机器人焊接工作站技术方案

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弧焊工位系统集成项目技术方案书

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弧焊工位系统集成项目

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第1版2014/12/15 WXX担当设计DESIGN

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弧焊工位系统集成项目目 录

１．项目概要･･････････････････････････････････････････････････････････3 ２．系统规格･･････････････････････････････････････････････････････････3 ３．系统组成･･････････････････････････････････････････････････････････4４．供货范围･･････････････････････････････････････････････････････････13５．系统要求･･････････････････････････････････････････････････････････16６．验收条件･･････････････････････････････････････････････････････････18

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1、项目概要

本规格书是为南京川页机械有限公司弧焊项目集成所作，本规格书就相关各方对系统所承担的责任进行了详细的描述。

2、系统规格

2.1 系统构成：

本系统包括工业机器人（2台）、电控系统（1套）、定位夹具（4套）、变位机4套、弧焊焊接系统（2套）、安全围栏系统（1套），实现2台机器人对应4套焊接工装夹具，进行安全高效的焊接。 2.2.系统设备构想布置图：

如下图所示，2台机器人系统、4套定位夹具、2套弧焊焊接系统、4套变位 机、1套安全围栏系统、1套电气系统（包含机器人控制柜，PLC柜）组成示意 图（其中4套定位夹具由甲方提供）：

2.3 系统说明：

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如系统布局图所示，4个焊接单元，需要两名操作人员。ROB1在焊接20序时，工人在30序放件，放件完成后启动安全开关，机器人才可至30序焊接，ROB2同理，循环以上动作。

3、系统组成

3.1弧焊机器人系统

为满足生产节拍及全自动生产焊接，要求机器人在单工位内能尽量多的完成焊道焊接，减少人工补焊的可能性。现根据夹具大致尺寸及布局，需要机器人可达半径在1.3米范围，弧焊焊系列在5公斤以内，固机器人选择最大可达半径 1.4米，最大可搬重量6公斤。应客户要求选择OTC品牌。机器人选型细则如下： 3.1.1Robot选型：FD-V6(OTC)

■ 动作更快，反应更敏捷—由于采用更高级的伺服控制系统，使机器人能在最佳加速方式下运行，节省工作时间

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■ 完全的多关节机器人，与原来的机器人相比动作范围更广

■ 操作方便，便于用户使用

■ 机器人示教盒小型、轻巧、使用非常方便，在示教盒上可以方便地进行中/英文切换特点

3.1.2机器人运动范围：

3.1.3机器人规格：担当设计DESIGN

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3.1.4机器人底座如图所示（具体高度以仿真结果为准）：

3.2焊接系统

此次焊接形式为MAG焊,甲方提供焊接保护气体80%为氩气、20%为CO2。焊接工件料厚为1.5—2.5mm，固焊选择适合1.2mm焊丝相关产品，焊接冷却效果选择风冷即可。

3.2.1焊接电源

3.2.1.1品牌型号：OTC DM-350 （全数字式IGBT逆变控制焊接机）

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3.2.1.2主要特点：

采用OTC独特的IGBT理念控制技术，大幅度提高了逆变器主频率（输出频率高达80KHz），采用OTC新研发的数字式电子电抗器控制，实现全电流域的高数稳定焊接。

电弧特性的选择广泛，能满足不同工艺，不同操作者的全方式需求，全位置焊接电弧稳定性卓越。

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。能更容易地与个人电脑、机器人和专机进行配套。

电源设备容量和电缆规格

3.2.1.3技术规格和标准配件

3.2.2空冷焊

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值得信赖的可靠系统,优点如下：

（1）技术成熟，百分之百可靠

（2）最佳的焊冷却系统－经久耐用

（3）由于采用了接头系统，大幅缩短更换颈的时间

（4）焊质量优良，采用了先进的技术，无论用于什么焊接作业均能实现无故障使用。焊的每个细节均经过反复斟酌，保证您用起来得心应手。

（5）给相对不复杂的、特别是分散焊接单元的用户提供一个坚固的高质量焊接插件。

（6）标准配置是直颈或以22度的颈，电缆组件集成有吹扫软管及与机器间的接头。

3.2.3防震传感器

优点：(1)每个位置可变的偏转;

(2)碰到安全开关时立刻停止;

(3)复位精度更高，缩短了停机时间;

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(4)精确的开关点得益于创新的开关性能; (5)特别适合极精密的金属薄板应用

(6)维修方便，配置有用于快速分析故障用的光学功能显示器。 3.2.4清器

如图所示，为一套简易焊清机构，实现焊丝清，对中检测及对中，冷却的全自动功能。 3.3变位机

如图所示为1套变位机与夹具连接的简易示意图，具体以设计为准。 变位机伺服马达由机器人系统控制，大大提高了变位精度。

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3.4安全围栏系统

安全围栏是为了防止作业人员在机器人工作时，误进入机器人工作范围内，从而对作业人员造成伤害而设置的安全设施。工人放件操作区域装有安全光栅，当作业人员误进入时，会给机器人信号，机器人停止工作。维修门处装有安全门锁，当有维修人员在围栏内维修设备时，机器人不会启动工作。

如下图所示为安全围栏简易样式，根据平面布局图，围栏长宽尺寸初定为8米X3.5米X1.8米。具体型式以设计为准。

3.5 电控系统

包括电气硬件设计，电气软件设计，电气机械附件设计，包括接口部分设计。

3.5.1电气集成及安装

包括主控柜(PLC控制柜)，人工操作盒，中转箱等电气控制柜箱的集成，PLC 控制系统，机器人控制系统（包含对变位机控制），工装设备接地，电气网络，标签标识，桥架，电气设备支架及安装背板等。

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3.5.2 电气功能调试及验收

乙方需要完成本工位设备在电气设计、电气集成、甲方现场的安装调试和试生产以及陪产工作。

3.5.3 电气的工作内容及范围

甲方负责范围：协助乙方办理相关施工证明

乙方负责范围：电气图纸设计、软件程序设计、电柜电箱集成、甲方现场安装调试、配合试生产，实现甲方现场自动化弧焊焊接功能以及空循环、满足甲方预验收要求、甲方现场安装调试以及陪产、根据协议要求提交相应文档资料。

3.5.4 电气系统的整体说明

1）整个电控系统PLC采用三菱Q系列产品,CPU为Q02UJ。

2）现场采用CC-LINK网络进行通讯。PLC作为主站通过CC-LINK网络采集现场传感器和按钮等外部I/O信号，触摸屏为三菱GT系列触摸屏。

3）所有产品的选型满足“CCC”标准或“CE”标准

4）线路的安全防护满足“EN-954-1 (GB/T 16855) ”的标准

5）网络概念如下图所示

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3.5.5 电气设计内容

安全回路:

1）机器人外部急停采用硬接线方式，外部急停按钮分布在每个上件工位和人工操作盘位置。充分保障了人员与设备的安全。

2）维修门上采用安全门锁，门锁拔出状态下机器人是无法上自动模式的，保护进入围栏维修人员的安全。

3）变位机的安全插销有维修位和工作位，变位机安全插销置维修位时变位机无法工作，变位机安全插销置工作位时变位机才能够正常工作。

硬件部分：

1）自动控制区域电气原理图纸设计：包括PLC控制柜、操作盒图纸、启动盒、机器人控制图纸。

2）急停、安全门锁等安全回路设计。

3）程序设计：PLC控制机器人的启动，停止以及对夹具的顺控。 3.5.7操作盒说明

操作盒构造：尺寸按设计要求，防尘、防漏构造，安装方式采用壁挂式或支架式

以下是操作盘外观示意图

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注：本示意图只是为说明操作盘的式样和形式，仅供参考，具体的以设计为准。

3.5.8电控方案

4. 供货范围

4.1.迈控提供设备清单

类别序

号

名称数量品牌备注

1 CPU （CQ系列）1套三菱

2 触摸屏（GT系列）1套三菱

3 CCLINK模块1套三菱

4 电源控制柜1套BHM

5 PLC控制柜（三菱PLC）1套BHM 含风扇、照明、限位开关等

6 启动盒、JB箱、门盒1套BHM

电

气

元

件

7 安全系统元件1套国产优质

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8 电气辅材 1套 国产优质 线槽、桥架、导轨、扎带等 9

1

安全围栏系统

1套 MC 2 机器人底座 2台 MC 3 变位机 4套 MC 4

清器 2套

MC

机 械 设 备

5

1 机器人本体(FD-V6) 2台 OTC

2 控制柜 2套 OTC 3

示教器

2台

OTC

4 机器人系统

5

1

焊接电源DM-350 2套 OTC 2 送丝机构 2套 OTC 3 防撞传感器 2套 OTC 4 通讯转接系统 2套 OTC 5 空冷焊 2把 OTC 弧焊系统

6 其他辅助系统 2套 OTC

送丝软管，平衡器，气管等

1 电气设计 1套 MC 2

电气安装调试 1套 MC 3

机器人仿真 1套 MC 4

机器人调试 1套 MC 5 机械设计 1套 MC 6 机械装配 1套 MC 设

计

调试

7

机械调试

1套

MC

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4.2 设计

1）以上物品的适用和非标准物品的机械和电气设计。

2）机器人应用设计、仿真。

3）机器人示教程序的编写（数量限于本规格书所规定的品种）

4）系统使用说明文件的编写

4.3 运输

运至南京川页机械有限公司使用现场。

4.4 安装

1）在迈控工厂内完成设备的组装和调试，实现带件空运行。

2）在用户工厂内完成设备的安装和调试作业。

4.5 机器人示教任务明细

完成2台机器人对应4套工装夹具系统，进行弧焊路径试教及维护位置的试教。

4.6 设备涂装颜色

1）周边设备颜色：周边设备制造商标准色

2）非标设备颜色：用户指定色

4.7 提供文件（终验收前提供）：

1）系统使用/保养及安全说明书（中文）

2）系统设计图纸（中文）

3）终验收前提供。

4.8 陪伴生产

项目终验收后1周

4.9 培训

A: 对操作者的使用培训：

培训教材：3套纸质材料，3套电子档资料

培训时间和次数：两次，第一次2天时间，第二次1天时间担当设计DESIGN

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人数不限

B: 对维护者的培训

培训教材：3套纸质材料，3套电子档资料

培训时间和次数：两次，第一次2天时间，第二次1天时间

人数不限

4.10 障碍物拆除

所有现有阻碍设备安装的障碍物均由甲方负责拆迁恢复，包括厂房内的设备搬迁等。

4.11 需要甲方提供设备：

1）4套定位夹具；

2）动力电缆接到乙方动力柜中；

3）水、气接到施工区域5米范围内；

4）设备安装所需要的叉车等大型设备。

5）所有现有阻碍设备安装的障碍物搬迁。

5. 系统要求

5.1 动力源

5.1.1 电源:

机器人控制器 12KVA/3P+E/ 380VAC±10%/50HZ以上焊接电源 5.1.2 工作气压/流量

工作气压不低于0.5Mpa，流量不低于1立方米/min，由系统承包商从线体（4.5m处）主管路引至工作工位。

5.1.3 工作水压力、流量进回水压力差不小于0.2Mpa，进水压力不小于0.2Mpa

由乙方从主管路引至工作工位。

5.2 工作环境 ：

1）周边温度： 0~45℃担当设计DESIGN

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2）周边湿度： 通常20%~75%RH（无结露的场合）；短期（1个月以内）95%RH 以下（无结露的场合）

3）震动值： 〈0.5G

4）总接地电阻值： 不大于10 Ω.

5）其他： 设备安装的场合无爆炸性的气体存在

5.3 安全对策

1）机器人工作范围内，禁止操作者进入，禁止操作者和机器人在共同作业地域内同时工作。

2）机器人工位的作业区域周围设置安全围栏及安全门设备。

3）进入安全围栏作业的人员必须进行安全培训，安全围栏出入口的安全开关的作用和动作视同紧急停止。

4）系统各可操作的控制器设置在安全围栏以外。

5）机器人的自动启动、再启动和手动操作时，必须确认必要的操作条件。

6）水和压缩空气管道内的压力非常高，管道等处拆卸时应事先将其内的压力释放。

7）其他的安全条件必须满足国家法律的有关规定。

8）其他的安全条件必须满足用户公司的有关企业安全规定。

9）设备安装的场合必须没有引火性和助燃性的材料和溶剂等。

10）设备安装的场所必须具备必要的负重条件，每平方米的负重能力应大于3吨。混凝土地面层的厚度应大于200MM。以上条件不满足的场合，用户应自行采取补足措施。

11）迈控向用户提出的各种用于设计的必要技术图纸和用户的各种对设计的要求必须在指定的时间得到满足。在设计完成前未及时得到信息而造成的各种未及预计所发生的设计变更会要求费用增加。

12）设备搬入现场的路径必须在事前得到用户的确认。

13）用户必须完成初级电源和水、气源的现场连接。

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14）迈控设计完毕后，用户必须对图纸进行确认，在得到用户的最终确认后，方可将其投入生产。如果因为用户图纸确认时间拖延，交货时间将按此顺延。

6. 验收条件

6.1 预验收在迈控现场完成，主要内容如下：

1）检查技术文件中设备与实物的一致性；

2）检查功能特性；

3）质量和数量上的验证；

4）性能（包括循环时间）达到要求；

5）在迈控现场实现12小时带件空运行；

6）遗留问题记录。

6.2 甲方现场终验收内容：

1）在此核查预验收的全部内容；

2）检查所有要求达到的功能；

3）检查所有要求提供的文件；

4）检查供货内容是否完整；

5）24小时运转的考核。

6.3 详细备件清单（不提供备件）待终验收完成后提供

6.4 质量保证：

1）质保期范围是，终验收后一年；

2）客户指定供应商提供的物品由指定供应商保修，由客户与指定供应商直接联系保修。

3）在质保期间内，如果不是因为客户的责任而发生故障的情况下，维修用部品或者更换由乙方无偿运输至甲方。

4）即使在质保期间内，乙方将不承担下述情况所发生的费用：

客户:

重庆迈控机电设备有限公司南京分公司编号：MC_F A 20141215

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弧焊工位系统集成项目CUSTOMER: SHEET 19/19

5）购买后由于甲方或者第三者的不当修理、改造、转移或者使用上不注意引起的损坏。

6）由火灾、水灾、地震、雷电或其他不可抗力所引起的损坏。

7）转卖、转让、赠与等情况。

8）不按使用说明书上所要求的进行适当的保守检查作业而发生的损坏。

9）即使在质保期间内，有关消耗品也不属于质保的范围。

10）乙方的责任只限于本技术协议所记载的内容，这之外的责任一概不能承担。