工業機器人焊接及自動控制實訓系統

　　一☁☁☁☁╃、產品介紹✘↟：

　　該方案以 6 軸焊接機器人工作站為核心│▩☁↟，配置了機器人專用焊機☁☁☁☁╃、焊接冷凝系統☁☁☁☁╃、氬氣保護氣☁☁☁☁╃、焊接變位臺等配套裝置│▩☁↟，並配套有自動化焊接控制系統│▩☁↟，透過 PLC 程式設計│▩☁↟，自動控制出料☁☁☁☁╃、上料☁☁☁☁╃、雙面焊接☁☁☁☁╃、出料等工序│▩☁↟，是學習工業機器人焊接應用技術及自動化技術實訓絕佳載體◕•。

　　透過機器人搬運與焊接功能的轉換│▩☁↟，結合分料臺與自動焊接變位臺的自動連貫動作│▩☁↟，使其具有比以往實訓教學裝置所更加完善的配置和更為完整功能│▩☁↟，真實的模擬和反映了機器人焊接和工業控制的過程│▩☁↟，實訓內容廣泛☁☁☁☁╃、變化多樣│▩☁↟，是一款典型的職業能力實訓和考核裝置│▩☁↟，透過在該裝置上實訓和考核│▩☁↟，可使學生職業能力得到大幅度提升◕•。

　　二☁☁☁☁╃、技術引數

　　1.交流電源✘↟：三相 AC 380 V±10% 50Hz;

　　2.溫度✘↟：-10～50℃;環境溼度✘↟：≤90%無水珠凝結;

　　3.整機功耗✘↟：≤10.0kVA

　　4.裝置尺寸✘↟：3500mm*3000mm*1850mm

　　5. 安全保護措施✘↟：具有接地保護☁☁☁☁╃、漏電保護☁☁☁☁╃、斷電保護功能│▩☁↟，安全性符合相關的國家標準◕•。

　　三☁☁☁☁╃、產品配置引數✘↟：

　　1. 焊接工件描述

　　焊絲規格✘↟： Ф0.8/1.0/1.2mm

　　焊縫形式✘↟： 平焊縫☁☁☁☁╃、角焊縫 ☁☁☁☁╃、半圓焊

　　保護氣體✘↟： CO2 氣體

　　工作方式✘↟： 人工上下料,機器人自動焊接堆焊層厚度✘↟： 更具工藝要求

　　2. 方案概述

　　焊接機器人系統是由焊接機器人☁☁☁☁╃、焊接電源☁☁☁☁╃、機器人專用焊槍☁☁☁☁╃、焊接變位臺及夾具☁☁☁☁╃、PLC 及電氣控制☁☁☁☁╃、安全防護圍欄等部分組成◕•。

　　工件由人工放置在工裝後│▩☁↟，由機器人開始自動焊接◕•。

　　方案配置如下✘↟：

　　系統易損易耗件清單如下✘↟：

　　3. 工藝流程

　　焊接工件焊縫周圍 30mm 內應無油☁☁☁☁╃、鏽及汙漬│▩☁↟，且滿足工件圖紙尺寸公差要求◕•。系統焊接工作流程如下◕•。

　　1) 準備工序✘↟：焊接工件按圖紙要求備置◕•。

　　2) 安裝工件✘↟：機器人自動將工件放進工位 1│▩☁↟，將工件放置到工作臺◕•。

　　3) 工件限位✘↟：夾緊裝置自動夾緊工件│▩☁↟，緊靠限位塊◕•。

　　4) 機器人正面焊接✘↟：機器人從設定的位置開始實現正面自動焊接◕•。

　　5)機器人反面焊接✘↟：變位臺開始變位│▩☁↟，翻轉到反面│▩☁↟，機器人開始反面焊接◕•。

　　5) 工件卸裝✘↟：焊接結束後機器人到工位 2 進行焊接作業│▩☁↟，操作工再次進入工位 1│▩☁↟，卸下工件◕•。

　　6) 如此迴圈作業◕•。

　　4. 主要功能

　　為保證焊接質量和焊接效率│▩☁↟，機器人系統配置了完善的自保護功能和弧焊資料庫│▩☁↟，主要功能如下◕•。

　　原始路徑再繼續✘↟：焊接過程中發生氣流量異常☁☁☁☁╃、焊絲用完和暫時停止時│▩☁↟，排除故障後可直接呼叫“繼續上次焊接”命令│▩☁↟，機器人可從任意位置自動到暫停的位置繼續進行焊接◕•。

　　故障檢測和預測✘↟：檢測出報警發生後│▩☁↟，從控制裝置獲取資料│▩☁↟，推測故障部位並依次列出高故障部位│▩☁↟，顯示部件更換順序│▩☁↟，計算機上的及診斷情況│▩☁↟，可使用 iPendant 在現場檢視◕•。此外│▩☁↟，計算機定期從現場的機器人中獲得執行資料│▩☁↟，並對所取得的資料進行分析│▩☁↟，判斷機器人的執行狀態是否正常│▩☁↟，並提示使用者應對即將到來的故障◕•。

　　防碰撞功能✘↟：機器人焊槍與外部物體相碰撞時可自動折回│▩☁↟，保護焊槍和機器人本體◕•。

　　專家資料庫✘↟：透過在程式中設定必要的焊接條件│▩☁↟，系統可自動完成排焊道和相應焊接引數調整◕•。示教程式設計✘↟：透過機器人配置的示教器實現現場程式設計◕•。

　　焊槍擺動✘↟：在焊接時不僅可以實現常用的 SIN 型☁☁☁☁╃、鋸齒型☁☁☁☁╃、圓型☁☁☁☁╃、8 字型☁☁☁☁╃、L 型等擺焊模式│▩☁↟，還可以根據具體工件的形狀實現自定義擺焊功能│▩☁↟，由此增大了焊道寬度│▩☁↟，提高了焊接強度│▩☁↟，保證焊道美觀度◕•。

　　狀態顯示✘↟：機器人透過示教器可以顯示整個機器人系統的執行狀態│▩☁↟，包括程式執行狀態☁☁☁☁╃、焊接過程引數變化☁☁☁☁╃、系統引數變化☁☁☁☁╃、機器人當前位置☁☁☁☁╃、執行歷史記錄☁☁☁☁╃、安全訊號☁☁☁☁╃、報警記錄等│▩☁↟，由此客

　　戶可以及時瞭解機器人系統的狀態│▩☁↟，做到提前預防機器人系統出現問題◕•。

　　輸入/輸出檔案✘↟：機器人系統中的系統檔案以及示教程式檔案等可以儲存到機器人控制櫃內部的儲存卡│▩☁↟， 也可以提取到外部裝置│▩☁↟，透過離線程式設計軟體編寫的程式也可以載入到控制櫃內部│▩☁↟，由此客戶可以定期備份系統檔案│▩☁↟，一旦機器人系統出現問題後可以將系統檔案還原來解決機器人的相關問題◕•。

　　5. 主要部件介紹

　　5.1 機器人本體

　　l ABB/IRB1600-10/1.45;IRC5 標準櫃;

　　l 手腕持重✘↟： 10 kg

　　l 最大臂展半徑✘↟： 1.45m

　　l 軸數✘↟： 6 軸

　　重複定位精度✘↟： 0.05mm(多臺機器人測試綜合平均值)

　　l 機器人版本✘↟： 鑄造專家型二代

　　l 防護等級✘↟： IP67

　　l 軸運動✘↟：

　　軸 動作範圍 最大速度

　　1 迴轉 +180°至-180° 180°/s

　　2 立臂 + 150° 至 -90° 180°/s

　　3 橫臂 + 65° 至-245° 185°/s

　　4 腕 +200°至-200° 385°/s

　　5 腕擺 +115°至-115° 400°/s

　　6 腕傳 +400°至-400° 460°/s

　　l 電源✘↟： 200-600V│▩☁↟， 50-60Hz

　　l 功耗✘↟： 0.58KW

　　l 機器人尺寸✘↟： 底座✘↟：484X648 mm 高度✘↟：1294mm

　　l 機器人重量✘↟： 250 kg

　　l 環境溫度✘↟： 5°C- 45°C

　　l 最大溼度✘↟： 95%

　　l 最大噪音✘↟： 70dB(A)

　　l 路徑定位精度✘↟： 0.13mm

　　是一款具有智慧化功能的高效能操作機器人│▩☁↟，適合各種弧焊應用│▩☁↟，具有重量輕☁☁☁☁╃、結構緊湊的特點◕•。

　　針對弧焊應用│▩☁↟，透過最佳化成功的設計了輕量和緊湊的機器人手臂│▩☁↟，在保證原有可靠性的同時│▩☁↟，實現了優異的價效比◕•。

　　採用先進的伺服技術│▩☁↟，可以提高機器人的動作速度和精確度│▩☁↟，在大程度上減少操作員的干預│▩☁↟，提高了弧焊系統的工作效率◕•。

　　特點及優勢✘↟：

　　① 採用先進的伺服技術│▩☁↟，機器人動作速度快│▩☁↟，控制精度與工作效率高

　　② 機器人與焊接電源之間實現數字通訊│▩☁↟，確保機器人和焊接電源高速協調控制│▩☁↟，達到高品質焊接◕•。

　　③ 提供薄板碳鋼低飛濺☁☁☁☁╃、高品質脈衝等多種焊接方法│▩☁↟，應用範圍廣│▩☁↟，焊接能力強◕•。

　　④ M-10iA/8L 機器人具有開放的外部通訊和 IO 介面│▩☁↟，可與國內外主流焊機匹配

　　⑤ 自帶焊頭修正☁☁☁☁╃、再起弧功能

　　⑥ 可實現全方位安裝◕•。

　　5.2 機器人控制器櫃

　　機器人控制櫃的控制是採用工控機技術的智慧運動控制系統,全數字伺服模組給機器人的 6 個關節的交流伺服電機提供驅動電源◕•。

　　採用友好和簡易的程式設計介面│▩☁↟，圖示式按鍵│▩☁↟，使操作人員更加易學和舒適◕•。分散式硬體結構和精簡指令集軟體能保證嚴格的時序和任務的執行◕•。

　　特點✘↟：

　　① 採用與世界上暢銷的 CNC 共通的設計方法與主要部件,具有高可靠性☁☁☁☁╃、高效能的特點◕•。

　　② 控制器體積小且減少了電能消耗◕•。

　　③ 最佳化點焊和伺服槍的運動│▩☁↟，降低了工作節拍時間│▩☁↟，提高生產率◕•。彩色示教器✘↟：

　　機器人系統配有大螢幕彩色 LCD 顯示的程式設計器│▩☁↟，操作與程式設計簡單明瞭│▩☁↟，具有線上焊接引數修改和故障自診斷顯示功能◕•。可轉換中/英文顯示方式│▩☁↟，方便操作者◕•。並且安裝有 dead-man 開關│▩☁↟，進一步保證安全◕•。

　　具有如下優點✘↟：

　　透過巧妙的設計改變了示教盒的重心│▩☁↟，改善了整體的平衡性│▩☁↟，使示教☁☁☁☁╃、操作變得更輕鬆◕•。透過金屬接頭及塑膠護套加強了電纜接頭處的防護│▩☁↟，避免因為拉拽刮擦造成的電纜損壞◕•。選單式操作│▩☁↟，易學易用◕•。

　　具有附加軸切換的快捷鍵及電源指示燈│▩☁↟，簡化了操作步驟◕•。

　　能夠更方便的和其他裝置進行資料交換│▩☁↟，資料擴充套件使用更加方便◕•。擁有安全保護設定◕•。

　　5.4 送絲機

　　提供的 350 型送絲機專為機器人焊接系統設計│▩☁↟，體積小│▩☁↟，重量輕◕•。

　　主要技術引數如下:

　　特點優勢

　　送絲系統穩定

　　1) 全數字化的送絲控制│▩☁↟，高解析度的轉速反饋│▩☁↟，高精度的速度調節

　　2) 四輪驅動│▩☁↟，0.5~21m/min 範圍內實現穩定送絲

　　3) 雙彈簧壓力臂調節│▩☁↟，適用焊絲直徑為 0.8~1.6mm

　　裝卸簡單方便

　　1) 無需工具即可完成送絲輪更換

　　2) 松下焊槍介面

　　3) 整體設計緊湊☁☁☁☁╃、輕巧│▩☁↟，使機器人的運動效能發揮至優

　　5.5 機器人專用焊槍

　　機器人焊槍選用機器人專用焊槍│▩☁↟，該焊槍具有超長的使用壽命│▩☁↟，顯著的冷卻效果│▩☁↟，優異的耐機械疲勞效能│▩☁↟，使 MIG 焊槍和相關配套裝置獲得了很高的價效比│▩☁↟，在弧焊機器人領域得到了大範圍和快速的應用◕•。

　　主要技術引數如下:

　　5.6PLC 電氣控制及按鈕站

　　機器人工作站電氣控制系統採用 PLC 對機器人控制櫃 I/O 對裝置控制│▩☁↟，包括對機器人☁☁☁☁╃、焊接電源☁☁☁☁╃、送絲機構☁☁☁☁╃、變位機等控制│▩☁↟，壓縮氣體壓力和保護氣體壓力的檢測│▩☁↟，控制工作站的啟停等操作◕•。控制櫃內的繼電器│▩☁↟，三色燈│▩☁↟，按鈕│▩☁↟，蜂鳴器│▩☁↟，光電開關│▩☁↟，按鈕開關│▩☁↟，氣動元件以及連線氣管等均為國際知名品牌的產品│▩☁↟，控制櫃內部具有良好的密封效能│▩☁↟，並保證在-15℃～+45℃範圍內正常工作◕•。

　　焊接機器人工作站配有按鈕站│▩☁↟，透過按鈕站上的啟動☁☁☁☁╃、停止等開關能夠實現裝置的運轉和停止│▩☁↟，可以利用示教器來完成◕•。

　　5.8 焊接電源

　　6☁☁☁☁╃、安全控制系統配置引數✘↟：

　　1) 功能☁☁☁☁╃、引數及特點描述✘↟：

　　①隔離護欄│▩☁↟，總體高 1200mm│▩☁↟，框架採用 2mm 厚灰色鋁合金材料│▩☁↟，網孔式護欄;帶一個側開門│▩☁↟，左右推拉式│▩☁↟，佔地 2600～2700mm×3100～3200mm;

　　②在隔離護欄☁☁☁☁╃、安全門☁☁☁☁╃、裝置等顯眼位置貼上多種安全標識│▩☁↟，實時提醒裝置的安全執行◕•。

　　7☁☁☁☁╃、裝配桌配置引數✘↟：

　　1) 功能☁☁☁☁╃、引數及特點描述✘↟：

　　① 由臺身和檯面☁☁☁☁╃、和工具櫃三大部分組成◕•。臺身用方管焊接噴塑後組裝連線│▩☁↟，檯面用高密度中纖板│▩☁↟， 表面貼壓防火板│▩☁↟，耐腐蝕☁☁☁☁╃、防靜電◕•。

　　② 每臺裝配桌帶一個 220V 電源插座│▩☁↟，插座不佔用檯面空間;

　　③ 帶工學結合儲存式工具櫃│▩☁↟，3 層抽屜式│▩☁↟，帶管理功能◕•。

　　④ 尺寸✘↟：1400mm×700mm×780mm (長×寬×高)

　　五☁☁☁☁╃、工業機器人焊接技能工作站配置清單