一、工件基礎(chǔ)資料及工件工藝要求：

1.1 被焊工件的基礎(chǔ)資料：

• 工件種類與規(guī)格：以用戶簽字蓋章版的工件圖紙為準(zhǔn)（結(jié)構(gòu)形式見“典型工件附圖”）。

• 材質(zhì)：Q235和20#。

• 工件板厚：4-10mm。

• 被焊接的最大工件外形尺寸：主管管長(zhǎng)9米、主管管徑Φ426mm。

• 工件最大重量：200kg。

• 材質(zhì)：Q235和20#。

• 被焊工件焊縫形式：角焊縫、坡口焊縫。

• 被焊工件零件圖紙：（如圖所示）

1.2 被焊工件零件圖紙：（裝配圖如圖所示）

典型工件二維圖

1.3 對(duì)被焊工件的要求：

• 工件焊縫周圍10mm內(nèi)不能有影響焊接質(zhì)量的油、水分和氧化皮。

• 工件上不能有影響定位的流掛和毛刺等缺陷。

• 工件的尺寸偏差不能超過2mm。

• 坡口的焊縫間隙小于3mm,大于3mm需人工打底。

二、工作環(huán)境：

• 電源：3相AC380V （3相5線制），功率：25KW，50Hz±1Hz，電源的波動(dòng)小于10% 。

• 工作溫度：5℃— 45℃。

• 工作濕度：90%以下。

• 壓縮空氣：不低于0.5MPa。

三、機(jī)器人工作站簡(jiǎn)介：

3.1 焊接工藝

• 焊接方式;人工點(diǎn)焊、機(jī)器人滿焊。

• 焊接方法：MAG。

• 保護(hù)氣體：80%Ar+20%CO2

• 焊絲直徑：1.2mm。

• 焊絲形式：桶裝。

• 焊接的可達(dá)率：100%。

• 工件裝卸方式：人工裝配。

• 物流方式：人工。

3.2 工作站簡(jiǎn)述：

• 該機(jī)器人工作站主要用于相貫線的自動(dòng)化焊接。本案設(shè)備采用單工位三班制，每班工作時(shí)間8小時(shí)，并且設(shè)備滿足24小時(shí)三班連續(xù)作業(yè)工作能力。

• 系統(tǒng)主要包括一套6自由度焊接機(jī)器人本體、機(jī)器人控制系統(tǒng)及應(yīng)用軟件（含焊縫尋找、電弧跟蹤功能）、焊接電源、工裝夾緊機(jī)構(gòu)、防碰撞傳感器、水冷機(jī)器人焊槍、四輪驅(qū)動(dòng)送絲系統(tǒng)、清槍裝置及配套安全圍欄等設(shè)備。

• 操作人員只需將組對(duì)點(diǎn)固好的工件放到變位機(jī)上，夾緊機(jī)構(gòu)采用自動(dòng)夾緊，定位夾緊快速可靠，變位機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)確保工件不出現(xiàn)松動(dòng)、滑落現(xiàn)象。裝夾位置能確保所有焊縫無遮擋以便于機(jī)器人焊接；裝夾機(jī)構(gòu)不影響工件上下工位。直接調(diào)用相關(guān)程序即可完成的自動(dòng)化焊接。具有高效、快捷、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。

• 工作站基礎(chǔ)采用混凝土地基結(jié)構(gòu)。

• 系統(tǒng)為以臺(tái)機(jī)器人+變位機(jī)+滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，總插補(bǔ)軸數(shù)個(gè)8個(gè)，能夠完成相貫線的焊接。

3.3 機(jī)器人工作站布局以底座貼板為例: (圖中尺寸僅供參考)

3.4 機(jī)器人工作站效果圖：

3.5 機(jī)器人工作站動(dòng)作流程：

• 將工件放置在H型變位機(jī)上并自動(dòng)壓緊→啟動(dòng)機(jī)器人→弧焊機(jī)器人開始尋位→起弧焊接→焊接完畢→卸下工件，以此類推，焊接完整個(gè)工件后，進(jìn)行下一循環(huán)。

四、 工作站配置清單：

五、關(guān)鍵設(shè)備的主要參數(shù)及配置：

5.1 H型單軸單驅(qū)變位機(jī)：

• 焊接變位機(jī)為雙立柱H型單軸變位機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主要由變位機(jī)座、精密直線導(dǎo)軌、滑塊、精密齒輪齒條、伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)、精密減速機(jī)、翻轉(zhuǎn)架、U臂和控制系統(tǒng)等組成。其中所有焊接結(jié)構(gòu)件由鋼板和型材組焊而成，所有焊縫按等強(qiáng)度焊縫要求進(jìn)行焊接，焊后均進(jìn)行退火處理，去除焊接內(nèi)應(yīng)力和有效防止加工的變形；雙立柱H型單軸變位機(jī)可有效最大承重0.5T，可承受工件在吊裝時(shí)的輕微碰撞和沖擊。工件通過多次翻轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)各條焊道處于理想焊接位置，使機(jī)器人焊槍可達(dá)性最好，焊道處于平角焊或船型焊，保證焊縫成形質(zhì)量。本變位機(jī)主要由立柱、中間架、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、工裝胎架組成?？刂葡到y(tǒng)與機(jī)器人控制柜集成一體，通過機(jī)器人示教器操作。

技術(shù)參數(shù)：

• 有效承載能力: 0.5T

• 翻轉(zhuǎn)速度: 0~2r/min

• 回轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度≤0.1°

• 尾座移動(dòng)行程：8000mm.

• 尾座驅(qū)動(dòng)方式：三相交流電機(jī)+渦輪蝸桿減速器

其機(jī)構(gòu)形式如下圖：

5.2 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)：

為了擴(kuò)展機(jī)器人的可達(dá)范圍，本工作站配備了機(jī)器人行走系統(tǒng)。機(jī)器人行走系統(tǒng)，主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（松下伺服電機(jī)，精密減速機(jī)）、精密直線導(dǎo)軌等組成，機(jī)器人安裝都是由鋼板組焊而成，所有焊縫均按高強(qiáng)度焊縫要求進(jìn)行焊接，焊后經(jīng)過去應(yīng)力處理，能有效防止變形，精密直線導(dǎo)軌安裝面和滑塊安裝面經(jīng)過精加工而成。從而增加了行走系統(tǒng)的使用壽命和使用過程中的穩(wěn)定性。具體結(jié)構(gòu)見下圖：

5.3 工裝夾具：

軸向定位采用三抓卡盤和尾座頂尖模式

氣動(dòng)三爪卡盤夾持范圍: 直徑219-426mm

尾座工裝夾持范圍：直徑219-426mm

尾座工裝定位工件方式：氣動(dòng)頂緊

周向定位采用下頂尖模式

彈簧頂起，氣缸拉回

對(duì)于下面這個(gè)工件大體裝置不變我們采用三角卡盤和圓環(huán)頂緊裝置如下圖

焊接變形是不可消除，但可以通過調(diào)整焊接工藝及合理的工裝夾具減小焊接過程中工件的變形。

※焊裝夾具應(yīng)滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝和生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，夾具應(yīng)有合理的定位夾緊機(jī)構(gòu)和支撐裝置，保證組件定位可靠，焊接質(zhì)量穩(wěn)定。

※夾具地板應(yīng)涂防飛濺漆。

※夾具應(yīng)有完善的裝配定位基準(zhǔn)，便于夾具制造、裝配、調(diào)試和維修。

※夾具設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮操作方便和安全可靠、維護(hù)修理方便，應(yīng)保證焊接裝卸方便，使焊接件處于最佳焊接位置，夾具設(shè)計(jì)在保證工藝要求和剛度的情況下結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單合理。

※夾具圖應(yīng)有焊裝夾具總成圖、焊裝夾具分總成圖、焊裝夾具零件圖、焊裝夾具明細(xì)表、焊裝夾具基礎(chǔ)圖、焊裝夾具三維圖紙（SOLID或IGS格式）。

※ 夾具設(shè)計(jì)圖紙制圖采用中國(guó)制圖標(biāo)準(zhǔn)或ISO制圖標(biāo)準(zhǔn)，文字采用中文簡(jiǎn)化字；規(guī)格和單位采用中國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。夾具圖紙圖面應(yīng)符合招標(biāo)方要求，夾具總圖應(yīng)有詳細(xì)的夾具零件清單（或單獨(dú)編制）、氣動(dòng)原理圖、電控原理圖、夾具安裝圖和三維圖紙（電子版）等，夾具設(shè)計(jì)圖必須完整、正確。

六、電氣控制系統(tǒng)：

6.1 在示較器上，可直觀對(duì)焊接狀況和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控并可隨時(shí)提取焊接記錄。對(duì)每種工件都可方便地設(shè)定焊接工藝及參數(shù)（焊接程序）, 焊接程序可進(jìn)行儲(chǔ)存并被隨時(shí)調(diào)用；工作時(shí)按操作者選用的焊接程序完成工件的自動(dòng)焊接。在焊接中，可人為干預(yù)焊接，在焊接中途因故停止后，智能處理繼續(xù)焊接方式。

6.2 對(duì)開始工作的時(shí)間、待機(jī)時(shí)間及停機(jī)時(shí)間進(jìn)行記錄，同時(shí)可以記錄下用戶的操作記錄，以及警記錄。

6.3 異常診斷停止功能: 控制系統(tǒng)元器件、機(jī)器人、焊接電源等設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)診斷，提供故障信息，保障系統(tǒng)安全；焊接異常、用戶操作異常等情況下能診斷并采取停機(jī)保護(hù)措施。同時(shí)還具有:焊槍機(jī)械防碰傳感器、伺服防碰、干涉領(lǐng)域檢查。

6.4 系統(tǒng)設(shè)有操作權(quán)限，權(quán)限分為一般操作者、高級(jí)操作者、維修人員等，不同的權(quán)限只能操作相應(yīng)按鈕或修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而增加系統(tǒng)的安全性。具有“手動(dòng)”、“自動(dòng)”選擇功能，在“手動(dòng)”模式下可以人工參與，在“自動(dòng)”模式下機(jī)器人自動(dòng)完成焊接操作。并且設(shè)有：電源開/關(guān)及指示按鈕；急停按鈕，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)可緊急停止。

6.5 全系統(tǒng)采用數(shù)字化處理，可通過通訊的方式和外界設(shè)備相連，所有數(shù)據(jù)均能遠(yuǎn)程存儲(chǔ)和查看。由于系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)連接，因此本系統(tǒng)具有很大擴(kuò)展性，為今后增加工位提高方便性。

6.6 本系統(tǒng)具有自動(dòng)保存和斷電記憶功能，系統(tǒng)參數(shù)一旦修改，本系統(tǒng)將立即進(jìn)行自動(dòng)保存，即使突然斷電，系統(tǒng)里的所有參數(shù)也不會(huì)被丟失。

6.7 控制柜內(nèi)線路具耐油性，有線號(hào)套管，接地標(biāo)志等，方便維修。控制柜設(shè)置有排風(fēng)散熱裝置。控制柜與各工序設(shè)備、焊接電源和傳輸線之間采用標(biāo)準(zhǔn)的線槽盒進(jìn)行連接，規(guī)范整潔。

6.8 設(shè)備多處設(shè)有緊急停止開關(guān)，在緊急的情況下能立即停止設(shè)備的任何工作。

6.9 設(shè)備設(shè)有紅（設(shè)備報(bào)警或故障）、黃（設(shè)備暫停）、綠（設(shè)備正在運(yùn)行）三種故障報(bào)警指示，并安裝在設(shè)備明顯位置。操作者能準(zhǔn)確知道當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

6.10 設(shè)備設(shè)有安全接地系統(tǒng)。