機器人焊接工作站技術方案廣西刀板方案.doc

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R-30IA機器人控制柜： 機器人控制柜具有自動控制、檢測、保護、報警等功能，系統(tǒng)的啟動、停止以及暫停、急停等運轉方式均通過操作盤進行。系統(tǒng)運行狀態(tài)及系統(tǒng)報警可在主操作盤上顯示，也同時由系統(tǒng)運轉狀態(tài)高置顯示燈顯示。機器人控制柜、示教盒、操作盤上設有急停按鈕，在系統(tǒng)發(fā)生緊急情況時，可通過按下急停按鈕來實現(xiàn)系統(tǒng)急停并同時發(fā)出報警信號。 ARC Link通訊總線技術，無論在通訊穩(wěn)定性能，還是在數(shù)據(jù)傳輸能力上都大大領先于模擬信號接口和普通的通訊總線接口。 機器人控制柜至多能夠控制36個軸，本機實現(xiàn)本體六軸＋3個外部軸聯(lián)動控制（單工位）或本體六軸＋5個外部軸聯(lián)動控制（雙工位）。 提供公司局域網(wǎng)聯(lián)接數(shù)據(jù)接口，具體具備以下主要功能： 功能 備注 電弧重啟功能 當工件表面的銹和熔渣等絕緣物的影響電弧沒有發(fā)生時，可反復進行預先設定次數(shù)的起弧動作 接觸傳感功能(用戶選配) 電弧跟蹤功能(用戶選配) 擺動焊接功能(用戶選配) 再生暫時停止再啟動功能 （斷電恢復功能） 再上電后，可以接序停止位置開始工作，無需進行坐標再確認。 防碰撞功能 6軸防碰撞軟件 腳長管理功能 遙控坐標系選擇功能 直交、工具、便利、各軸、工件等各坐標系 狀態(tài)顯示功能 機器人、移動裝置的位置坐標，外部信號狀態(tài)等 程序編輯功能 位置、命令的更改、插入、刪除、程序復制及刪除，合并 程序變換功能 平行、回轉移動、鏡向變換等 程序呼出功能 程序存儲功能 最佳加速／減速控制 減震控制 軌跡恒定性控制 高精度軌跡控制 轉角高速作業(yè)精確控制 自診斷功能 故障分類和數(shù)據(jù)顯示 示教—再生切換功能 程序存儲容量 100套 外部記憶 SUB插口、局域網(wǎng)或以太網(wǎng) 外部輸出輸入 I/O 40點/CC-LINK(總線模塊) 示教盒： 示教盒具有6.5″帶觸摸功能的彩色LCD顯示屏，中文鍵面；分辨率640X480。 采用圖標、圖畫顯示，操作方法簡單，操作者通過示教方式編輯焊接程序，菜單提示，人機對話方式容易掌握，屏幕顯示的幫助向導功能協(xié)助操作者確認操作示教盒的步驟。 示教盒可以顯著提高在工作現(xiàn)場對I/O信號的調試效率，可以在顯示屏上編輯梯形圖。通過選用電弧檢測功能，可以在焊接過程中監(jiān)視焊接電壓和電流。 示教盒上設置操作按鈕和開關，可以在示教盒上設置伺服準備、示教、再現(xiàn)、遠程等模式，操作方便； 具有在線參數(shù)修改和故障自診斷顯示功能。示教盒上設置CF 卡插槽，方便用戶備份程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)； 可進行示教點修改：示教點的追加、刪除或修正(可獨立修改機器人軸和外部軸)； 可實現(xiàn)點動操作，具有啟動、暫停、急停、編輯鎖定功能。 ■功能: 示教盒操作 座標系選擇 關節(jié)、直角/圓柱、工具及用戶座標系 示教點修改 追加，刪除或修正(可獨立修改機器人軸和外部軸) 各軸點動操作 可實現(xiàn) 軌跡確認 單步前進，后退，連續(xù)行進 參數(shù)調整 在機器人工作中和停止中均可微調 定時器設定 設定單位0.01秒 快捷功能 直接打開功能、畫面預約功能 接口 FC1/FC2用，RS-232C(通道) 應用 弧焊、點焊、搬運、通用及其它 安全措施 基本安全標準 JIS(日本工業(yè)標準) 安全速度設定 可實現(xiàn) 安全保護方式 通過信號觸發(fā)進行慢速再現(xiàn) 示教鎖定模式 示教過程中不允許操作再現(xiàn)操作盒 干涉監(jiān)視領域 S軸干涉監(jiān)視(扇形)，立體空間干涉監(jiān)視 自診斷功能 報警兩個系統(tǒng)(輕故障，重故障)，故障分類和數(shù)據(jù)顯示 用戶報警顯示 能顯示周邊設備報警信息 機械鎖定 對周邊設備進行運行測試(機器人不動作) 門互鎖 MCCB置于“OFF”位時，可開安全門 維護功能 累計運行時間顯示 控制電源接通時間，伺服電源接通時間，再現(xiàn)時間，操作時間，工作時間 報警顯示 報警內容及以往報警記錄 輸入/輸出診斷 可模擬使能/使不能的輸出 工具常數(shù)校準 使用校對模架，自動校準終端效應器的參數(shù) 編程功能 編程方式 菜單提示，人機對話方式 程序語言 機器人語言： 動作控制 關節(jié)運動、直線及圓弧插補、工具姿態(tài)控制 速度設定功能 百分比設定(關節(jié)運動)，0.1mm/s設定(插補)，角速度設定(工具姿態(tài)控制) 程序控制命令 跳轉命令，調用命令，定時命令，機器人停止，機器人工作中一些命令的執(zhí)行 變量 全程變量、局部變量 變量類型 字節(jié)型、整數(shù)型、雙精度型、實數(shù)型、位置型 輸入/輸出命令 ARC Link通訊總線技術 ●Touch Sensing焊縫自動尋找功能： 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）基準點，來判斷工件的偏差情況，并對起弧焊接的位置坐標進行補償調整，實現(xiàn)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。并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。 坡口自適應軟件：在坡口大小不一致的情況下，可利用接觸傳感檢測坡口寬度同時修正焊接軌跡，跟據(jù)檢測結果自動調整焊接參數(shù)如擺幅和焊接電流，以改變熔敷率或填充效果，確保焊縫余高一致。 ●TAST電弧焊縫自動跟蹤功能： TAST (Through Arc Seam Tracking) 電弧焊縫自動跟蹤功能，是FANUC機器人公司開發(fā)的簡便有效的機器人焊縫跟蹤功能。采用該功能可以自動補償由于零件翹曲或裝配不精確造成的焊縫位置偏離?？梢栽诳v向和橫向的機器人運動軌跡上，進行位置補償。 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，調整焊接軌跡，使焊接位置始終保持在焊縫中心位置?？梢杂糜诙喾N焊縫接頭形式和材料。具有簡單可靠，經(jīng)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?。膳cTouchSensing焊接自動尋縫功能等配合使用。最為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 焊接系統(tǒng) 選用蘇州米加尼克公司生產(chǎn)高性能數(shù)字化焊接電源。型號為SIGMA 500雙脈沖型。該電源與威達機器人專用送絲機和 TBI RM 80W水冷機器人焊槍組成的焊接系統(tǒng)。 SIGMA-500數(shù)字式雙脈沖IGBT逆變控制MIG/MAG自動焊接電源特點如下： ? 一機多用，可進行CO2/MAG、MIG焊。 ? SIGMA系列焊機，采用IGBT逆變和軟開關控制技術，CANBUS通訊方式，DSP控制技術。能滿足高質量的焊接要求。 ? 可對碳鋼、不銹鋼、鋁板等金屬進行高質量焊接； ? 由于采用數(shù)字式控制，電弧穩(wěn)定性超群，實現(xiàn)幾乎沒有飛濺的高質量焊接； ? 具備焊接專家系統(tǒng)，只須按焊接材料、焊絲直徑等參數(shù)選擇相應的程序號，即可自行確定焊接電流／電壓、送絲速度等，操作十分方便。 技術參數(shù) TBi RM 80W水冷焊槍： 創(chuàng)新地采用兩路保護氣設計，外層通道的保護氣形成軸向的保護氣流，而內層通道的保護氣形成徑向的保護氣流，由于加強了保護氣的流動控制，使得層流狀保護氣在焊接區(qū)溫柔包裹，氣體不易散失焊接過程中的保護氣用量大大降低，同時兩通道保護氣可以到達焊槍內的多個部位，焊槍的冷卻效果得到加強。并且由于徑向氣流的存在，使得導電嘴也得到充分的冷卻，避免導電嘴的過度燒損，從而使導電嘴的壽命延長了3—5倍。雙路循環(huán)水冷。 清槍裝置 清槍裝置選用TBI焊槍清理裝置 型號：BRG2000 焊槍清理單元是每一個MIG-MAG焊接機器人不可缺少的部分，機器人只要一個動作就可以使兩個旋轉的刀片清除掉焊槍內部的附著的粘著物，并噴射硅油，確保焊渣與噴嘴不會發(fā)生死粘連。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。 效果圖如下： 清槍前 清槍后 特點：減少中斷時間,延長焊槍部件的使用壽命, 不需要手工操作。 循環(huán)水冷箱 為了保證水冷焊槍的水冷效果，冷卻系統(tǒng)采用1臺上海正特循環(huán)水冷箱LX-20。 水箱采用封閉式不銹鋼材料制作，耐蝕性強。 水箱采用無軸封設計的磁力泵，避免了普通電動水泵因長時間使用產(chǎn)生水垢，導致水泵堵轉而燒壞的故障。 單水箱單水泵輸出，為水冷焊槍提供水冷卻。 本機具有水溫水位顯示，及時掌握水源的溫度和缺水報警、水滿報警。 技術參數(shù)： 序號 名稱 冷卻水容量L 輸入電壓V 額定揚程m 額定水流量L/MIN 空機重量 1 LX-20 20 220 12 14 40 ． 防碰撞傳感器 TBI KS1-S 焊槍依靠預載彈簧實現(xiàn)準確定位，在碰撞發(fā)生時，彈簧彎曲后啟動開關，機器人立即停止運行。由于碰撞脫離機構的屈從設計，碰撞發(fā)生后不需要對焊槍重新校驗。 主要技術參數(shù)： 結構 完全機械式，彈簧支撐 軸向釋放壓力 550N 橫行釋放扭矩 18.2Nm 釋放后復位 自動 復位能力 在距離法蘭300毫米處測量，偏差范圍在+/-0.1毫米內 重量 1.96公斤 優(yōu)點： ◆高穩(wěn)定性。 ◆具有全方向上的防撞安全性。 ◆彈簧屈從性能優(yōu)越，確保了機器人的安全停止。 ◆可以被用于所有的焊接切割領域。 ◆通過選擇不同的焊槍把持方式，可以實現(xiàn)不同焊接位置上設備配備。 ◆可調節(jié)開關的觸發(fā)力。 ◆電氣開關不需要供電。 單軸精密變位機 焊接變位機是焊接夾具的載體，能使工件達到最佳的焊接位置。本套焊接系統(tǒng)配置的變位機由變位機頭座、變位機尾座、專用工裝夾具等部分組成。此套變位機具有以下特點： u 變位系統(tǒng)為雙工位，極大提高焊接機器人使用效率。 u 變位機為交流伺服驅動，它能夠完美的配合機器人在任意轉動角度的完成焊接動作，從而保證了焊接質量。 u 變位機各結構件均采用優(yōu)質鋼材焊接而成，并進行退火等工藝處理，保證結構件的強度。 u 變位機采用專用夾具，一套夾具可夾緊兩個工件。它具有夾緊快速，定位準確，操作方便等特點。 變位系統(tǒng)性能參數(shù)： a) 結構形式：單軸變位機 b) 變位機變位角度范圍：±180度 c) 變位機最大負載：4噸。 d) 重復定位精度：500MM直徑內±0.1MM。 焊接夾具簡介 本套焊接夾具主要由L支撐板、側向定位裝置、側向壓緊裝置、預變形裝置、上端旋轉壓緊裝置等部分構成。定位主要以刀板下底面、端面及其刀板無刀齒面。夾緊主要由側面及上面構成。壓緊裝置均采用手動方式，快速方便且維護容易。上端壓緊裝置壓緊頭部為滾球，設置它的目的在于當側壓緊裝置使工件向預變形裝置推動并變形時，防止工件上翹。同時可使側推裝置更加省力。設置旋轉的目的在于取工件時，可將壓緊裝置旋轉開方便取件。 中央程控系統(tǒng) 程序控制系統(tǒng)主要用于控制機器人、變位機等其他相關部分有序運動。工作站程序控制系統(tǒng)采用編程程序控制系統(tǒng)，編程系統(tǒng)主控部分采用PLC可編程控制器作為主控單元。具有“手動”、“自動”選擇功能，在“手動”模式下可以人工參與，在“自動”模式下各區(qū)域自動完成相應工作。并且設有：電源開/關及指示按鈕；急停按鈕，當發(fā)生意外時可緊急停止。控制系統(tǒng)的其它電氣元件如繼電器、開關和按鈕等器件，均采用中外合資生產(chǎn)或國內知名產(chǎn)品。機器人是整個系統(tǒng)的核心，因此我們的系統(tǒng)可以對每種工件都可方便地設定焊接工藝及參數(shù)（焊接程序）, 焊接程序可進行儲存并被隨時調用；工作時按操作者選用的焊接程序完成工件的自動焊接。 保護功能:焊槍機械防碰傳感器、伺服防碰、控制箱內溫度監(jiān)視、電源監(jiān)視、干涉領域檢查。 異常診斷停止功能: 控制系統(tǒng)元器件、機器人、焊接電源等設備出現(xiàn)異常時，進行自動診斷，提供故障信息，保障系統(tǒng)安全；焊接異常、用戶操作異常等情況下能診斷并采取停機保護措施。 在焊接中，可人為干預焊接，在焊接中途因故停止后，智能處理繼續(xù)焊接方式。 驗收 設備分預驗收和終驗收 預驗收： 在乙方現(xiàn)場進行，雙方代表共同參加，乙方在完成設備生產(chǎn)調試后，書面通知甲方進行預驗收，驗收時間不超過通知之日的15天。預驗收合格后，雙方簽訂預驗收報告。 驗收標準按雙方簽訂的《技術協(xié)議》規(guī)定的技術指標執(zhí)行。 終驗收： 設備到達甲方現(xiàn)場后，乙方調試完成后通知甲方共同進行設備驗收，驗收時間不超過通知之日的10天。驗收合格后雙方在終驗收文件上簽字認可，即可交付甲方使用。 驗收標準按雙方簽訂的《技術協(xié)議》和預驗收報告規(guī)定的技術指標執(zhí)行。 若驗收因甲方原因推遲，其期限不得超過2個月，預期將視為自動通過最終驗收。 .質量保證及售后服務 設備質保期為壹年。在質保期內，屬正常使用故障，乙方在48小時內及時到達甲方進行修理。如果人為損壞，違規(guī)操作，外物撞壞等，乙方可以幫助修理，但要收一定的成本費。 成都焊研威達自動焊接設備有限公司 2010年07月