机器人行业应用解决方案

货柜尾门机器人自动化焊接生产线技术要求及工艺参数

2019-10-17 14:11:57 aipaae 11

货柜尾门焊接机器人工作站设计方案及客户提出的技术要求:

一、项目背景

货柜尾门尺寸为:长*宽=40m*11m

货柜尾门重:65kg.

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二、项目要求:

1、尾门焊缝及焊点数

焊缝长度:40mm*18=720mm;焊点数: 焊点点距按120mm核算,最大工件为L=2158,W=1186,横档数量4根。L方向上共17个*2=34个焊点,W方向上共9个*2=18个焊点,横档上共7 *2*4=56个焊点,总共108个焊点

2、本项目在长*宽=40m*11m的区域新建一条货柜尾门自动化生产线代替现有的4个尾门同步生产工位,需要满足一条生产线同时满足现有14种车型(详见附件)货柜左、右尾门的焊接。在能够满足图纸公差的基础上改造为自动化焊接。项目设计为单班操作工人数不超过4名的情况下需实现综合尾门生产节拍为1分钟/块(方案需要预留20%产能提升空间)。

尾门总成的点焊方式采用多点焊方式时可以优先利用现有地板多点焊机电源、电极、液压系统等零部件,缺额配件需要由乙方负责制造、安装、调试。技术咨询:152-6231-3609 另外为了满足未来铝车厢的焊接设计方案要预留铝质尾门制作工位。

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三、技术要求

(一)、弧焊机器人工作站详细技术要求

1、弧焊机器人工作站应能完成低碳钢以及铝合金等不同牌号钢材的焊接, 机器人工作站的焊接速度应大于1000mm/min。

2、机器人工作站夹具切换方式采用左右滑台式,骨架总成物料卸夹采用机器人搬运;

3、机器人焊接工作站应保证尾门骨架生产节拍为1分钟台(含夹具切换及出料时间)。同时预留20%产能提升空间(预留机器人安装位置)。

4、考虑到弧焊电源同时需要满足铝材焊接,弧焊焊枪为抽拉丝结构。

5、机器人工作站所配备的轨道及夹具的定位应能完成工作站的正常运行要求。

6、选配机器人的最大行程要能够满足最大货柜尾门的焊接要求。

7、不同类型的货柜尾门骨架之间的切换装置应在5分钟内完成。

8、机器人工作站应配备保证操作人员安全的装置。

9、机器人工作站应具有完善的配套设备以满足工作站能够正常的运行。

10、产品的装夹、拆卸及夹具的高度应符合人机工程。

11、焊接电源及焊机需采用开关电源。

12、弧焊工作站需制作安全操作间并附带除尘管道接口。

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(二)、点焊机器人技术要求

1、点焊工位采用多点焊或自动焊钳的方式,方案需同时满足货柜左门和右门的焊接。

2、点焊工位区域应保证尾门总成点焊节拍不超过48秒/块(含进、出料时间)。

3、考虑到动力电容量问题,单套专机同时焊接焊点不应超过2点(需要分时分段通电)。

4、点焊工位区域的物料上料与骨架总成的下料共用一台搬运机器人。

5、电极的设计应遵循以下4个原则:(a)电极需要良好的冷却;(b)电极头修锉便捷;(c)电极头及配件更换方便;(d)电极头及其附件维护简便。此外总水路安装流量开关,冷却水流量不足系统自动报警并停机。采用封闭式冷却循环系统,每路冷却水都安装水流量调节阀,可以方便调节每路水的流量。

6、设备的主体结构和防护:采用高强度结构钢为设备的工作台的骨架焊接机架采用门式结构,保证足够的强度和刚性。设备表面涂装与主线色调一致(待定)。生产线上的装置布置要合理,结构强度需要满足项目要求,整线运行时整体结构是平稳流畅、安全可靠的,所有的防护设施及措施是合理有效的。

7、本项目所涉及的焊钳电缆连接螺母必须与现场通用(即1吋14牙)。

8、本项目点焊工位区域的设计过程中要优先考虑利用现有地板多点焊机电源、电极等配件(详见表3-1)。

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四、系统人机界面及控制系统

(一)人机界面

监控工作流程,实现对自动、半自动工作切换,出于调试、维修考虑,实现部分系统操作;对开始状态确认、产品型号人工确认等;对各处到位信号、互锁型号、识别信号的直观反映;对系统故障的报警及位置、原因说明,以便尽快排查故障;记录两个月历史操作、工作数据。

1)界面1操作界面

* 通过触摸屏,半自动(人工通过触摸屏控制信号到位或手动触发信号,然后通过触摸屏操作,实现下一步操作)实现工艺流程中的步骤,对输送线体每一步均能实现前进、后退(机器人是由示教器进行前进后退,碰焊专机由自身系统控制前进后退);

* 界面中实时反映程序运行情况,对正常、故障,分别用绿色、红色指示灯表示,报警或提示用黄色指示灯表示,对故障及报警指示,双击后进入故障显示界面。

* 三维显示门内、外板图样,并明确显示与其它工件区别,人员对包边模作相应确认后,触及屏幕,方可进行下一步操作。

2).界面2信号监控界面

* 通过二维界面,反映各信号开关所在位置,并可实现下列操作:对开关所在区域,单击,视图转到对此开关的最佳观察角度,并显示此信号开关的作用;如此处有两个以上开关,则通过多个图面反应,通过“1、2..”排列,依次反映开关的具体位置及作用,并列出开关型号,以便维修。

* 界面中实时反映各信号开关运行情况,对正常、故障(未到位),分别用绿色、红色指示灯表示对故障及报警指示,双击后进入故障显示界面。

3).界面3故障界面

* 系统具有故障提示及报警功能,并且每次出现故障时都能准确的反映出故障具体位置,便于迅速排除故障,主要包括:工件的错装;机器人碰撞保护功能;工件安装不到位或没有装工件的检测与报警;

* 系统具有故障自诊断功能,在故障界面中反映故障发生原因及排除方式。

* 系统运行至何步骤:反映系统运行至工艺流程的哪一个步骤;

* 历史故障查询:反映在此步骤中发生过的故障记录及排除方式;

* 新增/编辑故障说明:可通过此界面对故障说明进行补充,或,新增故障说明,支持触摸屏输入,支持EXL 格式文档导入;

* 故障发生位置:二维图显示故障发生位置;

* 程序调试界面:显示当前系统程序运行情况;

4).界面4 工作数据查询

* 历史产量:反应当日产量、当月产量;可查询历史某天中该产品的产量(保存数据两个月);可用曲线图反映产量波动;

* 系统工作时间:可显示不同产品系统实际节拍;可显示当天系统工作时间;可用曲线图反映系统工作时间波动,并实现累计、清零操作,以便设备维护保养统计。


(二)控制系统

不同车型参数通过触摸屏设置;

1)机器人实际焊接速度不小于 1000mm/min、焊接速度可作调整,以适应不同工件的节拍要求;

2)系统控制有各种异常状态(如水压、气压、等异常)自行诊断功能,且所有异常现象能自动提示,并能根据设定数值判断是否停止工作,并自动停止生产并报警;

3)系统状态指示灯采用三色柱状灯表示;

* 红色表示停机类故障

* 黄色表示非停机类故障,并有声光报警

* 绿色表示机器运行正常

控制系统采用 PLC 控制,配有以太网接口。HMI 采用触摸屏,可通过触摸屏设定各种工艺参数,并有各种类型报警及数据追溯功能;

系统控制电源采用开关电源,PLC采用模块式PLC,能源控制要符合ECPL要求;

设备的重要电源开关,须具备挂牌挂锁功能,压缩空气主阀门采用一体式气阀开关,在关闭气源的同时可自动释放气压,并具备挂牌挂锁功能,所有能源控制点,要有能源标签和释放点标签,并提供主标牌和进入标牌(按江铃专用公司ECPL要求)管道符合江铃可视化要朮(颜色、介质、流向等)

(三)电控系统及其他要求

合理布置控制柜、操作箱、按钮站等,充分考虑安全防护及操作维护的方便性。对电控柜、操作台进行操作时,视眼需能覆盖操作影响区域。

五、安全防护

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1)需要在护栏外的区域:焊丝更换区域、电控柜操作区域;

2)需要在护栏内的区域:机械手活动范围区域、夹具切换台活动区域;

3)需要设置光栅的区域:在工位外设置光栅,光栅须检测工位中间无人;

4)安全栏维修出口处设置安全门,用于技术人员对设备进行维护保养时的进出通行。安全门通过安全锁与系统联锁,当安全门被非正常打开时,系统停止运行并报警。门锁结构采用以下方式:门栓到位后,触发到位开关,此时认为人员已全部离开,系统可以正常工作;否则,系统不得运行,处于调试、维修状态。

5)凡是可能发生人或机器损伤的地方,设置防护栏、门栏、安全网等设施;

附房二层周围需要安装防护栏,通往二层平台的楼梯也需要安装防护栏;

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