【集成项目】结构件智能焊接生产线

回忆 · 发表于 2018-5-9 21:22:35

【集成项目】结构件智能焊接生产线

[size=1em]小编说，结构件只能焊接生产线项目为实际工作中投入生产的案例，本次分享内容来源于项目的技术方案。按照技术方案的每部分进行叙述，文末关注公众好回复关键字“技术方案”可以获取“完整的技术方案书”。

一. 产线用户需求技术资料

1.1. 生产纲领要求
应满足以下年均生产目标：
结构件：月产180件（按长4.5m×宽1.5m结构件计算）。
1.2. 适应工件规格
工件材质： Q345、Q460、Q550、Q690、Q800、Q890 、Q960
结构件（底座、顶梁、掩护梁）：长2.5m-5.0m，宽：1.25m-2.0m
结构件最大重量：10 t
1.3. 厂房及基建尺寸
结构件线布置位置：
1号厂房北侧垮：外侧48m（40-49共8垮），内侧45m（7.5垮）
1号厂房高度：7.8m（实际尺寸），行车吊装极限位置距立柱尺寸：1.6m，行车轨道中心距：18.5m，行程15.3m。

1.4. 物流和工艺要求

结构件焊接生产线初步方案不考虑智能物流系统，通过天车实现工件的转运及装卸，即可完成对顶梁和掩护梁内部格子间焊缝及外部盖板的焊接。（工艺特点是两次拼装、加热，两次焊接成型）
1.5. 主要技术参数

[size=1em]1）钢板材质：适应通用高强度材质（以Q690为验收标准）
2）钢板厚度：12～50mm
3）最小操作空间：210mm（自动焊时）
4）保护气体：CO220% + Ar80%
5）自动焊接要达到结构件所有焊缝长度之和的75%以上
6）焊接机械手自由度5-8个，精度0.1mm
7）重复定位精度0.05mm
8）参数化图形选型功能
9）根据产品型号自动焊缝寻找功能
10）自动记录及质量追溯功能
11）焊缝自动跟踪功能
12）关键坐标点自动辨认功能
13）数据库：型号、尺寸、工艺参数、生产日期、产品序号、产品质量、产量等，存储容量不小于10G
14）焊接过程中焊接参数自动调整及人工干预功能
15）专机故障自诊断功能：能显示到每台电机、传感器
16）系统联网功能

1.6. 典型结构件模型
1.掩护粱

2.顶梁

3.底座

二. 工艺说明

2.1. 工艺简介

[size=1em]组对点定：用户完成。
装卸方式：人工吊装。
工件变位：本案设备中变位机进行二维变位。
焊接：本案设备执行机构（机械手）控制焊枪动作。
编程：现场示教。
焊缝形式：角焊、单坡口。
焊接工艺：单丝气体保护焊。
保护气体：80%Ar+20%CO2。

工艺制作顺序

2.2. 工艺流程
本案结构件焊接工艺规划为侧板组件焊接、格子间焊接和外部盖板焊接三个工序，采用两个工作站完成，A站完成一序侧板组件焊接，B站完成二序格子间焊接和三序外部盖板焊接。操作（动作）流程如下，
以下以底座为例说明工艺过程：

侧板组件焊接工序：
1.人工组对，并预热，组对件如图。

2.装夹工件到B站变位机上，螺栓压板压紧。
3.双机械手进行焊接。
4.人工吊卸工件。
外部盖板焊接工序：
1.人工组对盖板，并预热，组对件如图。

2.装夹工件到B站变位机上，螺栓压板压紧。
3.双机械手进行焊接。
4.人工吊卸工件。
2.3. 变形控制说明

[size=1em]本案焊接过程中，由于板厚，焊接量大，因此必须要考虑到变形的控制

A站（即焊接小部件，如下图所示）。由于工件较为单薄（工件的长度和宽度远大于工件厚度），因此在焊接过程中需要通过夹具来减少变形。针对每种工件的小部件，本案中提供的工装能够在不干涉焊缝的情况下，对整个工件进行大范围的夹紧固定，利用手动压板压住工件，从而减少变形。焊接完成后，需要用户再利用现有的校正方法二次校正。

B站（即焊接二三序）。由于焊接在工件的一面，而且焊接量大，因此本案中采用与目前用户现场一致的方法来减少变形（在背面垂直于筋板的方向焊接筋板，利用筋板来反拉住工件，减少变形）。另外，合理的焊接工艺也能减少工件变形。
2.4. 节拍分析

[size=1em]以底座为例分析节拍。节拍分析可以详见文末说明文档。

按每件底座单站双机器人焊接，双机器人工作系数为1.5，完成底座外部盖板焊接需要2.4小时。
按月产量180件底座，每天2班16小时工作，每月25天，底座格子间和外部盖板焊接工序需要5个B站。

2.5. 焊接生产线布局
焊接生产线示意图（尺寸仅供参考，以实际设计为准）

焊接生产线立体布局示意图（仅供参考，以实际设计为准）

2.6. 工作环境：
电源：3相5线～50Hz±1Hz 380V
工作温度：使用:0～45℃
工作湿度：≤90%，不结露。

三. 方案讲解

3.1. 设备简述
本案提供的设备用于以上所提到的工件的自动化焊接。
设备主要由弧焊机器人、焊接电源、焊接变位机、清枪剪丝站、控制系统等组成。本产线采用2套单机器人焊接工作站和5套双机器人焊接工作站组成，满足24小时三班连续作业工作能力。
操作人员只需将组对点固好的工件放到变位机上，利用挡块定位，螺栓压板压紧后，直接调用相关程序即可完成的自动化焊接。具有高效、快捷、稳定可靠等特点。
工作站基础采用混凝土地基结构。
A站机器人动作协调采用6+2+3模式，即六轴机器人、二维变位机和三维机器人滑台，同单机器人全部协调控制。
B站机器人动作协调采用6+6+2+3模式，即两个六轴机器人、二维变位机和三维机器人滑台，同双机器人全部协调控制。
3.2. 工作站参考布局图
A站平面布置图（占地面积：9000X5000X7000mm）

A站三维效果图

B站平面布置图（占地面积：10000X6500mm）

B站三维效果图