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    • 邵經理
      17751583908
    • 車橋機器人焊接工作站
    • 項目名称: 机器人焊接工作站 需方:XXX公司 供方:常州必发娱乐pt手机客户端焊割有限公司 一.系統方案概述 1.1車橋機器人焊接工作站方案设计依据及准则 (1)甲方所提供的被焊车桥工件照片、3D图纸
    • 技術及商務咨詢:邵經理 17751583908
    項目名称: 机器人焊接工作站
     
    需方:XXX公司
     
    供方:常州必发娱乐pt手机客户端焊割有限公司
    一.系統方案概述
     
    1.1車橋機器人焊接工作站方案设计依据及准则
     
    (1)甲方所提供的被焊車橋工件照片、3D圖紙及相關要求。
     
    (2) 以产品的工艺分析和工艺流程的合理性为基础,力求高柔性、高性价比、高可靠性,并且日后可扩展升级 。
     
    1.2被焊工件及焊接要求
     
    焊接産品爲13T、16T、φ127等光橋産品,焊接前爲散件。

     
    工件:13T II桥体

    所需被機器人焊接的汽車焊接件的焊接要求:
     
    (1)  机器人气体保护焊接(MAG/CO2)。
     
    (2)  焊接牢固,无设备自身原因导致的夹渣、裂纹、咬边、漏焊等焊接缺陷。
     
    (3)  焊缝均匀平整、无焊瘤等外观缺陷。
     
    (4) 焊缝尺寸应符合图纸及技术要求 。
     
    1.3工序及工藝路線的劃分
     
    工序:
     
    人工摆放汽车零部件至气动夹具内→手动夹紧工件-→机器人点固工件→机器人焊接工件→ 焊接工件结束-→机器人复位→ 卸下工件 ,工件焊接程序结束。 

    工藝:
     
    操作人员按下操作盒上的启动按钮,焊接機器人按照预先设定好的程序运行,机器人夹持焊枪到达焊缝始端开始焊接,在焊接过程中变位机可以适时转动工件,使得工件上的焊缝有利于机器人的焊接作业,焊接结束,机器人复位,人工装卸工件。
     
    FANUC機器人弧焊軟件包:
     
    FANUC機器人帶有焊縫尋位功能。該功能具備接觸傳感功能,具有自動尋找焊縫起始位置的功能,從而解決工件初始定位偏差問題。
     
    FANUC機器人帶有電弧跟蹤功能。能夠自動補償由于工件的不一致性、焊接變形帶來的偏差。電弧跟蹤需要在擺焊和200A電流以上、角焊縫等特定要求下使用效果更佳。
     
    機器人焊接工藝特點:通過觸碰尋位對于其中特征位置的焊縫集中進行尋位;按照工藝需求,遵循焊接應力變化、表面要求及焊接可達性要求,依次進行焊接;大部分焊縫都盡最大可能調整爲船型位置。焊接過程中,部分關鍵尺寸進行必要的二次尋位,以保證起弧位置准確。並利用變位機大幅反轉的間隙,設置程序,進行清槍剪絲噴矽油的工作。
     
    焊接工藝的分析
     
    (1)工件參數條件
     
    l 工件材料:碳钢(20Mn2、Q235、Q345等)
     
    l 焊缝形式:点焊、角焊缝、对接焊缝。
     
    l 材料厚度:4~15mm
     
    l 工件重量:<300Kg
     
    (2)焊接工藝條件
     
    l 采用CO2或熔化极富氩气体保护焊80% Ar + 20% CO2.
     
    l 工件不应被油、锈等污染。
     
    l 适用焊丝:φ0.8-φ1.6(mm),同时具备φ1.2和φ1.6焊丝焊接零部件,同时具备配置盘装和桶装焊丝
     
    l 保证工件的组对精度符合技术协议要求,
     
    l 对接焊缝间隙小于1.0mm; 角接焊缝间隙小于2mm。
     
    l 工件上不得有毛刺、浮锈、污垢等影响焊接的缺陷。
     
    二.機器人焊接系統概述
     
    2.1機器人自動焊接工作站的概述:
    本機器人焊接系統可以24小時連續作業,跟人工作業相比,其效率、質量、穩定性等有很大提高。
     
    根据甲方产品特点,特推荐选用弧焊机器人采用日本FANUC M-10iA/8L焊接機器人
     
    2.2機器人焊接系統集成設備配置表
     
    表2-1機器人焊接系統集成設備配置表

      车轴-焊接機器人工作站

     

    序號

    名 称

    规 格

    品 牌

    數量

    單位

    備注

    车轴-焊接機器人工作站

    1

    焊接機器人(包含本体、A控制柜、示教器及集成线缆)

    M-10iA/8L

    FANUC(發那科)

    1

    國外原裝進口。全球3大一線機器人品牌之一,臂展2028mm,中空臂支持內置焊槍 ,負載8Kg.A型控制櫃

    2

    焊接電源 

    SFP-P400iA

    FANUC(發那科)

    1

    脈沖焊機,具備焊接碳鋼、不鏽鋼等材料功能

    3

    弧焊軟件包(起始點尋位、電弧跟蹤功能)

     

    FANUC

    1

    起始點尋位、電弧跟蹤功能。

    4

    機器人焊槍

    單絲水冷,內置焊槍82W

    德國TBI

    1

    帶夾絲功能

    5

    防碰撞傳感器

     

    德國TBI

    1

    內置

    6

    循環水箱

     

    保值久

     1

    帶水流檢測

    7

    清槍器

     

    MasterHyper

    1

    清槍剪絲噴矽油

    8

    X型三軸變位機

    兩邊軸聯動式,中間軸非聯動

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端/FANUC

    1

    兩邊軸聯動式,中間軸非聯動,两边轴负载500Kg, 

    9

    防弧光屏

     

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

    安裝在變位機上

    10

    焊接夾具

    手動夾具

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    2

    13T II桥体机器人用焊接夾具 ,包含夹具快换机构

    11

    安全防護系統(含弧光屏式防護欄、警示燈等)

     

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

    帶安全光柵裝置

    12

    排煙除塵設施

    頂吸式除塵罩系統

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

    包含除尘器,頂吸式除塵罩系統、安装结构等

    13

    系統集成及控制

     

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

    含觸摸屏系統,一元化操作系統

    14

    安裝調試及培訓

     

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

     

    15

    配件

     

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

     

    16

    運輸及保險

     

    MasterHyper常州必发娱乐pt手机客户端

    1

     
    2.3設備演示圖 
     
    類似項目案例照片:

    2.4 操作流程
     
    操作流程圖見圖(2-4)。
     
     
    三.機器人焊接工作站主要設備技術參數及特點說明
     
    3.1焊接機器人
     
    选用全球3大一线品牌之一的FANUC 焊接機器人
     
    l FANUC机器人做为世界产量最大、产品系列最全的机器人制造商之一,拥有高精密伺服的控制技术和50多年的系统集成经验,在北美超过50%的焊接機器人为发那科系统。
     
    l 它也是最早落户中国,与中国制造业分享其焊接经验的厂家之一。
     
    其弧焊切割機器人的优点总结为:
     
    (1)最长使用寿命:在美国北部制造业密集的五大湖区,有相当數量的焊接機器人使用已经超过了20年,这是世界独一无二的。
     
    (2)安全軟控制:在每個機器人單元中,可以通過控制軟爲工作區域設置一個機器人運動的安全區域,這樣可以避免機器人與設備、機器人與機器人之間産生碰撞。
     
    (3)自適應的焊接軟件包:在電弧和激光跟蹤的配合下可以實現完全自適應焊接。
     
    (4)高精度運動的外部軸:源自發那科機床級精密伺服的變位機,使用全進口部件,實現高精度機器人聯動,結構合理,剛性卓越,並且有自動的潤滑系統。無需人工維護,實現系統控制加潤滑油。變位機還帶有到位機械鎖死結構安全性更高。
     
    (5)激光焊缝辅助系统: 20 年的成功经验,成就机器人系统与激光跟踪系统的完美结合。
     
    (6)高速動作:市場上最快捷的機器人,高速啓停,考驗伺服控制的精度和使用壽命,這也是全球通用汽車車間采用發那科的原因。唯有自己研發伺服控制的企業才能將機器人技術演繹到如此極致。其他機器人品牌使用外部公司通用伺服電機+Windows系統,所無法比擬的。
     
    (7)方便的鼠標連接:編程示教盒和可以插入鼠標,實現編程操作簡易。
     
    (8)可支持8个工作组,40 个轴联动。
     
    (9)無級調節旋鈕:0-100%參數值無級調節與換擋調節雙模式,適用于高端系統用戶,也便利初級操作者。
     
    (10)专家软件库:扩展功能:起始点寻位/ 电弧上下左右跟踪/ 多层多道/ 收弧填充/ 断电重启/ 焊接横向摆动和纵向摆动/焊缝坡口宽窄自适应等。美国最大的系统集成商30年来一直选用发那科机器人用作中厚板的弧焊,正是因为发那科的强大弧焊软件支持。
     
    (11)獨特的硬件可擴展性:可以擴展外部空調/穩壓器/不間斷電源,適用于特殊工況。
     
    (12)完善的服務網絡:在中國發那科有強大的售後服務團隊,其銷量超過某些同業50倍,這也是在服務及備品價格方面的優勢。
     
    (13)完備的培訓體系:在華北、華東、華南建有專業的焊接體驗中心和實驗室,可以隨時爲客戶提供工件的實驗焊接。也可以接待多家客戶的培訓。上海發那科超過300人的工程部會是所有問題的終結地。
     
    (14)充分的備件供應:在常州有完備的機器人的備品備件庫,可以做到及時更換機器人備件。任何的備品無需海外支援。真正是您買得起,用得實惠的機器人。
     
     
    FANUC 焊接機器人
     
    選用發那科M-10iA/8L機器人
     
    型号:        M-10iA/8L
     
    軸數:        6轴。
     
    最大負載:    8KG。
     
    重複定位精度:±0.08mm。
     
    配置起始點尋找、電弧跟蹤及多層多道等弧焊軟件。
     
    發那科機器人特點介紹:
     
    FANUC M-10iA/8L  机械部分
     
    安裝方式:地裝、吊裝、傾斜角。
     
    关节方式:6 轴关节型   
     
    最大负荷 : 8公斤
     
    運輸方式:利用叉車或吊車
     
    軟件 
     
    基本字库: 中英文
     
    弧焊專用軟件
     
    M-10iA/8L機器人控制軟件
     
    數字伺服功能
     
    操作指令功能
     
    位置寄存器功能
     
    時間計數器功能
     
    外部程序選擇功能
     
    高靈敏度防碰撞檢測功能 
     
    起始點尋找
     
    手冊 
     
    软件操作和设置手册 (中文一册)
     
    M-10iA/8L的机械维修手册 (英文一册)
     
    A柜控制器维修手册 (中文一册)
     

    機器人型號

    M-10iA/8L

    軸數

    6 axes

    最大負載

    8kg

    工作半徑

    2028mm

    運動範圍

    J1

    5.93rad (340deg)

    J2

    4.54rad (260deg)

    J3

    8.00rad (458deg)

    J4

    6.98rad (400deg)

    J5

    6.28rad (360deg)

    J6

    15.71rad (900deg)

    最大運動速度

    J1

        3.40rad/s (195deg/s)

    J2

    3.05rad/s (175deg/s)

    J3

        3.14rad/s (180deg/s)

    J4

          6.28rad/s (360deg/s)

    J5

      6.28rad/s (360deg/s)

    J6

       9.60rad/s (550deg/s)

    允許的負載力矩

    J4

    44NM

    J5

    44NM

    J6

    22NM

    允許的負載慣量

    J4

    1.04kgm2

    J5

    1.04kgm2

    J6

    0.28kgm2

    重複精度

    ±0.08mm

    防護等級

    IP54

    噪音

    <85dB

    焊接機器人附加功能介绍:
     
    ●Touch Sensing焊缝自动寻找功能:
     
    該功能是簡便有效的機器人焊縫找尋功能。工作原理:機器人通過焊機的電壓反饋,用焊絲端部碰觸工件上的兩個(或多個)基准點,來判斷工件的偏差情況,並對起弧焊接的位置坐標進行補償調整,實現焊縫起始點的自動尋找。
     
    共包括焊接起始點傳感和終點傳感,多點傳感,焊接長度傳感,圓弧傳感以及傳感重試功能。並能在坡口內部進行傳感功能,檢測坡口幅寬變化自動調整焊槍擺動幅度及熔敷量。
     
    ●TAST電弧焊縫自動跟蹤功能:
     
    TAST (Through Arc Seam Tracking) 电弧焊缝自动跟踪功能,是FANUC机器人公司开发的简便有效的机器人焊缝跟踪功能。采用该功能可以自动补偿由于零件翘曲或装配不精确造成的焊缝位置偏离。可以在纵向和横向的机器人运动轨迹上,进行位置补偿。
     
    工作原理主要是通過擺動焊接過程中,檢測焊接電流的反饋信號,與設定值進行比較,調整焊接軌迹,使焊接位置始終保持在焊縫中心位置。可以用于多種焊縫接頭形式和材料。具有簡單可靠,經濟實用(不需要增加其他設備,如激光頭,紅外線傳感器等),焊槍可達性好(無附加設備,體積小),可與TouchSensing焊接自動尋縫功能等配合使用。最爲重要的是它能記憶第一道焊縫跟蹤的信息,在多層焊時達到事半功倍的效果。
     
    機器人系統具備主要功能描述:
     
    (1)臨時停點自恢複:焊接過程中發生氣流量異常、焊絲用完和暫時停止時,排除故障後可直接調用“繼續上次焊接”命令,機器人可從任意位置自動到暫停的位置繼續進行焊接。
     
    (2)接觸傳感和焊縫尋位功能:在工件焊接變形或組對不准確時,可通過焊絲與工件的碰觸,實現高精度焊縫起始點尋位,並具有焊縫跟蹤和多層多道焊接功能。
     
    (3)具备收弧填充/ 断电重启/ 焊接摆动/焊缝坡口宽窄自适应/刮擦起弧等功能。
     
    (4)粘絲自動解除功能:在焊接結束時(電弧OFF命令執行時),出現焊絲粘在工件上的情況下,自動熔斷焊絲(再給上電弧)解除粘絲狀態,繼續運轉,並可以設置接觸次數。
     
    (5)机器人支持內置焊枪的安装,前臂为中空结构,可以实现线缆內置,避免干涉。
     
    (6)專家數據庫:通過在程序中設定必要的焊接條件,系統可自動完成排焊道和相應焊接參數調整。
     
    (7)示教編程:配置大屏幕彩色背光液晶顯示屏示教器,具有參數在線修改和故障自診斷顯示功能,實現便捷現場編程。
     
    (8)故障自診斷:焊機和機器人對各種突發情況進行判斷,並嘗試自動修複,不能自動修複的故障通過顯示故障代碼提供相關故障信息。
     
    (9)具有程序編輯、變換、呼出功能以及示教/再生切換功能。設備安裝時應提供安裝作業指導書,保證實現未來再增加相同設備時所需要的程序複制、平移和鏡像等功能,不需要重新編輯程序,簡化示教。
     
    (10)具有開放式接口,可通過數字接口與國內外主流焊接設備、清槍剪絲機構等進行信號和數據的交換。
     
    (11)機器人具備後續升級擴展能力,可擴展100個I/O接口以備後續升級。
     
    3.2焊接電源
     
    FANUC SmartPower  SFP-P400iA专为机器人和自动化焊接设计的机型,根据客户的特定需要提供定制不同的功能。
     
    组成部分:FANUC SmartPower  SFP-P400iA焊接系统由焊接电源,送丝机等组成。
     
    本套送丝机是独立小巧的填充焊丝的送丝机,可轻松伴随焊接機器人的机械臂一起移动。
     
        
     
    FANUC SmartPower  SFP-P400iA为数字化焊机,和FANUC机器人的先进数字化控制系统实现对接通讯,接线简单,通讯速度快,编程操作简化。
     
    焊機特點:
     
    快速通信能力顯著地增加了機器人焊機的焊接效率。
     
    性能可靠的送絲機構減少了故障次數。
     
    輕便小巧的送絲裝置可隨機械臂輕松擺動。
     
    記憶通道和焊接程序方便編寫機器人操作程序。
     
     
     
    3.3焊接變位機 
     
    兩邊軸聯動式,中間軸非聯動
     
    焊接变位机是焊接夾具的载体,通过变位机的转动带动工件变换位置,以便于机器人的焊接。
     
    焊接變位機回轉運動由伺服電機、帝人減速機、電氣系統控制等部分組成,可實現多種工件的自動翻轉。
     

    變位機主要參數:

    項目

    參數

    最大負載

    500kg

    翻轉範圍

    360°

    最大翻轉速度

    16°/sec

    最大翻轉半徑

    500mm  具体以设计为准

    兩法蘭間距

    2500mm 具体以设计为准

    此变位机的最大負載为500Kg,可以焊接工件和工装夹具的总重量为500Kg以内的产品。
     

    3.4機器人焊槍  
     
    选用TBI水冷內置焊枪(帶夾絲功能)
     
     
     
    3.5防碰撞傳感器
     
    选用全球顶级品牌德國TBI 防碰撞器。焊枪依靠预载弹簧实现准确定位,在碰撞发生时,弹簧弯曲后启动开关,机器人立即停止运行并报警。由于碰撞脱离机构的屈从设计,碰撞发生后不需要对焊枪重新校验。
     
    優點介紹:
     
    l 精度高 /High precision;
     
    l 重复性好/Good repeatability;
     
    l 微电安全开关 /Micro electrical safety switch;
     
    l 重量轻/Light weight;
     
    l 体积小/Small volume
     
     
     
    3.6清槍剪絲裝置
     
    清枪剪丝装置对于机器人上长时间进行焊接的焊枪来说,是非常必要的。进行剪丝清嘴时,一般编制一个专门的程序。当焊枪到达剪丝位置后,自动控制送丝及剪丝动作。当焊枪到达清嘴位时,开关检测焊枪是否到位,锁定焊枪后,由气缸推动旋转刀片对喷嘴内部粘附的飞溅进行清理, 并向喷嘴内部喷射硅油,避免焊接时飞溅的牢固粘附。保证机器人系统长时间连续无监视运转。
     
    該裝置放在機器人的一側。機器人可以最舒適的姿態進行剪絲和清嘴。
     
    清理的頻率取決于不同的條件,如:工藝過程、氣體類型、材料類型、和它的表面等;程序員在機器人控制器中的工作程序中確定清理程序的頻率。
     
    3.7工装夹具(手動夾具)
     
    工裝夾具具有快速切換工裝功能,小工裝快換時間在3分以內,大工裝快換時間在5分鍾以內完成快換。
     
    工裝快速換型細節:一級工裝與二級工裝配合,實現快速換型

    工裝夾具示意圖:

    該工裝夾具爲手動夾緊工裝,人工擺放零部件以後,機器人點固,機器人焊接。
     
    设计时考虑操作者的人机工程学、三坐标检测的可行性,焊接夾具应动作迅速、操作方便,并确保操作者的安全。
     
    工裝夾具上的結構件通用性好,備件可以通用。
     
    工裝夾具具有工裝快換防錯接口,可以與其他産品的工作站切換工裝共用機器人工作站。
     
    工件放在工裝上有防錯結構防止工件放反。
     
    工裝夾具仿真軟件模擬焊接,防止後期工裝有幹涉。
     
    工裝夾具上的定位銷和托塊三方向或單方向可調
    .8排煙除塵設施
     
    本套系統采用低負壓頂置罩式除塵方式,主要有除塵罩、皮簾、支撐機構、除塵軟管、低負壓除塵器等組成。
     
     
    除塵器:
     
     3.9安全防護
     
     
     安全防護由弧光屏式圍欄和安全光柵組成,達到人機分離的目的。
     
    3.8集成控制系統
     
    本套系統包含觸摸屏系統。
     
    保護氣體流量檢測功能:當保護氣體無法及時提供時,機器人工作站自動識別並暫停動作,以避免因無保護氣體而使焊縫産生氣孔等缺陷。
     
    水箱故障檢測功能:當水箱液位不足或有異常時,機器人工作站暫停工作,以避免焊槍因無水冷卻而損壞。
     
    系统主控部分采用可编程控制器作为主控单元,人机界面显示工作状态,具有“手动”、“自动”选择功能,在“手动” 模式下可以人工参与,在“自动”模式下设备通过操作台启动对应的工位,自动完成焊接操作。并且设有:电源开/关及指 示按钮;急停按钮,当发生意外时可紧急停止。控制系统的其它电气元件如继电器、开关和按钮等器件,均采用中外合资生 产或国内知名产品。
     
    控制系統由機器人系統、外部軸系統與焊接系統組成,幾者之間通過通信接口進行通信及相關動作的鏈接,共同完成對工件的焊接工作。
     
    整个系统通过单元触摸屏操作台来启动,当焊接完成需要清理焊枪时,机器人可自动运动到清槍器位置自动清理焊枪,机器人通过总线与焊机连接,可控制焊机的启停,焊接參數的调用通过程序號来实现。设备全程由机器人来控制,焊接工艺和流程需要通过示教者来编译规划。
     
     
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