管状横梁机器人+三轴变位机焊接工作站技术方案书.doc

精选资料

管状横梁机器人焊接工作站

技术方案书

需求单位（甲方）：
陕西德仕汽车部件有限公司
承制单位（乙方）：
珠海固得焊接自动化设备有限公司
项目负责人：
敖 俊（TL：13823069620）
日 期：
2012-11-27

目 录
第一章 被焊对象基础资料及焊接工艺质量要求 3
1. 用户要求 3
2. 自动化焊接对工件质量及精度的要求和其他要求 4
第二章 焊接工艺及工作站概述 4
1. 焊接工艺 4
2. 工作站概述: 4
3. 工作站操作流程 5
4. 设备配置清单： 5
5. 主要配置简介： 6

第一章 被焊对象基础资料及焊接工艺质量要求
1. 用户要求
1.1 被焊工件基础资料
1.1.1 被焊工件图号名称：管状横梁
1.1.2 被焊工件规格范围：长度：768mm、838mm
1.1.3 材质及板厚： Q235，5.0mm～16mm
1.1.4 被焊工件重量：≤50KG
1.焊缝成型饱满,过渡圆滑;
2.满足图纸焊脚尺寸要求;
1.1.5 被焊产品的焊缝质量要求：

1.1.6 工件图纸或图片(仅作示意,以客户图纸为准) ：

1.1.7工件简要说明：
管状横梁主要由中间弯管、两侧法兰及两端加强筋组焊而成，焊缝形式多为对接焊缝；工件分别为以下五种规格（DZ93259590070、DZ93259590080、DZ93259590160、DZ93259592003、EZ97319510230），其中长度尺寸分别为768 mm、838mm两种规格，结构类似；

（DZ93259590070） （DZ93259590080）

（DZ93259590160） （DZ93259592003）

（EZ97319510230）

1.1.7工件装件简要说明：（工件分两次装夹）
工件第一次装件 (法兰与弯管及两加强片)

注：图中绿色部分为(内侧)焊缝位置，两侧对称

工件第二次装件 (U型加强筋及加强片组件)

2. 自动化焊接对工件质量及精度的要求和其他要求
2.1 工件焊缝周围10mm内不得有影响焊接质量的油锈、水份,氧化皮等；
2.2 工件上不得有影响定位的流挂和毛刺等缺陷因素；
2.3 不同工件在点焊夹具上定位后焊缝位置度重复定位偏差不超过±0.5mm；
第二章 焊接工艺及工作站概述
1. 焊接工艺
1.1焊接方法：MAG;
1.2保护气成分及焊丝直径：80%Ar+20%CO2,焊丝Ф1.0～Ф1.2;
1.3焊接方式：散件;
1.4工件装卸方式：人工装卸料;
2. 工作站概述:
本工作站采用单机器人配三轴气动回转变位机的焊接方式，两个工位操作，A工位装夹，B工位焊接；工作站主要包括弧焊机器人、焊接电源、送丝系统、三轴气动回转变位机、焊接夹具、清枪器、系统集成控制柜等。

2.1工作站二维布局图（以实际设计为准）：

2.2工作站三维布局图（以实际设计为准）：

安全围栏

焊接机器人

三轴气动回转变位机

焊接电源

三色报警灯

系统控制柜

3. 工作站操作流程
将工件工件在焊接夹具上装夹→启动机器人→三轴气动旋转变位机旋转180度→→A工位焊接完成→三轴气动旋转变位机旋转180度→A工位二次装夹（B工位焊接）→B工位焊接完成→三轴气动旋转变位机旋转180度→机器人A工位焊接（B工位装夹）→将工件卸载→进行下一循环。

4. 设备配置清单：
序号
名称
型号及配置
厂家
数量
备注
一、弧焊机器人
1
焊接机器人本体及控制器
型号：OTC FD-V6 弧焊机器人
日本OTC
1套

配置：标准配置机器人本体、FD11控制箱
机器人底座
型号：高强度钢机构
珠海固得
1套

二、焊接设备
1
MAG焊接电源系统
型号： OTC DM-500
日本OTC
1套

配置：焊接电源、送丝机、空冷焊枪、防撞器等。
三、周边设备
1
三轴气动
回转变位机
型号：RTH－AM－0.5x1500
珠海固得
1套

配置：电机、减速机
2
机器人
焊接夹具
型号：根据工件定制，手、气动相结合
珠海固得
2套
一种
规格
主要配置：气缸
四、系统控制设备
1
控制系统
配置：启动盒、配线盒等
珠海固得
1套

五、辅助装置
1
清枪器
型号：BRS-CC (清枪)
德国宾采尔
1套

六、安全防护装置
1
安全围栏
非标
客户自制
1套

5. 主要配置简介：
5.1 OTC FD-V6弧焊机器人
机器人控制箱

5.1.1 机器人主要构成：
机器人示教器

机器人本体

5.1.2 机器人主要功能特点：
Ø 全中文操作界面,简单易懂,同时可支持6种语言选择；
Ø 工作半径长,标准焊接机器人工作半径可达1.4米，加长型可达2米(不包含焊枪)
Ø 运动速度高,最高可高于同等其他将机器人40%个轴运动速度分别是210°/S, 210°/S,210°/S,420°/S,420°/S,620°/S；
Ø 高效防碰撞功能，焊枪防碰撞传感器，伺服防碰撞传感器；
Ø 高效防尘，防尘等级大IP54级别；
Ø 电缆内置，有效提高第6轴工作范围（B4机器人独有，其他机器人不具备）；
Ø 内置PLC，可以节省外部PLC(I/O点64个)；
Ø 多种方式链接区域网，I/O接口，DeviceNet,CC-Link等
Ø 外部轴同步协调功能，可以在示教盒上操作外部轴，使机器人和外部轴同步动作，来完成复杂焊缝的焊接；
Ø 电弧监控功能，示教盒上能够对焊接电流，焊接电压，送丝负荷等进行监控，与DL350Ⅱ链接时，还可监控飞溅抑制率；
Ø 焊接特性自动调整功能，根据杆伸长长度和使用环境不同，自动调整焊接特性值，使实际焊接电流、电压与设定值一致；
Ø 断弧再起功能，传统机器人焊接过程发生断弧，机器人会紧急停止，我们机器人可以自动恢复到预先设定的再启位置和再启次数等操作；
5.1.3 机器人作业范围：

5.1.4 机器人主要技术参数：
综合名称：
OTC AⅡ-V6
构造：
垂直多关节
轴数：
6轴
最大可载能力
6 kg
位置重复精度：
±0.08mm
驱动系统
AC伺服电机
驱动容量
2600w
位置数据反馈
绝对值编码器
动作范围
J1 轴旋转
±170º (±50º)
J2 轴旋转
-155º～+90º
J3 轴旋转
-170º～+190º
J4 轴手臂旋转
±180º
J5 轴手腕旋转
-50º～+230º
J6 轴手腕旋转
±360º
最大速度
J1 轴旋转
3.66rad/s（210º/s） 3.32rad/s（190º/s）
J2 轴旋转
3.66rad/s（210º/s）
J3 轴旋转
3.66rad/s（210º/s）
J4 轴手臂旋转
7.33rad/s（420º/s）
J5 轴手腕旋转
7.33rad/s（420º/s）
J6 轴手腕旋转
10.82rad/s（620º/s）
负荷能力
允许扭矩
J4 轴
11.8 N·m
J5 轴
9.8 N·m
J6 轴
5.9 N·m
允许惯性矩
J4 轴
0.30 kg·㎡
J5 轴
0.25 kg·㎡
J6 轴
0.06 kg·㎡
机器人动作范围截面面积
3.14㎡×340º
周围温度、湿度
0～45ºC、20～80%RH
本体重量
160kg
第3轴可载能力
10kg
安装方式
地面、侧挂、吊装
原点复元
不需要
本体颜色
臂：白色，基座：蓝色。

5.2 OTC DM-500 焊接电源
5.2.1焊机外形及简介：

Ø 采用OTC独特的IGBT逆变控制技术大幅度提高了逆变器主频率(输出频率高达80KHz)
Ø 比较高的逆变频率可改善电流输出的稳定性，减少焊接飞溅，提高焊接品质
Ø 采用OTC新研发的数字式电子电抗器控制,实现全电流域的高速稳定焊接。
Ø 电弧特性的选择广泛,能满足不同工艺,不同操作者的全方位需求,全位置焊接时的电弧稳定性卓越。
Ø 全新的四轮驱动带码盘反馈控制的送丝装置使送丝更精确,更稳定。
Ø 能更容易地与个人电脑、机器人和专机进行配套。

5.3三轴气动回转变位机
5.3.1 设备示意图（仅为示意，以具体设计为准）:

5.3.2 变位机特点：变位机机架部分为焊接结构件，焊后去应力处理，整体加工，以保证机架的刚性和整体加工精度；其结构主要由底部气缸推动旋转，平行两轴采用伺服联动电机驱动，360度任意角度翻转，翻转平稳、定位精度高。
5.3.3 主要技术参数（示意/以最终设计为准）
回转角度：
0，180°
翻转转速：
15r/min
承载
500kg
适应工件直径范围：
φ1100
适应工件高度范围：
500mm max

5.3.4 主要配置（示意/以最终设计为准）

序号
名称
生产厂商
1
伺服电机
日本OTC 2.0kw
2
减速机
日本蒂仁
3
回转支承
国优
4
气缸
SMC.

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