机器人电阻点焊技术方案

1、第一章系统方案介绍：1. 前言：机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，在提升企业技术 水平，稳定产品质量，提高生产效率，实现文明生产等方面具有重大作用。工业 机器人作为现代制造业主要的自动化装备，已广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等行业，主要用于完成焊接、装配、搬运、加工、喷 涂和码垛等复杂作业。随着国内汽车行业的迅猛发展，工业机器人的应用也越加广泛。机器人点焊 工作站作为一个灵活、可靠、通用的点焊柔性加工单元，只需通过简单的机器人 程序调整及工作参数、焊枪及夹具的更改就可以应用于不同的产品焊接。2. 焊接对象及要求：（1）焊接对象：工件材料：Q235板厚1

2、。（2）要求：机器人点焊，成形美观，工件尺寸符合图纸要求。3. 焊接工艺及方式：1）焊接工艺：双面单点机器人自动焊接。2）焊接方式：工件及机器人固定，机器人依次完成各自工件的自动焊接；3）工艺布局：采用叁工位结构形式，点焊机器人安装于中央，左中右各分布3套焊接夹具，焊接及装卸工件交替工作，提高工效。工作过程：在左工位夹具处装件，定位夹紧后按下就绪钮，在操作台上启动，机器人对左工位的工件按预先编定的程序进行各位置的自动焊接， 同时在右工位 及前工位夹具处装件，完成定位夹紧后按下就绪钮待命，机器人完成左工位焊接， 收到右工位及前工位就绪信号，自动转到右工位及前工位进行焊接，如此交替循 环工作。占地

3、约5X 6米。4. 生产节拍： 机器人单点焊接时间（含预压、加压、焊接、维持） ：1.5 秒； 单点寻位及行走时间： 1.5 秒；工位换位时间 2 秒。4 秒 / 点，多工位，装卸件不计时。5. 关于对用户水、电、气及场地环境等的要求：1）电源: 机器人及控制柜电源： 3相 380VAC±10%/50HZ，15KVA。2）气源:压缩空气清洁干燥，工作气压不低于 0.5Mpa,流量不低于1立方米/min。 汽缸驱动用压缩空气排放： 直接向大气排放。3）冷却水 :清洁无杂物的中性水，流量不低于16L/min，进水压力不小于0.3Mpa,进回水 压力差不小于0.2Mpa，进水温度不高于30

4、° Co4）场地环境 :环境温度：045 ° C湿度：三75% 75%95%短期（1个月内，不能有结露现象）；震动值： 0.5 G 以下 安装地面：安装地面为水泥混凝土地面，厂房地坪载荷： 5T/M2。6. 作业步骤 ：（1）人工上件，人操作气阀，气动夹具夹紧。（2）人按双手按钮，机器人使用气动焊钳自动进行焊接。（3）人工取下工件。7. 定位精度： ±0.3mm8. 安全对策 ：（1） 机器人工作范围内， 禁止操作者进入， 禁止操作者和机器人在共同作业地 域内同时工作。（ 2）机器人焊接工位的作业区域周围设置安全围栏及安全门设备。（ 3）进入安全围栏作业的人员必须

5、进行安全培训，安全围栏出入口的安全开关 的作用和动作视同紧急停止。（ 4）系统各可操作的控制器设置在安全围栏以外。（ 5）机器人的自动启动、再启动和手动操作时，必须确认必要的操作条件。（6）水和压缩空气管道内的压力非常高，管道等处拆卸时应事先将其内的压力 释放9. 机器人仿真的作用：1 将夹具、工件的三维形状、焊钳的三维形状、焊点位置数据等输入仿真软件。2. 自动干涉检查。3. 检查出机器人、焊钳、工件等之间的相互干涉。4. 通过使电脑里的虚拟机器人动作，示教机器人，及离线编程。可以检查机器 人的路径、动作时间。意义：1. 焊钳设计非常成功，在调试过程中，焊钳没有进行改动。2. 焊点规划合理。

6、完全按设计的工艺卡进行焊接。3. 缩短了工程周期。第二章系统组成：机器人焊接工作站主要由机器人系统、焊接系统、水气控制、控制系统、夹 具、工作站附件等组成。系统具有技术先进、功能完善、适应性强、可靠性高的特点，能有效地提高焊 接质量和一致性，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率。机器人焊接工作站具有极大的柔性，通过更换焊钳及夹具，可进行其它各类工 件（在机器人工作范围内）的焊接。机器人焊接工作站设备配置表序号项目内容数量备注1机器人系统R2000iB/165F机器人本体、机器人控制器R-30IA、示教器、防碰撞软件、Spot Tool应用软件。1套日本发那科机器人走线装置1套RSP2焊接系统X型

7、气动焊钳（含焊接变压器）1套电溶焊接控制器ST211套南京小原点焊控制器编程器TP-NET1套南京小原电极打磨器CD-D-A1套极动电极打磨器刀架组合1套极动3水气控制气动三联件、电磁气阀1套SMC循环水冷检测系统（含机械式水流量开关）1套RSP水、气橡胶管及接头1套外购4控制系统使用PMC软件、操作箱（含5.7寸触摸屏）、 门开关1个、3套窗口上下件保护（各使用 3 套对射式传感器）、3套按钮站、电气桥架、1 个灯塔1套威达5焊接夹具气动夹具3套威达6工作站附件点焊控制器、机器人控制箱支架1套威达围栏1套威达机器人底座1套威达第三章主要设备技术参数及特点说明：3.1.机器人系统：万能智能机器

8、人R2000iB/165F是FANUC公司应用长达25年积累起来的经验 而开发的具有高可靠性和优异性价比的机器人，此款机器人进一步强化了最新的智能功能和网络功能。 R-2000iB追求多关节结构的终极目标，其在保持最大动作范围和搬运重量的同时，大幅减轻了自身重量，机身设计紧凑。紧凑的机械手腕、小巧的后部干涉区域。新开发的机器人控制器R-30iA不仅可以大幅度提高CPU勺处理能力，而且 还具有最新的软件功能，由此实现机器人的智能化和网络化。碰撞检测装置通过系统伺服控制检测来自手爪、机器人手臂、工件夹具的碰撞。这样就能防护任何时刻的撞击与干涉。机器人机身环境防护等级最高达可达IP67，从容应对温度

9、高、蒸汽重、油污多、金属飞溅等各种恶劣生产环境。可以扩展采用视觉传感器能实现找寻散乱放置的零部件。可以使用ROBOGUID软件提供模拟、离线编程、示教与编辑。可以通过视觉传感器辅助修正已创建的程序，以便与实际相符。机器人参数：项 目规格R-2000iB/165F动作类型多关节型机器人控制轴6轴放置方式地装有效范围（不包括手爪）2.65m手部最大负载165 kgJ1轴旋转0110 /secJ2轴旋转0110 /secJ3轴旋转110°/secJ4轴手臂旋转0150 /secJ5轴手腕旋转150°/secJ6轴手腕旋转2200/sec驱动方式AC司服马达驱动重复精度±

10、0.3mm关节处允许力矩 （NM：J4: 921 J5 : 921 J6 : 461关节处允许惯量（kgM2）：J4: 921 J5 : 921 J6 : 461重量1170kg （不包括控制器）安装环境周围温度:0 450周围湿度：通常75%RH以下短期95%R以下（一个月内）振动值:0.5G以下机器人及控制器基本规格配置:基本规格描述数英文中文1R-2000iB/210 mecha nical unitR-2000iB/165F 机械本体12Wrist flange (ISO)ISO法兰13Vernier mark seal标尺标记14Robot connection cable Non-

11、flex 7m机器人连接电缆（非柔性）7米15J1、J2、J3 Over travel switch第1、2、3轴限位开关16Mechanical unit cable with EE,AS,AP,AIRx2预置电缆EE、ASAP（含接头），2路气管17Tran sport equipme nt(forklift bracket)叉车用运输设备111R-30iA Con troller B cabinet with MINUS KEYR-30iA控制器B型箱体112Main board A(Sta ndard)控制器标准主板113CPU card DRAM 32MBCPU DRAM 32MB1

12、14FROM-16MB/SRAM-2MBFROM-16MB/SRAM-2MB116Axes con trol card 8 axes8轴轴控制卡117Operator panel Stan dard type控制器标准操作面板118E-stop unit A (Sta ndard)标准急停单元模块122i Pendant1型大屏幕液晶示教器123Teach pendent cable 10m示教盘电缆10米124BASIC FUNCTION,R-30iAR-30iA 控制器基本软件包125Robot Software R-2000iB/210FR-2000iB/165F机器人软件包126SPO

13、T TOOL+ Software Package机器人点焊软件及软件包127High Sen sitive Collisi on Detect ion咼灵敏碰撞保护软件129Spare fuse、Battery备用保险丝、机器人本体电池130Man ual机器人及控制器操作、维护手册一套131In put power voltage 380-400V输入电压 380415V1机器人P点动作范围图:R-30iA控制器：集中了 FANU各种最先进技术的新一代机器人控制器，具有性能高，响应快, 安全性强等特点。作为唯一集成了视觉功能的机器人控制器， 将大 量节约为实 现柔性生产所需的周边设备成本。基

14、于 FANU自身软件平台 研发的各种功能强 大的点焊，涂胶，搬运等专用软件，在使机器人的操作 变得更加简单的同时， 也使系统具有彻底免疫计算机病毒的能力。标准硬件规格项目内容CPU双cpUi理系统内存容量32MB DRA M&FROM/2MB SR可扩展)轴控制卡最大支持8根轴（可扩展）备份接口PCMCIA USB1.1内部接口RS-232X2， RS-422X 1， 100Base TX/100 Ethernet 端口 X；外部通讯模式点;对点Model A， Process I/O总线EthernetIP，Profibus，DeviceNet，CC-LinkIn terbus 等模

15、式开关3种模式（AUTO T1, T2）安全回路模式双通道示教盒彩色液晶屏幕，支持中文显示示教盒电缆10M（ 20M可 选）机器人连接电缆7M（ 14M 20M可选）其他集成的 FANUC iRVision接口机器人走线装置包含机器人与控制系统、焊钳等的走线。32焊接系统：焊接系统主要由X型气动焊钳（含焊接变压器）、点焊控制器ST21及TP-NET 编程器、电极打磨器等组成。为减小次级回路，减少损耗，气动焊钳为一体化结构，结构紧凑，气动加压。 焊接变压器为单相交流式，整体环氧树脂浇注。最大连续电流：4200A最大焊接电流：18000ACPS异常检测：可检测初级电流漏电、异常电流等异常情况，自动

16、保护。由X型气动焊钳具体结构（喉深喉宽尺寸等）要根据工件及夹具的数模来设 计。需要特别说明的是为适应机器人自动焊接作业，为了提高工件定位、夹紧的 准确性和一致性，在夹具的一些特定部位需加装接触式传感器，确保焊接质量。点焊控制器ST21及编程器可方便地设置焊接规范，储存并调用。电极修磨机：当进行了若干点的焊接后，电极表面需进行及时的修磨以保证焊接质量的稳定。特点： 快速修磨 刀片为上下分体式，高寿命 具极强的扭矩，高速旋转 高品质的专用马达 自动切换焊接程序和打磨程序 可调成水平、垂直、倾斜参数： 电源： 220V， 50HZ 电流： 1.15A 转速： 1410 rmp 功率： 200W3.3

17、. 水气控制：为焊钳（包含焊接变压器）提供水、气源。 主要由气源三联件、电磁气阀、电磁水阀等组成。 均采用日本sNcr品。 循环水冷检测系统能保证在水压不足或无水时自动保护，不允许工作。 焊机的冷却水路系统共分三路，分别冷却变压器、上下电极、可控硅。 冷却系统应有足够的水流量，可控硅不少于 4L/min ，其余各路不少于 8L/min 。3.4. 控制系统：程控系统、工装夹具等与机器人系统进行集成，几者之间通过接口进行通信 及相关动作的链接，共同完成焊接的功能。工作站程序控制系统采用使用机器人内置的 PMC 进行控制。 对每种工件都可方便地设定焊接工艺及参数 （焊接程序） , 焊接程序可进行储

18、 存并被随时调用；工作时按操作者选用的焊接程序完成工件的自动焊接。在示较器上，可直观对焊接状况和参数进行监控并可随时提取焊接记录。 保护功能 : 焊枪机械防碰传感器、伺服防碰、控制箱内温度监视、电源监视、 干涉领域检查。异常诊断停止功能 : 控制系统元器件、机器人、焊接电源等设备出现异常时， 进行自动诊断，提供故障信息，保障系统安全；焊接异常、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。具有系统的启动、停止、报警、复位等系统操作手段。触摸屏能控制设备并显示设备运行状态、 生产节拍、设备故障模式等方面内容， 且具有生产统计功能，人机界面友好。触摸屏使用PROFAC的5.

19、7寸伪彩屏。上 下件处各有 3套对射式传感器作为安全保护用， 共 3个上下件口。 上下件处各放 置双手按钮盒。使用三色塔灯、蜂鸣器进行报警。3.5. 焊接夹具：手工定位装件、气动夹紧。为了提高工件定位、夹紧的准确性和一致性，在夹具的一些特定部位加装对 射式传感器，确保焊接质量。装夹不到位，不能工作。3.6. 防护围栏：简易围栏，设置安全门（开关式） , 三色灯提示报警。禁止操作者和机器人在 共同作业地域内同时工作。第四章 . 设备调试、验收：工作站整套设备的安装、 调试和验收采用交钥匙工程的方式， 即整套工作站设 计制作完成后，用户预先提供试焊工件（具体数量、品种商定） ，用户派人到我 公司进行整个系统的出厂前检验；预验收合格后，双方签订预验收报告。设备发送到贵公司。 我公司工程技术人员在设备到贵公司指定的安装地点进行 设备的安装调试