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機器人焊接工裝站方案書（參考）
閱讀：327 發布時間：2023-6-28章 項目概述
1. 項目設計依據
客戶所提出的要求以及圖片；略
2. 項目條件和要求
2 焊接工件名稱：箱體總成 1000mm*1000mm*1800mm（W*L*H）（長度、寬度和高度均有變化）。
2 材料：不銹鋼；厚度：δ＝3 mm；
2 焊接方法：機器人MAG焊接方式；
2 設備規劃：
配置1套機器人及MAG焊接系統、1套機器人滑臺、1臺單軸變位機， 1套機器人焊接夾具，激光檢測和跟蹤系統等。具體見設備布局參考圖。
第二章 焊接工藝分析
1. 箱體工序劃分：
工序1、人工點固工件（組焊夾具客戶設計制造，客戶自備焊接設備，箱體共4個部件）；
示圖：略
工序2、人工將工件裝在變位機夾具上，機器人焊接。焊接完成后人工卸件。
示圖：機器人焊接如圖所示的焊縫
2. 焊接工藝（MAG）：
1) 焊絲直徑選用Φ0.8-Φ1.0mm；
2) 機器人MIG焊接的平均焊接速度取：6-8 mm/秒；
3) 每條焊縫的機器人焊接輔助時間，即機器人平均移動時間取：3秒（包括機器人變換姿態、加減速、空程運動時間，及焊接起弧、收弧時間）；
第三章 系統總體項目
1. 項目總體介紹
本項目采用日本川崎RS010N機器人和大恒焊接系統，通過sevorobot的激光傳感器檢測焊縫的位置進行焊接，并增加激光跟蹤系統隨時對焊接進行修正。
機器人夾具放在單軸變位機上，機器人安裝在外部軸滑臺上，保證焊接的姿態。
通過一系列仿真：目前需用的機器人基本上可以滿足長1800的焊接。
本項目中夾具能適應多品種的問題：目前認為一套夾具可以通用，由于工件寬度及高度變動范圍太大，為了適應有些型號的工件焊接，需要手工更換夾具上的部分底座。
2. 設備布局參考圖
略
項目平面布局圖
本項目按1套機器人夾具制造，在電控系統上按照2套夾具的輸入輸出數量預留接口。
第四章 系統設備配置表
序號 | 名稱和規格 | 數量 | 備注 |
| 弧焊機器人系統 1) 本體:RS010N 2) 控制柜:E32 3) 示教盒 （中文英文雙語顯示,、電纜長度：10m） 4) 供電電纜（本體?控制柜，長度：5m） | 1套 | 川崎 |
| 焊接系統 1) 焊接電源（輸入AC380V） 2) 防碰撞傳感器（TBI）、焊槍（TBI）、校槍規 3) 焊槍同軸電纜、裝配支架 4) 送絲機構、電纜及安裝基座 5) +/- 極電源電纜（5m） 6) 焊機接口控制電纜 7) 氣管、氣體流量表
| 1套 | |
| 焊槍清理器 | 1套 | |
| 大恒激光檢測和跟蹤系統 | 1套 | |
| 系統外部軸滑臺 1) 電機、伺服包進口 2) 其它新松配套 | 1臺 | |
| 焊接單軸變位機 3) 電機、伺服包進口 負載1500kg 4) 其他新松配套 | 1臺 | |
| 項目機器人焊接夾具 1) 手動+氣動夾緊機構 2) 系統焊接氣箱工件（長1800mm）。 | 1付 | |
| 控制系統柜（日本三菱-PLC） | 1付 | |
| 焊接工位操作臺 1) 2個操作盒、1個操作臺、配有啟動、急停按鈕 | 1套 | |
| 系統周邊設備 1) 機器人安裝底座 2) 機器人焊接變位機安裝鋼板 3) 變位機電纜支架、走線防護槽、接口箱 | 1套 | |
| 機器人安全圍欄 鋼結構安裝立柱、安全圍欄、安全門、三點檢測光柵用于安全防護 | 1套 | |
| 易損件和其它附件（氣源系統，氣管，電纜，氣管接頭，膨脹螺栓） | 1套 |
第五章 系統設備配置說明
1. 川崎機器人系統
本系統所選用的機器人是日本川崎機器人，包括機器人本體，機器人控制柜，示教盒三部分及供電電纜。
1）機器人本體參數：
川崎機器人本體照片
機器人性能參數 | ||
負載 | 10公斤 | |
運動軸數 | 6 | |
重復精度 | 小于±0.1mm | |
控制器 | RC2 | |
自重 | 240公斤 | |
每個軸的運動參數 | 運動范圍 | 運動速度 |
軸1 | +/-185° | 156°/s |
軸2 | +35°/-155° | 156°/s |
軸3 | +154°/ -130° | 156°/s |
軸4 | +/-350° | 335°/s |
軸5 | +/-130° | 355°/s |
軸6 | +/-350° | 647°/s |
工作半徑 | 1911mm | |
空間旋轉角度 | ±185o | |
川崎機器人本體外形尺寸及運動范圍
2）川崎機器人控制器
控制柜外觀示意圖
KRC2 性能參數 | |||
處理器 | 庫卡(工業)計算機 | ||
操作系統 | 微軟WINDOWS XP | ||
編程及控制 | 庫卡VKCP | ||
設計生產標準 | DIN EN 292, DIN EN 418, DIN EN 614-1, DIN EN 775, | ||
DIN EN 954, DIN EN 50081-2, DIN EN 50082-2, DIN EN 60204-1 | |||
保護等級 | IP54 | ||
工作環境溫度 | 0°～50°（無需外加空調系統） | ||
控制軸數 | 8-11個 | ||
自重 | 178公斤 | ||
輸入電源 | 3x400V-10%∽3x415V+10% , 49-61赫茲 | ||
負載功率 | 4KVA(8KVA) | ||
保護熔斷器 | 32A， 3只 （慢熔型） | ||
與外圍設備通訊接口 | Ether Net, CAN BUS (Interbus, profibus 作為可選項) | ||
至機器人電纜總成 | 7米(可加長到 15米, 或 25、35、50米) | ||
噪音等級 | (根據DIN 45635-1) 67dB | ||
3） KUKA編程控制器KCP
KCP性能參數 | |
尺寸（長x高x厚）：330x260x35mm | |
保護等級：IP54 | |
顯示屏：640x480，256色LCD彩顯，VGA模式， | |
6D空間鼠標，使示教動作容易操作 | |
4種工作模式切換旋鈕，方便操作與安全 | |
3位人體學始能開關 | 三位使能開關 |
中/英/德多種語言菜單切換容易 | |
10米控制電纜 | |
開始/停止/緊急停止按鈕 | |
通過Canbus 與PC通訊 | |
川崎工業機器人優點描述：
（1） 標準六軸工業機器人本體：
n 合理的機械結構和緊湊化設計
n 6個自由度AC伺服馬達
n 位置編碼器
n 特定的負載和運動慣量的設計，使得速度和運動特性達到優化
n 臂部的附加負載對額定負載沒有運動限制
n 本體和控制器之間7m長電纜, 并可根據需要進行擴展
n 特點描述：
l 旋轉范圍大，工作效率更高
l 模塊化的機械結構設計，任何部分都可迅速更換
l 高精度電子零點標定
l 可調機械手臂，更大的活動空間和柔韌性
l 高速運動曲線中動態模型的優化，加速性能高于普通機器人25%，更利于提高系統壽命、優化工作節拍
（2） 川崎機器人控制器
l 標準的工業控制計算機PENTIUMⅡ處理器
l 基于Windows平臺的操作系統，可在線選擇多種語言（包括中文）
l 支持多種標準工業控制總線，包括：Interbus、Remote I/O等
l 標準的ISA、PCI插槽，方便擴展。可直接Intrnet，實現遠程監控和診斷。
l 采用C語言編程
l 標準的控制軟件功能包，可適應于各種應用
l 6D運動控制鼠標，方便運動軌跡的示教
l 斷電自動重啟，不需重新進入程序
l 系統設示波器功能，可方便進行錯誤診斷和系統優化
l 軟件可自動更新和升級
u 川崎標準的工業控制器
u 基本配置：
CPU：2.0 GHZ
內存：256MB RAM
硬盤：20G
串口：COM1、COM2 、COM3，9針或15針
標準并口和打印機接口
主板：標準工業控制計算機主板，含PCI、ISA插槽
USB接口
標準CD-ROM和軟驅
標準顯卡，可外接顯示器
u 主要優點：
l 系統開放性好，能夠直接和多種功能卡直接插接，方便擴展，通用性好
l 機器人程序可方便進行備份及恢復，而且可在短時間內完成
l 系統可直接外接顯示器、鼠標和鍵盤，方便程序的讀寫
l 系統可隨時進行系統的更新
l 系統大容量硬盤對程序指令基本無限制，并可長期存儲相關操作和系統日志
l 系統支持多種總線協議，與總線接口板連接方便，即插即用
l 系統一旦出現系統錯誤，可在短時間內恢復
l 系統可方便進行聯網，易于監控和管理
l 系統拆卸方便、易于維護
2. 機器人焊接系統
機器人焊接系統采用川崎公司的焊接系統，介紹如下：
川崎機器人焊接系統 | |
川崎機器人的焊接系統歷里程碑式的產品，它是全數字化微處理器監控的逆變電源。在這款新型設備眾多特點中，尤其突出的是它能適用于多種焊接方法，以及能夠滿足多種多樣的焊接任務。川崎機器人焊接系統，焊接電流400A，能夠滿足苛刻的工業要求。它主要應用于：汽車及其零部件制造、儀器儀表制造、化工工程、機械工程、鐵路車輛以及船舶工業等領域。 | |
焊接方法： ? 手工焊（MMA） ? MIG/MAG高性能焊接 ? MIG/MAG脈沖電弧焊 ? TIG DC 焊 推薦的母材： ? 不銹鋼 ? 碳鋼 功能列表常用的： ? 4輪驅動 ? 防粘功能 ? 自動削球功能 ? 連續的焊接電流調整 ? 數字化焊接程序 ? 能量保存逆變技術 ? 人性化的焊架（選配件） ? JOB模式 ? 提起引弧功能 ? 微處理器控制 ? 推拉絲操作（選配件） ? 遠程控制單元 ? 機器人接口，數/模轉換口（選配件） ? 無飛濺引弧（選配件） ? 標準件 ? 一元化操作 ? 雙脈沖（選配件） ? 溫控風扇 ? 用戶自定義功能按鈕 ? 從數據庫調用焊接程序（選配件） ? 緩速送絲機構 ? 無電流和氣體送絲 操作模式： ? 2—步/4—步模式 ? 鋁焊起弧程序（特殊4步） ? 點焊 顯示參數： ? 板厚 ? 電弧長度 ? 中間態電弧 ? 保持功能 ? JOB序號 ? 手工操作模式 ? 焊腳尺寸 ? 馬達電流 ? 操作模式 ? 錯誤代碼 ? 焊接電流（實際值/預設值） ? 焊接電壓（實際值/預設值） ? 焊接速度 ? 送絲速度 可調參數： ? 電弧長度校正 ? 回燒時間 ? 電弧推力校正 ? 弧坑電流 ? 氣體預流時間 ? 氣體過流時間 ? 熱起弧 ? 連續調節焊接電流 技術數據： 焊機具體技術數據 主電壓 ±15% 50/60Hz 3 ×400V 焊接電流范圍 MIG/MAG 3—400 A焊接電流范圍 TIG 3—400A 焊接電流范圍 MMA 10—400A 焊接周期（40°C，10分鐘） 50%暫載率，400A 焊接周期（40°C，10分鐘） 99%暫載率，320A 尺寸（L×W×H） 625/290/475mm 重量 35,2Kg 保護等級 IP23 標準與安全認證 CE，CSA，S
|
3. 機器人焊接變位機
機器人焊接變位機作為機器人系統的外部軸，和機器人系統協調運動。具體的參數如下：
單軸變位機 | |
負載 | 1500Kg |
回轉速度 | Max.6.5rpm |
回轉角度 | 360° |
無錫金宏激光跟蹤傳感器是目前世界上*的跟蹤傳感器，可實現6-D跟蹤，與各型機器人有良好的接口。其詳細性如下：
4. 系統激光傳感器
5. 系統安全防護
系統設有安全圍欄以及安全門，防止人員的進入。在操作工位設置安全光柵，防止系統的意外啟動以及系統工作時對人員的傷害。安全門和安全光柵均和機器人進行連鎖。
第六章 自動化焊接項目啟動條件與要求
1. 焊接項目啟動條件
2 甲乙雙方簽訂正式的《合同》和《技術協議》；
2 供應商收到客戶的筆合同預付款；
2 客戶將工程設計所需的技術資料交付給供應商；
2. 系統對現場環境的基本要求
2 要求環境溫度：0～45℃；
2 要求的相對濕度：20%～80%RH；
2 振動：振動加速度小于0.5g；
2 工業電源：三相380V，電壓波動范圍：+10%、-15%，頻率：50/60HZ；
2 每套機器人系統控制柜容量：10KVA，焊接用電源容量：22KVA；
2 要求每個機器人工作站配一個獨立的空氣開關，以供工作站電控柜配電用。機器人控制器和焊機電源須從電控柜中分別引出。
2 機器人焊機與系統控制器必須分開接地，接地電阻小于100Ω；
2 要求的壓縮空氣需濾除水氣、雜質，且要求壓力>0.4Mpa；
2 項目工作現場無腐蝕性氣體；
2 項目車間地基：常規水泥地面處理，設備安裝底座可采用膨脹螺栓與地面固定；
3. 焊接機器人MAG焊接對焊接工件的基本要求
2 要求的工件表面應無油、無銹、無污物；
2 要求焊縫處工件間隙小于0.5mm；
2 被焊接的工件上不應該有影響定位及涂膠的毛刺。
4. 調試及現場配合要求
2 客戶應在設備驗收前后，免費向供應商提供設備調試所需的全套試件。
2 客戶應在設備發往客戶現場前，按照布局要求，完成包括水電氣等動力設備的場地準備工作。
2 供應商設備到達客戶現場后，客戶負責安排現場設備卸車及相應的人員配合。
2 供應商負責提供系統設備的位置圖，并輔助客戶進行現場設備的地面固定工作。
2 供應商提供土建規劃，客戶負責施工。
第七章 項目服務承諾
為確保合同規定的項目從設計規劃到現場應用的順利進行，供應商將按照以下項目管理操作保障措施，完成該項目的交鑰匙工程：
1) 制定嚴格的項目進度計劃
包括：整體設計、分項采購、加工、裝配、調試、驗收周期。
2) 圖紙審核（預審、中審）
詳細設計項目確定后，用戶須對場地及物流布置圖紙進行審核并確認，供應商負責實施的正確性。
3) 項目設備的生產、調試、聯試與驗收
嚴格按照設計圖紙進行生產，確保加工和裝配質量，整體設備須經過在供應商調試現場的預驗收和用戶使用現場的終驗收。
4) 項目設備的包裝運輸
設備運輸為貨車陸路運輸方式，并按照合同有關要求，包裝中采取防潮、防震措施，以適應市內運輸和分體吊裝需要。
5) 驗收文件的處理
在設備經預驗收后，供應商負責提供：設備安裝圖，夾具總圖，系統電器原理圖，備件易損件清單文件各2套。
6) 供應商的技術培訓
設備在運往用戶現場安裝調試前后，供應商負責對用戶操作人員、維護人員進行兩次技術培訓，達到用戶有關人員能夠正確掌握該設備的使用。
7) 供應商的售后服務
對于設備出現非人為造成的技術故障，供應商在工作時間接到用戶（或電話）的4小時內，做出快速響應。當必要時，24小時內到達用戶現場。
供應商所提供的設備的質保期為12個月，即從工程項目通過客戶和供應商的終驗收后算起。在質保期內，供應商負責對非人為造成的設備故障進行免費維修，超過質保期后，供應商只收取技術服務的成本費。
8) 保密要求
供應商和客戶任何一方提供的資料、技術文件都負有保密的責任。