机器人焊接工装站方案书（参考）
第一章 项目概述
1. 项目设计依据
客户所提出的要求以及图片；略
2. 项目条件和要求
² 焊接工件名称：箱体总成 1000mm*1000mm*1800mm（W*L*H）（长度、宽度和高度均有变化）。
² 材料：不锈钢；厚度：δ＝3 mm；
² 焊接方法：机器人MAG焊接方式；
² 设备规划：
配置1套机器人及MAG焊接系统、1套机器人滑台、1台单轴变位机， 1套机器人焊接夹具，激光检测和跟踪系统等。具体见设备布局参考图。
第二章 焊接工艺分析
1. 箱体工序划分：
工序1、人工点固工件（组焊夹具客户设计制造，客户自备焊接设备，箱体共4个部件）；
示图：略
工序2、人工将工件装在变位机夹具上，机器人焊接。焊接完成后人工卸件。
示图：机器人焊接如图所示的焊缝
2. 焊接工艺（MAG）：
1) 焊丝直径选用Φ0.8-Φ1.0mm；
2) 机器人MIG焊接的平均焊接速度取：6-8 mm/秒；
3) 每条焊缝的机器人焊接辅助时间，即机器人平均移动时间取：3秒（包括机器人变换姿态、加减速、空程运动时间，及焊接起弧、收弧时间）；
第三章 系统总体项目
1. 项目总体介绍
本项目采用日本川崎RS010N机器人和大恒焊接系统，通过sevorobot的激光传感器检测焊缝的位置进行焊接，并增加激光跟踪系统随时对焊接进行修正。
机器人夹具放在单轴变位机上，机器人安装在外部轴滑台上，保证焊接的姿态。
通过一系列仿真：目前需用的机器人基本上可以满足长1800的焊接。
本项目中夹具能适应多品种的问题：目前认为一套夹具可以通用，由于工件宽度及高度变动范围太大，为了适应有些型号的工件焊接，需要手工更换夹具上的部分底座。
2. 设备布局参考图
略
项目平面布局图
本项目按1套机器人夹具制造，在电控系统上按照2套夹具的输入输出数量预留接口。
第四章 系统设备配置表
序号 | 名称和规格 | 数量 | 备注 |
| 弧焊机器人系统 1) 本体:RS010N 2) 控制柜:E32 3) 示教盒 （中文英文双语显示,、电缆长度：10m） 4) 供电电缆（本体«控制柜，长度：5m） | 1套 | 川崎 |
| 焊接系统 1) 焊接电源（输入AC380V） 2) 防碰撞传感器（TBI）、焊枪（TBI）、校枪规 3) 焊枪同轴电缆、装配支架 4) 送丝机构、电缆及安装基座 5) +/- 极电源电缆（5m） 6) 焊机接口控制电缆 7) 气管、气体流量表
| 1套 | |
| 焊枪清理器 | 1套 | |
| 大恒激光检测和跟踪系统 | 1套 | |
| 系统外部轴滑台 1) 电机、伺服包进口 2) 其它新松配套 | 1台 | |
| 焊接单轴变位机 3) 电机、伺服包进口 负载1500kg 4) 其他新松配套 | 1台 | |
| 项目机器人焊接夹具 1) 手动+气动夹紧机构 2) 系统焊接气箱工件（长1800mm）。 | 1付 | |
| 控制系统柜（日本三菱-PLC） | 1付 | |
| 焊接工位操作台 1) 2个操作盒、1个操作台、配有启动、急停按钮 | 1套 | |
| 系统周边设备 1) 机器人安装底座 2) 机器人焊接变位机安装钢板 3) 变位机电缆支架、走线防护槽、接口箱 | 1套 | |
| 机器人安全围栏 钢结构安装立柱、安全围栏、安全门、三点检测光栅用于安全防护 | 1套 | |
| 易损件和其它附件（气源系统，气管，电缆，气管接头，膨胀螺栓） | 1套 |
第五章 系统设备配置说明
1. 川崎机器人系统
本系统所选用的机器人是日本川崎机器人，包括机器人本体，机器人控制柜，示教盒三部分及供电电缆。
1）机器人本体参数：
川崎机器人本体照片
机器人性能参数 | ||
负载 | 10公斤 | |
运动轴数 | 6 | |
重复精度 | 小于±0.1mm | |
控制器 | RC2 | |
自重 | 240公斤 | |
每个轴的运动参数 | 运动范围 | 运动速度 |
轴1 | +/-185° | 156°/s |
轴2 | +35°/-155° | 156°/s |
轴3 | +154°/ -130° | 156°/s |
轴4 | +/-350° | 335°/s |
轴5 | +/-130° | 355°/s |
轴6 | +/-350° | 647°/s |
工作半径 | 1911mm | |
空间旋转角度 | ±185º | |
川崎机器人本体外形尺寸及运动范围
2）川崎机器人控制器
控制柜外观示意图
KRC2 性能参数 | |||
处理器 | 库卡(工业)计算机 | ||
操作系统 | 微软WINDOWS XP | ||
编程及控制 | 库卡VKCP | ||
设计生产标准 | DIN EN 292, DIN EN 418, DIN EN 614-1, DIN EN 775, | ||
DIN EN 954, DIN EN 50081-2, DIN EN 50082-2, DIN EN 60204-1 | |||
保护等级 | IP54 | ||
工作环境温度 | 0°～50°（无需外加空调系统） | ||
控制轴数 | 8-11个 | ||
自重 | 178公斤 | ||
输入电源 | 3x400V-10%∽3x415V+10% , 49-61赫兹 | ||
负载功率 | 4KVA(8KVA) | ||
保护熔断器 | 32A， 3只 （慢熔型） | ||
与外围设备通讯接口 | Ether Net, CAN BUS (Interbus, profibus 作为可选项) | ||
至机器人电缆总成 | 7米(可加长到 15米, 或 25、35、50米) | ||
噪音等级 | (根据DIN 45635-1) 67dB | ||
3） KUKA编程控制器KCP
KCP性能参数 | |
尺寸（长x高x厚）：330x260x35mm | |
保护等级：IP54 | |
显示屏：640x480，256色LCD彩显，VGA模式， | |
6D空间鼠标，使示教动作容易操作 | |
4种工作模式切换旋钮，方便操作与安全 | |
3位人体学始能开关 | 三位使能开关 |
中/英/德多种语言菜单切换容易 | |
10米控制电缆 | |
开始/停止/紧急停止按钮 | |
通过Canbus 与PC通讯 | |
川崎工业机器人优点描述：
（1） 标准六轴工业机器人本体：
n 合理的机械结构和紧凑化设计
n 6个自由度AC伺服马达
n 绝对位置编码器
n 特定的负载和运动惯量的设计，使得速度和运动特性达到优化
n 臂部的附加负载对额定负载没有运动限制
n 本体和控制器之间7m长电缆, 并可根据需要进行扩展
n 特点描述：
l 旋转范围大，工作效率更高
l 模块化的机械结构设计，任何部分都可迅速更换
l 高精度电子零点标定
l 可调机械手臂，更大的活动空间和柔韧性
l 高速运动曲线中动态模型的优化，加速性能高于普通机器人25%，更利于提高系统寿命、优化工作节拍
（2） 川崎机器人控制器
l 标准的工业控制计算机PENTIUMⅡ处理器
l 基于Windows平台的操作系统，可在线选择多种语言（包括中文）
l 支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Remote I/O等
l 标准的ISA、PCI插槽，方便扩展。可直接Intrnet，实现远程监控和诊断。
l 采用C语言编程
l 标准的控制软件功能包，可适应于各种应用
l 6D运动控制鼠标，方便运动轨迹的示教
l 断电自动重启，不需重新进入程序
l 系统设示波器功能，可方便进行错误诊断和系统优化
l 软件可自动更新和升级
u 川崎标准的工业控制器
u 基本配置：
CPU：2.0 GHZ
内存：256MB RAM
硬盘：20G
串口：COM1、COM2 、COM3，9针或15针
标准并口和打印机接口
主板：标准工业控制计算机主板，含PCI、ISA插槽
USB接口
标准CD-ROM和软驱
标准显卡，可外接显示器
u 主要优点：
l 系统开放性好，能够直接和多种功能卡直接插接，方便扩展，通用性好
l 机器人程序可方便进行备份及恢复，而且可在短时间内完成
l 系统可直接外接显示器、鼠标和键盘，方便程序的读写
l 系统可随时进行系统的更新
l 系统大容量硬盘对程序指令基本无限制，并可长期存储相关操作和系统日志
l 系统支持多种总线协议，与总线接口板连接方便，即插即用
l 系统一旦出现系统错误，可在短时间内恢复
l 系统可方便进行联网，易于监控和管理
l 系统拆卸方便、易于维护
2. 机器人焊接系统
机器人焊接系统采用川崎公司的焊接系统，介绍如下：
川崎机器人焊接系统 | |
川崎机器人的焊接系统历史上里程碑式的产品，它是全数字化微处理器监控的逆变电源。在这款新型设备众多特点中，尤其突出的是它能适用于多种焊接方法，以及能够满足多种多样的焊接任务。川崎机器人焊接系统，焊接电流400A，能够满足苛刻的工业要求。它主要应用于：汽车及其零部件制造、仪器仪表制造、化工工程、机械工程、铁路车辆以及船舶工业等领域。 | |
焊接方法： Ø 手工焊（MMA） Ø MIG/MAG高性能焊接 Ø MIG/MAG脉冲电弧焊 Ø TIG DC 焊 推荐的母材： Ø 不锈钢 Ø 碳钢 功能列表常用的： Ø 4轮驱动 Ø 防粘功能 Ø 自动削球功能 Ø 连续的焊接电流调整 Ø 数字化焊接程序 Ø 能量保存逆变技术 Ø 人性化的焊枪支架（选配件） Ø JOB模式 Ø 提起引弧功能 Ø 微处理器控制 Ø 推拉丝操作（选配件） Ø 远程控制单元 Ø 机器人接口，数/模转换口（选配件） Ø 无飞溅引弧（选配件） Ø 标准件 Ø 一元化操作 Ø 双脉冲（选配件） Ø 温控风扇 Ø 用户自定义功能按钮 Ø 从数据库调用焊接程序（选配件） Ø 缓速送丝机构 Ø 无电流和气体送丝 操作模式： Ø 2—步/4—步模式 Ø 铝焊起弧程序（特殊4步） Ø 点焊 显示参数： Ø 板厚 Ø 电弧长度 Ø 中间态电弧 Ø 保持功能 Ø JOB序号 Ø 手工操作模式 Ø 焊脚尺寸 Ø 马达电流 Ø 操作模式 Ø 错误代码 Ø 焊接电流（实际值/预设值） Ø 焊接电压（实际值/预设值） Ø 焊接速度 Ø 送丝速度 可调参数： Ø 电弧长度校正 Ø 回烧时间 Ø 电弧推力校正 Ø 弧坑电流 Ø 气体预流时间 Ø 气体过流时间 Ø 热起弧 Ø 连续调节焊接电流 技术数据： 焊机具体技术数据 主电压 ±15% 50/60Hz 3 ×400V 焊接电流范围 MIG/MAG 3—400 A焊接电流范围 TIG 3—400A 焊接电流范围 MMA 10—400A 焊接周期（40°C，10分钟） 50%暂载率，400A 焊接周期（40°C，10分钟） 100%暂载率，320A 尺寸（L×W×H） 625/290/475mm 重量 35,2Kg 保护等级 IP23 标准与安全认证 CE，CSA，S
|
3. 机器人焊接变位机
机器人焊接变位机作为机器人系统的外部轴，和机器人系统协调运动。具体的参数如下：
单轴变位机 | |
负载 | 1500Kg |
回转速度 | Max.6.5rpm |
回转角度 | 360° |
无锡金宏激光跟踪传感器是目前世界上先进的跟踪传感器，可实现6-D跟踪，与各型机器人有良好的接口。其详细性如下：
4. 系统激光传感器
5. 系统安全防护
系统设有安全围栏以及安全门，防止人员的进入。在操作工位设置安全光栅，防止系统的意外启动以及系统工作时对人员的伤害。安全门和安全光栅均和机器人进行连锁。
第六章 自动化焊接项目启动条件与要求
1. 焊接项目启动条件
² 甲乙双方签订正式的《合同》和《技术协议》；
² 供应商收到客户的第一笔合同预付款；
² 客户将工程设计所需的技术资料交付给供应商；
2. 系统对现场环境的基本要求
² 要求环境温度：0～45℃；
² 要求的相对湿度：20%～80%RH；
² 振动：振动加速度小于0.5g；
² 工业电源：三相380V，电压波动范围：+10%、-15%，频率：50/60HZ；
² 每套机器人系统控制柜容量：10KVA，焊接用电源容量：22KVA；
² 要求每个机器人工作站配一个独立的空气开关，以供工作站电控柜配电用。机器人控制器和焊机电源须从电控柜中分别引出。
² 机器人焊机与系统控制器必须分开接地，接地电阻小于100Ω；
² 要求的压缩空气需滤除水气、杂质，且要求压力>0.4Mpa；
² 项目工作现场无腐蚀性气体；
² 项目车间地基：常规水泥地面处理，设备安装底座可采用膨胀螺栓与地面固定；
3. 焊接机器人MAG焊接对焊接工件的基本要求
² 要求的工件表面应无油、无锈、无污物；
² 要求焊缝处工件间隙小于0.5mm；
² 被焊接的工件上不应该有影响定位及涂胶的毛刺。
4. 调试及现场配合要求
² 客户应在设备验收前后，免费向供应商提供设备调试所需的全套试件。
² 客户应在设备发往客户现场前，按照布局要求，完成包括水电气等动力设备的场地准备工作。
² 供应商设备到达客户指定现场后，客户负责安排现场设备卸车及相应的人员配合。
² 供应商负责提供系统设备的位置图，并辅助客户进行现场设备的地面固定工作。
² 供应商提供土建规划，客户负责施工。
第七章 项目服务承诺
为确保合同规定的项目从设计规划到现场应用的顺利进行，供应商将按照以下项目管理操作保障措施，完成该项目的交钥匙工程：
1) 制定严格的项目进度计划
包括：整体设计、分项采购、加工、装配、调试、验收周期。
2) 图纸审核（预审、中审）
详细设计项目确定后，用户须对场地及物流布置图纸进行审核并确认，供应商负责实施的正确性。
3) 项目设备的生产、调试、联试与验收
严格按照设计图纸进行生产，确保加工和装配质量，整体设备须经过在供应商调试现场的预验收和用户使用现场的终验收。
4) 项目设备的包装运输
设备运输为货车陆路运输方式，并按照合同有关要求，包装中采取防潮、防震措施，以适应市内运输和分体吊装需要。
5) 验收文件的处理
在设备经预验收后，供应商负责提供：设备安装图，夹具总图，系统电器原理图，备件易损件清单文件各2套。
6) 供应商的技术培训
设备在运往用户现场安装调试前后，供应商负责对用户操作人员、维护人员进行两次技术培训，达到用户有关人员能够正确掌握该设备的使用。
7) 供应商的售后服务
对于设备出现非人为造成的技术故障，供应商在工作时间接到用户传真（或电话）的4小时内，做出快速响应。当必要时，24小时内到达用户现场。
供应商所提供的设备的质保期为12个月，即从工程项目通过客户和供应商的终验收后算起。在质保期内，供应商负责对非人为造成的设备故障进行免费维修，超过质保期后，供应商只收取技术服务的成本费。
8) 保密要求
供应商和客户任何一方提供的资料、技术文件都负有保密的责任。
