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解决方案

首航 左后叉焊接工作站技术方案

简介:根据客户方所提供的资料,通过详细分析工件各个散件间的相互装配关系及位置特点,结合各件的焊接工作量及机器人的工作效率,对产品焊接的流程进行了规划,并对整个工作站进行梳理和编排,使工作站的生产节拍基本平衡。

详细说明

1.项目要求

  1. 被焊工件基础资料
  2. 被焊工件图号名称:工程机械
  3. 被焊工件规格范围:1800mm*900mm

 

  1. 材质及板厚: Q235
  2. 被焊工件重量:≤500KG
  3. 被焊产品的焊缝基本要求:满焊位置饱满,过渡圆滑;点焊稳固。 满足图纸焊接尺寸要求。

 

工件图纸或图片(仅作示意,以客户图纸为准) :

 

2.1 焊接设计依据
 根据客户方所提供的资料,通过详细分析工件各个散件间的相互装配关系及位置特点,结合各件的焊接工作量及机器人的工作效率,对产品焊接的流程进行了规划,并对整个工作站进行梳理和编排,使工作站的生产节拍基本平衡。

 

3.0 自动化焊接对工件质量及精度的要求和其他要求

3.1工件焊缝周围10mm内不得有影响焊接质量的油锈、水份,氧化皮等;
 3.2工件上不得有影响定位的流挂和毛刺等缺陷因素;
 3.3不同工件在点焊夹具上定位后焊缝位置度重复定位偏差不超过±0.8mm;

第三章   焊接工艺及工作站概述

1. 焊接工艺

1.1焊接方法:MAG;
 1.2保护气成分及焊丝直径:80%Ar+20%CO2,焊丝Ф1.0;
 1.3焊接方式:散件;
 1.4工件装卸方式:人工装卸料;

0 工作站概述:

本工作站采用MA2010单机器人配单工位翻转台焊接方;工作站主要包括弧焊机器人、焊接电源、送丝系统、翻转变为站、焊接夹具,清枪器、系统集成控制柜等。

2.3工作站二维布局图(以实际设计为准):整套工作站范围6米*5米含安全围栏距离

 

2.4工作站三维布局图(以实际设计为准):

工作站操作流程
将工件放至焊接夹具上装夹→ 压紧点压紧→启动机器人→单轴变位机翻转转180°→机器人

4.设备配置清单:


       序号

名称

型号及配置

厂家

数量

备注

一、弧焊机器人

1

焊接机器人本体及控制器

型号:MA2010弧焊机器人

日本安川

1套

中空焊枪可实现360°摆枪

配置:标准配置机器人本体、D200控制箱

机器人底座

型号:高强度钢机构

泰翔科技

1套

 

二、焊接设备

1

超低飞溅电源

型号:  安川RD350

日本安川

1套

 

配置:焊接电源、水冷机、送丝机、水冷焊枪、防撞器等。

三、周边设备

1

焊接夹具

型号:根据工件定制,手、气动相结合

泰翔科技

2套

 

主要配置:气缸,快夹

2

单轴头尾式式变位机

型号:TXKJ-x1000

泰翔科技

2套

 

配置:RV帝人减速机,安川伺服电机,控制柜

3

整站控制系统

PLC集成控制

泰翔科技

1套

 

四、辅助装置

1

清枪器

型号:TX32D-JB  (清枪)

泰翔科技

1套

 

五、安全防护装置

 

安全围栏/安全移门/安全光栅

非标

泰翔科技

1套

 

主要配置简介:

4.1 MA2010弧焊机器人

  1. 型号
  1. MA2010
    1. 安川
    1. 运动半径(未装焊枪)
    1. 2010mm
    1. 负载
    1. 10KG
    1. 本体重量
    1. 280KG
    1. 位置重复精度
    1. ±0.08mm

    动作范围

    S轴(旋转)

    ±180°

    L轴(下臂)

    +155°,-105°

    U轴(上臂)

    +220°,-170°

    R轴(手臂旋转)

    ±150°

    B轴(手臂摆动)

    +135°,-90°

    T轴(手臂回转)

    ±210°

      4.1.1  机器人主要构成:


    安川MA2010弧焊机器人

    机器人主要构成:
     
    运动范围达1440mm ,大于同类其他机器人,能够机器人末端更大范围内的焊缝;

    机器人本体性能参数
    YASKAWA  MA2010相关参数表

    型 号

    MA2010

    可搬重量(kg)

    6

    大动作范围

    S轴(旋转)

    ±170°

    L轴(下臂)

    -90°,+155°

    U轴(上臂)

    +240°,-175°

    R轴(手腕旋转)

    ±150°

    B轴(手腕摆动)

    -135°,+90°

    T轴(手腕回转)

    ±210°

    大动作速度

    S轴(旋转)

    230°/s

    L轴(下臂)

    200°/s

    U轴(上臂)

    230°/s

    R轴(手腕旋转)

    430°/s

    B轴(手腕摆动)

    430°/s

    T轴(手腕回转)

    630°/s

    容许力矩

    R轴(手腕旋转)

    10.5N·m

    B轴(手腕摆动)

    10.5N·m

    T轴(手腕回转)

    3.2N·m

    惯性力矩

    R轴(手腕旋转)

    0.28Kg·m2

    B轴(手腕摆动)

    0.28Kg·m2

    T轴(手腕回转)

    0.06Kg·m2

    重复定位精度

    ±0.08mm

    水平伸长度

    1440mm

    电源容量

    1.5KVA

    本体质量

    130Kg

    安装环境

    温度

    0~+45℃

    湿度

    20~80%RH(不能结露)

    振动

    4.9m/s2 以下

    其他

    * 避免易燃,腐蚀性气体、液体
           * 勿溅水、油、粉尘等
         * 勿近电气噪声源

    机器人控制柜DX200与示教盒

    结构

     

    防尘结构

    控制轴数

     

    标准6轴

    外形尺寸

     

    600(宽)×520(深) ×930(高)mm(可对应外部3轴)

    毛重

     

    170kg

    冷却方式

     

    间接冷却

    周围温度

     

    通电时:0~+45℃,保管时:-10~+60℃

    相对湿度

     

    大90%(无结露)

     

    通用信号

    输入输出信号

    专用信号:输入23,输出5 
           通用信号:输入40,输出40
           大输出信号(选配):输入4096,输出4096

    电源规格

     

    三相AC380V  50/60Hz   

    安装环境

     

    环境温度0℃ ~ +45℃     相对湿度35~85%

    增加插槽

     

    PCI:2插槽

    LAN(上位连接)

     

    1个(10BASE-T/100BASE-TX)

    I/F编号

     

    RS-232C:1个

    控制方式

     

    伺服软件

    驱动单位

     

    AC伺服用驱动包(共9轴)

    喷漆色

     

     控制柜本体:孟塞尔色系  5Y7/1
           前面板及变压器:孟塞尔色系 N3.0

    示教盒

    材质

    强化塑料外壳

    尺 寸

    169(宽)×314.5(高) ×50(厚)mm

    重 量

    0.998kg

    操作键

    选择键、轴操作键、数字/应用键、带钥匙的切换模式键(示教模式,再现模式,远程模式),急停按钮、始能键,小型闪存记忆卡IF卡(小型闪存记忆卡为选配)

    显示屏

    中/英文显示5.7英寸彩色屏幕触摸屏 640×480    像素采用背照光,使液晶画面更容易看清

    防护等级

    IP65

    电缆长度

    8m,大(选配):36m(追加延长缆线)

               



        • 大程序容量、更多的输入输出,使得机器人能够满足更复杂的、更多类型的工件切焊;
        • 新的控制方法,节省能源,见下左图;快速切焊控制,提高切焊效率,见下右图;
        • 宽度减小,节省了控制柜安装空间;
        • 开放的数据接口,适应多种功能;
        • 可配置多种工艺文件,适应不同切焊工艺;
        • 可在切焊过程中实时调整切焊工艺;
        • 具有多种不同摆动功能,摆动方向、幅度、停留时间等可供设置。



    机器人示教盒

        • 手控盒上有调整运行模式,启动、急停按钮,可通过手控盒进行模式更改,并直接机器人再现运行,可节省机器人调试时间;
        • 示教器具有专用按钮,如命令调用按钮、插补模式按钮、起弧/熄弧按钮、点动送丝/退丝按钮,方便编程和调试。
        • 可进行多窗口显示;实时显示机器人位置、输入输出等;
        • 具有直线、圆弧、S曲线插补方式,满足复杂的曲线焊接;
        • 具有重复起弧、断弧再引弧功能;
        • 具有运动程序平移、旋转、镜像等功能。

        额定规格

        焊接电源名称

        全功能逆变式脉冲气体保护焊机

        焊接电源型号

        RD350


        Kaierda

        额定输入电压/频率

        三相AC380V±10%/50|60HZ

        额定输入

        18KVA/15KW

        输出电流范围

        30--350A(根据焊丝粗细而有所不同)

        输出电压范围

        12--36V(根据焊丝粗细而有所不同)

        额定使用率

        60%(以10分钟为周期)

        焊接方法

        CO2短路焊接,MAG/MIG短路焊接,脉冲焊接

        适用母材

        普通碳钢,不锈钢,铝

        送丝机构

        四轮机械伺服马达

        送丝速度

        1.5--18m/min

        焊接电压设定方法

        通过自动/个别按钮切换

        外形尺寸(宽*进深*高)

        371mm*645mm*600mm

        质量

        大约67kg

        性能特点

        • 适用于MIG/MAG/CO2焊接,可实现短路焊接及脉冲焊接。
        • 软开关技术是可靠性的保证,焊机寿命得到了很大的提高。
        • 和机器人实现数据通讯,可实现变电流焊接、熄弧重燃等功能。
        • 引弧快、飞溅低、焊接成型好、工作效率高。
        • 体积小、重量轻、操作方便快捷。
        • 适用于低碳钢,不锈钢,铝板的焊接。
        •  

        一、技术参数:

        序号

        项 目

        参 数

        备 注

         

         

         

         

        1.

        额定负载

        900kg

        为主轴轴线半径    R900mm 范围内

         

         

         

         

        2.

        标准回转半径

        R1100mm

         

         

         

         

         

        3.

        大翻转角度

        ±360°

         

         

         

         

         

        4.

        额定翻转速度

        70°/S

         

         

         

         

         

        5.

        重复定位精度

        ±0.10mm

         

         

         

         

         

        6.

        变位框外形尺寸(长×宽×高)

        2400mm×1400mm×400mm

         

         

         

         

         

        7.

        变位机外形尺寸(长×宽×高)

        3140mm×600mm×1200mm

         

         

         

         

         

        8.

        主轴回转盘

        Φ360mm

         

         

         

         

         

        9.

        一轴回转中心高

        850mm

         

         

         

         

         

        10.

        供电条件

        三相 200V±10%  50HZ

        带隔离变压器

         

         

         

         

        11.

        绝缘等级

        H

         

         

         

         

         

        12.

        设备净重

        约 500kg

         

         

         

         

         

         
        二、结构简介

        该单轴伺服变位机主要由整体固定底座、回转主轴箱及尾箱、焊接变位框、交流伺服电机及  RV

        精密减速机、导电机构、防护护罩及电气控制系统等构成。
         
         固定底座采用型材焊接而成,退火去应力后,经过专业机械加工处理,可以确保关键位置的加工高精度及使用精度,表面喷防锈外观漆,美观大方,颜色可根据客户要求进行定制。

        回转主轴箱及尾箱选用型钢经过焊接退火及专业机械加工处理后,可以保证其长久使用的耐久度和稳定性。

        焊接变位框采用型材焊接而成,退火处理后进行专业的机械加工,可以确保使用面的光洁度及其自身的稳定性,上表面加工有标准间距的螺纹孔,方便客户用于安装固定定位工装。

        选用交流伺服电机配合 RV 减速机作为动力机构,可以确保回转的稳定性,定位的性,使用的耐久性长,故障率低。

        导电机构采用黄铜作为导电机构,可以起到良好的导电效果,导电基座采用整体绝缘,可以有效的保护伺服电机、机器人及焊接电源等。

        电气控制系统选用日本欧姆龙 PLC 对变位机进行控制,性能稳定,故障率低,电气元件均选用国内外,保证质量及使用的稳定性。

        清枪器
        1. 清枪站的喷硅油装置采用了双喷嘴交叉喷射,使雾化硅油能更好地达到焊枪喷嘴的表面,确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连。
        2. 焊枪和喷硅油装置设计在同一个位置,机器人只要一个动作就可以完成喷油和清枪的过程,节约了操作时间。
        3. 剪丝装置采用电磁阀控制,剪丝更加准确。同时新型安全防



        控制系统
      1. 控制系统以机器人控制器为控制核心,实现工作站整体生产过程逻辑控制,通过通讯模块完成对机器人控制单元、焊接电源等设备的信息指令交互。同时具有报警提示,安全防护报警等功能。控制系统由机器人控制器、机器人示教器、按钮盒、主控制柜等部分组成。

      2. 机器人控制器负责整个机器人本体(含焊接系统)的信号采集、逻辑、流程控制,可对数据进行实时分析处理。

      3. 按钮盒主要完成焊接过程中的手动操作以及工位准备就绪与否的告知。




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