T∕CWAN 0080-2023 电阻点焊机器人系统通用技术条件.pdf

【】中国焊接协会 发布 2023-07-20 发布 2023-08-01 实施 ICS 25.160.30 CCS J 64 团体标准团体标准 T/CWAN 00802023 电阻点焊机器人系统通用技术条件 General technical specifications of resistance spot welding robot system T/CWAN 00802023 I 目次 前 言.1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 系统分类.2 5 系统组成.2 6 主要技术参数.3 7 技术要求.3 8 检验方法及标准.6 9 标志.6 10 包装储运.7 T/CWAN 00802023 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国焊接协会焊接设备分会专家工作委员会提出。本文件由中国焊接协会归口。本文件起草单位：埃夫特智能装备股份有限公司、成都卡诺普机器人技术股份有限公司、广州瑞松智能科技股份有限公司、江苏北人智能制造科技股份有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、深圳市鸿栢科技实业有限公司、广州松兴电气股份有限公司、四川成焊宝玛焊接装备工程有限公司、上海中巽科技有限公司、广州数控设备有限公司、浙江正泰零部件有限公司、上海交通大学、中国焊接协会焊接设备分会。本文件主要起草人：李永兵、肖永强、郭忠波、唐国宝、林涛、顾文昊、李宪政、韩沛文、胡大勇、刘国瑛、李启余、王铭秋、张军、高玉保、张帷、杨海斌、钟如健、张涛、李新松。T/CWAN 00802023 1 电阻点焊机器人系统通用技术条件 1 范围 本文件规定了电阻点焊机器人系统（工作站）的分类、组成、主要技术参数、技术要求、检验方法及标准、标志和包装储运。本文件适用于各类电阻点焊机器人系统。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 2893 安全色 GB 2894 安全标志及其使用导则 GB 11291.2 机器人与机器人装备 工业机器人的安全要求 第2部分：机器人系统与集成 GB 15578 电阻焊机的安全要求 GB 50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2900.22 电工名词术语 电焊机 GB/T 2951 电缆机械物理性能试验方法 GB/T 4768 防霉包装 GB/T 4879 防锈包装 GB/T 5048 防潮包装 GB/T 8366 电阻焊 电阻焊设备 机械和电气要求 GB/T 12633 工业机器人 特性表示 GB/T 12642 工业机器人 性能规范及其测试方法 GB/T 12643 机器人与机器人装备词汇 GB/T 13306 标牌 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 14283 点焊机器人 通用技术条件 GB/T 16754 机械安全 急停功能 设计原则 GB/T 16977 工业机器人 坐标系和运动命名原则 GB/T 20867 工业机器人 安全实施规范 JB/T 3158 电阻点焊直电极 JB/T 3947 电阻点焊电极接头 JB/T 3948 电阻点焊电极帽 JB/T 8896 工业机器人 验收规则 JB/T 9960 电阻点焊 凸型电极帽 3 术语和定义 T/CWAN 00802023 2 GB/T 2900.22、GB/T 8366、GB/T 12643、GB/T 14283和GB 15578界定的以及下列术语和定义适用于本文件。电极磨损量补偿 tip wear compensation 根据测定的电极磨损量对动极臂侧、静极臂侧各自的目标点进行调整，从而实现焊接位置精度控制的过程。伺服焊钳挠曲补偿 servo welding gun arm deflection compensation 焊钳电极臂在施加压力时发生挠曲变形，导致电极末端偏离设定位置。通过调整点焊机器人位姿，从而实现电极末端恢复至设定位置的补偿修正过程。焊钳压力标定 welding gun force calibration 使用压力计测量焊钳夹紧力，实现焊钳实际输出夹紧力与预设值一致的标定过程。焊接电流标定 welding current calibration 使用电流表测量焊接时的实际电流，实现焊接时实际输出焊接电流与电阻点焊机预设值一致的标定过程。4 系统分类 按一套系统内点焊机器人本体数量 4.1.1 单机器人式；4.1.2 多机器人式。按焊钳驱动方式 4.2.1 气动式；4.2.2 伺服式。按焊钳安装方式 4.3.1 点焊机器人携带焊钳式；4.3.2 固定焊钳式（焊钳位置不动，点焊机器人携带工件和末端夹持器移动）。5 系统组成 本标准定义的电阻点焊机器人系统（工作站）是指应用于电阻点焊作业的成套装备（组成如图1所示）。基本组成包括：点焊机器人（机器人本体、点焊管线包、机器人控制柜、示教器、总线模块、点焊软件包、机器人附加轴）、电阻点焊机（焊接控制器、焊钳）、电气系统（总电源控制柜、主控系统、动力电缆）、周边设备及附件（焊接夹具、水气单元、修磨换帽装置、安全防护设施、冷却水管网系统）等。系统组成还可根据具体待焊工件焊接工艺要求的不同，选择性扩展传感器、移动装置、焊接变位机、除尘装置、工具切换装置、末端夹持器等装置。T/CWAN 00802023 3 图1 电阻点焊机器人系统（工作站）组成 6 主要技术参数 系统轴数（联动轴与非联动轴总和）；外形尺寸及重量；系统总功率；点焊机器人额定负载；点焊机器人重复定位精度；点焊机器人动作半径；电阻点焊机额定功率；电阻点焊机额定负载持续率；电阻点焊机最大二次短路输出电流；电阻点焊机最大电极力。7 技术要求 整机基本要求 T/CWAN 00802023 4 7.1.1 须配置具备电极磨损量补偿、伺服焊钳挠曲补偿、焊钳压力标定、焊接电流标定等功能的点焊软件包；7.1.2 点焊机器人与电阻点焊机具备通讯能力；7.1.3 焊钳可通过伺服电机驱动或气动伺服单元实现加压动作；7.1.4 运动装置须运行平稳，无抖动和爬行现象；7.1.5 运动装置须具备可靠的限位保护；7.1.6 外露器件和电气线路应实施物理防护；7.1.7 对于固定焊钳式机器人系统，须根据工件和末端夹持器等部品的负载特性，选用额定负载与之匹配的点焊机器人。整机外观和结构 7.2.1 布局合理、操作简便、便于维修；7.2.2 不应有漏漆、起皮、脱落等缺陷，外露加工面须做防锈处理。电气系统 7.3.1 动力线与信号线须布局合理，对信号线须采用抗干扰措施；7.3.2 电气设备非接地处的绝缘电阻不得小于 10 M；7.3.3 电源电压波动偏差允许 10%，频率波动允许 50 Hz 2 Hz；7.3.4 系统具备完善的接地安全保护措施，点焊机器人本体、电气系统、动力电源、电阻点焊机、修磨换帽装置、水气单元和移动装置等须有接地点，接地装置应符合 GB 50169 的规定；7.3.5 电控系统须设置有急停功能，急停装置及系统中安全继电器须符合 GB/T 16754 的规定；7.3.6 电气设备在工作中突然停电后，再恢复供电时，不得自行工作。点焊机器人本体及控制系统 须符合以下标准中相关内容要求：a)GB/T 12633 工业机器人 特性表示；b)GB/T 12642 工业机器人 性能规范机器试验方法；c)GB/T 14283 点焊机器人 通用技术条件；d)GB/T 16977 工业机器人 坐标系和运动命名原则；e)JB/T 8896 工业机器人 验收规则。电阻点焊机 7.5.1 符合以下标准中相关内容要求 a)GB/T 8366 电阻焊 电阻焊设备 机械和电器相关要求；b)GB 15578 电阻点焊机的安全要求；c)JB/T 3158 电阻点焊直电极；d)JB/T 3947 电阻点焊电极接头；e)JB/T 3948 电阻点焊电极帽；f)JB/T 9960 电阻点焊凸型电极帽。7.5.2 其他要求 a)能够通过点焊机器人控制柜实时读取电阻点焊机的反馈信号；b)点焊机器人支持多焊钳控制，可控制多个焊钳分时进行焊接；c)电阻点焊机电流误差控制在 2%范围内；T/CWAN 00802023 5 d)电阻点焊机具备焊接异常判断能力，并通过信号反馈给点焊机器人或 PLC；e）电阻点焊机须满足不少于 128 组的焊接工艺设置能力；f）焊钳应具备强制循环水冷系统；g）焊钳变压器具备温度保护功能，当温度过高时，必须停止作业并报警。移动装置 7.6.1 移动装置须规定如下技术参数 a)轴数；b)有效移动范围（mm）；c)重复定位精度（mm）；d)移动速度（m/s）；e)电机功率（kW）；f)外形尺寸（W D H）（mm mm mm）。7.6.2 移动装置的结构形式 根据具体待焊工件的特点和机器人可达性等因素，合理设计移动装置的结构形式。焊接变位机 7.7.1 变位机须规定如下技术参数 a)额定承载（kg）；b)额定转速（r/min）；c)额定转矩（Nm）；d)电机功率（kW）；e)重复定位精度（）；f）外形尺寸（W D H）（mm mm mm）。7.7.2 焊接变位机的结构形式 根据具体待焊工件的特点和机器人可达性等因素，合理设计变位机的结构形式。焊接夹具 7.8.1 保证工件重复装夹精度；7.8.2 夹具须具有足够的刚度，定位销、定位块及压紧块须有足够的硬度，保证装夹可靠，同时便于装卸工件；7.8.3 避免焊接时与焊钳干涉；7.8.4 适应人体工程要求，操作方便，安全可靠；7.8.5 须有防止工件放错和漏放的装置及标识。修磨换帽装置 7.9.1 须适应不同种类电极的修磨要求；7.9.2 须配备标定板，方便电极帽修磨补偿标定；7.9.3 须具备残帽收集功能；7.9.4 具有铜屑清理及收集功能。水气单元 T/CWAN 00802023 6 7.10.1 对点焊机器人焊钳可靠供给冷却水，流量需满足焊钳冷却要求；7.10.2 对点焊机器人末端工具可靠供给压缩空气，压力需满足末端工具使用要求；7.10.3 可将水气供给的实时数据传输给机器人或 PLC 控制系统；7.10.4 可通过流量计及压力传感器实时监控水气压力及流量；7.10.5 可配置抽水阀减少更换电极帽时焊钳的漏水。点焊管线包 7.11.1 须满足工业机器人复杂轨迹、多轴联动高柔性的要求，管线包电缆须符合 GB/T 2951 中弯扭布线用护套电缆的规定；7.11.2 须设置防碰撞环和支架，避免管线包与点焊机器人本体发生摩擦磨损和缠绕；7.11.3 应采用分段式安装，便于后期更换和维护。安全防护设施 7.12.1 周边须配置安全隔离装置，避免人员意外进入危险区以及焊接飞溅造成的伤害；7.12.2 安全防护设施应符合 GB 11291.2 的规定。8 检验方法及标准 点焊机器人本体重复定位精度检查 按GB/T 12642性能规范及其测试方法的规定进行。焊接电流稳定性检查 在系统标称的点焊参数范围内，在完成焊钳压力标定、焊接电流标定之后，通过点焊机器人示教器设置3组焊接电流差异较大的焊接参数，分别在试板上施焊，并记录实际焊接电流的大小，每组设定值与实际值的差值须不超过2%。移动装置性能检查 测量移动装置各轴运动速度、电机电流及重复定位精度。安全检查 按照GB 2893、GB 2894、GB 11291.2和GB/T 20867的规定对系统进行安全检查。连续运行试验 系统在额定负载下须连续正常运行超过120h。运行中如出现故障，排除故障后须启动系统做连续运行试验，运行时间须重新计算。9 标志 产品标志 须在明显位置固定产品标志，并应符合GB/T 13306的规定。操作和维护标志 须有相应的操作和维护标志，并应符合GB/T 13306的规定。T/CWAN 00802023 7 安全警告标志 系统在安装固定后，须设置有关的注意事项和警告标志。该标志的大小和位置须能使在危险区外面的人员清晰地看到。标志的颜色、尺寸及印刷形式应符合GB 2893和GB 2894的规定。包装标志 包装储运标志须符合GB/T 191的规定。10 包装储运 包装 10.1.1 国内包装 a)设备安装的包装形式须符合 GB/T 13384 的规定；b)设备防霉、防锈、防潮须符合 GB/T 4768、GB/T 4879 和 GB/T 5048 的规定。10.1.2 出口包装 按照具体出口国要求执行。储存 产品长期存放，须在室内储存，环境温度-40+55，环境湿度20%RH90%RH（不结露），无易燃气体和腐蚀性气体。运输 产品在运输、装卸时，须按“9.4包装标志”规定的标识方向放置，产品需做好防雨和防潮措施，搬运时须注意轻放。