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主 枝 機 器 人焊接方案說明書
濟南恒捷自動化設備有限公司
2019/2/24
一、工件要求及焊接工藝分析：
工件名稱： 滿足焊接塔機標準節主枝連接套和接連板的焊接。
工件長度:2500mm /2800mm
工件材質：碳鋼 板材厚度： 焊絲直徑：φ1.2mm
焊縫形式：角焊縫和平焊縫 焊絲規格及結構形式：桶裝焊絲或盤裝焊絲；
焊接工藝要求：
1.環境溫度0～40℃、無粉塵及各種腐蝕介質的場合。
2.焊接采用自動CO2焊接，焊縫均勻，成型美觀，若使用混合氣體效果更佳。
3.該機器人焊接系統是實現焊接件焊接的設備，配備唐山松下制造的電源YD-500GR4型兩臺、松下TM1400機器人兩臺、工裝夾具二套。
工件裝夾時間是以熟練操作工為前提。
二、設備效果圖、布局圖及總體功能概要
三、主枝機器人設備工作原理及動作說明
1.人工將點焊好的工件裝夾在工位變位工裝上；
2.啟動1按鈕，機器人自動焊接工位1工裝上的工件；
3.焊接完成；
4.工人將工位I工裝上的工件卸掉，裝夾上新的待焊工件；
自此完成一個焊接循環。
5.啟動2按鈕，機器人自動焊接工位2工裝上的工件；
6.工人將工位2工裝上的工件卸掉，裝夾上新的待焊工件；
自此完成一個焊接循環。
四、工作站配置表（單臺份）
序號 | 名稱 | 規格 | 數量 | 備注 |
1 | 機器人 | TM-1400 | 2 | Panasonic |
2 | 控制電纜 | AWU03448L4M | 2 | Panasonic |
3 | 支架 | YA-1AH011T0T | 2 | Panasonic |
4 | 電源 | YD-500GR4HGK | 2 | Panasonic |
5 | 焊槍 | YT-CAT502HAH | 2 | Panasonic |
6 | 送絲機 | YW-CMF021HAE | 2 | Panasonic |
7 | 電纜單元 | TSM99233 | 2 | Panasonic |
8 | 焊絲盤架 | YM-508UFHAE | 2 | Panasonic |
9 | 氣體流量計 | YX-25CD1HAH | 2 | Panasonic |
10 | 變壓器380V/200V | TRANS10 | 2 | Panasonic |
11 | 主枝焊接變位裝置（雙工位） | 1套 | 濟南恒捷 | |
12 | 變位機（伺服電機+RV減速機） | 500KG | 2 | 濟南恒捷 （東元伺服電機+帝人RV減速機） |
13 | 工件工裝 | ZG-2800 | 2 | 濟南恒捷 |
14 | 電氣控制系統 | 日本OMRON可編程控制器為核心驅動伺服電機 | 1 | 濟南恒捷 |
15 | 清槍系統 | 1 | TBI(選配) |
五、各單元技術參數及功能簡介
TM1400機器人焊接系統主要配置的相關資料:
1．機器人本體
標準手臂 (TM-1400) 型 | ||||
項目 | 規格 | |||
結構 | 獨立多關節型 | |||
自由度 | 6 | |||
動作范圍 | 腕 | 轉動 | （正面基準） | ±170° |
上臂 | （垂直基準） | －90°～＋155 ° | ||
前臂 | （水平基準） | －195°～＋240°(－195°～＋240°)※2 | ||
（上臂基準） | －85°～＋180°(－180°～＋85°)※2 | |||
手腕 | 轉動 | ±190°(－10°～＋370°)※2 | ||
彎曲（前臂基準） | －130°～＋110° | |||
扭轉 | 焊槍電纜外置型：±400 ° | |||
動作領域 | 手臂動作截面積 | （Ｐ點）※1 | 3.80 ｍ２ | |
（Ｏ點）※1 | 3.52 ｍ３ | |||
手臂前后動作距離 | （Ｐ點）※1 | －1117mm～＋1437 mm | ||
（Ｏ點）※1 | －1093mm～＋1413 mm | |||
手臂上下動作距離 | （Ｐ點）※1 | －803mm～＋1697 mm | ||
（Ｏ點）※1 | －799mm～＋1673 mm | |||
大可搬重量 | 6Kg | |||
制動 | 帶全軸制動 | |||
制 動 解 除 | 可選或者標準裝備（根據型號） | |||
動作范圍保護 | 軟限位 | 適用 | ||
硬限位 | RT 軸：標準裝備 | |||
機械停止 | 基本 3 軸 | |||
高速度停止 | 空走時間 | 請參考 「2.10.1 空走時間」 | ||
空走角度 | 請參考 「2.10.2 空走角度」 | |||
接地 | D 種以上機器人專用接地 | |||
塗裝色 | RT 部位：相當于芒塞爾Ｎ 3.5 | |||
安裝姿態 | 普通 ( 天吊 )※2 | |||
周圍溫度 / 濕度度 | 0 ℃～45℃，20％RH～90％RH（在溫度４０℃、濕度５０％RH、２０℃、９０％RH（無結露）以下時） | |||
搬運及保存溫度 | -25°C～60°C | |||
本體重量 | 約 170 kg | |||
※1：關于Ｏ點以及Ｐ點，請參看動作范圍圖。 | ||||
※2：（ ）內是天吊規格出廠時已經設定完畢。 | ||||
TM-1400 動作范圍圖 單位【mm】
2.TM控制器相關資料：
結構、硬件規格 | ||
項目 | 規 格 | |
箱體防護等級 | 相當于 IP32、（機器人控制部分密封防塵結構） | |
冷卻方式 | 控制部分 … 間接風冷 （內部循環方式） | |
輸入功率 （平均功率） | 3 相 AC200 V±20 V、3 kVA 、50/60 Hz | |
大功率 | 機器人運動時：大 7.1 KVA/200 ms | |
接地 | 有保護接地 （PE）。系統的話有功能接地 （FE） | |
顏色 | 芒塞爾 5Y8/1 | |
編程方式 | 示教再現式 | |
制御軸數 | 同時 6 軸 （多 27 軸） | |
外部控制軸數 | 標準設置：內藏外部軸3軸（大2kW電機功率）＋外置外部軸控制器；6 軸 （大裝機容量 20KW） | |
經路控制方式 | PTP 及 CP （直線或圓弧插補） | |
位置檢測方式 | 帶多回轉數據備份功能的解析器 | |
位置控制方式 | 軟件伺服 | |
速度控制方式 | 線速度固定控制 （CP 控制時） | |
速度范圍 | 示教時 | 可將高速度限制在速度范圍內（0.01 m/分～15m/分） （出廠時：15 m/ 分） |
再現時 | 0.01 ～ 180 m/ 分 （直接輸入數值） | |
存儲方式 | IC 存儲器 | |
內存容量、軟件功能 | 請參考使用說明書的 《操作說明篇》 | |
機器人本體連接電纜的長度 | 選配 （請參考 12 頁的 「連接電纜 （選配）」) | |
外形尺寸 (W×D×H) | 553×550×681 （mm） （不含突起部分） | |
周圍溫度 , 濕度 | 0 ℃～ 45 ℃、20 ％RH ～ 90 ％RH （45 ℃時 50 %、20 ℃時 90 % 以下，不結露） | |
運輸 , 存儲溫度 | -25 ℃～ 60 ℃ | |
質量 | 60 kg （不含示教器及連接電纜） | |
外形尺寸：
輸入輸出 / 外部控制規格 | ||
項目 | 輸入輸出 | 規格 |
狀態輸入輸出 | 輸入 | 啟動、停止、錯誤解除、運行模式、示教模式、打開伺服電源 |
輸出 | 啟動過程中、停止時、錯誤、運行模式、示教模式、 | |
通用輸入輸出 | 輸入 | 40 點 （通過設定，大可擴展到 2048 點） |
輸出 | 40 點 （通過設定，大可擴展到 2048 點） | |
輸入輸出分配 | 程序選擇輸入、其它狀態輸入輸出也分開使用 | |
其它輸入輸出 | 輸入 | 支架、設置輸入 |
輸入規格 | 光耦合器（通過 DC24V12mA 的 ON/OFF 執行） | |
輸出規格 | 集電極開路 | |
電路 | 輸入 | 示教器上緊急停止、備用緊急停止、外部緊急停止、門停止、剎車、外部剎車、觸摸屏緊急停止;( 注 1）、保護停止1.2 |
輸出 | 4 個緊急停止輸出 | |
觸點規格 | 2 個觸點 ( 冗余 ) | |
外部存儲器 | 控制器 | ·RS-232C （任選） |
示教器 | SD 存儲卡插槽 | |
( 注 1 ） 只有 E/R/U 規格產品，標配的操作箱內的緊急停止已連接好。 | ||
( 注 2 ） 除廠內局域網外，請勿隨意與其它網絡連接。 | ||
( 注 3 ） 當裝插了 SD 卡或 U 盤，并且正在進行數據讀取時，請勿關閉電源 | ||
3． 焊接電源
? 弧焊電源：該電源（YD-350GR4HGK）是由唐山松下生產的全數字MIG/MAG焊機；
? 采用微電腦控制，從400萬種波形中選出佳焊接條件，實現高速、高精度焊接，焊接綜合性能大幅度提高；
? 防斷弧電路和新的送絲控制電路，無論CO2/MAG、實芯/藥芯的何種組合，均可獲得穩定的電弧、低飛濺的焊接，引弧成功率高。
? 次級短路保護、過熱保護和初級過電流、過電壓保護等多種防護功能；
? 適應機器人焊接和自動焊接等復雜焊接過程的多種擴展機能。
? 采用帶數字編碼器的蝸輪送絲電機，能夠實時對送絲情況進行檢測反饋，并由 CPU控制電機的轉速，從而實現高精度的送絲。
技術參數如下表：
焊接電源型號 | YD-500GR4 |
輸入相數、電壓、頻率 | 3相，AC380V，50Hz |
額定輸入 | 18.5KVA 18KW |
額定輸出電流 | 500A |
額定輸出電壓 | 45.0V |
負載持續率 | 60% |
重 量 | 60kg |
6.變壓器技術規格：
松下生產的機器人專用變壓器，與松下電源具有同一品質，可靠性高。
名稱 | 規格 |
型號 | TRANS-10 |
額定輸入電壓 | 3相 AC380V 50/60Hz |
額定輸出電壓 | 3相 AC200V 50/60Hz |
額定容量 | 10KVA |
六、焊接機器人系統的動力電源
1、機器人系統用電源
用戶負責提供3Φ 50Hz AC380V±10% 容量≥40KVA 機器人系統用電源及控制電源。
（1）機器人用控制器要配置專用一次電源配電設施。
（2）機器人用控制器要按標準單獨接地，接地工程由甲方負責。
（3）該規格包括機器人及控制系統所需變壓器。
（4）該規格不包含系統外接配電開關。
2、保護氣體
用戶負責提供瓶裝或集中供給符合規定的合格保護氣。
七、設備制造施工范圍
項目 | 甲方 | 乙方 | 備注 | |
設計制造 | 機器人本體 | ○ | ||
機器人控制裝置 | ○ | |||
附帶機器 | ○ | |||
機器人底座 | ○ | |||
焊接工裝夾具 | ○ | |||
防護罩 | ○ | |||
安裝工作 | 設置場所基礎工作 | ○ | ||
安裝調試工作 | ○ | |||
配電盤 | ○ | |||
設備連接工作（一次接線） | ○ | |||
地線設置工作 | ○ | |||
配線配管用卡子及護罩的制造安裝 | ○ | |||
其他沒有記入事項 | ○ | |||
其它 | 操作培訓 | ○ | ||
焊接施工（施工條件） | ○ | |||
焊絲氣體導電嘴等消耗品 | ○ | |||
工件一致性 | ○ |
設備到達現場前用戶負責完成安裝現場的基礎施工、傳送設備、電力及其它相關準備。設備到達現場后用戶無償提供給乙方安裝所需的起重、運輸設備，并提供所需技術資料、相關人員等方面的協助。
八、設備顏色要求
機器人本體、機器人控制柜、機器人用變壓器、焊接電源等標準品為原設備標準顏色，工裝夾具機構顏色由用戶確定并提供色板。
九、設備驗收
設備在用戶工廠進行終驗收。
驗收標準：
a. 設備功能要求符合技術協議的有關條款；
b. 連續運轉檢查，對進行連續焊接運轉的10套工件，用甲方檢具檢驗合格。
C. 焊接質量檢查
從進行連續焊接運轉的10套工件中抽取一件樣品按甲方提供的檢測方法檢查焊縫強度，全檢焊縫外觀（無氣孔、咬邊等焊接缺陷）。
驗收完成后，雙方代表簽署終驗收報告。
直縫焊接設備廠家如果因為甲乙任何一方的不可預測原因而導致驗收暫時不可進行時，甲乙雙方代表要簽署階段性驗收報告。
十、保修期
本裝置保修期為設備終驗收合格后12個月。若屬正常使用狀態下發生的故障破損，對屬于我公司的責任且在保修期以內，我公司進行無償修理或部品更換。但是以確實實施了說明書中所記載的維護內容為前提。我公司所指認的易損件、消耗品、維護部件及保險管、指示燈等易耗品不在此列。
十一、培訓計劃及要求
（1）人員要求：機器人操作者中專以上文化、主管技術人員大專以上熟悉英文、計算機。
（2）受訓地點為甲方所在地。
（3）受訓時間約3天。
相關設備照片：
行業內主要使用廠家：
1、山東大漢建設機械股分有限公司 120臺
2、山東明威起重設備有限公司 34臺
3、威海市華夏塔機有限公司 60臺
4、威海市華塔有限公司 12臺
5、萊陽市鴻達機械有限公司 15臺
