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双工位机器人火焰切割工作站技术方案

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发表于 2016-10-24 22:25:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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工位机器人切割工作站
技 
方 
成都焊研威达自动焊接设备有限司
          2009-4
目      录
一.系统方案介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
1.1方案设计依据及准则‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
1.2切割对象及要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
1.3方案慨述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
二.工艺分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
三.系统设备配置‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
四.主要设备技术参数及特点说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
4.1机器人系统M-710IC/20L‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
4.2切割系统及控制说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
4.3程控系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
五.安全说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
六.基础制作‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
七.验收‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
7.1 预验收‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
7.2 终验收‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
八.人员培训‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
九.质量保证及售后服务‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
10.随机资料‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
11.占地面积‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
12.业绩‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
双工位机器人切割工作站技方案
一.系统方案介绍
1.1方案设计依据及准则:
(1)业主提供的工程图纸和相关焊接要求。
(2)以产品的工艺分析和工艺流程的合理性为基础,力求高柔性、高性价比、高可靠性。
  1.2 切割对象及要求:
(1)切割对象:坡口切割,切割工件如图:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image002.jpgfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image004.jpg
                 工件1                                  工件2
工件1尺寸:圆筒弯头最大半径:2286mm1828;圆筒最大直径:762mm.1250
工件2尺寸:直径:400-19121219mm;长:500-18001900mm.
(2)切割要求:成形美观,工件尺寸符合图纸要求。
(3)生产纲领:
工作时间:一年250天,两班制,每班8小时,设备利用率85%,切割速度200-1000mm/min。
(4)使用条件:
A)使用地点区域自然环境:
●海拨高度:1000m以下
●环境温度:室外极端最低温度-15℃、极端最高温度42℃,昼夜最大温差25℃;室内温度5~40℃。
●相对湿度:年平均59%,最大90%、最小38%。
B)能源环境:
●电力:中国制式,供电电压380V±10%,50Hz。
1.3方案慨述:
 ◆ 跟据零件特点及切割工艺要求,策划了一套机器人火焰切割工作站,双工位工位,工位1安装切割工件1,工位2安装切割工件2.
该机器人站采用双工位布局方式。单种工件切割安装及拆御都在一个工装上进行。
切割方式:氧丙烷/乙炔焰切割,采用上海捷锐公司割炬装置。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image006.jpg切割机器人系统平面布局图如图所示。
系统结构说明:
该切割机器人工作站采用双工位结构形式,结构紧凑,上下料方便。主要由机器人系统、滑台、工作平台及工装组成。
工作平台及工装
工位1工装夹具及平台:
工作平台用于放置工件。工作平台工装用于装夹工件,工件稳固、牢靠,便于上下料。
夹紧工件效果图:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image008.jpg   
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image010.jpg工装夹具主要由工作平台、夹具、支撑块、V型块等组成。
夹具图:
主要操作为中间支撑、两端夹紧固定,保证切割过程工件的稳定。
工位2工装夹具及平台:
工作平台用于放置工件。工作平台工装用于装夹工件,工件稳固、牢靠,便于上下料。
夹紧工件及工装效果图:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image012.jpg
工装夹具主要由工作平台、夹具、定位机构、顶紧机构、V型块等组成。
夹具图:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image014.jpg
定位机构的V型块与工件紧密接触,保证了工件的同心定位,同时压紧装置与工件相接处,人工手动使顶紧装置的V型块与工件接触,这样在保证了工件定位的同时,也使工件固定不动得到了保证。
二.工艺分析:
1.工艺流程:切割安装及拆御都在一个工装上进行。工位1切割,工位2安装工件。
由人工吊装将工件放到相应工位、安装并将其固定—切割—工件切割完毕—机器人回位---拆御工件和再次安装工件---重复
2. 上料或下料由吊车完成。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image016.jpg3. 工位1切割方式:依据工件的特点,将工件的切割面分割成多段圆弧进行切割。具体操作如下:
切割轨迹为面1、面2的波浪式曲线。
由于切割工件比较大,切割面为不规则的成波浪式的曲线平面,因此针对该工件的特点,利用发那科机器人将切割曲线分割成多段圆弧进行切割,每段圆弧在X轴方向上进行两次寻点,确定在X轴方向上的平移或旋转的位置偏差,系统进行相应的偏差补偿,保证了切割的精度。
◆ 本功能实现的前提是多段圆弧的曲率基本上无变化,可以实现X轴的平移或旋转的位置补偿。
◆  切割前先寻点,进行偏差补偿。
4.生产节拍
(1) 切割方式:氧丙烷/乙炔焰切割
(2) 切割速度:200-1000mm/min
(3) 切割形式:破口切割
以30mm厚为例,进行破口切割,切割速度为 240mm/min,切割出来的效果为切割面平滑,无挂渣。具体如下:
以最大工件为例:
工位1:外圆弧长度:≤4800mm;内圆弧长度:≤2400mm.
工位2:单侧水平圆弧周长:3830mm;竖直方向圆弧周长:3830mm.
生产节拍计算如下:
  
生产节拍
  
设:焊接速度为240mm/min
项目
  
  
  
工位
圆弧或圆周
  
长度
  
(mm)
切割次数
切割时间
  
(min)
机器人
  
跳转时间
机器人跳转次数
合计
工位一
外圆弧
4800
1
20
5秒/1条缝
     1
30分钟
内圆弧
2400
1
10
工位二
单侧水平圆弧
3830
1
16
5秒/1条缝
     2
48分钟
另一侧水平圆弧
3830
1
16
竖直方向圆弧
3830
1
16
总计
78分钟
三.系统设备配置:
机器人切割系统由机器人系统、程控系统、工作平台及工装、移动滑台及其他辅助设备组成。
机器人切割系统设备配置
  
序号
  
名称
型 号
内  容
数量
备注
1
机器人系统
M-710Ic/20l
机器人本体(含控制柜R-30IA、示教盒、操作软件、防碰撞软件等)
1
发那可
2
激光寻点功能
1
威达
3
火焰切割装置系统
含自动点火装置、火焰切割气路系统及火焰割炬装置
1套
捷锐
4
防碰撞传感器
机械防碰撞
1
宾采尔
5
机器人移动装置
1
威达
6
工作站程控系统
1
威达
7
工装夹具
2
威达
8
安装底座
1
威达
9
简易围栏
1
威达
四.主要设备技术参数及特点说明
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image018.jpg4.1机器人系统
发那科M-710 ic/20L型机器人
·        轴数   6轴;所有轴机械自动
·        额定负载  20 kg ; 本体重量  540kg
·        臂伸  3110 mm
·        重复定位精度±0.15 mm
·        运动范围(degrees):J1 360 J2 225 J3 432 J4 400 J5 280 J6900
·        运动速度(degrees/sec.):J1 175 J2 175 J3 180 J4 350J5 360 J6 600
·        放置方法:自立,倒立,墙挂,倾斜
·        环境温度:  0 ~ 45°C
·        湿度: 75%~95% 短期(1个月);75%为正常情况;95% 为非正常情况
·        震动量  0.5 G以下
·        机器人存储容量为3M
·        机器人寿命:以每天8小时,每月25个工作日计算,可以使用8年。
动作区域
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image020.gif
l       M-710iC/20L机器人功能配置
  
功能
  
备注
电弧重启功能
再生暂时停止再启动功能
防碰撞功能
6轴防碰撞软件
脚长管理功能
遥控坐标系选择功能
直交、工具、便利、各轴、工件等各坐标系
状态显示功能
机器人、移动装置的位置坐标,外部信号状态等
程序编辑功能
位置、命令的更改、插入、删除、程序复制及删除,合并
程序变换功能
平行、回转移动、镜向变换等
程序呼出功能
示教—再生切换功能
断电恢复功能
停电中断,再上电后可接序停止位置开始工作
程序存储容量
100套
外部记忆
SUB插口
外部输出输入
I/O 40点
◆激光寻点功能
配置寻点装置,保证起始点焊接位置基本无变化。依据工件的特点,使用非接触式激光寻点,其基本原理是采用激光发生器和探测器组成,进行非接触位置、位移测量的精密传感。由传感器探头发射出的激光, 通过特殊的透镜被汇聚成一个直径极小的光束,此光束被测量表面漫反射到一个分辨率极高的探测器上, 通过探测器所感应到光束位置的不同, 可精确测量被测物体位置的偏差,此偏差经过控制系统补偿,可以使焊枪对中或对准焊缝的焊接位置。
主要具有以下优点:
1、  以预先设定的距离快速准确定位。
2、  通过在焊接前用激光寻找焊缝X,Y,Z方向上两点,可以确定焊缝的焊接中心点,快速确定焊接位置。
3、  激光寻点系统, 通过沿X, Y,Z等不同的方向进行无触感搜索,不受工件表面清洁度影响
防碰撞传感器   
德国宾采尔防碰撞传感器与割枪相连接,割枪依靠预载弹簧实现准确定位,在碰撞发生时,弹簧弯曲后启动开关,机器人立即停止运行。由于碰撞脱离机构的屈从设计,碰撞发生后不需要对割枪重新校验。
优点
◆高稳定性。
◆具有全方向上的防撞安全性。
◆弹簧屈从性能优越,确保了机器人的安全停止。
◆可以被用于所有的焊接切割领域。
◆通过选择不同的焊枪把持方式,可以实现不同焊接位置上设备配备。
◆可调节开关的触发力。
4.2切割系统及控制说明:
◆ 割炬装置
割炬装置是由割炬体,夹持器,手动调节阀,回火防止器,管接头等组成。
1.     气路系统
本机采用三路供气(即切割氧,预热氧,燃烧气)。三路气体由汇流排分别把乙炔气及氧气集中,分别接入纵向三路供气总管,通过总管吊架接到主机的管路,由各自的压力表显示气压值,再经电磁阀,进入主机,由分气排分配到割炬,通过割嘴实现气割钢板之目的.
管路系统气体具体要求如下:
  
内  容
  
工作压力
气体纯度
切割氧
7.84×105pa
      99.5%
预热氧
6.84×105pa
燃烧气
0.49×105pa
       98%
2.控制装置
对于切割系统,控制系统进行程序控制。具有自动点火功能。
设置操作按钮站,集中控制两个工位的切割系统。
切割速度  : 200-1000mm/min
2.     file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image022.jpg点火装置:与割枪同时装在机器人末端,由系统控制机器人自动点火。
3.     配用割嘴:割嘴为GO2型等压式割嘴。  
4.3 机器人移动装置
    机器人移动装置主要由滑台、机器人支架、程控系统及其它部件组成。机器人在机器人支架上安装,机器人及机器人支架在滑台上运行,运行精确、稳定。机器人支架的驱动为伺服驱动器、伺服电机和减速器,以保证运行的准确到位。
4.4程控系统
◆概述
工作站程序控制系统采用编程程序控制系统,编程系统主控部分采用PLC可编程控制器作为主控单元。具有“手动”、“自动”选择功能,在“手动”模式下可以人工参与,在“自动”模式下机器人自动完成切割操作。并且设有:电源开/关及指示按钮;急停按钮,当发生意外时可紧急停止。控制系统的其它电气元件如继电器、开关和按钮等器件,均采用中外合资生产或国内知名产品。
在示较器上,可直观对切割状况和参数进行监控并可随时提取焊接记录。
保护功能:割枪机械防碰传感器、伺服防碰、控制箱内温度散热等领域检查。
异常诊断停止功能: 控制系统元器件、机器人等设备出现异常时,进行自动诊断,提供故障信息,保障系统安全;切割异常、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。
◆系统框图
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image024.jpgfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image026.jpg
◆系统流程图:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image028.jpg
电网供电后,启动电源按钮,控制系统得电,机器人控制程序自动执行自诊断程序,判断系统是否正常,如果系统未正常,首先检查并排除故障;如果系统正常启动,确认系统各部件工作正常。机器人示教完成后,可通过模拟切割过程,执行模拟切割程序,通过反示教参数,直到满意为止,如果切割准备工作完成,将切割模式开关转换到自动位置,切割程序启动后,机器人得到启动指令,开始从原点移动到焊接起始位置,启动切割程序后,机器人并以预置的切割速度执行焊接切割过程,工位1切割完成后,机器人回原,工位2准备好后,进行切割,此时工位1工件装夹;循环往复。
五.        安全要求
1. 用户使用的气体,零配件必须符合国家的有关标准。
2. 气源应设置在室外,与明火距离不小于15米,并且燃气与氧气安置距离亦不小于15米,气源应保持良好的通风条件,且应在避风阴凉处。
3. 工作前必须检查各气路,如有漏气,必须修复后才能开机工作,确保万无一失。
4. 调压器调节不正常,显示压力不正确不得开机工作。
5. 调节压力、调换气瓶,操作者手上不得带有油类物资。
六.基础制作
所有设备安装地基图(含电气)均由供方提供图纸,需方按图施工制作。
七、验收
  设备分预验收和终验收
7.1预验收:
在乙方现场进行,双方代表共同参加,乙方在完成设备生产调试后,书面通知甲方进行预验收,验收时间不超过通知之日的15天。预验收合格后,双方签订预验收报告。
验收标准按双方签订的《技术协议》规定的技术指标执行。
7.2终验收:
设备到达甲方现场后,乙方调试完成后通知甲方共同进行设备验收,验收时间不超过通知之日的10天。验收合格后双方在终验收文件上签字认可,即可交付甲方使用。
验收标准按双方签订的《技术协议》和预验收报告规定的技术指标执行。
若验收因甲方原因推迟,其期限不得超过2个月,预期将视为自动通过最终验收。
八.人员培训
机器人工作站人员培训非常重要,在设备发运前,供方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。
九.质量保证及售后服务
设备质保期为壹年。在质保期内,属正常使用故障,乙方在48小时内及时到达甲方进行修理。如果人为损坏,违规操作,外物撞坏等,乙方可以帮助修理,但要收一定的成本费。十.随机技术资料
供方承诺提供齐全完整的技术资料及技术图纸。包括:外购件使用说明书和维修手册、整机使用说明书、产品合格证、设备安装示意图、气路原理图及元件清单、电气原理图、主机电气接线图、电气控制柜接线图、外购件详细清单等。
十一、占地面积
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/04/clip_image030.jpg
十二、业绩
近期相关产品使用业绩表
  
序号
  
使用单位
项目名称
单位(套)
1
重庆宗申摩托车制造公司              
焊接机器人生产线   
3
2
河南郑州煤机厂
切割机器人系统
3
3
广州提爱思
MAG焊机器人工作站
1
4
武汉合力
机器人TIG焊工作站
1
5
山西潞安矿业                     
机器人切割工作站
1
6
东风汽车公司  
机器人切割工作站
5
7
武汉长江公司
机器人切割系统
1
8
重庆上汽伊维克红岩汽车公司
机器人切割工作站   
2
9
上海沃海公司
MAG焊机器人工作站
1
10
宁夏天地奔牛公司
双丝焊机器人工作站
1
11
吉林胶合煤机厂
双丝焊机器人工作站
1
12
青岛欧特美公司
MIG焊机器人工作站
2
13
山西澳瑞特健身器公司
机器人切割工作站
1
14
山西平阳重工机械有限责任公司
机器人切割工作站
3
15
上海森松
MIG焊机器人工作站
2
   成都焊研威达自动焊接设备有限公司
                  2009-04-17



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发表于 2017-5-26 20:01:57 | 显示全部楼层
系统居然说我是在灌水,我有吗?
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