散热器机器人弧焊站技术方案V01剖析

1、散热器机器人弧焊工作站技术协议杭州新松机器人自动化有限公司2015-06根据（以下称甲方）与杭州新松机器人自动化股份有限公司（以下称乙方）的技术交流，就散热器机器人弧焊工作站设计、制造、调试制定如下技术协议。1 设计依据甲方提供的散热器的相关三维数模资料。材料：铝合金；厚度：2.5mm焊接方法：机器人MIG双脉冲焊接方式工件外形2 工艺方案散热器的焊接采用先手工装件到位，然后到机器人工位进行焊接。机器人焊接的焊缝位置如下图，焊接节拍如下表。散热器焊接（实时跟踪）焊缝数量4条焊缝长度以800mm为准焊接速度1600mm/min焊接时间不低于2.7min每件焊接辅助时间20检测时间0交换工位变位时

2、间4上下件时间90清枪时间10节拍注：以上节拍和产量为理论计算所得,仅供参考。3 总体方案3.1机器人焊接工作站散热器机器人焊接工作站用于散热器满焊的焊接，焊接站主体占地尺寸为4500X5800X3.5米。焊接工作站系统包括1台FANUCMIOiA弧焊机器人，1套乐驰S5系列双脉冲逆变焊接系统，1套SERVO-ROBOT激光跟踪系统（选配），2套单轴旋转变位机,2套手动夹具（安装在转台的2个悬挂变位机上），1套PLC控制柜、1套焊接防护房等组成。1. 采用H型布局。机器人在中间，两个变位机平行放置在机器人两边。2. 控制器，电气柜和焊接电源放在一体式底座上，并置于机器人前端。3. 变位机尾架应

3、靠近控制柜一边，以节省工装控制电缆和气管长度。4. 清枪站置于机器人前端中间位置。5. 两个挡弧板平行放置在机器人和变位机之间。6. 安全围栏将机器人，变位机，挡弧板和清枪站全部围住。7. 在机器人的前、后各设置一个维修门。8. 在两个变位机前面，各设置一个电动卷帘操作门。加机器人示教器挂钩，观察窗，在靠近控制柜的一边。9. 焊丝桶应放置在安全围栏外面，机器人后端。易于用行车或叉车吊装更换。10. 占地形状规则，占地面积合理，没有浪费。并留有物流通道。3.2 机器人焊接工作站基本工作流程a) 机器人焊接完转台A面的工件后回到home点；b) 操作员1取出焊接完成的工件；c) 操作员1将该合格工

4、件放入合格件箱，如发现有不合格产品，将工件放入废料搜集检测箱；d) 操作员1从料架上拿出零件，走到装卸工件位置；e) 操作员1手工上料；f) 退出操作区域，按启动按钮，夹具夹紧，A面夹具及变位机开始等待；g) 机器人焊接完B面的工件后回到home点，转而焊接A面工件；h) 操作员2取出B面焊接完成的工件；i) 操作员2将该合格工件放入合格件箱，如发现有不合格产品，将工件放入废料搜集检测箱；j) 操作员2从料架上拿出零件，走到装卸工件位置；k) 操作员2手工上料；l) 装件完成退出操作区域，按启动按钮，夹具夹紧，B面夹具及变位机开始等待；m) 机器人焊接完A面的工件后回到home点，转而焊接B面

5、工件；n) 依次循环3.3机器人焊接工作站系统配置序号名称系统描述数量单位备注1机器人系统机器人本体MIOiA1套FANUCR30iA控制器及中英文系统软件1套示教盒1套中/央文10m供电电缆(本体控制柜)1套7mDEVICENET通讯卡1套FANUC弧焊软件包1套FANUC2焊接系统主机电源S51套LORCH冷水系统1套遥控器1套送丝机1套自动焊枪枪体、枪头、枪缆、拉1套20丝组件、送丝管等清枪器焊缝激光寻位检测(选配)防撞传感器组件控制线、中继线、地线、接口、接口线等气表Ar/CO2其他附件防撞传感器及安装法兰BRS-CCPOWERCAM智能控制器焊缝处理软件人机连接界面weldcom传感

6、器安装模块连接电缆、接口等111111111套套套套套套套套套宾采尔宾采尔加拿大SERVO-ROBOT电控系统PLC、继电器、I/O模块、10寸触摸屏、测距传感器、塔灯、光幕、柜体、电缆等欧姆龙、东安、欧姆龙等1011单轴变位机手动焊接夹具焊接房设备底座监控系统其他外部轴电机、减速器(2.4KW2套)变位机本体遮光屏用于散热器焊接带安全门、排尘接口、工位照明、观察窗等包括转台底座、机器人底座和各种控制柜支撑座三联件、气压检测、流量检测、桥架、电缆接头、配电箱FANUC&APEXSIASUNSIASUNSIASUNSIASUNSIASUNSIASUNSIASUN3.4机器人焊接工作站说明

7、 弧焊机器人采用FANUC机器人公司生产的MIOiA型焊接机器人。焊接系统选用LORCHS5焊接电源及水冷焊枪、送丝系统。清枪器采用德国宾采尔的BRS-CC焊枪清理、剪丝装置。 转台采用FANUC伺服电机驱动；配置高精度的减速机和齿轮轴承，转动平稳，定位精度高。 焊缝起始点检测传感器采用加拿大的Servo-Robot生产的SF/D型，选配项目。 工作站控制系统说明：电控系统由PLC、触摸屏等组成。PLC负责采集机器人、夹具以及与周边设备的信号，以及完成夹具的动作控制，同时将相关信号的信息传输到触摸屏上。安全防护:工作站四周为安全围栏，安全围栏安装安全门，操作工位安装有横向安全光幕，在上下件工位

8、设置工件检测开关，以保证操作人员及设备的安全。运转、维修时可能接触高电压部位加保护罩、做绝缘处理。超过24V以上的电线裸露部位加装保护罩。设备涂装和标记根据客户标准。不锈钢表面、磨擦部、表面处理的零件的表面不涂装设备里面及控制盘内挂铭牌。电气标识按钮的标记:(a) 紧急停止-红色(b) 运行、正转-绿色(c)停止-红色(d) 反转黑色(e) 报警停止、复位-黄色(f) 灯确认、其他-白色灯表示的颜色指定如以下标准:(a) 输入1次侧及电源表示-乳白色(b) 启动表示及运转表示-绿色(c) 停止表示-红色(d) 故障表示及异常、危险表示-橙色(e) 注意、警告表示-黄色但是使用亮光式按钮开关时，

9、灯指定的表示色优先。信号灯塔:色别表示从上段开始是红、橙、绿色，各颜色的定义如下记原则颜色亮灯表示机械的状态表示闪烁表示无亮灯闪烁加工物状态的表示红-异常停止由于设备异常的停止、非常停止、过负荷等由于加工物异常的停止、加工物短缺的作业计划停止运转准备手动操作橙-报警或停止设备异常、温度异常报警加工物的短缺的预告报警绿-正常运转正常运转中根据需要表示运转准备中4主要设备技术参数4.1FANUC机器人本弧焊工作站机器人采用FanucM-10iA/6L机器人，R-30iA/R-30iAMate控制器。机器人六轴负载6公斤，最远到达距离1.6米。M-10/ADimensionsIsometric(38

10、CT)FootprintAUnacMFcdHcecMOTIONRANGEOFJ5AXISROTATIONCENTER(M-10/AT6L)MOTIONRANGEOFJ5AXISROTATIONCENTER(M-10/A)J5AXISROTATIONCENTER4.2焊接系统LORCHS系列数字化双脉冲逆变焊接系统进入专业脉冲世界的新领域藤列丢用苞字化逆变技忒.具TT莒通脉冲及取Si冲得接功能适用于平同厚隈的搁材屋有色全属.QKH昧列也因其工业级的哲戦率.間便的"3stepstoweld*芒步焊接法减艮坚Hl的外壳而闻名”苴其观脉冲功能里能对于低于1伯讯的常板进行完美对接焊接，可达到鹤

11、股氟弧焊的成型效果”且变形小，遠度次UDRCH滴列更以其可控制熔滴丈小向工件熔坚固的捱把不但曲移动提供方便"也曲控制面板和接头提供尿护“池的过渡.达到贵徒的无飞诞愠接敕果丽令人影响深超快速诩节技术是S系列的奧妙所在-它別手分之几砂的反应速隍对于焊抵过程谴讦漲佳控剧LORCH£系列即使不使用脉冲功能.也能环短蹄过渡.熔滴过渡、扌过渥的殍袪有很好的務现.53nnobfEe320AS系列焊接系统参数S3mcbrfe可选配WUK5的冷却系统53mebile和Mobik-Car的手推小车电饥调节范圉25-3-20A25-320A25-400A电压调节无段调节无段调节无段调节尿护气体混

12、合nU/cch混合三休疋務混合三休丈Q型号填充焊丝钢Steel00,6-1,2mm0Or6-1,2mm00,6-L6mm铝Atuminiiiurn010-lr2mm01,C-1,2mm01,0-l,Smm0Q-rB-1,2mm0QrB-mm00,8-匕2mm曾載率25忙100%(25nC)28&A280A350A60%四匸）329A320A400AMax,四匚）75%75%75%首栽率40吒100%您"匚）250A250A320A60£40pC)280A280A350AMaxL(40T)40%40%50%申.箱巻数報入电压3-4C0V3-4O0V3-400V容许益養

13、+-/-I5%W-15%+/-15%16A16A32A尺寸i；LxWKHHmm)ai2x34flxS81116x463x8121H6x463kB12MS(kg)3497r34.3 控制系统各机器人工作站控制系统采用欧姆龙PLC，将各焊接夹具、工位操作台、触摸屏操作面板、安全光栅等联成一个整体，实现对工作站的管理和控制。其中夹具、触摸屏操作面板上安装远程I/O模块，机器人安装有DEVICENET通讯卡，它们通过DEVICENET总线与PLC相连。设置SIEMENS7寸触摸屏操作面板，用于显示工作站各设备的运行状况、故障类型。运行方式分自动、手动两种：自动方式时，操作人员仅需装件、按各工位操作台的

14、双手按钮，工件装卡完毕后，工作站自动完成机器人焊接作业、夹具打开等连贯动作；手动方式时，可通过触摸屏对各夹具实现单步分解动作。夹具汽缸安装夹紧到位和松开到位检测开关，能自动检测工件的装夹情况，工件装夹不到位或未压紧，系统能自动报警，不执行下一步动作。工作站装有气压装检测传感器，一旦检测到异常，PLC自动实现异常报警并停机。触摸屏显示机器人的运行状态、安全门状态、外围设备运行、安全故障模式及故障诊断等信息，人机界面友好。工作站设置三色塔灯指示工作状态。每个机器人工作站均安装有安全门和安全门开关。为增加对操作人员的保护，装件工位除安装安全光幕外，操作台选用双手按钮型式，并装有就绪指示灯和夹紧释放按

15、钮：当工件装件夹紧完毕，就绪灯亮，允许机器人焊接该工件。4.4 激光跟踪系统ROBO-TRAC/S激光传感器系统是一款非接触式焊缝/工件定位及实时焊缝跟踪系统设计用于高性能自动化焊接过程°工件位置偏差和尺寸的多样性是造成焊接缺陷，生产力降低以及工业自动焊接应用停机的重要因素，而Servo-Robot的系统能够通过对焊枪精确定位解决这些问题。此系统包含Digi-1/S激光传感器提供3D激光三角反射的高精确度儿何测量匚外置控制单元简化系统安装。Digi-1/S系统采集的尺寸数据实时提供给机器人用于校正示教的轨迹和对各个工件的自适应调整：ROBO-TRAC/S的独特设计使其能够在恶劣的焊接

16、环境中工作°此系统编程简单，人机界面速度快并设置简单，这些都归功于Servo-Robot多年在焊接领域的经验°HMfPCALTERED&TEMPERATURECONTROLLEDAIRCOOLINGCONTROLROBONET/MASTERCONTROLLERLASER-CAMERACABLEARTICULATEDROBOTLEGEND>iETHERNETCOMMUNICATION(HMI)VIDEOSIGNAL(MONITORING)ROROTnniJMlIMICAT1HMPNEUMATICS(AIR)|WELDINGPOWERANDCONTROL激光传感器

17、技术规格弧焊传感器POWER-CAMPOWER-CAM/HR最小离开距离70mm92mm近平面视场宽度27mm12.5mm远平面视场宽度76mm15mm视场深度140mm16mm平均深度分辨率0.09mm0.025mm平均横向分辨率0.05mm0.016mm重量475g500g尺寸(mmHxDxW94x33x58106x33x58最适用于厚板薄板内部集成用干监控的彩鱼视频摄像头/工作温度范围：亍到4ODC(41CF到104F)激光等级:ClassIIlbPN700101RoboNet/Master控制单元此过程控制单元是激光视觉跟掾和/或检测君统的中心它蛊是视竟控制单元，也是过程处埋控制单元匚

18、它与PLC或焊按机器人通讯执行各种不同的视觉煨踪和/或检测任务=技术规格：特征描述AC输入85-2&4Vacf3A,50-60H;鍛入保险丝类型4A开关断路器HMI人机端口以太网10/100Mbits机器人端口以A网10/100Mbits或串口数字输入可选8或16个独立数字输入C9到30VCC)数宇输出可选8或16个独立数宇输出虽大4艸/300mA)模拟输出可进2或4牛模拟输出卜10V)E-STOP急号输入外部报警精入用于激洸保护E-STOP急号输出外部报警干接触输出L/SERON激光开启鍛出LASERON干按融输出传感器冷却控制辙出使用Servo-Robot传感器气休冷却丟统激光锁止

19、功能锁止开关用于徼光保护外形尺寸380x600x350on(15"x23.6,rxl3.8")重量25.8kg(56.8lbs)运行温度5-40gC(4L-1045F)PN071908电鲫于DIG卜1声激光棲感器Servo-Robot的DIGI-I/S传感器配备了一条2米的高柔性电缆=以下电缆标准：激光传感器:8米延长电缆（+2米传感器自带电缆）WeldCom（人机交换界面）模块软件PN501009VS-l/IT标准焊缝处理模块软件PN502003（所有系统都需要此软件.）光学激光传感器自动控制图像信息采集cnmiiiL卑焊缝处理模块用于以下焊缝类型的测量：o搭接焊缝o对接

20、焊缝O外角接焊缝FllhriruisO内角接焊缝机器人接口vi>允许焊缝横向与纵向位置信息的数字传输，通过RS-232C或RS-422通讯连接或以太网通讯连接实现机器人控制。MMlhcbaeMuftI.nn4tJlLMT环r,IMMM*CvtectanOrltvMnKonSRmLms*iinnmlRO0WeldCom软件包含于控制单元。此图形用户界面可在任何Windows的PC上运行（PC不包含在此项内）并允许操作员对系统所有的参数进行调整.主要体现以下功能：> 传感器设置调整>视觉算法选择> 实时工件图像显示> 跟踪选项调整>事件日志> 实时过程监控

21、机器人通讯端口一以太网PN709966此选项包含提供独立以太网端口机器人通讯的硬件e电缆-屏蔽以太网电缆用于用户/机器人接口（RoboNet/Master与机器人控制器）PN80044510此电缆依据接地要求标准（请看Servo-Robot的PADS-0123有关接地要求）。不同规格可用连接器（请看以下）。用于串口机器人通讯的标准电缆长度： 800445055-米以太网电缆-8004451010-米以太网电缆 8004452020-米以太网电缆 8004453030-米以太网电缆电缆-用户定义屏蔽工业以太网电缆用于人机界面通讯PN80043510此电缆包括用户定义屏蔽且一头为RJ-45连接器，

22、另一头为POWER-BOX视觉控制单元特殊工业连接。此电缆依据接地要求标准，但标准CAT-5以太网不依据此要求（请看Servo-Robot的PADS-0123有关接地要求）。用于以太网通讯的标准电缆长度： 800435055米以太网通讯电缆 8004351010米以太网通讯电缆 8004352020米以太网通讯电缆 8004353030米以太网通讯电缆每条电缆升级时带有RJ-45闭环适配器，可在需要时将电缆类型由''crossed"转为"straight"。4.5 单轴变位机用于实现与机器人协调运动，保证焊接时焊缝始终处于最佳焊接姿态。由AC伺服电

23、机+高精度无间隙RV减速器+伺服包（FANUC进口件）等组成。（1）伺服头尾架变位机用于实现与机器人协调运动，保证焊接时焊缝始终处于最佳焊接姿态。由AC伺服电机+高精度无间隙RV减速器、伺服包及协调运动软件等组成。运动参数如下：负载：500Kg转速：6.5rpm精度：±0.2mm（半径250mm处）5. 现场环境要求及对工件要求5.1现场环境要求 机器人接地地地面：按常规厂房做水泥地面，设备安装底座可以采用膨胀螺栓与地面固定; 环境温度:045°C；相对湿度：85%； 震动:小于0.5G； 机器人系统电源：三相380+10V,10KVA（机器人电源）+20KVA（焊接电-1

24、5源）要求机器人控制电源与焊接电源分别从独立的空气开关上引出；频率：50/60HZ 压缩空气压力围：0.4-0.6Mpa,需滤出水和油；流量50L/Min； 要求机器人独立的接地端接地电阻小于4欧姆。5.2被焊接工件的基本要求 角焊缝间隙小于0.5mm； 零件表面应无油、无锈及其它杂物； 零件符合图纸要求；零件上不应该有影响定位的毛刺；6. 培训及技术资料6.1培训 乙方负责培训甲方的工程技术人员、操作人员和维护人员，保证甲方人员能够正确使用该设备。培训人员及具体时间尽量满足贵方的要求。设备在乙公司总装调试之初，乙方会及时通知甲方派人员到现场了解设备的结构和性能。 乙方负责培训的方式为：甲公司

25、的技术人员、设备维护人员的培训在杭州进行（不少于4天）；设备运往甲方现场安装调试期间，乙方负责对甲方操作人员进行培训，并对技术人员、维护人员进行进一步的培训（时间为一周），直到甲方人员能够正确使用该机器人工作站为止。6.2技术资料在设备终验收前提供如下技术资料：设备布局图2套；夹具总成装配图2套；设备清单2套；设备备件和易损件清单2套；（见附件1）设备使用维护说明书2套；电控原理图2套；机器人说明书（英文）1套；7工程协作及责任关系合同启动时甲方向乙方提供设计所需要的相关资料（数模，图纸资料等）;甲乙双方对任何一方提供的资料、技术文件负有保密的责任，未经对方书面文字许可不得泄漏给第三方； 机器

26、人的独立接地线由乙方向甲方提出要求,甲方负责施工; 电源和气源由甲方按乙方的要求引到指定的地点，乙方负责设备内部的接线工作; 合同签订后60天内,乙方向甲方提供设备地基,水电气等的要求图纸，用户需对场地以及物流配置图纸进行审核和书面确认，乙方负责实施的正确性; 在项目实施过程中设备到达甲方后，甲方负责免费提供设备卸车以及安装到指定地点的吊车或叉车等工具; 设备调试期间包括预验收和终验收所需要的产品样件和零件由甲方免费提供； 合同启动100天内甲方将样件免费寄送到乙方，每种散件1套； 在项目实施过程中,由于工程实施所需要的临时水电气等由甲方负责,乙方提出要求; 项目开始后,甲乙双方应严格按照进度计划中的节点要求工作,由于甲方的原因而造成的项目拖期,项目进度顺延；甲方应在设备发往甲方现场前，按照设备布局图的要求完成包括水电气等场地的准备工作； 对于本项目双方各指派一个项目负责人进行相互的协调