动臂机器人焊接系统1104.docx
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动臂机器人焊接系统1104.docx
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动臂机器人焊接系统1104
机器人焊接系统
技术说明
制造商:
厦门思尔特机器人系统有限公司
地址:
厦门市金龙路893号
电话:
0592-3159966/3159988
传真:
************
1设计依据
1.1产品
需方提供的斗杆的外形尺寸及重量,制作方案如下;
1.2现场环境信息
使用温度:
5℃~45℃
电源电压:
380V/220V±10%50HZ
压缩空气源:
0.6Mpa
2系统构成概述
2.1系统布局图
三维视图(带围栏)
三维视图(隐藏围栏)
主视图
俯视图
夹具视图
2.2系统构成
系统由一套ABB工业机器人系统IRB2600+IRC5,一套SmarTac寻位系统,一套AWC电弧跟踪系统,一套奥地利Fronius焊接电源TPS5000,一套双座单回转(MU30)的焊接变位机(从动机构能手动移动),两套油缸升降机构(能使变位机两端的夹具下降300mm),一套焊接夹具,一套横梁立柱,一套维修通道,一套外围围栏,一套MU20机器人左右行走系统,一套TBIRM80W水冷焊枪,一套波英特冷却循环水箱,一套TBi自动清枪剪丝装置,一套电气控制系统构成。
2.3系统说明
2.3.1设备选型
注:
详细资料见附件。
1)ABB机器人系统
·平均无故障工作时间>80000小时,运行稳定可靠;
·结构合理,电机功率小,比其他品牌能耗低30%以上;
·模块化结构,维护、检修方便快捷;
·动态自优化运动控制技术令各轴总是以最大加速度运行,运行速度提高25%;
·6轴智能防碰撞技术将碰撞力减小到30%,且可快速恢复;
·7.5英寸全彩触摸屏式示教器,操作方便快捷;
·2600型工作半径1800mm,重复定位精度±0.04mm;
·我司作为ABB最佳合作伙伴,得到ABB公司最有力的技术支持。
2)ABB的SmarTac及AWC跟踪套件
·SmarTac利用喷嘴或焊丝碰触工件,可确定真实焊缝位置,寻位精度±0.25mm;
·AWC电弧跟踪系统实时对摆动焊接中的电流电压信号采样,并分析得出数据修改机器人路径,能够自行适应焊接过程中的工件变形;
·由于动臂的焊缝多,焊道复杂、焊道位置偏差较大,而且对焊缝质量要求高,故采用本跟踪系统可保证达到稳定的焊接要求。
3)奥地利Fronius(福尼斯)TPS全数字逆变脉冲焊机
·焊机心脏是DSP全数字化微处理控制器,电弧特别稳定,焊接质量卓越。
·效率达89%,功率达到因数99%,比普通焊机节能40%以上,比同类焊机节能10%以上;
·数字式精确控制焊接过程,并保持电弧恒定,脉冲焊接过程几乎无飞溅,减少焊后处理;
·可通过软件升级拓展焊机功能,减少了重复投资。
·采用脉冲过渡方式焊接,使焊接过程中热输入量大大减少,减小了焊后工件变形,焊缝质量好、成型美观、不泄露。
·TPS5000输出电流3—500A。
4)德国TBi自动清枪剪丝器
·清枪剪丝装置设计在同一位置,机器人只要一个动作就可以完成清枪和剪丝的过程;
·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;
2.3.2系统配置
系统使用ABB机器人、变位机及专用机器人行走系统三者协调联动,可与机器人在360度范围内任意定位、协调,确保在每条焊缝处焊枪与工件均形成最佳焊接姿势,且在长焊缝及不规则焊缝的情况下可进行不间断焊接,可得到极好的焊接一致性,工作效率。
焊接电源使用Fronius先进的全数字化逆变脉冲焊机,在SmarTAC智能寻位系统及AWC电弧跟踪系统的配合下,能自行确定真实焊缝位置,并能够自行适应焊接过程中的工件变形,确保最佳焊接效果。
采用机器人与变位机相结合设计工作焊接系统,可保证焊缝处在机器人最佳的焊接位置,以得到极好的焊接一致性,工作效率。
电源采用微电脑波型控制逆变焊机,电弧稳定,飞溅小,成形美观,焊接性能好。
工作站同时配德国TBi自动清枪剪丝器,提高机器人工作效率并可靠保证了焊接质量。
3工艺方案
3.1节拍计算
生产节拍:
以172A69-81071工件为例计算节拍(供参考):
焊缝总长约:
26570mm;
其中不可达焊缝总长度约为:
1480mm;
因此可焊率为:
(26570-1480)÷26570×100%=94.4%。
可焊接焊缝的金属填充量约为5.2Kg,
以1.2焊丝计算,焊接金属熔融量4.5Kg/h计算,
总计纯焊接时间约为:
5.4/4.5=1.2小时;
辅助时间(含机器人寻位、行走、清枪和变位机翻转时间)约0.4小时
人工上下料时间约0.1小时
以上总计时间约:
1.2+0.4+0.1=1.7小时。
3.2工艺分析
工件事先进行拼装点焊的预处理,然后采用手动方式把工件固定于变位机上。
操作人员按下启动按钮后,工作站根据预先设定的程序运行。
机器人夹持焊枪到达焊缝位置,在SmarTAC自能寻位系统配合下先确定焊缝起始点,机器人计算出轨迹偏移后开始焊接,焊接过程采用摆动焊接,AWC电弧跟踪系统会跟踪电弧变化自动修正轨迹,消除工件本身误差和焊接过程产生的焊接变形造成的影响,确保最佳焊接质量。
3.3电气控制方案
1)机器人行走系统采用伺服电机驱动,可与机器人协调联动,最大限度扩展了机器人的工作范围。
2)变位机使用伺服电机驱动,可在焊接时与机器人协调运动,确保所有焊缝均处于最佳焊接位置。
3)变位机两端的夹具使用油缸驱动升降,可使装夹位置下降300mm。
4)操作人员使用带按钮、状态指示灯的操作盒进行作业。
5)所有电气元件采用名牌产品,确保系统稳定可靠工作。
3.4夹具设计方案
焊接夹具为手动夹具,只需摇动手轮,即可实现工件的固定,在保证强度的前提下设计为快速装卸的方式,且减少对焊接位置的遮挡。
3.5从动机构设计方案
1)从动机构设计成手动移动,以适应不同长度的动臂的同机焊接;
2)从动机构的移动行程为:
1200mm;
3)为防止从动端夹具在自由状态下的转动伤人,设置限制转动机构,并通过系统控制,
处于限制状态时,系统决不工作,此时从动端夹具固定不转动,处于自由状态时,系统方能正常工作。
限制转动机构图
4供货范围
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
1
机器人本体
IRB2600
1
ABB
1.1
IRB2600
1
ABB
1.2
IRC5(M2004)控制器
1
ABB
1.3
示教盒,带10米电缆
1
ABB
1.4
输入、输出信号板
1
ABB
1.5
机器人控制电缆(7米)
1
ABB
1.6
机器人控制软件
1
ABB
1.7
弧焊软件包
1
ABB
1.8
SmarTAC智能寻位套件
1
ABB
1.9
AWC电弧跟踪套件
1
ABB
2
2.1
机器人左右行走系统
MU20
1
思尔特
2.2
维修通道
1
思尔特
3
3.1
奥地利Fronius焊接电源
TPS5000
1
Fronius
3.2
水冷焊枪
RM80W
TBI
3.3
焊枪冷却水箱
波英特
4
单回转焊接变位系统
1
思尔特
4.1
伺服电机
MU30
1
ABB
4.2
工装夹具
1
思尔特
4.3
机身
1
思尔特
4.4
夹具升降机构(油缸)
2
思尔特
5
自动清枪剪丝器
1
TBi
6
电气控制系统
1
思尔特
7
安全围栏
1
思尔特
5项目进度计划
思尔特在合同生效后5.5个月内将系统运至客户现场。
6安装调试
6.1在思尔特的安装调试
所报的系统,将在发货前,在我方进行组装和完整的功能测试。
6.2在客户处安装调试
我们将派工程师在用户现场进行系统的安装、调试及使用培训。
安装计划和技术要求将在安装前2周内交给客户。
客户应按照要求及时做好准备,以配合发货期,不要因此产生不必要的费用。
地基被默认为有足够的强度和刚度。
安装前用户应准备好合适的设备安装地。
安装调试期间用户应提供必须的工具、材料和人力等,如叉车、电缆、螺栓等。
系统应适当与周边设备隔离,并且工作区域会有适当装置安全限制,这部分由买方负责。
7培训
我们提供4人·周的系统使用培训,受训人员应有一定电脑基础。
注:
1)人员要求:
机器人操作者中专以上文化,主管技术人员大专以上熟悉英文、计算机。
2)对每名学员,提供机器人操作培训中文教材一套。
8验收
8.1设备设备制造现场验收
设备制造现场验收在思尔特进行(买方提供必要数量的试件),双方有关人员参加,验收合格后发货。
8.2设备使用现场验收
系统在买方现场安装、调试完成后,双方有关人员一起对设备进行试运行。
以下两种情况下,买方与思尔特签定两份验收证明,之后设备转移至买方,质保期开始。
1.系统试运行合格后一周内;
2.系统安装完成30天内,验收无法完成,但主要原因不在于思尔特。
9质保期
本套系统的质保期限为用户最终验收合格后一年。
设备发生故障以后,用户应将故障内容以传真形式及时通知厦门思尔特,厦门思尔特在接到通知后以最快速度予以答复。
若属正常使用状态下发生的故障破损,对属厦门思尔特责任的只要在上述质保期内,可进行无偿修理或部品更换。
(厦门思尔特指定的消耗品、维护部品及保险管、指示灯等易耗品不在此限。
)
质保期结束后,思尔特仍继续终身服务,提供全面的技术支持及优惠的所需备品配件。
注:
如果发生以下情况,不在保修范围之内--
没有进行使用说明书中记载的保养、维修及定期检查而发生故障。
由于天灾等或其它不可抗力而受的损坏。
由于本系统以外的异常而引发的故障。
由于误操作,异常运转,及其它不属于本公司责任而引起的故障。
10责任
10.1买方责任
买方应承担以下成本:
∙用于电、防护气体和压缩空气的电缆和管道。
∙地基和土建。
∙买方工厂的起重设备,包括操作人员。
∙在卸货、安装、启动时,提供临时帮助人员。
∙在安装、启动和验收阶段,买方应提供电力、热、光、水、人员、电话、传真。
∙在买方工厂进行焊接测试时的焊接损耗。
10.2卖方责任
∙满足合同所写的发货期。
∙保证发出的货物和提供的服务的质量。
11附件一:
技术资料
11.1IRB2600工业机器人
●手腕持重:
12kg
●最大臂展半径:
1.8m
●轴数:
6轴
●重复定位精度:
±0.04mm
●防护等级:
IP54
●轴运动:
轴动作范围最大速度
1 回转+180至-180150/s
2 立臂+110至-100150/s
3 横臂+65至-60150/s
4 腕 +185至-185360/s
5 腕摆+115至-115360/s
6腕传+400至-400450/s
●电源:
3相四线380V(+15%,-10%),50Hz
●耗电量:
4KVA/7.8KVA(带外轴)
●机器人尺寸:
底座:
723X600mm
●机器人重量:
380kg
●环境温度:
5C-45C
●最大湿度:
95%
●最大噪音:
70dB(A)
11.2IRC5控制柜
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
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- 机器人 焊接 系统 1104
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