【《电动车辆底盘车架焊接机器人方案设计案例》2300字】

电动车辆底盘车架焊接机器人方案设计案例1.1总体方案描述焊接虽然是一种在加工或者制造企业生产过程中非常重要的一种加工技术,但由于焊接时有烟尘、弧光和金属飞溅等现象的存在,使得焊接的施工装配环境非常差。随着我国人工费用成本的逐渐降低,以及现代社会对焊接品质的精益求精,焊接机器人已经得到了日益普遍的应用。焊接机器人技术在进行高质、低效率的焊接设备生产过程中发挥着一个极其重要的作用,其主要优势有以下几个方面:(1)良好的性能、焊接品质和稳定的工艺,并且保证它们的均一性(2)改善了工人的劳动条件(3)提高劳动生产率该机器人焊接工作站由两套MA2010弧焊机器人系统、两台头尾式联动变位机、一台清枪站、工作站控制系统等组成；；弧焊机器人系统进行自动焊接作业；变位机系统进行变位，清枪站定时清理焊枪，提高焊接品质。流程如下：人工将各部分焊接工件在变位机工位上进行组队并用工装压紧，并启动机器人同时对工件进行焊接，变位机负责翻转工件，使机器人方便的焊接相贯线焊缝；当工件焊接完成后，由操作人员将焊接完成的工件取下，并完成下一工件的装夹。依次循环,如图2焊接机器人系统设备构成序号名称项目型号单位数量品牌备注1机器人系统1.1机器人本体MA2010套1安川负载10Kg，运动半径2010mm，示教编程中文界面1.2机器人控制柜DX2001安川2焊接系统2.1焊接电源RD350台安川低飞溅2.2空冷焊枪、焊接电缆等MA2010适用把1安川配套焊枪包括碰撞传感器2.3碰撞传感器1降低对枪或机器人本体的损坏2.4焊接通讯电缆14m2.5送丝机及支架、送丝管，送丝盘1机器人专用配套的送丝机、送丝套管、送丝机架3头尾式变位机2安川配套伺服驱动，机器人控制，可任意角度同步焊接。承载3000kg4外部启动盒25机器人底座1选配6清枪站17安全防护13设备性能指标与主要技术参数运动工作距离长度为2010mm,远远已经超过了具有同类产品型号的其他工业机器人,能够轻松完成在工业机器人焊接末端较大宽度范围内自动焊缝;当工业机器人的焊接末端送料位置发生变化时,焊接的送料电缆弯曲较小,保障了末端送料焊丝平稳,保证了始终如一有利于工业机器人自动焊接操作工艺和产品质量;它是世界上伺服工业中生产速度最快的小型伺服工业驱动焊接机器人之一,拥有一台较高生产质量的小型伺服工业驱动焊接电机,更高的伺服工业驱动机器人在机械运动和焊接工作中的速度,比其他工业公司相同品牌的速度相当于30~40%的伺服工业驱动机器人提高运动工作速度,可以以较短的生产工期、实现较高的设备制造生产效率。该自动机器人系统是一种采用了美国安川公司的扁平型直流高压伺服驱动电机,结构紧凑、响应快、可靠性高、运动平滑灵活,效率高,动作复杂区域适用范围广。机器人简单而轻便,能够以较低的空载加速度在通用汽车中高速运行,减少了通用机器人在通用汽车中进行空载和高速运转的需要时间,进一步大大改善了通用机器人汽车制造设备工艺和生产设备的工作效率。机器人的内部本体结构特征和主要性能参数可以见如下图表 机型MA2010构造垂直多关节型（6自由度）自由度6轴驱动方式AC伺服电机最大可搬质量10kg重复定位精度±0.08mmS轴（旋转）±180°L轴（下臂）+155°，-105°U轴（上臂）+220°，-170°R轴（手臂旋转）±150°4机器人焊枪电缆内藏型机器人的空冷式标准焊接口,通过改善了前端的冷却效果,提高了引线口的耐久性;额定输出电流300a,适用于焊接螺栓的直径0.8-1.2mm,冷却方式选择空冷;在焊枪上安装有一个碰撞式传感器,当焊枪之间发生碰撞时,机器人就会停止移动,减少了在碰撞中对于焊枪及其他机器人造成的损害;该传感器具有优秀的可以再现性和响应能力,在焊接枪尖(tcp)上能够迅速地将其复原至原先的位置;碰撞后当一个机器人的位置被自动返回时,焊枪就会自动返回,无需再次校正焊枪及重新示教编程,提高了机器人在工作站上的使用效率;采用轻便小巧的焊接枪与抗碰撞传感器。形式YMSA-300R额定电流（CO2)A350额定电流（MAG)A300使用率%60适用焊丝直径mm0.8-1.2冷却方式空冷焊接电源焊接电源名称全功能逆变式脉冲气体保护焊机焊接电源型号RD350品牌Kaierda额定输入电压/频率三相AC380V±10%/50|60HZ额定输入18KVA/15KW输出电流范围30--350A(根据焊丝粗细而有所不同)输出电压范围12--36V(根据焊丝粗细而有所不同)额定使用率60%（以10分钟为周期）焊接方法CO2短路焊接，MAG/MIG短路焊接，脉冲焊接适用母材普通碳钢，不锈钢，铝送丝机构四轮机械伺服马达送丝速度1.5--18m/min焊接电压设定方法通过自动/个别按钮切换外形尺寸（宽*进深*高）371mm*645mm*600mm质量大约67kg1.4腕部结构设计计算焊接机器人的腕部相关设计需要考虑的参数不外乎是最大载荷，他的最大载荷为8kg，回转。1.4.1腕部驱动力计算图5-2腕部支撑反力计算示意图根据腕部回转是需要克服阻力的，该阻力计算公式为阻力：F=FR1+FR2a.腕部回转支撑处的摩擦力矩：Ma=0.5fFd（5-1）其中f为轴承摩擦系数取f=0.1b.克服因为在工件中的重心发生偏置而产生必要的力矩:Mb=G3e（5-2）c.克服启动惯性所需的力矩：Mc=πD4/32（5-3）1.6连接螺钉连接螺钉通常为奇或偶数,对称地进行安装,并用两个自动定位连接销对其进行精确定位。连接螺钉的主要功能:我们可以直接使得输入驱动片与两个输入驱动轴之间的驱动连接螺钉配合得更加严格。动片和输出轴之间的连接结构见图5-4,连接螺钉一般为偶数，对称安装，并用两个定位销定位。连接螺钉的作用：使动片和输出轴之间的配合紧密。螺钉材料选择Q235，则（n=1.2～1.5）螺钉的直径：d=0.005m螺钉的直径选用M5。1.7小结本章主要对电动车辆底盘车架焊接机器人重要部件进行了选