双工位机器人火焰切割工作站技术方案1

双工位机器人切割工作站技术方案成都焊研威达自动焊接设备有限司2009-4技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第2页共17页目录一．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‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第3页共17页双工位机器人切割工作站技术方案一．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：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：技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第4页共17页工作时间：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。切割机器人系统平面布局图如图所示。技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第5页共17页◆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: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：技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第6页共17页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: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：技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第7页共17页定位机构的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。3.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.技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第8页共17页工位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48001205秒/1条缝130分钟内圆弧2400110工位二单侧水平圆弧38301165秒/1条缝248分钟另一侧水平圆弧3830116竖直方向圆弧3830116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套发那可2激光寻点功能1套威达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支宾采尔5机器人移动装置1套威达6工作站程控系统1套威达7工装夹具2套威达8安装底座1套威达技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第9页共17页9简易围栏1套威达四．主要设备技术参数及特点说明4.1机器人系统发那科M-710ic/20L型机器人轴数6轴；所有轴机械自动额定负载20kg；本体重量540kg臂伸3110mm重复定位精度±0.15mm运动范围(degrees)：J1360J2225J3432J4400J5280J6900运动速度(degrees/sec.)：J1175J2175J3180J4350J5360J6600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0.5G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。动作区域技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第10页共17页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/O40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、位移测量的精密技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第11页共17页传感。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：技术方案地址：四川成都（610300）青白江区华金大道388号电话：[phone]传真：[phone]第12页共17页内容工作压力气体纯度切割氧7.84×105pa99.5%预热氧6.84×105pa燃烧气0.49×105pa98%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/min2.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