机器人电阻点焊技术方案.docx
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机器人电阻点焊技术方案.docx
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机器人电阻点焊技术方案
第一章系统方案介绍:
1.前言:
机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段,在提升企业技术水平,稳定产品质量,提高生产效率,实现文明生产等方面具有重大作用。
工业机器人作为现代制造业主要的自动化装备,已广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等行业,主要用于完成焊接、装配、搬运、加工、喷涂和码垛等复杂作业。
随着国内汽车行业的迅猛发展,工业机器人的应用也越加广泛。
机器人点焊工作站作为一个灵活、可靠、通用的点焊柔性加工单元,只需通过简单的机器人程序调整及工作参数、焊枪及夹具的更改就可以应用于不同的产品焊接。
2.焊接对象及要求:
(1)焊接对象:
工件材料:
Q235,板厚1。
(2)要求:
机器人点焊,成形美观,工件尺寸符合图纸要求。
3.焊接工艺及方式:
1)焊接工艺:
双面单点机器人自动焊接。
2)焊接方式:
工件及机器人固定,机器人依次完成各自工件的自动焊接;
3)工艺布局:
采用叁工位结构形式,点焊机器人安装于中央,左中右各分布3套焊接夹具,焊接及装卸工件交替工作,提高工效。
工作过程:
在左工位夹具处装件,定位夹紧后按下就绪钮,在操作台上启动,机器人对左工位的工件按预先编定的程序进行各位置的自动焊接,同时在右工位及前工位夹具处装件,完成定位夹紧后按下就绪钮待命,机器人完成左工位焊接,收到右工位及前工位就绪信号,自动转到右工位及前工位进行焊接,如此交替循环工作。
占地约5×6米。
4.生产节拍:
机器人单点焊接时间(含预压、加压、焊接、维持):
1.5秒;
单点寻位及行走时间:
1.5秒;工位换位时间2秒。
4秒/点,多工位,装卸件不计时。
5.关于对用户水、电、气及场地环境等的要求:
1)电源:
机器人及控制柜电源:
3相380VAC±10%/50HZ,15KVA。
2)气源:
压缩空气清洁干燥,工作气压不低于0.5Mpa,流量不低于1立方米/min。
汽缸驱动用压缩空气排放:
直接向大气排放。
3)冷却水:
清洁无杂物的中性水,流量不低于16L/min,进水压力不小于0.3Mpa,进回水压力差不小于0.2Mpa,进水温度不高于30°C。
4)场地环境:
环境温度:
0~45°C
湿度:
≦75%;75%~95%短期(1个月内,不能有结露现象);
震动值:
0.5G以下
安装地面:
安装地面为水泥混凝土地面,厂房地坪载荷:
5T/M2。
6.作业步骤:
(1)人工上件,人操作气阀,气动夹具夹紧。
(2)人按双手按钮,机器人使用气动焊钳自动进行焊接。
(3)人工取下工件。
7.定位精度:
±0.3mm
8.安全对策:
(1)机器人工作范围内,禁止操作者进入,禁止操作者和机器人在共同作业地域内同时工作。
(2)机器人焊接工位的作业区域周围设置安全围栏及安全门设备。
(3)进入安全围栏作业的人员必须进行安全培训,安全围栏出入口的安全开关的作用和动作视同紧急停止。
(4)系统各可操作的控制器设置在安全围栏以外。
(5)机器人的自动启动、再启动和手动操作时,必须确认必要的操作条件。
(6)水和压缩空气管道内的压力非常高,管道等处拆卸时应事先将其内的压力释放。
9.机器人仿真的作用:
1.将夹具、工件的三维形状、焊钳的三维形状、焊点位置数据等输入仿真软件。
2,自动干涉检查。
3.检查出机器人、焊钳、工件等之间的相互干涉。
4.通过使电脑里的虚拟机器人动作,示教机器人,及离线编程。
可以检查机器人的路径、动作时间。
意义:
1.焊钳设计非常成功,在调试过程中,焊钳没有进行改动。
2.焊点规划合理。
完全按设计的工艺卡进行焊接。
3.缩短了工程周期。
第二章系统组成:
机器人焊接工作站主要由机器人系统、焊接系统、水气控制、控制系统、夹具、工作站附件等组成。
系统具有技术先进、功能完善、适应性强、可靠性高的特点,能有效地提高焊接质量和一致性,减轻操作者的劳动强度,提高生产效率。
机器人焊接工作站具有极大的柔性,通过更换焊钳及夹具,可进行其它各类工件(在机器人工作范围内)的焊接。
机器人焊接工作站设备配置表
序号
项目
内容
数量
备注
1
机器人系统
R2000iB/165F机器人本体、机器人控制器
R-30IA、示教器、防碰撞软件、SpotTool应用软件。
1套
日本发那科
机器人走线装置
1套
RSP
2
焊接系统
X型气动焊钳(含焊接变压器)
1套
电溶
焊接控制器ST21
1套
南京小原
点焊控制器编程器TP-NET
1套
南京小原
电极打磨器CD-D-A
1套
极动
电极打磨器刀架组合
1套
极动
3
水气控制
气动三联件、电磁气阀
1套
SMC
循环水冷检测系统(含机械式水流量开关)
1套
RSP
水、气橡胶管及接头
1套
外购
4
控制系统
使用PMC软件、操作箱(含5.7寸触摸屏)、门开关1个、3套窗口上下件保护(各使用3套对射式传感器)、3套按钮站、电气桥架、1个灯塔
1套
威达
5
焊接夹具
气动夹具
3套
威达
6
工作站附件
点焊控制器、机器人控制箱支架
1套
威达
围栏
1套
威达
机器人底座
1套
威达
第三章主要设备技术参数及特点说明:
3.1.机器人系统:
万能智能机器人R2000iB/165F是FANUC公司应用长达25年积累起来的经验而开发的具有高可靠性和优异性价比的机器人,此款机器人进一步强化了最新的智能功能和网络功能。
●R-2000iB追求多关节结构的终极目标,其在保持最大动作范围和搬运重量的同时,大幅减轻了自身重量,机身设计紧凑。
●紧凑的机械手腕、小巧的后部干涉区域。
●新开发的机器人控制器R-30iA不仅可以大幅度提高CPU的处理能力,而且还具有最新的软件功能,由此实现机器人的智能化和网络化。
●碰撞检测装置通过系统伺服控制检测来自手爪、机器人手臂、工件夹具的碰撞。
这样就能防护任何时刻的撞击与干涉。
●机器人机身环境防护等级最高达可达IP67,从容应对温度高、蒸汽重、油污多、金属飞溅等各种恶劣生产环境。
●可以扩展采用视觉传感器能实现找寻散乱放置的零部件。
●可以使用ROBOGUIDE软件提供模拟、离线编程、示教与编辑。
可以通过视觉传感器辅助修正已创建的程序,以便与实际相符。
机器人参数:
项目
规格
R-2000iB/165F
动作类型
多关节型机器人
控制轴
6轴
放置方式
地装
有效范围(不包括手爪)
2.65m
手部最大负载
165kg
J1轴旋转
1100/sec
J2轴旋转
1100/sec
J3轴旋转
1100/sec
J4轴手臂旋转
1500/sec
J5轴手腕旋转
1500/sec
J6轴手腕旋转
2200/sec
驱动方式
AC伺服马达驱动
重复精度
±0.3mm
关节处允许力矩(NM):
J4:
921J5:
921J6:
461
关节处允许惯量(kgM2):
J4:
921J5:
921J6:
461
重量
1170kg(不包括控制器)
安装环境
周围温度:
0—450
周围湿度:
通常75%RH以下短期95%RH以下
(一个月内)
振动值:
0.5G以下
机器人及控制器基本规格配置:
基本规格描述
数
量
英文
中文
1
R-2000iB/210mechanicalunit
R-2000iB/165F机械本体
1
2
Wristflange(ISO)
ISO法兰
1
3
Verniermarkseal
标尺标记
1
4
RobotconnectioncableNon-flex7m
机器人连接电缆(非柔性)7米
1
5
J1、J2、J3Overtravelswitch
第1、2、3轴限位开关
1
6
MechanicalunitcablewithEE,AS,AP,AIRx2
预置电缆EE、AS\AP(含接头),2路气管
1
7
Transportequipment(forkliftbracket)
叉车用运输设备
1
11
R-30iAControllerBcabinetwithMINUSKEY
R-30iA控制器B型箱体
1
12
MainboardA(Standard)
控制器标准主板
1
13
CPUcardDRAM32MB
CPUDRAM32MB
1
14
FROM-16MB/SRAM-2MB
FROM-16MB/SRAM-2MB
1
16
Axescontrolcard8axes
8轴轴控制卡
1
17
OperatorpanelStandardtype
控制器标准操作面板
1
18
E-stopunitA(Standard)
标准急停单元模块
1
22
iPendant
I型大屏幕液晶示教器
1
23
Teachpendentcable10m
示教盘电缆10米
1
24
BASICFUNCTION,R-30iA
R-30iA控制器基本软件包
1
25
RobotSoftwareR-2000iB/210F
R-2000iB/165F机器人软件包
1
26
SPOTTOOL+SoftwarePackage
机器人点焊软件及软件包
1
27
HighSensitiveCollisionDetection
高灵敏碰撞保护软件
1
29
Sparefuse、Battery
备用保险丝、机器人本体电池
1
30
Manual
机器人及控制器操作、维护手册一套
1
31
Inputpowervoltage380-400V
输入电压380~415V
1
机器人P点动作范围图:
R-30iA控制器:
集中了FANUC各种最先进技术的新一代机器人控制器,具有性能高,响应快,安全性强等特点。
作为唯一集成了视觉功能的机器人控制器,将大量节约为实现柔性生产所需的周边设备成本。
基于FANUC自身软件平台研发的各种功能强大的点焊,涂胶,搬运等专用软件,在使机器人的操作变得更加简单的同时,也使系统具有彻底免疫计算机病毒的能力。
标准硬件规格
项目
内容
CPU
双CPU处理系统
内存容量
32MBDRAM&FROM/2MBSRAM(可扩展)
轴控制卡
最大支持8根轴(可扩展)
备份接口
PCMCIA、USB1.1
内部接口
RS-232×2,RS-422×1,100BaseTX/100Ethernet端口×2
外部通讯模式
点对点
ModelA,ProcessI/O
总线
EthernetIP,Profibus,DeviceNet,CC-Link,
Interbus等
模式开关
3种模式(AUTO,T1,T2)
安全回路模式
双通道
示教盒
彩色液晶屏幕,支持中文显示
示教盒电缆
10M(20M可选)
机器人连接电缆
7M(14M,20M可选)
其他
集成的FANUCiRVision接口
机器人走线装置包含机器人与控制系统、焊钳等的走线。
3.2.焊接系统:
焊接系统主要由X型气动焊钳(含焊接变压器)、点焊控制器ST21及TP-NET编程器、电极打磨器等组成。
为减小次级回路,减少损耗,气动焊钳为一体化结构,结构紧凑,气动加压。
焊接变压器为单相交流式,整体环氧树脂浇注。
最大连续电流:
4200A
最大焊接电流:
18000A
CPS异常检测:
可检测初级电流漏电、异常电流等异常情况,自动保护。
由X型气动焊钳具体结构(喉深喉宽尺寸等)要根据工件及夹具的数模来设计。
需要特别说明的是为适应机器人自动焊接作业,为了提高工件定位、夹紧的准确性和一致性,在夹具的一些特定部位需加装接触式传感器,确保焊接质量。
点焊控制器ST21及编程器可方便地设置焊接规范,储存并调用。
电极修磨机:
当进行了若干点的焊接后,电极表面需进行及时的修磨以保证焊接质量的稳定。
特点:
●快速修磨
●刀片为上下分体式,高寿命
●具极强的扭矩,高速旋转
●高品质的专用马达
●自动切换焊接程序和打磨程序
●可调成水平、垂直、倾斜
参数:
●电源:
220V,50HZ
●电流:
1.15A
●转速:
1410rmp
●功率:
200W
3.3.水气控制:
为焊钳(包含焊接变压器)提供水、气源。
主要由气源三联件、电磁气阀、电磁水阀等组成。
均采用日本SNC产品。
循环水冷检测系统能保证在水压不足或无水时自动保护,不允许工作。
焊机的冷却水路系统共分三路,分别冷却变压器、上下电极、可控硅。
冷却系统应有足够的水流量,可控硅不少于4L/min,其余各路不少于8L/min。
3.4.控制系统:
程控系统、工装夹具等与机器人系统进行集成,几者之间通过接口进行通信及相关动作的链接,共同完成焊接的功能。
工作站程序控制系统采用使用机器人内置的PMC进行控制。
对每种工件都可方便地设定焊接工艺及参数(焊接程序),焊接程序可进行储存并被随时调用;工作时按操作者选用的焊接程序完成工件的自动焊接。
在示较器上,可直观对焊接状况和参数进行监控并可随时提取焊接记录。
保护功能:
焊枪机械防碰传感器、伺服防碰、控制箱内温度监视、电源监视、干涉领域检查。
异常诊断停止功能:
控制系统元器件、机器人、焊接电源等设备出现异常时,进行自动诊断,提供故障信息,保障系统安全;焊接异常、用户操作异常等情况下能诊断并采取停机保护措施。
梯形图具动态显示功能。
具有系统的启动、停止、报警、复位等系统操作手段。
触摸屏能控制设备并显示设备运行状态、生产节拍、设备故障模式等方面内容,且具有生产统计功能,人机界面友好。
触摸屏使用PROFACE的5.7寸伪彩屏。
上下件处各有3套对射式传感器作为安全保护用,共3个上下件口。
上下件处各放置双手按钮盒。
使用三色塔灯、蜂鸣器进行报警。
3.5.焊接夹具:
手工定位装件、气动夹紧。
为了提高工件定位、夹紧的准确性和一致性,在夹具的一些特定部位加装对射式传感器,确保焊接质量。
装夹不到位,不能工作。
3.6.防护围栏:
简易围栏,设置安全门(开关式),三色灯提示报警。
禁止操作者和机器人在共同作业地域内同时工作。
第四章.设备调试、验收:
工作站整套设备的安装、调试和验收采用交钥匙工程的方式,即整套工作站设计制作完成后,用户预先提供试焊工件(具体数量、品种商定),用户派人到我公司进行整个系统的出厂前检验;预验收合格后,双方签订预验收报告。
设备发送到贵公司。
我公司工程技术人员在设备到贵公司指定的安装地点进行设备的安装调试,并进行工件的试焊。
安装调试合格后,进行正式试生产。
在完成双方约定焊接的数量、品种工件后,双方签署设备验收报告,设备正式交付用户使用。
第五章.人员培训:
在设备发运前,我公司会提供详细的人员培训计划,用户应提前安排好受训人员,以及准备工作。
机器人工作站人员培训分两部分,整套设备功能操作培训和机器人操作培训。
整套设备功能操作培训主要由机器人工作站系统集成供应商负责;机器人操作培训主要由发那科公司专业技术人员和供应商共同完成。
受训人员主要为机器人工作站的编程、操作和维护工程技术人员。
培训时间分两阶段:
第一次培训在整个设备出厂验收之前在供应商所在地进行;
第二次培训在设备在用户现场安装后进行。
第六章.质量保证及售后服务:
6.1质量保证期为自设备最终验收报告签署之日起12个月。
6.2质保期内服务承诺:
若由于设备本身故障造成无法正常运行,乙方将提供无偿维修与服务;若因甲方人为因素或外部客观因素导致设备无法正常生产,乙方将以同样的服务精神提供维修与服务,只酌情收取服务费与材料费。
6.3质保期外服务承诺:
乙方提供设备的终身维修与服务,只酌情收取服务费和材料费。
6.4服务响应时间:
乙方在收到甲方的书面或具有准确信息的电话通知后的4小时内做出响应。
对于普通故障,将以电话、传真或E-MAIL形式指导甲方尽快恢复。
对于甲方不能自行解决的故障,乙方将在24小时内保证售后服务技术人员赶到需方现场。
第七章.公司介绍
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- 关 键 词:
- 机器人 电阻 点焊 技术 方案