横梁双机器人焊接工作站技术方案

1、 BY-RC30050F-W机器人焊接工作站技术方案天津彼洋科技有限公司电话：86-传真：86-地址：天津市海河科技园津南区双桥河镇欣欣中路2号1 设备技术规格1.1 设备主要用途用于横梁及支架等焊接。1.2 设备主要技术参数最大焊接工件：3000×500×500mm变位机承重能力： 500 kg 变位机工件最大回转直径： 1200mm变位机重复定位精度：±0.5mm机器人重复定位精度：±0.08mm1.3 设备安装环境参数l 电：三相交流电380V（±15%）， 50Hz（±2%） 单相交流电220V（±10%）， 50H

2、z（±2%） 独立接地保护线：接地电阻不大于4欧姆温度：5+45相对湿度：90%周边环境：通风、远离振动源l 气体供应：二氧化碳气根据现场条件，可以采用气瓶并联供气，也可采用液态气罐和管道供气，二氧化碳气纯度要求99.5以上，供气压力为1.21.6MPa。l 地基要求：混凝土强度：210 kg / cm 2 (3000 lb/in2)地基最小地面不平整度：±3mm厚度：150 mm2 设备性能机器人焊接工作站由机器人安装底座，全数字化焊接电源、送丝系统、水冷焊枪、清枪剪丝机构、变位机等组成。机器人安装底座等采用型钢组焊装配结构，具有良好的刚度/重量比，同时具备使用、维护、调

3、试方便，机床整体布局合理、美观。气路、控制和机器人手臂等核心部分均采用进口名牌产品，性能可靠。整机具有高可靠性和低能耗的特点。设备加工精度高，控制系统先进、可靠、耐用，可连续切割24小时/天，具备重载工作能力。机床各部件密封和防护可靠，不会出现渗漏现象；线路、管道配置合理、美观，标记清楚，便于安装使用和维护，具有良好的电磁兼容性和抗震性。机构设计符合人机工程学原理，操作方便。整机外形如如下图所示。图1  设备外形2.1 机器人安装底座 机器人安装采用坐式，其底座高度与变位机台面高度相匹配，以求机器人实现最大的加工范围。配置线槽，用于穿过机器人控制线缆及气管等。2.2 R-0iA 机器

4、人(FANUC)轴数6 axes最大运动半径1437mm有效运动范围1074mm最大负载3kg运动范围Motion rangeJ16.28rad (360deg)J24.36rad (250deg)J37.94rad (455deg)J46.63rad (380deg)J54.89rad (280deg)J612.57rad (720deg)最大运动速度Max. speedJ13.93rad/s (225deg/s)J23.75rad/s (215deg/s)J33.93rad/s (225deg/s)J47.42rad/s (425deg/s)J57.42rad/s (425deg/s)J6

5、10.91rad/s (625deg/s)重复精度±0.08mm图2 机器人2.3 机器人控制器(FANUC)R-30iA Mate机器人控制柜的控制是基于FAUNC公司采用工控机技术的智能运动控制系统。全数字伺服模块给机器人的6个关节的交流伺服电机提供驱动电源，有能力扩展控制24个外部伺服电机轴同步协调控制，完成直线插补和圆弧插补。采用友好和简易的编程界面，图标式按键，使操作人员更加易学和舒适。分布式硬件结构和精简指令集软件能保证严格的时序和任务的执行。外部I/O点可随意扩展。开放式结构，可以与Ethernet、Device-net等网络进行连接。另外，带有过滤网的自循环

6、通风系统可以保证在045范围内正常工作。机器人系统配有大屏幕彩色LCD显示的编程器，操作与编程简单明了，具有在线焊接参数修改和故障自诊断显示功能。可转换中/英文显示方式，方便操作者。并且安装有deadman开关，进一步保证安全。控制系统内嵌焊接软件。图3 控制柜及示教器2.4 林肯焊接电源Power Wave® R350是一款紧凑的多功能机器人焊接电源。带有内置的送丝机控制，专门为机器人焊接应用设计。它能实现非常快速的电弧响应，包括65种标准焊接优化工艺参数设置，能有效地转换输入功率以降低运营成本 所有这些都是在一个紧凑而结实的壳体里完成的。主要特征：l 内置的送丝机控制 - 对于兼

7、容的送丝机有标准的内部控制，使用户能在机器人示教器上修改设置。 l PowerConnect 能量连接技术(正在申请专利) - 自动地调节输入电源，在整个输入电压范围中使焊接输出保持不变。 l Tribrid 能量模块 - 高功率因数和效率，优异的焊接性能。 l Production Monitoring 2.1 生产监控 - 跟踪设备使用、焊接数据存储和配置故障限制，以帮助生产分析和工艺改进。 l 辅助的Power Surge Blocker 技术 (正在申请专利) - 在标配的115伏(10安)辅助电源插座上同时使用打磨机和其它要求高启动电流(60安或者更高冲击电流)的设备时焊接性能不受任

8、何影响。 l 结构紧凑、外壳结实 - IP23可以承受恶劣环境。 l 标准的以太网 - 通过 轻松进行软件升级。产品规格说明输入电压额定输出时输入电流额定输出时电流/电压/暂载率输出范围体积高x宽x深 毫米(尺寸)净重公斤(磅)208/230/380-415/460/575/1/3/50/603相 / 40% 暂载率: 39/35/19/17/14A3相 / 100% 暂载率: 31/28/15/14/11A1相 / 40% 暂载率: 60/67/NA/NA/NA1相 / 100% 暂载率: 60/53/NA/NA/NAGMAW焊: 350安/31.5伏/40%GMAW焊: 300安/29伏/

9、100%手工焊: 325安/33伏/40%手工焊: 250安/30伏/100%直流TIG焊: 350安/24伏/40%直流TIG焊: 300安/22伏/100%5-350安518 x 356 x 63038.6(85)图4  焊接电源2.5 送丝机AutoDrive 4R90的解决方案表现了林肯电气的最佳技术和焊接工艺，将一个为高端机器人焊接而设计的高效逆变电源和外形紧凑，耐用的送丝机集于一体。优点：l 集成的设计 - 设计“嵌套”在发那科机器人的上臂。l 持久耐用 - 获得专利的MAXTRAC® 送丝驱动是精铸铝设计提供可靠的进给力。l 使用方便 - 与其它竞争的机型不同

10、，驱动轮、送丝导向或压力臂调节不需要工具。l 高性能 - 铜制焊枪连接提供更可靠的电气连通性和更有效的能量转移。l 最佳的扭矩 - 较快的加速度可靠地从导丝管中拉出焊丝。l 控制精确 - 双弹簧压力臂提供明确的调节，优化不同焊丝类型的压力。l 焊接效果 - 高分辨率的转速表精确地控制送丝速度。l 优化的机器人解决方案 - 紧凑、质轻的包装使机器人加速度性能和处理能力最大化。设计特征:l 4个驱动轮设计使送丝性能优良 l 双弹性压力臂设计带来精确的控制 l 快速自锁导丝轮（无工具） l 导丝板支持整个送丝路径 l 送丝机设计“嵌套”在发那科机器人ARC Mate® 100iC的上臂 l

11、 尺寸和重量最优化 - 13.5lbs (6.1kg) - 长x宽x高 英寸（毫米）9.1 x 7.5 x 8.4 (231 x 191 x 213) l 可靠耐用的设计 - 高分辨率正交转速表进一步控制送丝速度 - 高效发动机使用寿命长焊接技术参数实芯焊丝尺寸范围(毫米)药芯焊丝尺寸范围(毫米)送丝速度范围 ipm(米/分).023 - .045" (0.6 - 1.2 毫米).035 - .045 (0.9 - 1.2 毫米)30 to 800 英寸/分(0.8 to 20.3 米/分)图5送丝机2.6 水冷焊枪配置新一代机器人水冷焊枪系统，能够满足机器人焊接的所有要求。焊枪结构

12、紧凑，额定电流大，无论是使用方便性还是焊接效果方面，都是最佳的选择。由于采用了模块化设计，可以在保持TCP（工具中心点）的同时快速更换鹅颈和电缆组件中的零件。坚固的焊枪设计，优化了TCP重复性，能够连续进行精密焊接。图6焊枪2.7 水冷却机配置水冷却机，提供焊枪冷却水的冷却和循环。图7水冷却机2.8 清枪机构清枪站的喷硅油装置采用了双喷嘴交叉喷射，使硅油能更好地到达焊枪喷嘴的内表面，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连。清枪喷硅油装置设计在同一位置，机器人只要一个动作就可以完成喷硅油和清枪的过程。在控制上清枪喷硅油装置仅需要一个启动信号就可以按照规定好的动作顺序启动。剪丝装置采用焊枪自触发结构设计，不

13、需要再使用电磁阀对它进行控制，简化了电气控制。图8 清枪站2.9 安全系统l 标准配置：焊接预约盒可在完成上下工件后按下盒上的按钮，通知机器人可以进行焊接。亦可在出现故障或紧急情况下，按下急停开关，停止焊接动作。2.10 单回转焊接变位机配置单回转焊接变位机，变位机的回转采用了与机器人联动的交流伺服电机驱动。其结构特点：  末级回转支承，提供更高的抗倾覆力和扭矩。  加厚前板箱体结构，强度更高、稳定性更好。  导电优良的焊接地线装置，尤其在自动焊时，保证焊接电流、电压稳定。图9变位机2.11 工装夹具按照工件的定位方式设计，手动定位及气动压紧工件，安装在变位机回转

14、支架上。3 机器人焊接工作站基本配置构成序 号品名、规格、型号、说明单位数量产地1机器人安装底座套2彼洋2FANUC机器人R-0iA套2FANUC3R-30iA Mate 型控制器*示教器*电缆、接头等相关附件套2FANUC4全数字化焊接电源套2林肯5送丝机套2林肯6水冷焊枪套2进口7水冷却机套2国产8清枪剪丝机构套2进口9焊接预约盒套2彼洋10变位机套2彼洋11工装夹具套2彼洋4 供货范围序号项目供货方备注供方用户1设计2制造3安装4辅助设施一次输入电、压缩空气、焊接保护气、焊丝5起重设备 行车/叉车6地基制作 7培训 8工装及焊接工艺注：上表中标记含义：“” 用户范围；“”供方范围；“”供

15、方协助5 其他5.1 技术资料在合同生效后，45天内提供设备安装平面布置图，60天内制造商将安装前的详细要求及安装基础图提供给用户。随机提供中、英文技术文件（如果有）各一套，包括：l 机器人操作维修手册 1l 焊接电源操作维修手册 1l 安装地基图（含平面布置图，客户环境条件要求） 1l 合格证 15.2 预验收与培训5.2.1 培训内容l 在设备预验收时在生产厂为甲方免费培训三名人员，分别为：操作、维护、编程。 培训内容包括：（1）机器人及焊接基础知识（2） 机器人焊接系统的构成、操作及注意事项（3）机器人系统及焊接系统调试与一般维护（5）整机使用、日常维护和保养5.2.2 预验收内容：l

16、对设备的规格、配置和有关的参数进行预验收。l 对设备的功能进行预验收。l 预验收后双方签署预验收报告。5.3 安装、调试和最终验收l 设备到达现场后，用户应及时通知制造商并如实填写“现场条件确认单”后回传。在此期间用户负责妥善保管好设备包装箱，等待制造商人员到达后一起开箱清点。l 制造商在接到用户“现场条件确认单”后一周内，派工程师到用户工厂现场：首先，双方对“现场条件确认单”中的有关内容再次确认。其次，进行设备开箱清点并在“装箱单”上签字。再次，进行设备安装、调试，其范围包括各项参数和功能的调试完成。第四，设备最终验收。最后，进行现场培训，讲解并介绍有关设备的保养和维护知识。l 安装工作由负制造商责指导，用户配合并负责提供安装必需的起吊设备、工具和辅助人员，以及基础、电源和气源的准备工作。l 设备调试后，供方根据用户提供的图纸和材料，按用户提供的焊接工艺，配合用户对5个样件进行一系列的焊接测试工作。l 对于这些样件的焊接达到用户图纸要求，将被认为设备已达到正常操作，并需由双方代表签署设备最终验收协议。5.4 质量保证与售后服务l 自调试合格之日或运抵现场一个月，以先到者计算，整机免费保修1年,保修期满后，制造商仍提