方案和工艺设计

KUKA-industrialrobots方案和工艺设计掌握焊接工作站组成及其功能了解焊接机器人设计方案学习目标方案设计-KRR1400机器人本工作站采用的是库卡KR5R1400型号的机器人，它是库卡机器人家族中最小的机器人，被誉为经济型薄板焊接专家,体积小巧、速度更快、精度更高、动态性能极佳、能轻松胜任各种要求严苛的工作。运行更快，重量更轻，工作范围更大。同等IP等级下最小的机器人控制柜，更加节省空间。极高的动态性能，安装也非常简便，地面或倒置可选。极高的重复定位精度，轻松满足对节拍有严格要求的工作。可与两轴变位机协调运动。强大的焊接软件包，简单使用。机器人干扰轮廓更小，重复精度高。可用SmartPAD直接操作机器人，工作方式有很多种，使用方便。支持多种通信协议，列如,profibus,profinet,ethernet等。方案设计-控制柜Kuka机器人控制柜标准的工业控制计算机PENTIUMⅡ处理器。基于Windows平台的操作系统，可在线选择多种语言（包括中文）。支持多种标准工业控制总线，包括：Interbus、Profibus、Devicenet、Canbus、Controlnet、EtherNet、RemoteI/O等。标准的ISA、PCI插槽，方便扩展。可直接插入各种标准Modem接入高速Intrnet，实现远程监控和诊断。采用高级语言编程。标准的控制软件功能包，可适应于各种应用。6D运动控制鼠标，方便运动轨迹的示教。断电自动重启，不需重新进入程序。系统设示波器功能，可方便进行错误诊断和系统优化。软件可自动更新和升级。方案设计-控制编程器KUKA控制编程器LCD彩显，VGA模式，640X480,256色。6D空间鼠标，外加键盘运动控制。示教过程简单，犹如游戏操作三位使能开关、易于安全操作。四种工作模式，可根据实际需要任意选择通过Canbus与PC通讯，实时性更强。能恢复程序。USB储存器支持。带时间标记登陆。支持远程服务。方案设计-PLCSIEMENS—S7—1200PLCSIEMENS—S7—1200可编程逻辑控制器(PLC,ProgrammableLogicController)提供了控制各种设备

以满足自动化需要的灵活性和强大功能。

SIEMENS—S7-1200设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。SIEMENS—S7—1200的CPU的硬件接口1.电源接口2.可拆卸用户接线连接器（保护盖下面）存储卡插槽（上部保护盖下面）3.板载I/O的状态LED4.PROFINET连接器（CPU底部）不同的CPU型号提供了各种各样的特征和功能，这些特征和功能可帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。CPU的拓展功能SIEMENS—S7—1200系统提供了各种模块和插入式板，用于通过附加I/O或其它通信协议来扩展CPU的功能。12341：通信模块：RS232和RS485连接2：CPU（PLC处理器核心）3：信号板，为CPU增加I/O4：信号模块，为CPU增加其它功能焊接工作站机器人焊接工作站是从事焊接的工业机器人系统集成，它主要包括机器人和焊接设备两部分。其中，工业机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成；而焊接装备，以弧焊和点焊为例，则由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）、变位机等部分组成。对于智能机器人而言，还应配有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。典型的焊接机器人工作站，主要包括工业机器人、机器人控制器、电焊设备、工装台及夹具、烟尘净化器、防护屋等部分，另外工装台也可由焊机变位机替代。工业数字化智能焊机麦格米特

工业数字化智能焊机是利用正负两级在瞬间短路时产生的高温电弧来融化电焊条上的焊料和被焊材料，使被接触物相结合的目的。其结构十分简单，就是一个大功率的变压器。全电流领域电弧稳定，飞溅小，同一台焊机，既适用于小电流打底焊接，也适合大电流高熔敷率工作。电弧集中、穿透力强。同样的熔深，相比其他气保焊机的热量输入降低20%以上，热变形极小。间隙搭桥能力强、干伸长不敏感，适应全位置及新手焊接。采用熔滴缩颈检测与控制微观技术，在最后一滴熔滴过渡后迅速切断输出，焊丝根部无小球，大幅降低了高要求起弧的剪焊丝小球工作量，一次性起弧成功率极高，提高作业效率。无需外购任何配置，直接在焊机面板上快捷设置焊接参数密码锁定、各种工艺参数和拓展功能。出厂默认具有10套焊接参数的储存调用功能（最大可定制99组）。机器人数字接口（CAN及衍生协议），可定制更多的焊接工艺与软件升级。该系列可选配开通与机器人通讯连接功能。送丝机MIG/MAG送丝机一体机，重量轻，可以很简单装配到机器人系统中，工作原理为通过控制电机来调整送丝轮转速，进而调整送出焊丝速度。使用机器人RINTX12接口或者BUSINTX11工业总线。欧式中心接口或Dinse中心接口的焊枪连接方式。4轮驱动（标配1.0+1.2mm钢性送丝轮）37mm直径。送丝轮更换使用免工具设计。数字通信的方式和焊接电源交换数据。LED指示灯指示送丝机工作状态。附带的19芯焊枪接口可以在焊枪与焊接电源之间完成各种信号的交换。焊丝连接导丝管和保护气连接使用的是快速接头，方便连接。选配项目：带总成连接法兰的安装支架，可以很方便的将送丝机装配到机器人手臂上。选配项目：单独的水冷接头，压缩空气接头。焊接电源lphaQ352焊接电源为焊接提供电流、电压并具有适合该焊接方法所要求的输出特新的设备。通过电气控制柜输入电压三相380VAC。工作原理为利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。多功能逆变直流焊机可用于冷弧焊，MIG/MAG超威弧，脉冲焊和常规焊。数字化控制逆变电源，完美的引弧性能和焊接性能，可重复，焊接效果极佳。焊接效率极高，飞溅少，应用性强。应用广泛，这一切得益于多样化的连接接口：数字量+模拟量控制接口，工业总线接口（Profibus,Interbus,CAN-BUS,Devicenet）。高暂载率，适合连续或多班制工作场合。RC1控制面板：高效的遥控器－－通过RC控制面板，可以对焊接电源进行编程，此遥控器非焊机运行必须部件。操作方便，可以很方便的查看所有设定值，实时参数以及当前系统状态；轻便，遥控器重量轻，方便手持，配有塑料保护外壳。可选配操作面板，方便查看设定值，实时参数以及当前系统状态。焊枪工具焊枪是指焊接过程中，执行焊接操作的部分，它使用灵活，方便快捷，工艺简单。工作原理为利用焊机的高电流，高电压产生的热量聚集在焊枪终端，熔化焊丝，融化的焊丝渗透到需焊接的部位，冷却后，被焊接的物体牢固的连接成一体，是焊接过程中执行焊接操作的工具。轻而小的特点，减少了焊枪本身对焊接工作的影响减轻了对焊枪及机器人的损伤传感器有着优秀的再现性与反应性，焊枪前端能在很短时间内复原到原先的位置无需改变原设置即可替换的标准型焊枪烟尘净化器烟尘净化器主要由机箱，滤筒，电机，风叶以及吸气臂组成。工作原理为通过电机引力作用，焊接烟尘经吸气臂进入设备后微粒烟尘被滤筒捕集在外表面，洁净空气经进一步净化后经出风口达标排出。烟尘净化器模型烟尘净化器实物烟尘净化器要求供电条件为

三相380V50HZ，作用为收集净化产生的焊接烟尘，起到保护环境，保护工人身体健康的目的。1.机箱6.滤筒

11.电机2.压差表

7.把手螺母

12.液晶屏3.抽屉8.侧板

13.总开关4.电箱9.自动脉冲阀

14.接线盒5.螺杆

10.风叶

15.万向轮烟尘净化器控制面板（从左到右）：（1）指示电源（左1红色）：此指示灯亮表示机器处于待机状态，可以正常使用。（2）脉冲按钮（左2按钮）：仅适用于脉冲版自动清灰版设备，和全自动脉冲清灰型设备。（3）启动按钮（左3绿色）：除尘设备调整好位置，按压启动按钮就可以使用。（4）停止按钮（左4红色）：当暂时不需要使用机器时，只需要按压停止按钮，不需要关闭总开关。控制面板介绍烟尘净化器滤芯的清洗与更换（1）拧开设备主机的星形把手。（2）取出主机顶部的密封盖。（3）在露出的滤芯顶部设置有螺帽，用扳手将其拧开。（4）抽出滤筒。人机界面与变位机人机界面威纶通系列全部型号触摸面板全线内置电源隔离保护器，支持MPI187.5K连接，不用额外花费购买转换器；本工作站选用的是EMT310A型号铝合金外壳搭配全新色彩与时尚设计VideoInputPorts支持NTSC及PAL格式12.1"1024x768TFT工业级LCD无风扇冷却系统内置256MB储存内存及万年历NEMA4/IP66面板防护等级陶瓷封装高寿命LED背光SD卡插槽支持SD/SDHC内置电源隔离防护器Com1或Com3RS4852W支持MPI187.5KCANbus装置支持CANopen通讯协议Com1/Com3RS485及CANbus隔离器内置变位机变位机主要由整体固定底座、回转主轴箱、水平回转盘、交流伺服电机及RV精密减速机、导电机构、防护护罩及电气控制系统等构成。作用为通过电机回转使固定在回转盘上的工件达到所需的焊接角度。变位机模型图变位机实物图变位机变位机的动作情况由于设计原因本工作站并未给予变位机控制权限，所以控制变位机需要通过控制柜控制面板来进行。a.情况一是在手动模式下并且自动模式停止。b.情况二是在变位机复位且机器人没有报警的情况下，将模式切换为自动模式。

c.情况三是自动运行，机器人切换到自动模式，人机界面也在自动模式下。清枪剪丝站清枪剪丝站主要由清枪装置，剪丝装置以及喷油装置，安装支架等构成。清枪站由机器人控制该设备的运行，设备也会将相应的反馈信号提供给机器人。设备中的清枪装置通过旋转铰刀来从焊枪枪头及焊枪喷嘴中去除焊渣及杂质；设备的喷油装置在焊枪枪头完成清枪后喷射防飞溅液，如此减少了焊渣再次粘附的概率；自动清枪站模型图自动清枪实物图清枪剪丝站收集盒安装与拆除清枪站底部放上用来支撑焊渣收集盒的固定架，焊渣收集盒放在铰刀马达下方。用四个气缸螺丝与垫片将清枪站，固定架与一个稳固的安装固定面比如清枪站底座连接起来。（注意：必须使用合适的紧固螺栓方法。）空气气源连接时，我们建议在清枪站气源的上游加装油水分离器，且压力是可以调节的，气流量最大不超过1000l/分。清枪剪丝站接线盒配置接线端子1：输入“开始清枪”信号，+24VDC,max.0.105A。接线端子2：0VDC。接线端子3：+24VDC机器人控制柜输出电压。接线端子4：将“加紧气缸打开”信号输入给控制柜。接线端子5：未连接。接线端子6：接受控制柜输入“剪丝启动”信号。接线端子7：向机器人控制柜输入“铰刀升至顶部”信号。接线端子8：向机器人控制柜输入“铰刀降至底部”信号。接线端子9-12：未连接。清枪剪丝站清枪剪丝站工作点清枪站是为焊接机器人专门配备的一个剪丝、清枪、喷油的设备。机器人焊枪到位后发出信号→清枪站开始工作，剪丝工作完成→机器人等待清枪站剪丝气缸给出信号→机器人位移到清枪机构→机器人焊枪到位发出清枪信号→清枪完成剪丝位置点清枪位置点工作流程：气泵设备选型捷豹2530，通过电气控制柜输入电压单相220VAC，用来压缩空气给自动清枪站提供动力。工作原理为通过往复式活塞压缩空气。额定功率780W，排气压力0.7MPa，储气量30L。防护屋防护屋整体采用铝型材搭建，底部钢丝围网，上部钢化玻璃结构，与地面使用膨胀螺栓固定。主要用来隔离焊接过程中的刺激强光和一些噪音。防护屋顶部配有三色警报灯，具有声光报警功能，用于指示整个设备的运行状态。报警灯对应的意义：黄灯表示在手动模式下和待机运行中绿灯表示在自动模式下，设备正常运行；红灯表示在异常模式下，出现紧急停机和在急停按钮按下时，并进行蜂鸣报警；气瓶气瓶容量为40L，钢制品，用来储存焊接过程中所需要的二氧化碳气体。高压气瓶中的高压气体调节成工作时的低压气体，在使用过程中保持稳定的压力与设定的流量。气瓶应稳固直立，切不可水平放置。气体调节器的流量计需与地面垂直，否则指示流量的浮动球不能正确工作，所示流量也不可能准确。二氧化碳气瓶气体流量调节器电气控制柜箱体和门材料为钢板，浸涂底漆，外经粉末涂层，织纹，安装板材料为钢板，锁具材料为锌压铸件，控制柜防护等级IP66，控制柜整体尺寸800mm×1200mm×300mm，对整个工作站的供电和运行进行控制。总装所有电路控制所需的电气元件以及操作平台，控制整个工作站的动作流程的功能；电气控制柜工艺设计库卡焊接工作站是用库卡

KR5R1400型号的机器人将弧焊焊接管和板对板焊接件进行焊接。焊接工件流程：开始焊接→状态机旋转到焊接位置→对板对板焊接件进行焊接→对弧焊焊接管进行焊接→状态机旋转到原点位置→剪丝清枪→结束焊接。焊接路径设计：根据焊接流程来设计机器人运动路径，主要路经包括（焊接板路径、焊接管路径、剪丝路径、清枪路径）。焊接板路径：路径的选择是在焊接板之间的焊缝焊接管路径：路径的选择是在焊接管之间的焊缝工艺设计剪丝