三一重工中兴机器人法兰流水线项目

1、油缸机器人焊接系统（法兰）油缸机器人焊接系统（法兰）方案说明书方案说明书制造商：厦门 xx 机器人系统有限公司目目 录录1 1 设计依据设计依据.32 系统构成概述系统构成概述.42.1 系统布局图系统布局图.4 2.2 生产流程分析生产流程分析2.3 系统系统构成构成.53 工艺特点工艺特点.63.1 节拍计算节拍计算.63.2 工艺分析工艺分析.6 附件一：技术资料附件一：技术资料.1511.1 IRB1410 工业机器人工业机器人 .1511.2 IRC5 控制柜控制柜.1611.3 YM-500GR 全数字逆变弧焊电源全数字逆变弧焊电源 .1611.4 TBI清枪剪丝装置清枪剪丝装置.

2、171 1 设计依据设计依据产产品品编号名称图号外形/照片毛重(Kg)焊缝长(mm)1 缸筒体ZX300.3.2.2.1120599.62法兰3缸头注意：工件尺寸精度需能保证焊缝位置误差在0.3mm 以内。2 系系统统构构成成概概述述2 2. .1 1 系系统统布布局局图图系统预估尺寸：长 11000mm，宽 8000mm，高 3500mm。注：以上数据仅供参考，实际尺寸以设计尺寸为准。三维视图三维视图2 22 2 生生产产流流程程分分析析 1) 将多件缸筒吊装放在工位架上，工位架上设定的凹槽将缸筒进行定位。 2) 将法兰逐一摆放在预压工装夹具上，夹具设计采用柔性定位。3) 送料小车自动将缸筒

3、顶起送到预压位置，法兰由传动链送到指定位置后，专用托架将法兰送到预压位置。4) 压装系统一头以缸筒内孔定位，法兰通过气液转换缸进行预压装。5) 预热系统采用中频线圈将缸筒压装部位进行预热，加热完后进行工件的热压装。6) 压装完成后缸体总成被送到焊接工位。防弧光卷帘放下的同时，机器人进入工位开始焊接。7) 焊接完工件后，去应力装置通过行走机构移动到焊接位置进行去除应力。8) 送料小车将去应力完成后的缸筒总成送出下一工位。9) 在前一件缸筒焊接完成后，送料小车即开始下一件循环操作程序的运行2 2. .3 3 设设备备构构成成 系统由一套 ABB 工业机器人系统 IRB1410+IRC5，一套唐山松

4、下 YM-500GR 全数字逆变焊接电源，一套全自动上料系统，一套工件预热装置，一套压装系统，一套工件移载系统，一套工件回转系统，一套 TBi 自动清枪器，一套去应力装置，一套烟尘处理系统及一套 PLC控制系统及安全防护系统构成。2.2.1 ABB IRB 1410 六轴焊接机器人：详细参数见附件。2.2.2 YM-500GR 全数字逆变焊接电源：详细参数见附件。2.2.3 全自动上料系统：该系统采用链条输送工件，法兰、缸筒分别通过人工放置在输送线上，输送线上设计定位工装，保证工件上料过程中的精度。输送系统采用交流电机驱动，采用微动开关作为工件到位检测装置，实现两个工件的分别输送。2.2.4

5、工件预热装置：采用一套中频率加热装置对缸筒进行预热，保证加热迅速并且均匀，并有效保证压装的顺利。加热线圈均配置强制水冷系统，保证中频率加热器的稳定性和寿命。2.2.5 压装系统：本系统采用精密前置式三爪卡盘及顶尖作为定位机构，并采用 AIRTAC气缸作为驱动单元，精密直线导轨作为导向，实现工件的精密准确的压入。2.2.6 工件移载系统：采用伺服电机驱动，精密直线导轨导向，配置两套托料机构，实现工件在加热压装工位与焊接工位及去应力工位的移动。2.2.7 工件回转系统：采用前置式三爪卡盘夹持工件，气缸顶紧工件，并采用伺服电机驱动，实现工件高精度回转。2.2.8 Tbi 自动清枪器：见附件。2.2.

6、9 去应力装置：见附件。2.2.10PLC 控制系统：采用三菱 PLC 作为主控制单元，采用施耐德低压控制元件。配置5.7触摸屏作为人机界面，可在触摸屏上对设备总体运行状况进行监控，并对相关参数进行设置。2.2.11 安全防护装置：设备采用半封闭式防护围栏，防止非操作人员进入工作区域，并在可能产生危险的区域设置安全防护开关，当有人进入时，设备自动停止，并报警。3工工 艺艺 特特 点点1.）本系统根据三一重工中兴液压流水生产线的生产节拍要求，操作工人只需利用上班前的准备工作时间内，将备好的工件放在系统指定的位置上，经过快速的定位检查后，即可启动焊接按钮，开始进行不间断的自动焊接程序。2.）焊接过

7、程中，无需监控。系统会自动判断焊接过程的相关信息，出现异常情况时，系统提出报警。并在显示屏上提示故障原因。3.）自动装料预热压装焊接去应力出料，两个进出过程分别由两个移载小车完成，且处理时间均小于焊接加工时间，确保生产节拍。4.）预热压装采用中频加热方式，充分预热的情况下，又保证工件的均匀受热，变形量小，保证了高精度配合的要求。这种加热方式，我公司已经在装载机车桥焊接设备上运用过，性能稳定，得到用户的充分肯定。5.）设备上需要移动操作的部件，采用高精度线性导轨定向移动，回转部位采用伺服电机，避免在重复定位的误差，6.）采用质量可靠性较高的三菱 PLC，低压电器-施耐德，传感器-OMRON。尽可

8、能减少设备使用过程中的故障率。为按计划生产，看板管理的连续性提供最好保障。7.）一个操作工人可进行多台看管，焊接工人在充分了解焊接质量要求的情况下，只需经过短时间培训或工艺人员指导，即可进行操作。人机对话的方式，简单易学，降低了对焊接工人的技术等级要求。8.）ABB 机器人高重复定位精度和灵活快捷的操作模式，配以松下 YM-500GR 全数字焊机，实现高品质的焊接。9.）实现焊接记忆储存，适应多种构件的交换，减少了多型号产品生产的调整时间，真正实现了柔性生产的需要。10) 焊接部位采用封闭处理，外设烟尘处理系统，减少污染，保持厂房良好的空气环境。11) 操作人员使用带按钮、状态指示灯的操作盒进

9、行作业。12)所有电气元件采用国际品牌，确保系统稳定可靠工作：PLC-三菱，低压电器-施耐德，传感器-OMRON。遮光帘使用气缸带动，可上升或下降3 3. .1 1 节节拍拍计计算算生产节拍：生产节拍：=596.6x3（焊缝长度x 焊接层数）/6（焊接速度）+12（每次清枪时间）1(清枪次数/每2米清枪一次)+ 8（机器人进出工位时间）=318(318(秒秒) )单班产能：8小时360085%(效率)/318=773 3 供供货货范范围围下表所列的内容为乙方负责提供或制造的设备内容：序 号名 称规 格数量品牌备注1 1机器人本体 IRB14101ABB1.1IRB 14101ABB1.2IRC

10、5(M2004)控制器1ABB1.3示教盒，附带 10 米电缆1ABB1.4输入、输出信号板1ABB1.5机器人控制电缆，长 7 米1ABB1.6机器人控制软件1ABB1.7弧焊软件包（AW yOptions）1ABB2 2全数字焊机YM-500GR1松下3 3中频加热装置1深圳4 4全自动上料系统1xx5 5压装系统1xx6 6去应力装置17.1机架1xx7 77.2焊接夹具1xx8 8自动清枪器BRG-20001TBi9 9烟尘处理系统1唐纳森1010系统底座(含机器人底座)1xx1111电气控制系统1xx1212安全防护栏1xx1313系统集成及调试1xx1414运输及保险1xx1 11

11、 1 附附件件一一：技技术术资资料料1 11 1. .1 1 I IR RB B1 14 41 10 0 工工业业机机器器人人 手腕持重： 5 kg最大臂展半径：1.44m轴数： 6 轴重复定位精度：0.05mm（多台机器人测试综合平均值）机器人版本：标准版防护等级：IP54轴运动：轴 动作范围 最大速度1 回转+170至-170 120/s2 立臂+ 70至 -70 120/s3 横臂+ 70至-65 120/s 4 腕 +150至-150 280/s5 腕摆+115至-115 280/s6 腕传+300至-300 280/s电源： 3 相四线 380V(+15%，-10%)， 50Hz耗电

12、量：4 KVA 机器人尺寸： 底座：620X450 mm机器人重量：225 kg环境温度： 5C- 45C最大湿度： 95%最大噪音： 70dB(A)1 11 1. .2 2 I IR RC C5 5 控控制制柜柜机器人的控制硬件全部优化集成在一个控制柜内，由机器人控制平台实现控制，通过对机器人的编程完成功能，具备完善的网络监控功能。使用全彩色触摸屏式操作盒控制硬件：多处理器系统, PCI 总线, 大容量闪存(256M),奔腾CPU，20s UPS 备份电源控制软件： BaseWare 机器人操作系统，强大的 RAPID 编程语言电源： 交流 3 相，380V(+15%，-10%)， 50Hz

13、集成控制柜尺寸： 900 x700 x700mm集成控制柜重量： 200kg 环境温度： 5C- 45C 最大湿度： 95%操作面板： 控制柜上编程单元： 便携式防爆型示教盒，具备操纵杆和软键盘安全性：紧急停止、自动模式停止、测试模式停止等输入输出板：数字式直流 24V1 11 1. .3 3 Y YM M- -5 50 00 0G GR R 全全数数字字逆逆变变弧弧焊焊电电源源名 称规 格型号YM-500GR控制方式数字控制 IGBT 逆变输入电压.相数AC380V 3 相输入电源频率50/60Hz额定输入容量23KVA/21.54KW额定输出电流500A额定输出电压39V额定负载持续率10

14、0%额定空载电压69输出电流范围60-500(电阻负载输出能力)输出电压范围17-41.5(电阻负载输出能力)收弧电流范围60-550(电阻负载输出能力)收弧电压范围17-41.5V(电阻负载输出能力)焊接方法个别/一元化外壳防护等级IP21S绝缘等级H冷却方式强制风冷适用焊丝类型实芯/药芯外形尺寸(W)380mm(D)510mm(H)772mm质 量60kg高精度的送丝机（采用带有高精度编码器的电机的送丝机）1 11 1. .4 4 T TB Bi i 清清枪枪剪剪丝丝装装置置清枪前 清枪后优点优点TBi 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。TBi 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 TBi 清枪喷硅油装置仅需要一个启动信号，它就可以按照规定好的动作顺序启动。TBi 剪丝装置采用焊枪自触发结构设计，不需要再使