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挖机X架机器人焊接系统 FANUC M-20iA 机器人 焊接系统
产 品 说 明

0、引言 
随着焊接技术水平的不断提高,人们对许多焊接构件的焊接精度和速度提出了越来越高的要求,一般工人由于受到技术水平、疲劳程度、生理极限等客观和主观因素的影响,难以较长时间保持焊接工作的稳定性和一致性。此外,焊接过程中产生的火花及烟雾等对人体造成一定程度的危害,因此焊接过程自动化已成为一个急需解决的问题。 
挖掘机作为工程机械中的主力产品,其中X架是挖掘机的主要结构件之一,工件结构复杂,焊接量大,对焊缝焊接质量要求高;此外,工件质量比较大,不同型号的X架对应的外形尺寸和结构形式存在较大差异,因此,为了提高焊接质量和生产效率,减轻工人劳动强度,兼顾多型号,采用机器人焊接系统及液压通用工装是较好的解决方案。

1、 方案描述
1.1 系统组成 

本机器人焊接系统由日本FANUC机器人M-20iA、3轴龙门架、两轴L型机器人变位机、焊接工装夹具、奥地利FRONIUS TPS5000数字焊接系统、清枪剪丝系统及德国HERR焊烟除尘系统组合而成,适用于挖机X架结构件的焊接;总轴数为11轴。

1.2 系统配置说明
1.2.1 机器人 
采用日本FANUC M-20iA焊接机器人,第6轴最大负载20kg,机器人工作半径1811mm,重复定位精度±0.05 mm。该机器人具备焊接中厚板复杂结构所必须具有的功能:
精确的直线、圆弧、曲线插补和点到点的运动功能。
接触寻位功能。通过带有电压的焊丝/喷嘴触碰工件,找到正确的焊缝起始点、结束点或焊缝中间任意点。
电弧跟踪功能。在焊接过程中实时修正焊接轨迹,补偿工件因装配或焊接变形产生的偏差。
多层多道焊功能。对于多层多道焊接,只示教打底轨迹,机器人控制系统根据焊接规范和具体焊缝形式自动生成盖面程序。
轨迹重现功能。打底时通过电弧跟踪获得的实际焊缝轨迹,可以在生成多层多道焊盖面轨迹时得到调用。
TCP 自动校正功能。一段时间自动运行后机器人自动校正TCP。
多种横摆形式。多种及用户自定义摆动形式,摆动幅度及频率可调。
坡口自适应功能。通过接触寻位,获取坡口变化量,可根据坡口宽度自动调整焊接电流、电压、速度和摆幅等参数。

1.2.2 3轴龙门架 
3轴龙门架机器人外部轴,可自由编程,适用于机器人悬挂安装。该龙门架包括安装在立柱上的X方向导轨,在X方向导轨上行走的Y方向导轨,以及在Y方向导轨上滑动的Z方向导轨。 
伺服电机(日本FANUC)驱动行星轮减速机,通过齿轮齿条传动技术,驱动溜板/横梁在两组直线导轨上滑行。由于龙门架运动采用的伺服电机和伺服驱动和机器人属于同一系列,同时受机器人控制器控制,因此可以实现龙门架和机器人的联动。 
机器人悬挂在Z方向导轨的末端,送丝机通过固定板安装在Z方向导轨上。焊丝桶可放置于移动平台上,也可安装在X方向导轨附加溜板上,在龙门架一端设有楼梯和操作维护平台,便于更换焊丝桶。 
X/Y/Z方向溜板的直线滑块均连接到中心润滑系统,润滑油直接泵入滑块,保证直线滑轨的精度和长寿命使用。

1.2.3 两轴L型机器人变位机 
为确保焊接质量和焊缝成形,X架在焊接过程中必须进行多次变位,保证在船型焊位置或平角焊位置进行施焊,因此选用L型两轴变位机对工件实施变位。作为机器人外部轴,可自由编程,可与机器人系统联合进行轨迹插补。伺服电机(日本FANUC)驱动RV减速机,通过齿轮传动驱动变位机倾翻及转盘旋转。

1.2.4 焊接系统 
焊接系统采用国际知名品牌奥地利FRONIUS TPS5000全数字焊接电源。TPS5000焊机,最大焊接电流500A,具有无与伦比的焊接精度,完美的焊接性能以及100%的焊接可靠性,能够满足最苛刻的工作要求。尤其在钢结构、工程设备、船舶以及车辆制造等行业,这种全新的全数字化的设备提供了理想的解决方案。 
焊枪、防碰撞及清枪剪丝机构采用德国专业焊枪制造厂商TBI专门开发了高效MIG焊枪系统。

1.2.5 液压工装 
通过3个定位销对工件进行定位,定位后通过中间的液压夹紧装置夹紧X架。 
液压泵采用美国进口气动液压泵,具体说明及参数如下:
外部可调溢流阀
低耗气量、低运行成本
内部溢流阀提供过载保护
75dBA的低噪声,降低操作者疲劳 
1.7-8.6bar的工作气压,使泵能够在极低的压力下启动
高效铸铝空气马达
强化的重载油箱可应用于恶劣环境中

2、结论 
目前该机器人焊接系统已经投入使用,据工人反映,劳动条件和强度均得到改善,只需要上下工件和按动按钮即可实现工件自动夹紧、放松及自动完成工件的焊接;工作可靠性高,焊缝成形质量稳定,机器人焊接后的工件仅需简单的补焊和修磨就可以进行下一道工序的加工;提高劳动生产率,可连续工作;明确了产品生产周期,便于安排生产计划;柔性化程度高,若需生产不同机型的X架,只需要调整一下定位销位置即可实现工件的装夹,再调用相应型号的焊接程序就可以实现自动化焊接。机器人焊接系统的应用提高了产品的科技含量,给客户带来了切实的效益。 

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点击数:63  录入时间:2014-10-18 【打印此页】 【关闭