三一重工中興機器人法蘭流水線項目

1、油缸機器人焊接系統(tǒng)（法蘭）油缸機器人焊接系統(tǒng)（法蘭）方案說明書方案說明書制造商：廈門 xx 機器人系統(tǒng)有限公司目目 錄錄1 1 設計依據(jù)設計依據(jù).32 系統(tǒng)構(gòu)成概述系統(tǒng)構(gòu)成概述.42.1 系統(tǒng)布局圖系統(tǒng)布局圖.4 2.2 生產(chǎn)流程分析生產(chǎn)流程分析2.3 系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成構(gòu)成.53 工藝特點工藝特點.63.1 節(jié)拍計算節(jié)拍計算.63.2 工藝分析工藝分析.6 附件一：技術(shù)資料附件一：技術(shù)資料.1511.1 IRB1410 工業(yè)機器人工業(yè)機器人 .1511.2 IRC5 控制柜控制柜.1611.3 YM-500GR 全數(shù)字逆變弧焊電源全數(shù)字逆變弧焊電源 .1611.4 TBI清槍剪絲裝置清槍剪絲裝置.

2、171 1 設計依據(jù)設計依據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品品編號名稱圖號外形/照片毛重(Kg)焊縫長(mm)1 缸筒體ZX300.3.2.2.1120599.62法蘭3缸頭注意：工件尺寸精度需能保證焊縫位置誤差在0.3mm 以內(nèi)。2 系系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成成概概述述2 2. .1 1 系系統(tǒng)統(tǒng)布布局局圖圖系統(tǒng)預估尺寸：長 11000mm，寬 8000mm，高 3500mm。注：以上數(shù)據(jù)僅供參考，實際尺寸以設計尺寸為準。三維視圖三維視圖2 22 2 生生產(chǎn)產(chǎn)流流程程分分析析 1) 將多件缸筒吊裝放在工位架上，工位架上設定的凹槽將缸筒進行定位。 2) 將法蘭逐一擺放在預壓工裝夾具上，夾具設計采用柔性定位。3) 送料小車自動將缸筒

3、頂起送到預壓位置，法蘭由傳動鏈送到指定位置后，專用托架將法蘭送到預壓位置。4) 壓裝系統(tǒng)一頭以缸筒內(nèi)孔定位，法蘭通過氣液轉(zhuǎn)換缸進行預壓裝。5) 預熱系統(tǒng)采用中頻線圈將缸筒壓裝部位進行預熱，加熱完后進行工件的熱壓裝。6) 壓裝完成后缸體總成被送到焊接工位。防弧光卷簾放下的同時，機器人進入工位開始焊接。7) 焊接完工件后，去應力裝置通過行走機構(gòu)移動到焊接位置進行去除應力。8) 送料小車將去應力完成后的缸筒總成送出下一工位。9) 在前一件缸筒焊接完成后，送料小車即開始下一件循環(huán)操作程序的運行2 2. .3 3 設設備備構(gòu)構(gòu)成成 系統(tǒng)由一套 ABB 工業(yè)機器人系統(tǒng) IRB1410+IRC5，一套唐山松

4、下 YM-500GR 全數(shù)字逆變焊接電源，一套全自動上料系統(tǒng)，一套工件預熱裝置，一套壓裝系統(tǒng)，一套工件移載系統(tǒng)，一套工件回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，一套 TBi 自動清槍器，一套去應力裝置，一套煙塵處理系統(tǒng)及一套 PLC控制系統(tǒng)及安全防護系統(tǒng)構(gòu)成。2.2.1 ABB IRB 1410 六軸焊接機器人：詳細參數(shù)見附件。2.2.2 YM-500GR 全數(shù)字逆變焊接電源：詳細參數(shù)見附件。2.2.3 全自動上料系統(tǒng)：該系統(tǒng)采用鏈條輸送工件，法蘭、缸筒分別通過人工放置在輸送線上，輸送線上設計定位工裝，保證工件上料過程中的精度。輸送系統(tǒng)采用交流電機驅(qū)動，采用微動開關(guān)作為工件到位檢測裝置，實現(xiàn)兩個工件的分別輸送。2.2.4

5、工件預熱裝置：采用一套中頻率加熱裝置對缸筒進行預熱，保證加熱迅速并且均勻，并有效保證壓裝的順利。加熱線圈均配置強制水冷系統(tǒng)，保證中頻率加熱器的穩(wěn)定性和壽命。2.2.5 壓裝系統(tǒng)：本系統(tǒng)采用精密前置式三爪卡盤及頂尖作為定位機構(gòu)，并采用 AIRTAC氣缸作為驅(qū)動單元，精密直線導軌作為導向，實現(xiàn)工件的精密準確的壓入。2.2.6 工件移載系統(tǒng)：采用伺服電機驅(qū)動，精密直線導軌導向，配置兩套托料機構(gòu)，實現(xiàn)工件在加熱壓裝工位與焊接工位及去應力工位的移動。2.2.7 工件回轉(zhuǎn)系統(tǒng)：采用前置式三爪卡盤夾持工件，氣缸頂緊工件，并采用伺服電機驅(qū)動，實現(xiàn)工件高精度回轉(zhuǎn)。2.2.8 Tbi 自動清槍器：見附件。2.2.

6、9 去應力裝置：見附件。2.2.10PLC 控制系統(tǒng)：采用三菱 PLC 作為主控制單元，采用施耐德低壓控制元件。配置5.7觸摸屏作為人機界面，可在觸摸屏上對設備總體運行狀況進行監(jiān)控，并對相關(guān)參數(shù)進行設置。2.2.11 安全防護裝置：設備采用半封閉式防護圍欄，防止非操作人員進入工作區(qū)域，并在可能產(chǎn)生危險的區(qū)域設置安全防護開關(guān)，當有人進入時，設備自動停止，并報警。3工工 藝藝 特特 點點1.）本系統(tǒng)根據(jù)三一重工中興液壓流水生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍要求，操作工人只需利用上班前的準備工作時間內(nèi)，將備好的工件放在系統(tǒng)指定的位置上，經(jīng)過快速的定位檢查后，即可啟動焊接按鈕，開始進行不間斷的自動焊接程序。2.）焊接過

7、程中，無需監(jiān)控。系統(tǒng)會自動判斷焊接過程的相關(guān)信息，出現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)提出報警。并在顯示屏上提示故障原因。3.）自動裝料預熱壓裝焊接去應力出料，兩個進出過程分別由兩個移載小車完成，且處理時間均小于焊接加工時間，確保生產(chǎn)節(jié)拍。4.）預熱壓裝采用中頻加熱方式，充分預熱的情況下，又保證工件的均勻受熱，變形量小，保證了高精度配合的要求。這種加熱方式，我公司已經(jīng)在裝載機車橋焊接設備上運用過，性能穩(wěn)定，得到用戶的充分肯定。5.）設備上需要移動操作的部件，采用高精度線性導軌定向移動，回轉(zhuǎn)部位采用伺服電機，避免在重復定位的誤差，6.）采用質(zhì)量可靠性較高的三菱 PLC，低壓電器-施耐德，傳感器-OMRON。盡可

8、能減少設備使用過程中的故障率。為按計劃生產(chǎn)，看板管理的連續(xù)性提供最好保障。7.）一個操作工人可進行多臺看管，焊接工人在充分了解焊接質(zhì)量要求的情況下，只需經(jīng)過短時間培訓或工藝人員指導，即可進行操作。人機對話的方式，簡單易學，降低了對焊接工人的技術(shù)等級要求。8.）ABB 機器人高重復定位精度和靈活快捷的操作模式，配以松下 YM-500GR 全數(shù)字焊機，實現(xiàn)高品質(zhì)的焊接。9.）實現(xiàn)焊接記憶儲存，適應多種構(gòu)件的交換，減少了多型號產(chǎn)品生產(chǎn)的調(diào)整時間，真正實現(xiàn)了柔性生產(chǎn)的需要。10) 焊接部位采用封閉處理，外設煙塵處理系統(tǒng)，減少污染，保持廠房良好的空氣環(huán)境。11) 操作人員使用帶按鈕、狀態(tài)指示燈的操作盒進

9、行作業(yè)。12)所有電氣元件采用國際品牌，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作：PLC-三菱，低壓電器-施耐德，傳感器-OMRON。遮光簾使用氣缸帶動，可上升或下降3 3. .1 1 節(jié)節(jié)拍拍計計算算生產(chǎn)節(jié)拍：生產(chǎn)節(jié)拍：=596.6x3（焊縫長度x 焊接層數(shù)）/6（焊接速度）+12（每次清槍時間）1(清槍次數(shù)/每2米清槍一次)+ 8（機器人進出工位時間）=318(318(秒秒) )單班產(chǎn)能：8小時360085%(效率)/318=773 3 供供貨貨范范圍圍下表所列的內(nèi)容為乙方負責提供或制造的設備內(nèi)容：序 號名 稱規(guī) 格數(shù)量品牌備注1 1機器人本體 IRB14101ABB1.1IRB 14101ABB1.2IRC

10、5(M2004)控制器1ABB1.3示教盒，附帶 10 米電纜1ABB1.4輸入、輸出信號板1ABB1.5機器人控制電纜，長 7 米1ABB1.6機器人控制軟件1ABB1.7弧焊軟件包（AW yOptions）1ABB2 2全數(shù)字焊機YM-500GR1松下3 3中頻加熱裝置1深圳4 4全自動上料系統(tǒng)1xx5 5壓裝系統(tǒng)1xx6 6去應力裝置17.1機架1xx7 77.2焊接夾具1xx8 8自動清槍器BRG-20001TBi9 9煙塵處理系統(tǒng)1唐納森1010系統(tǒng)底座(含機器人底座)1xx1111電氣控制系統(tǒng)1xx1212安全防護欄1xx1313系統(tǒng)集成及調(diào)試1xx1414運輸及保險1xx1 11

11、 1 附附件件一一：技技術(shù)術(shù)資資料料1 11 1. .1 1 I IR RB B1 14 41 10 0 工工業(yè)業(yè)機機器器人人 手腕持重： 5 kg最大臂展半徑：1.44m軸數(shù)： 6 軸重復定位精度：0.05mm（多臺機器人測試綜合平均值）機器人版本：標準版防護等級：IP54軸運動：軸 動作范圍 最大速度1 回轉(zhuǎn)+170至-170 120/s2 立臂+ 70至 -70 120/s3 橫臂+ 70至-65 120/s 4 腕 +150至-150 280/s5 腕擺+115至-115 280/s6 腕傳+300至-300 280/s電源： 3 相四線 380V(+15%，-10%)， 50Hz耗電

12、量：4 KVA 機器人尺寸： 底座：620X450 mm機器人重量：225 kg環(huán)境溫度： 5C- 45C最大濕度： 95%最大噪音： 70dB(A)1 11 1. .2 2 I IR RC C5 5 控控制制柜柜機器人的控制硬件全部優(yōu)化集成在一個控制柜內(nèi)，由機器人控制平臺實現(xiàn)控制，通過對機器人的編程完成功能，具備完善的網(wǎng)絡監(jiān)控功能。使用全彩色觸摸屏式操作盒控制硬件：多處理器系統(tǒng), PCI 總線, 大容量閃存(256M),奔騰CPU，20s UPS 備份電源控制軟件： BaseWare 機器人操作系統(tǒng)，強大的 RAPID 編程語言電源： 交流 3 相，380V(+15%，-10%)， 50Hz

13、集成控制柜尺寸： 900 x700 x700mm集成控制柜重量： 200kg 環(huán)境溫度： 5C- 45C 最大濕度： 95%操作面板： 控制柜上編程單元： 便攜式防爆型示教盒，具備操縱桿和軟鍵盤安全性：緊急停止、自動模式停止、測試模式停止等輸入輸出板：數(shù)字式直流 24V1 11 1. .3 3 Y YM M- -5 50 00 0G GR R 全全數(shù)數(shù)字字逆逆變變弧弧焊焊電電源源名 稱規(guī) 格型號YM-500GR控制方式數(shù)字控制 IGBT 逆變輸入電壓.相數(shù)AC380V 3 相輸入電源頻率50/60Hz額定輸入容量23KVA/21.54KW額定輸出電流500A額定輸出電壓39V額定負載持續(xù)率10

14、0%額定空載電壓69輸出電流范圍60-500(電阻負載輸出能力)輸出電壓范圍17-41.5(電阻負載輸出能力)收弧電流范圍60-550(電阻負載輸出能力)收弧電壓范圍17-41.5V(電阻負載輸出能力)焊接方法個別/一元化外殼防護等級IP21S絕緣等級H冷卻方式強制風冷適用焊絲類型實芯/藥芯外形尺寸(W)380mm(D)510mm(H)772mm質(zhì) 量60kg高精度的送絲機（采用帶有高精度編碼器的電機的送絲機）1 11 1. .4 4 T TB Bi i 清清槍槍剪剪絲絲裝裝置置清槍前 清槍后優(yōu)點優(yōu)點TBi 清槍站的噴硅油裝置采用了雙噴嘴交叉噴射，使硅油能更好地到達焊槍噴嘴的內(nèi)表面，確保焊渣與噴嘴不會發(fā)生死粘連。TBi 清槍噴硅油裝置設計在同一位置，機器人只要一個動作就可以完成噴硅油和清槍的過程。在控制上 TBi 清槍噴硅油裝置僅需要一個啟動信號，它就可以按照規(guī)定好的動作順序啟動。TBi 剪絲裝置采用焊槍自觸發(fā)結(jié)構(gòu)設計，不需要再使