150314s11火焰切割机器人方案Word格式.docx
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单位
数量
制造商
机器人系统
1
切割机器人M－20iA
包括控制系统
套
日本FANUC
2
软件包
TouchSensing焊缝自动寻找功能
3
系统联线总成
周边设备
4
机器人底座及焊枪管线吊挂平衡机构
华恒
5
切割工装平台
切割系统
6
自动点火系统
上海捷锐
7
火焰切割系统及控制装置
安全装置
8
安全围栏
客户自备
服务
9
安装、调试及培训
次
10
编程（针对3种工件）
其他
11
运输及保险
◎操作描述
机器人切割工作站按90°
布置有A、B2个切割工位。
操作工人将工件吊装到切割平台上，工人推动工件与靠模靠紧，实现工件的重复定位。
工人启动机器人，机器人夹持割炬，自动点火，按示教程序及切割工艺对工件进行火焰坡口，任务完成后，断火，自动退回安全位置等待下一次指令。
当机器人在平台A上进行切割工作时，操作工人可以在平台B上进行工件的装夹、定位或者对加工完成的工件进行卸载。
双工位的布局可以提升机器人利用率，不因工件的装夹或卸载而使机器人被迫处于待机状态；
同时还可以通过程序控制同时交替进行两
种不同工件的切割和坡口的任务。
设备描述
◎机器人系统
◆M－20iA机器人
M－20iA型机器人为6轴增强型工业机器人即关节型手臂机器人，采用的新型交流伺服电机具有结构紧凑、高输出、响应快、高可靠性等特点。
机器人的手臂具有细长而紧凑的设计，由于各个轴的动态性能高，保证了优良的切割精度、速度和可重复性。
高强度的手臂与最先端的伺服控制技术有效提高了各轴的动作速度及加减速的性能。
运动的作业时间缩短15%以上，实现了行业内最高的生产能力。
电机传动轴上安装有制动器，通过闭合电路原理动作，在失电的情况下自动抱闸，避免危险性的运动。
功能
备注
切割重启功能
再生暂时停止再启动功能
防碰撞功能
遥控坐标系选择功能
直交、工具、便利、各轴、工件等各坐标系
状态显示功能
程序编辑功能
位置、命令的更改、插入、删除、程序复制及删除，合并
程序变换功能
平行、回转移动、镜向变换等
程序呼出功能
最佳加速／减速控制
减震控制
轨迹恒定性控制
高精度轨迹控制
转角高速作业精确控制
自诊断功能
故障分类和数据显示
示教-再生切换功能
断电恢复功能
停电中断，再上电后可接序停止位置开始工作
程序存储容量
100套
外部记忆
SUB插口、局域网或以太网
外部输出输入
I/O40点/CC-LINK（总线模块）
结构
垂直多关节形（6自由度）
单轴最大
动作范围
轴1（回旋）
340o
轴2（上臂）
260o
轴3（下臂）
458o
轴4（手腕回旋）
400o
轴5（手腕摆动）
360o
轴6（手腕回转）
900o
运动速度
轴1
195o/s
轴2
175o/s
轴3
180o/s
轴4
360o/s
轴5
轴6
550o/s
外侧最大工作半径
1811mm
内侧最小工作半径
404mm
重复定位精度
±
0.08mm
负载质量
轴6最大荷载20kg
重量
250kg
周围温度
0～45o
振动值
0.5G以下
安装方式
直立
机器人P点动作范围图：
◆R-30iAA箱体机器人控制柜：
R-30iAA箱体机器人控制柜的控制是基于FAUNC公司采用工控机技术的智能运动控制系统。
全数字伺服模块给机器人的6个关节的交流伺服电机提供驱动电源，有能力扩展控制2个外部伺服电机轴同步协调控制，完成直线插补和圆弧插补。
具有自动控制、检测、保护、报警等功能，系统的启动、停止以及暂停、急停等运转方式均通过操作盘进行。
系统运行状态及系统报警可在主操作盘上显示，也同时由系统运转状态高置显示灯显示。
机器人控制柜、示教盒、操作盘上设有急停按钮，在系统发生紧急情况时，可通过按下急停按钮来实现系统急停并同时发出报警信号。
ARCLink通讯总线技术，无论在通讯稳定性能，还是在数据传输能力上都大大领先于模拟信号接口和普通的通讯总线接口。
◆示教盒：
机器人系统配有大屏幕彩色LCD显示的编程器，分辨率640X480。
采用图标、图画显示，操作与编程简单明了。
操作者通过示教方式编辑焊接程序，容易掌握，屏幕显示的帮助向导功能协助操作者确认操作示教盒的步骤。
示教盒可以显著提高在工作现场对I/O信号的调试效率，可以在显示屏上编辑梯形图。
示教盒上设置操作按钮和开关，可以在示教盒上设置伺服准备、示教、再现、远程等模式。
1）操作方便，具有在线参数修改和故障自诊断显示功能。
2）可进行示教点修改：
示教点的追加、删除或修正。
3）可实现点动操作，具有启动、暂停、急停、编辑锁定功能。
示教盒操作
座标系选择
关节、直角/圆柱、工具及用户座标系
示教点修改
追加，删除或修正（可独立修改机器人轴和外部轴）
点动操作
可实现
轨迹确认
单步前进，后退，连续行进
速度调整
在机器人工作中和停止中均可微调
定时器设定
设定单位0.01秒
快捷功能
直接打开功能、画面预约功能
接口
FC1/FC2用，RS-232C（通道）
应用
弧焊、点焊、搬运、通用及其它
安全措施
基本安全标准
JIS（日本工业标准）
安全速度设定
安全保护方式
通过信号触发进行慢速再现
示教锁定模式
示教过程中不允许操作再现操作盒
干涉监视领域
S轴干涉监视（扇形），立体空间干涉监视
报警两个系统（轻故障，重故障），故障分类和数据显示
用户报警显示
能显示周边设备报警信息
机械锁定
对周边设备进行运行测试（机器人不动作）
门互锁
MCCB置于“OFF”位时，可开安全门
维护功能
累计运行时间显示
控制电源接通时间，伺服电源接通时间，再现时间，操作时间，工作时间
报警显示
报警内容及以往报警记录
输入/输出诊断
可模拟使能/使不能的输出
工具常数校准
使用校对模架，自动校准终端效应器的参数
编程功能
编程方式
菜单提示，人机对话方式
程序语言
机器人语言：
动作控制
关节运动、直线及圆弧插补、工具姿态控制
速度设定功能
百分比设定（关节运动），0.1mm/s设定（插补），角速度设定（工具姿态控制）
程序控制命令
跳转命令，调用命令，定时命令，机器人停止，机器人工作中一些命令的执行
变量
全程变量、局部变量
◆接触传感（TouchSensor）功能包
1）工件的位置和外形偏差，使本来示教的机器人切割轨迹要被“修正”。
FAUNC的TouchSensor功能包可以在切割之前修正这类偏差，机器人在预定的距离内，以割嘴接触工件、形成电流回路，来检测寻找工件的正确焊缝位置。
2）接触传感器能够测定工件的实际位置并可以完成将程序中切割轨迹各点到其实际位置的转换。
对于火焰焊接，割枪割嘴上始终加有测量电压。
当割嘴和工件接触时，电路闭合，控制系统据此实现坐标变换的计算和执行，然后机器人按照变换后实际的轨迹运动实现准确的焊接。
3）对于表面氧化较重的材料，需要使用安全高压作为测量电压。
4）焊接程序中包含有机器人测量工件位置的运动程序。
工件公差越小，测量过程越短，相应地，总的生产节拍越短。
5）所有的测量点必须具有较好的可达性，方便机器人使用割嘴测量。
6）根据公差情况（X－，Y－，Z－向），机器人搜寻动作可能是1－3个方向。
7）为保证传感器的正常运行，要定期对割嘴外表面进行清理。
8）此寻位功能可用于任何数目的单个点、切割程序的某个段、或整个切割程序的修正，如下图所示。
◎周边设备
◆切割工装平台
床身底座由型材组合焊接，经退火处理后加工而成；
切割平台为铸件，圆锥支撑；
在工作台面上根据工件形状布置3点定位装置，重复定位精度高，工件拆装快速。
◎切割系统
该系统包括：
1）火焰切割气路及控制单元
2）火焰切割割炬
3）机器人KS-1防碰撞感应器
4）自动点火装置
5）割枪管线吊挂平衡机构
◆割炬装置
割炬装置是由割炬体，枪夹，手动调节阀，回火防止器，管接头等组成，将割炬气路与工厂气源隔离。
由上海捷锐公司提供。
火焰割枪
◆气路系统
本机采用三路供气（即切割氧,预热氧,燃烧气）。
三路气体由汇流排分别把丙烷气及氧气集中，分别接入纵向三路供气总管，通过总管吊架接到主机的管路,由各自的压力表显示气压值，再经电磁阀进入主机，由分气排分配到割炬，通过割嘴实现气割钢板之目的。
管路系统气体具体要求如下：
工作压力
气体纯度
切割氧
7.84×
105pa
99.5%
预热氧
6.84×
燃烧气
0.49×
98%
自动点火器
◆控制装置
机器人控制器对于切割系统进行控制，配备外部操作按钮集中控制两个工位的切割系统和高可靠自动点火装置。
专用气体控制站可在手动状态下调火，
可方便进行气体多级多路控制。
切割速度130-330mm/min
◆配用割嘴
该机配用割嘴为GK3型丙烷快速割嘴，其性能参数见下表（供参考）。
割嘴号
气割钢板厚度（mm）
气体压力Mpa
氧气体消耗量
切割速度（mm/min）
氧气
丙烷
氧气m3/h
307-0
5-10
0.7
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