150314s09双工位机器人火焰切割工作站概要Word格式文档下载.docx
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◎切割对象及要求:
◆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.
◆切割要求:
成形美观,工件尺寸符合图纸要求。
◆生产纲领:
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。
◆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。
◎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。
◆系统结构说明:
◆工作平台及工装
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:
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。
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。
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。
工艺分析:
◎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
上料或下料由吊车完成。
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。
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.
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:
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
4800
1
20
5秒/1条缝
1
30分钟
内圆弧
2400
10
工位二
单侧水平圆弧
3830
16
2
48分钟
另一侧水平圆弧
竖直方向圆弧
总计
78分钟
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
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
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
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
6
工作站程控系统
7
工装夹具
2套
8
安装底座
9
简易围栏
主要设备技术参数及特点说明
◎机器人系统
◆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
M-710iC/20L机器人功能配置
功能
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:
以预先设定的距离快速准确定位。
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。
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。
◎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。
◆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:
工作压力
气体纯度
切割氧
7.84×
105pa
99.5%
预热氧
6.84×
燃烧气
0.49×
98%
◆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/min
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。
配用割嘴:
割嘴为GO2型等压式割嘴。
◎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。
◎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;
急停按钮,当发生意外时可紧急停止。
控制系统的其它电气元件如继电器、开关和按钮等器件,均采用中外合资生产或国内知名产品。
在示较器上,可直观对切割状况和参数进行监控并可随时提取焊接记录。
保护功能:
割枪机械防碰传感器、伺服防碰、控制箱内温度散热等领域检查。
异常诊断停止功能:
控制系统元器件、机器人等设备出现异常时,进行自动诊断,提供故障信息,保障系统安全;
切割异常、用户操作异常等情况下能诊断并采取停机保护措施。
梯形图具动态显示功能。
◆系统框图
◆系统流程图:
电网供电后,启动电源按钮,控制系统得电,机器人控制程序自动执行自诊断程序,判断系统是否正常,如果系统未正常,首先检查并排除故障;
如果系统正常启动,确认
系统各部件工作正常。
机器人示教完成后,可通过模拟切割过程,执行模拟切割程序,通过反示教参数,直到满意为止,如果切割准备工作完成,将切割模式开关转换到自动位置,切割程序启动后,机器人得到启动指令,开始从原点移动到焊接起始位置,启动切割程序后,机器人并以预置的切割速度执行焊接切割过程,工位1切割完成后,机器人回原,工位2准备好后,进行切割,此时工位1工件装夹;
循环往复。
安全要求
◆用户使用的气体,零配件必须符合国家的有关标准。
◆气源应设置在室外,与明火距离不小于15米,并且燃气与氧气安置距离亦不小于15米,气源应保持良好的通风条件,且应在避风阴凉处。
◆工作前必须检查各气路,如有漏气,必须修复后才能开机工作,确保万无一失。
◆调压器调节不正常,显示压力不正确不得开机工作。
◆调节压力、调换气瓶,操作者手上不得带有油类物资。
基础制作
所有设备安装地基图(含电气)均由供方提供图纸,需方按图施工制作。
质量保证及售后服务
设备质保期为壹年。
在质保期内,属正常使用故障,乙方在48小时内及时到达甲方进行修理。
如果人为损坏,违规操作,外物撞坏等,乙方可以帮助修理,但要收一定的成本费。
占地面积