲規(guī)格: Ф0.8/1.0/1.2mm
焊縫形式: 平焊縫、角焊縫 、半圓焊保護(hù)氣體: CO2氣體
工作方式: 人工上下料,機(jī)器人自動焊接堆焊層厚度: 更具工藝要求
2. 方案概述
焊接機(jī)器人系統(tǒng)是由焊接機(jī)器人、焊接電源、機(jī)器人專用焊槍、柔性工作臺、焊接變位臺及夾具、電氣控制及按鈕站、 安全防護(hù)圍欄等部分組成。
工件由人工放置在工裝后,由機(jī)器人開始自動焊接。
方案配置如下:
序號 |
名稱 |
品牌及規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
1 |
機(jī)器人系統(tǒng) |
套 |
1 | |
|
1.1機(jī)器人本體 |
|
個 |
1 |
|
1.2機(jī)器人控制柜 |
|
個 |
1 |
|
1.3彩色示教器 |
|
個 |
1 |
|
1.4系統(tǒng)電纜總成 |
|
套 |
1 |
|
1.5弧焊軟件包 |
|
套 |
1 |
2 |
C02焊接電源 |
套 |
1 |
— | |
|
2.1焊接電源本體 |
|
套 |
1 |
— |
|
2.2焊接電纜 |
|
套 |
1 |
|
|
2.3送絲機(jī) |
|
個 |
1 |
|
3 |
機(jī)器人專用焊槍 |
|
套 |
1 |
|
4 |
防碰撞傳感器 |
|
套 |
1 |
— |
5 |
電氣控制及按鈕站 |
|
套 |
2 |
— |
6 |
機(jī)器人底座 |
|
套 |
1 |
— |
7 |
系統(tǒng)設(shè)計、集成與編程 |
|
次 |
1 |
— |
8 |
現(xiàn)場調(diào)試與培訓(xùn) |
|
次 |
1 |
|
系統(tǒng)易損易耗件清單如下:
序號 |
名稱 |
尺寸 |
建議庫存 |
備注 |
1 |
導(dǎo)電咀 |
Φ0.8-1.6 |
20 |
消耗品 |
2 |
焊槍噴嘴 |
M20 |
10 |
消耗品 |
3 |
導(dǎo)絲管 |
Φ0.8-1.6 |
5 |
消耗品 |
4 |
壓絲輪 |
Φ0.8-1.6 |
5 |
消耗品 |
3. 工藝流程
焊接工件焊縫周圍 30mm 內(nèi)應(yīng)無油、銹及污漬,且滿足工件圖紙尺寸公差要求。系統(tǒng)焊接工作流程如下。
1)準(zhǔn)備工序:焊接工件按圖紙要求備置。
2) 安裝工件:操作工進(jìn)入工位 1,將工件放置到工作臺。
3) 工件限位:操作工將工件推至工作臺上,緊靠限位塊。
4) 機(jī)器人焊接:操作工回到安全位置,按下啟動按鈕,機(jī)器人從設(shè)定的位置開始實現(xiàn)自動焊接。
5) 工件卸裝:焊接結(jié)束后機(jī)器人到工位 2 進(jìn)行焊接作業(yè),操作工再次進(jìn)入工位 1,卸下工件。
如此循環(huán)作業(yè)。
4. 主要功能
為保證焊接質(zhì)量和焊接效率,機(jī)器人系統(tǒng)配置了完善的自保護(hù)功能和弧焊數(shù)據(jù)庫,主要功能如下。
原始路徑再繼續(xù):焊接過程中發(fā)生氣流量異常、焊絲用完和暫時停止時,排除故障后可直接調(diào)用“繼續(xù)上次焊接”命 令,機(jī)器人可從任意位置自動到暫停的位置繼續(xù)進(jìn)行焊接。
故障檢測和預(yù)測:檢測出報警發(fā)生后,從控制裝置獲取數(shù)據(jù),推測故障部位并依次列出高故障部位,顯示部件更換順 序,計算機(jī)上的及診斷情況,可使用iPendant在現(xiàn)場查看。此外,計算機(jī)定期從現(xiàn)場的機(jī)器人中獲得運行數(shù)據(jù),并對所取 得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,判斷機(jī)器人的運行狀態(tài)是否正常,并提示用戶應(yīng)對即將到來的故障。
防碰撞功能:機(jī)器人焊槍與外部物體相碰撞時可自動折回,保護(hù)焊槍和機(jī)器人本體。
專家數(shù)據(jù)庫:通過在程序中設(shè)定必要的焊接條件,系統(tǒng)可自動完成排焊道和相應(yīng)焊接參數(shù)調(diào)整。 示教編程:通過機(jī)器人配置的示教器實現(xiàn)現(xiàn)場編程。
焊槍擺動:在焊接時不僅可以實現(xiàn)常用的SIN型、鋸齒型、圓型、8字型、L型等擺焊模式,還可以根據(jù)具體工件的形狀 實現(xiàn)自定義擺焊功能,由此增大了焊道寬度,提高了焊接強(qiáng)度,保證焊道美觀度。
狀態(tài)顯示:機(jī)器人通過示教器可以顯示整個機(jī)器人系統(tǒng)的運行狀態(tài),包括程序運行狀態(tài)、焊接過程參數(shù)變化、系統(tǒng)參 數(shù)變化、機(jī)器人當(dāng)前位置、執(zhí)行歷史記錄、安全信號、報警記錄等,由此客
戶可以及時了解機(jī)器人系統(tǒng)的狀態(tài),做到提前預(yù)防機(jī)器人系統(tǒng)出現(xiàn)問題。
輸入/輸出文件:機(jī)器人系統(tǒng)中的系統(tǒng)文件以及示教程序文件等可以存儲到機(jī)器人控制柜內(nèi)部的存儲卡,也可以提取到外部設(shè)備,通過離線編程軟件編寫的程序也可以載入到控制柜內(nèi)部,由此客戶可以定期備份系統(tǒng)文件,一旦機(jī)器人系統(tǒng)出 現(xiàn)問題后可以將系統(tǒng)文件還原來解決機(jī)器人的相關(guān)問題。
5. 主要部件介紹
5.1 機(jī)器人本體
是一款具有智能化功能的高性能操作機(jī)器人,適合各種弧焊應(yīng)用,具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊的特點。 針對弧焊應(yīng)用,通過優(yōu)化成功的設(shè)計了輕量和緊湊的機(jī)器人手臂,在保證原有可靠性的同時,實現(xiàn)了優(yōu)異的性價比。 采用先進(jìn)的伺服技術(shù), 可以提高機(jī)器人的動作速度和精確度,在大程度上減少操作員的干預(yù),提高了弧焊系統(tǒng)的工作效率。
特點及優(yōu)勢:
① 采用先進(jìn)的伺服技術(shù),機(jī)器人動作速度快,控制精度與工作效率高
?、?機(jī)器人與焊接電源之間實現(xiàn)數(shù)字通訊,確保機(jī)器人和焊接電源高速協(xié)調(diào)控制,達(dá)到高品質(zhì)焊接。
③ 提供薄板碳鋼低飛濺、高品質(zhì)脈沖等多種焊接方法,應(yīng)用范圍廣,焊接能力強(qiáng)。
④ M-10iA/8L機(jī)器人具有開放的外部通訊和IO接口,可與國內(nèi)外主流焊機(jī)匹配
⑤ 自帶焊頭修正、再起弧功能
⑥ 可實現(xiàn)全方位安裝。機(jī)器人控制器柜
機(jī)器人控制柜的控制是基于本公司采用工控機(jī)技術(shù)的智能運動控制系統(tǒng)。全數(shù)字伺服模塊給機(jī)器人的6個關(guān)節(jié)的交流伺 服電機(jī)提供驅(qū)動電源。
采用友好和簡易的編程界面,圖標(biāo)式按鍵,使操作人員更加易學(xué)和舒適。分布式硬件結(jié)構(gòu)和精簡指令集軟件能保證嚴(yán) 格的時序和任務(wù)的執(zhí)行。
特點:
?、?采用與世界上暢銷的CNC共通的設(shè)計方法與主要部件,具有高可靠性、高性能的特點。
?、?控制器體積小且減少了電能消耗。
?、?優(yōu)化點焊和伺服槍的運動,降低了工作節(jié)拍時間,提高生產(chǎn)率。彩色示教器:
機(jī)器人系統(tǒng)配有大屏幕彩色LCD顯示的編程器,操作與編程簡單明了,具有在線焊接參數(shù)修改和故障自診斷顯示功能。 可轉(zhuǎn)換中/英文顯示方式,方便操作者。并且安裝有dead-man開關(guān),進(jìn)一步保證安全。
具有如下優(yōu)點:
◆ 通過巧妙的設(shè)計改變了示教盒的重心,改善了整體的平衡性,使示教、操作變得更輕松。
◆ 通過金屬接頭及塑料護(hù)套加強(qiáng)了電纜接頭處的防護(hù),避免因為拉拽刮擦造成的電纜損壞。
◆ 菜單式操作,易學(xué)易用。
◆ 具有附加軸切換的快捷鍵及電源指示燈,簡化了操作步驟。
◆ 能夠更方便的和其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,數(shù)據(jù)擴(kuò)展使用更加方便。
◆ 擁有安全保護(hù)設(shè)置。
5.2、焊接變位臺參數(shù):
1) 功能、參數(shù)及特點描述:
?、?單軸變位機(jī),能夠旋轉(zhuǎn)改變焊接工件位置,提高焊接效率;配套快換夾具,簡單快速更換焊接工件; 三面帶升降防護(hù)罩,可有效防止弧光,帶配套控制柜
附屬配件圖片:
5.3、焊接工件參數(shù):
1) 功能、參數(shù)及特點描述:
?、?鍍鋅鋼或鋼板制作工件,多種焊接路徑旋轉(zhuǎn),也可自己開發(fā)焊接工件
2) 工件圖片:
5.4 送絲機(jī)
提供的350型送絲機(jī)專為機(jī)器人焊接系統(tǒng)設(shè)計,體積小,重量輕。主要技術(shù)參數(shù)如下:
規(guī)格型號: |
|
|
送絲速度: |
1 - 22mm/sec |
焊絲直徑: |
Φ0.8、1.0、1.2、1.6 |
送絲方式: |
四輪驅(qū)動 |
機(jī)身材質(zhì): |
鑄鋁 |
重 量: |
8.2kg |
控制方式: |
直流伺服 |
特點及優(yōu)勢
● . 送絲系統(tǒng)穩(wěn)定
1) 全數(shù)字化的送絲控制,高分辨率的轉(zhuǎn)速反饋,高精度的速度調(diào)節(jié)
2) 四輪驅(qū)動,0.5~21m/min范圍內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定送絲
3) 雙彈簧壓力臂調(diào)節(jié),適用焊絲直徑為0.8~1.6mm
● . 裝卸簡單方便
1) 無需工具即可完成送絲輪更換
2) 整體設(shè)計緊湊、輕巧,使機(jī)器人的運動性能發(fā)揮至優(yōu)
5.5 機(jī)器人專用焊槍
機(jī)器人焊槍選用機(jī)器人專用焊槍,該焊槍具有超長的使用壽命,顯著的冷卻效果,優(yōu)異的耐機(jī)械疲勞性能,使MIG焊槍和相關(guān)配套設(shè)備獲得了很高的性價比,在弧焊機(jī)器人領(lǐng)域得到了大范圍和快速的應(yīng)用。
主要技術(shù)參數(shù)如下:
額定電流: |
310A,暫載率60% |
冷卻方式: |
氣冷 |
焊絲尺寸: |
1.0-1.6mm |
氣體導(dǎo)管: |
2條 |
氣體消耗量: |
6L/min起 |
重量: |
0.7kg |
電壓等級: |
L(IEC 60974-7
標(biāo)準(zhǔn)) |
5.6 電氣控制及按鈕站
機(jī)器人工作站電氣控制系統(tǒng)采用機(jī)器人控制柜 I/O 對設(shè)備控制,包括對機(jī)器人、焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、變位機(jī)等控制,壓縮氣體壓力和保護(hù)氣體壓力的檢測,控制工作站的啟停等操作??刂乒駜?nèi)的繼電器,三色燈,按鈕,蜂鳴器,光電開關(guān),按鈕開關(guān),氣動元件以及連接氣管等均為國際知名品牌的產(chǎn)品,控制柜內(nèi)部具有良好的密封性能,并保證在-15℃~+45℃范圍內(nèi)正常工作。
焊接機(jī)器人工作站配有按鈕站,通過按鈕站上的啟動、停止等開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的運轉(zhuǎn)和停止,可以利用示教器來完成。
5.8焊接電源
參數(shù)類型 |
CM250AR |
控制方式 |
全數(shù)字 |
輸入電壓 |
3 相 380Vac±25%(285~475V) |
輸入頻率 |
30~80 Hz |
輸入容量 |
8kVA |
額定開路電壓 |
63.7V |
額定輸出電流范圍 |
30~300A |
額定輸出電壓范圍 |
12~30V(精度
0.1V) |
額定暫載率 |
250A@100%@40℃ |
焊接方法 |
CO2/MAG/MMA,實芯焊絲、藥芯焊絲、電焊條 |
焊絲直徑 |
φ0.8/1.0/1.2mm |
焊接時序 |
無收弧、有收弧、重復(fù)收弧、點焊 |
焊機(jī)參數(shù)通道存儲 |
默認(rèn) 10 組 |
電弧特性 |
-9~+9 |
機(jī)器人通訊 |
有 |
預(yù)置通訊口 |
有 |
冷卻方式 |
智能風(fēng)冷 |
送絲速度 |
1.4~24m/min |
防護(hù)等級 |
IP23S |
主機(jī)環(huán)境 |
工業(yè)重載、-39℃~+50℃ |
體積 |
300×480×620mm |
重量 |
48KG |
附屬配件參數(shù):
焊槍夾具:配套標(biāo)準(zhǔn)二氧化碳焊夾具;保護(hù)氣體;
附屬配件圖片:
6、安全控制系統(tǒng)配置參數(shù):
1) 功能、參數(shù)及特點描述:
?、俑綦x護(hù)欄,總體高 1200mm,框架采用 5050 型厚鐵質(zhì)方鋼,表面烤漆工藝;其他全部安裝防護(hù)網(wǎng);帶一個側(cè)開門,占地約 2600×3100~3200mm;
?、谠诟綦x護(hù)欄、安全門、設(shè)備等顯眼位置粘貼多種安全標(biāo)識,實時提醒設(shè)備的安全運行。7、裝配桌配置參數(shù):
1) 功能、參數(shù)及特點描述:
① 由臺身和臺面、和工具柜三大部分組成。臺身用方管焊接噴塑后組裝連接,臺面用高密度中纖板, 表面貼壓防火板,耐腐蝕、防靜電。
?、?每臺裝配桌帶一個 220V 電源插座,插座不占用臺面空間;
?、?帶工學(xué)結(jié)合存儲式工具柜,3 層抽屜式,帶管理功能。
?、?尺寸:1400mm×700mm×780mm (長×寬×高)
2) 裝配桌圖片:
8、三維柔性焊接鑄件鋼件平臺:
8.1.材質(zhì)采用 HT300 鑄造/鋼件 Q345 焊接成型,工藝采用龍門數(shù)控加工中心加工,保證了加工精度,工作面及四周打直徑 16 的孔,孔間距 50*50,孔與孔之間有刻線。尺寸:1200*600*800mm;
8.2 三維柔性焊接平臺特點:主要特點有可以快速的高精度的裝夾定位,形成模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化;隨意組合性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、重復(fù)定位精度高;適用于各式工件的焊接工裝以及產(chǎn)品的裝配工裝,提高效率降低成本。
1)模塊化:所有元件分門別類,進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,互相匹配。讓用戶選用zui少的模塊,就可以實現(xiàn)各種快速定位和夾緊的功能。
2﹚柔性化:各定位元件組裝方式多樣,用戶只要充分發(fā)揮想像力,幾乎可達(dá)到專用夾具同樣的定位和夾緊功能。拼裝快速,裝拆方便;工作臺面可以根據(jù)工件形狀、大小進(jìn)行拼接組合。臺面上的刻度和模塊尺寸的設(shè)計,使操作工人能快速地根據(jù)工件尺寸搭出所需要的工裝。
3﹚高精度:工作臺面和各種功能模塊上每隔 100mm 配套 D28 的圓孔,任意孔的孔間距尺寸公差為±0.05mm。
所以,此工作臺作也可以作為檢驗平臺使用。
4﹚三維立體設(shè)計:模塊中的立柱、直角模塊等可用于三維空間拼接,可以任意延申組合且方便,便于生產(chǎn)各類立體構(gòu)件。
9、三維柔性焊接多孔定位工裝組合夾具
|
名稱 |
規(guī)格 |
數(shù)量 |
1 |
快速鎖緊銷 |
φ28X50 |
4 |
2 |
定位角尺 |
175x50x75 |
4 |
3 |
定位角尺 |
175x50x175 |
4 |
4 |
定位平尺 |
225x50x25 |
4 |
5 |
平面角尺 |
275x225x25 |
4 |
6 |
V 型定位件 |
φ58x90° |
4 |
7 |
180°螺旋壓緊器 |
300x300 |
4 |
五、工業(yè)機(jī)器人焊接技能工作站配置清單
序號 |
物 料 名 稱 |
規(guī) 格 型 號 |
單位 |
數(shù)量 |
1 |
工業(yè)機(jī)器人 |
6 軸 |
套 |
1 |
2 |
焊接夾具 |
配套 |
套 |
1 |
3 |
機(jī)器人專用焊機(jī) |
|
套 |
1 |
4 |
氬氣 |
配套 |
套 |
1 |
5 |
焊接工件 |
配套 |
套 |
1 |
6 |
安全防護(hù)裝置 |
|
套 |
1 |
7 |
三維柔性焊接鑄件鋼件平臺 |
1200*800*850mm |
套 |
1 |
8 |
組合式快速夾具 |
|
套 |
1 |
9 |
裝配桌 |
|
套 |
1 |
10 |
變位機(jī) |
|
臺 |
1 |
11 |
無油空壓機(jī) |
靜音 |
套 |
1 |
12 |
資料光盤 |
|
套 |
1 |
13 |
實驗指導(dǎo)書 |
|
套 |
1 |
六、基礎(chǔ)實訓(xùn)考核項目:
1、工業(yè)機(jī)器人的基本認(rèn)知
2、工業(yè)機(jī)器人的線路連接
3、工業(yè)機(jī)器人與焊接設(shè)備連接
4、工業(yè)機(jī)器人焊接保護(hù)裝置連接
5、工業(yè)機(jī)器人對焊接工藝要求的掌握
6、工業(yè)機(jī)器人示教器的操作
7、工業(yè)機(jī)器人的 IO 接線
8、工業(yè)機(jī)器人對焊接工件運動路徑的設(shè)計
9、工業(yè)機(jī)器人焊接編程與調(diào)試
10、工業(yè)機(jī)器人焊接工藝改進(jìn)調(diào)試