机器人焊接自动线技术标准文档格式.docx
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3.2总成件的安装与输送需结合输送供应商的方案综合考虑。
4.控制
4
4.1机器人工作站采用电控，且根据结构特性适当考虑互锁装置。
4.2所有气缸磁性开关必须采用抗强磁开关。
5.气路原理图
每套夹具必须根据五菱提供的模板设计气路原理图，气路原理图随夹具结构一起评审。
6.其它
5
6
6.1焊接线需统一铺置踏台，方便工人操作。
6.2踏台的铺置图由承包商提供，制造及安装由我方实施
6.3主气路软管走边，分气路阻燃管，气管要排列整齐、美观。
6.4根据现场的实际情况及安全需要，在适当处增加安全防护栏或防护网。
6.5所有部件上底漆之前必须彻底除锈，所有部件必须有一层底漆和面漆，油漆的颜须严格按照《五菱工业公司技术中心工装涂色标准（版本1）》执行。
二、机器人及控制系统通用技术要求
1.系统功能要求
1.1硬件设备安装及接线要求
所有的电气硬件设备安装都必须符合『GCCB1』（见附件或者联系五菱工程师索取）的要求，下面为主要技术要求，详细请见“GCCB”。
供应商负责根据每个系统的控制布局决定电缆的数量和长度，并将电缆订单（如数量、型号、长度等）的预计提交给五菱电气工程师和电缆供应商，以避免因交货周期等因素造成项目延期的情况；
供应商必须按照每套系统的控制范围设备电缆线槽。
供应商负责避免各种物理干涉或障碍的协调，并提出可共用电缆线槽的方案。
1.1.1桥架
a）主桥架：
在机器人工位两侧各布置两条贯穿整个机器人工位的镀锌板金属桥架，带锁扣及金属隔板，槽内每米留一个串线口，尺寸分别为400×
100mm，200×
100mm，壁厚为2.0mm；
支桥架：
至每一个机器人底座和电缆敷设必要的位置须从主桥架配分支桥架至电气器件旁。
所有的电缆必须敷设在桥架内，分支使用镀锌钢管进行保护，220VAC及以上电源电缆布置在200×
100mm桥架中，控制电缆及通讯电缆布置在200×
100mm桥架中，在不便于布置桥架或镀锌钢管的地方，须使用套管保护电缆；
b）桥架和桥架的连接处要有弧度且用接地铜箔相连；
c）桥架，线管必须要有支撑，不允许直接安放在地上，所有电缆在经过尖刺锋利的接口或转角等容易造成电缆外皮割损的位置需要加护套防护。
d）使用塑料衬垫保护所有的线槽与线管上的切口，避免线缆被金属快口割伤。
e）现场各元器件距离线槽或线管的最大距离不得大于400mm；
f）所有的线槽，金属线管均需可靠接地，在接口处必须使用不小于6mm2的导线进行跨接；
g）如果是线管接地跨接必须使用专用的接地夹头或焊接专用接地螺栓；
h）低于3根电缆的使用穿管敷设，应尽量避免单根导线单独穿管。
超过3根电缆的使用线槽敷设；
i）在线体槽中必须分别将动力线AC400/230V，信号线DC24V和系统总线用金属隔板进行电气隔离；
j）在支线线槽中至少做到系统总线与其他电缆电气隔离；
k）线槽内电缆的敷设总截面不得超过线槽截面的50%；
l）敷设在垂直线槽中的电缆，应进行可靠的固定，避免电缆集中受力在最高点弯角处；
1.1.2线缆
a）所有DeviceNet电缆、以太网电缆、24伏直流电缆、220伏交流电缆必须使用预制电缆。
b）现场各元件包括传感器，限位开关，光电开关等的接线必须使用至少一端为预制一次成形的快速接头连接。
c）不同功能的电缆不允许穿在同一根线管内，所有通讯电缆、控制线和动力线不得混放在一起，必须屏蔽。
d）固定敷设的电缆应使用柔性电缆。
e）在有轻微震动与摩擦的场合应使用耐磨电缆。
f）在水平或垂直移动的场合应使用特柔电缆。
g）在存在扭曲或旋转的场合中应使用机器人电缆。
h）在容易产生摩擦和缠绕的场合必须使用拖链对电缆进行保护，拖链两端口应使用专用的压板，压紧电缆防止电缆在拖链中产生移动造成磨损。
i）所有移动电缆的两端必须使用快速接头，快速接头近电源侧必须使用雌头即插座进行连接。
j）柜内线缆的线径及颜色按照图纸要求选线及安装，所有电缆应进行流向标识，线缆标签内容详见图纸；
k）柜内电缆的颜色按照以下原则：
l）380VAC颜色是黑色。
m）220VAC颜色是红色。
n）0VAC的颜色白色。
o）24VDC颜色是棕色。
p）IO信号线为蓝色
q）0VDC颜色为白蓝相间。
r）能量锁信号线是橙色。
s）接地线的颜色是黄绿相间。
t）相序、相色符合国家安全性评价标准（三相五线），总电源开关必须有漏电保护；
u）由于在调试过程中可能随时要调整柜体、盒子的位置，接入盒子的线缆必须额外预留5米长度的余量；
v）所有的电缆首末两端必须有电缆标牌，按照GCCH标准命名；
w）所有不在桥架及镀锌管内的电缆必须用蛇皮管保护，不得有裸露，破皮的现象；
x）所有线缆连接都必须有线鼻子，包括元器件之间的线缆连接，或接入端子的线缆。
1.1.3DeviceNet
a）所有的DeviceNet主干电缆的两端装有了终端电阻，整个D网总电阻断电测量值必须介于50-65Ω之间。
b）终端电阻要求120Ω或121Ω.1/4W。
c）DeviceNet电缆的安装满足曲率要求；
d）对DeviceNet的支线电缆，其最大长度小于6m；
e）所有的T头，多头接头，及接线盒适当的固定安装；
直接相连的T头不能超过2个，若超过两个必须改用分接器。
f）DeviceNet电缆系统的接地要恰当；
g）所有的T头和接线盒要安装在电缆槽架上，不允许在槽架内，T头需要安装在黄色的安装板上，并按照电控图纸贴上防水浮刻标牌；
h）所有的支线都连接到了一个DeviceNet的节点上；
i）使用细缆作为干线时，D网网络干线长度不得超过100m。
j）DeviceNet干线总长度、支线总长度满足行业标准
1.1.4光栅
a）所有安全光栅按照图纸要求接线；
b）所有安全光栅安装支架必须独立固定于地面上，不允许固定于踏台上；
c）安全光栅必须配备足够牢固且尺寸合适的金属防护罩并固定于踏台上。
安全光栅铁罩的尺寸，尽量的和光栅的尺寸一样，占用的空间越小越好。
安装的位置由五菱控制工程师现场指定。
d）所有的安全光栅的发射和接收端安装位置相同的方式安装。
1.1.5端子及线号
a）所有的端子根据线径大小的不同选用同级别大小的端子；
b）接线端子需要短接时，使用专用接线短路片，不得使用普通导线跨接。
c）导线有端子标号，导线端子根据线大小用相应的线号管，线号机打号，线号长短排列一致，线号清晰。
线头用相对应线耳并用专用工具压接，线头作好绝缘处理，线号不遗漏和误标。
d）线号的标示根据图纸中的名称一一对应标示；
e）所有端子的安装要求牢固的，在不将接线从端子拔出来的情况下，可容易的将端子取出。
f）每个端子最多接两根电线。
1.1.6标牌
a）所有的柜内元器件都必须有标牌标示；
b）标签使用螺钉或铆钉安装（安装在背板上的），当元器件更换时，标签应仍然保留在电气柜或设备上，柜面和柜外线缆标签使用防水浮刻标牌，线缆标牌需要配置标牌绑扎护套；
c）所有标牌的格式由五菱提供；
1.1.7柜体
a）所有的柜体按照五菱提供的图纸及要求制作；
b）所有柜体的接地表面、铭牌和软管要求无油漆和包裹物；
c）所有柜体都满足NEMA12的要求（要求柜体密封性良好，不能有间隙或不必要的孔洞，备用孔洞必须封堵好；
d）所有柜体密封垫圈的粘贴是否牢固可靠；
e）所有柜体门打开角度要求大于120度；
f）所有柜内元器件必须安装合适，在不拆离背板的情况下可进行更换任何柜内的元器件；
g）接地片或接地铜排是否安装在柜体内；
h）从柜门的接地螺钉到柜内的接地片需使用了编织状的接地线（适用于电柜/子站门上若有元器件（如按钮，指示灯，多位开关）的情况下；
i）线槽内的布线要求顺畅，不混乱，线槽内不能有线与线之间的短接；
j）所有的电柜面板上安装金属标牌。
面板上按钮，指示灯需要有金属标牌标示；
k）柜内临时跳线必须使用了紫色电线进行连接。
l）电柜系统安装应充分考虑结构的美观性、维修性、安全性、可靠性和经济性，结构应方便维护和修理，易损件的更换要方便可靠。
元件布置整齐、均匀、合理、不损坏元件、接点不松动、露铜不过长、反圈、不压绝缘层，元件在配板合理，安装准确紧固，配线导线紧固、美观，导线进行线槽，不损坏线绝缘或线芯。
m）变压器、断路器、接触器等必须在背板攻牙安装，特别是变压器的四个安装孔须在背板焊上四个镙母。
n）PDP柜需要有能量锁定图，式样由五菱提供；
o）控制柜必须要进行上电检测，并填写相应的上电检测记录表供五菱方审核。
p）柜体安装除满足以上要求外，还需要满足附件三要求。
q）PLC控制柜需加装空调
1.1.8接地
1.1.8.1所有电气设备金属件外壳，如电缆桥架、保护管、控制柜、控制柜门等均应可靠接地。
独立的接地线截面应具备足够大的容量，在全寿命使用过程中由此造成的损失业主有权进行索赔。
1.1.8.2供应商应保证系统可靠有效接地，设备接地电阻应小于4欧姆。
1.1.8.3设备供应商应严格独立系统的信号接地与安全接地。
1.1.9其他
a）所有控制和电气安装分包商或第三方公司必须在回标中提出。
五菱有权根据每个项目分包商的受训和经验等级来审核其合作资格。
b）承包商须要配合五菱人员在五菱公司进行最终安装、调试，并对各台机器人进行验证：
c）要求各主焊线工作全过程必须稳定、可靠。
d）控制系统具体布局要求参照五菱提供的原理图上的技术要求（具体技术要求见五菱提供的控制原理图）；
e）承包商必须按照五菱关于机器人焊接系统机械部分的技术要求进行部分安装，充分考虑安装部分的安全性、维修性和可靠性。
f）承包商在电气柜、桥架设计安装时要充分考虑整体的安全性、美观性、合理性、经济性、维修性，设计安装方案必须得到五菱技术工程师的确定方可实施。
g）在安装过程中，原则上不允许线缆进行搭接，如果检测开关电缆长度不够必须搭接，搭接部位必须在检测开关电缆40CM处，搭接时必须焊接，热缩管绝缘保护。
h）项目其他未尽的技术事宜，应根据实际使用情况而定，同时由五菱技术工程师确定，其确定的结果同样具有合同效力。
i）提供的电气原理图上所用的元器件为承包商作参考,承包商设计选用的电气元器件需变换时,必须得到五菱的认可。
j）现场的行程开关，接近开关，磁性开关，都需要用耐油防火塑料软管保护后，进入小桥架，现场中使用缆缆均需达到耐油橡胶电缆的等级。
k）按图制作的各类支架的烤漆与该配套使用的箱颜色一致。
l）供应商必须提供所有必要的工程资源、材料、编程和要求的劳力，并安装完一整套正常运行的控制系统。
m）材料必须包括但不仅限于主控柜、电源分配柜、HMI、操作台、安全门箱、单体设备、安全急停、机运暂停按钮、Andon拉线、照明等必要的设备，确保系统正常运行。
n）集成和启动期间，供应商必须提供所购设备制造商（或其授权代理）的相关服务。
o）供应商必须自行准备所有安装、编程、启动、系统调试所需的必要的设备（如编程电脑等）。
p）技术规范不尽详细的地方参照五菱提供的控制原理图或与五菱相关人员联系。
1.2机器人周边设备技术要求
1.2.1管线包技术要求。
1.2.1.1管线包一般要求
管线包根据机器人应用不同而提供不同数量的水气管、不同种类的电缆等，具体参数见下表：
1.2.1.2管线包关键组件
●机器人底座一轴接口板以及三轴接口板应配有水管、气管及焊接电缆的规格相匹配的快速接头连接器，可与两侧的水、气管和焊接电缆快速接头母头连接，所有快速接头管线包需公母成对配置；
焊接电缆使用MC快速连接器。
●水管、气管标配G1/2英寸规格，双层聚氨酯材质，中间由纤维编织层加固，百分百无硅。
阻燃等级符合美国UL94V2，耐磨耐焊渣，最大工作压力不小于1.8MPa，最小动态弯曲半径不小于75mm。
●颜色要求：
进水管为绿色，回水管为红色，气管1为蓝色，气管2为黑色。
●管线包1轴和6轴末端的水管气管应该配有快速接头，为1/2英寸母头。
●伺服枪电缆及总线电缆两头标配快速连接头。
●管线包其它组件技术要求按GM标准。
1.2.2水单元技术要求
1.2.2.1水单元一般要求
●水单元必须安装在围栏外侧或者安装在机器人侧面（不能挂在围栏上，且不能影响机器人散热），上下进出水管必须使用硬管；
●水单元进水口处（不超过200mm距离）必须安装Y型过滤器；
●水单元带DeviceNet通讯模块，做为机器人从站，与机器人通讯方式为：
DeviceNet；
●每把焊枪标配一台水单元。
1.2.3修磨器技术要求
1.2.3.1修磨器一般要求
●修磨器必须连底座做为一个整体一起采购，伺服枪配焊枪标定板；
●修磨器带DeviceNet通讯模块，做为机器人从站，与机器人通讯方式为：
●每台点焊机器人单独配一套修磨器；
●修磨器采用吹气式、铜屑收集托盘及转动检测传感器；
●机器人固定焊钳修磨器应能自动修磨；
●修磨器随机另配一套刀架及刀片做为备用。
1.2.4机器人抓具技术要求
1.2.4.1抓具清单及规格要求：
序号
抓具名称
规格
数量
备注
1
工位间转运及固定焊抓具
普通抓具
以满足工艺要求为准
抓具重量≤80kg。
1.2.4.2一般要求：
●需充分考虑件的强度与定位精度以及避让夹具干涉，以保证抓件的精确、稳定。
●抓具在负载时其抓具与工件的共同重心尽可能靠近机器人六轴轴线，对于多车型共用的抓具尽可能使每个车型工件与抓具的共同重心均布在机器人六轴轴线附近。
●抓具设计时要求选取的夹紧点、支撑点、或吸附点尽可能较大范围的布置到工件刚度足够的位置，机器人抓件、移载、放件过程中，工件不得因抓具设计不合理发生局部剪切或扭曲过大而产生塑性变形。
●在保证抓具强度与定位精度的前提下，抓具结构要尽量简洁。
●普通抓具框架型材采用TUNKERS八角型标准铝型材，定位抓具采用钢铁框架型式，所有抓具气缸采用欧标TUNKERS气缸产品，气缸要具备断气自锁功能；
●抓具和板件的共同重量不得大于所选机器人工作负载（机器人工作负载请与五菱工程师书面确认）。
●抓具与工件接触的支撑块、夹紧块等应充分考虑与工件型面的配合（仿形数控加工），并保证足够的接触面积；
抓具上的支撑块和夹紧块、定位销等应遵从甲方夹具标准的技术要求。
●乙方负责抓具上的所有电气元器件（包括阀岛、阀岛上所配的所有插接线、传感器、所有电缆、桥架等）的设计、购买、制造、安装、调试工作。
安装电气元器件，如阀岛、传感器、电缆等时，需要充分考虑布置的合理性和美观性，利用这些元器件来平衡抓具空载时的偏载重量，防止出现磨损、刮擦等问题。
●抓具具有识别工件有无的功能。
同一抓具抓不同型号的零件，需安装传感器对不同型号的零件进行识别。
●抓具能采用标准化和系列化的部件的尽量采用，保证其有良好的互换性。
2控制系统一般要求
2.1节拍要求
生产线PLC控制系统应保证生产线的输出节拍应工艺节拍要求（工艺装备故障原因除外）。
2.2安全要求
供应商必须提供一套可靠的控制系统，其中的安全子系统应符合中国国家安全标准的通用条款，所有的安全设备应组建成一个安全等级达到SIL3级的安全系统。
系统一个控制元器件的损坏不应该影响整个系统的正常停止。
安全系统要有软硬件双重控制设计。
只有可靠的控制硬件才被用于安全回路，控制可靠的硬件包括但不局限于：
·
安全型PLC
故障安全I/O模块
安全继电器
急停按钮
入口的安全开关和限位开关
安全门
扫描器
安全光栅
2.2.1安全设备
2.2.1.1供应商必须负责在所有危险区域提供并安装所有硬件和元件，包括但不仅限于防爆和安全设备等。
护栏，安全隔栅，安全网用于隔离人员与危险设备之间的非正常接触。
2.2.1.2使用安全光幕，安全光栅，安全垫，门开关保护在护栏入口人员容易误进入的区域，一旦人员进入上述设备保护区域，系统的保护急停（hold）应立即被激活，停止该区域内的所有设备以保证人员的生命安全。
人机交互工位必须在设备和人员都触发安全保护设备的时候触发急停保护，当人或者设备单独触发安全设备的时候，设备继续运行。
2.2.1.3维修开关是在每一个电机前必须安装的，应做到一电机一开关，用于维修人员在进行维修工作时锁定，以防止在工作过程中系统或人为误动作引起的伤害事故。
维修开关必需是可锁定的，除了主触点外，还必需包括一辅助触点用于PLC的监视。
2.2.1.4安全锁定装置及锁定图（指定软件：
G-PLAC）
2.2.1.5供应商必需根据设备真实情况提供相应的设备锁定图，五菱提供模板作为唯一认可的应用软件。
2.2.2急停相关规范
2.2.2.1执行三级紧急关闭系统概念以保护工作者。
第一级紧急关闭系统：
系统级急停，此功能组装有一个高级紧急关闭开关元件。
当它被触发,整个系统的电源将被切断。
第二级紧急关闭系统：
区域级急停。
第二级包括一系列的紧急关闭开关元件。
当它被触发，仅切断与之相连的特定区域的电源，而非整个系统。
.
第三级紧急关闭系统：
设备级急停在二级/区域级的保护下,设备应配置各自的紧急关闭系统转换元件，包括安全光栅，安全垫，laserscanner，门开关等。
用于停止单独设备或与其相关的设备如升降机，机器人等危险设备。
2.2.2.2每个操作台、HMI上必须设有急停按钮。
急停按钮在系统中都拥有独立的I/O点。
2.3能量控制与锁定
供应商必须提供所供应设备必需的能量锁定&
停电牌。
停电－能量锁定程序－操作指导应该被用作这些的参考补充。
供应商有责任协调控制工程师和工厂的安全健康小组制定出这些布告牌。
在货运和抵达工厂之前，供应商有责任确保得到相关设备的能量来源标识。
2.4电源架构
2.4.1电控电源箱和电力分配箱必须采用分开供电方式。
2.4.2PLC供电回路以及控制回路必须使用隔离变压器。
所有的变压器必须具有可靠的接地和电源『ON』指示灯，必须具有100%的额外容量。
2.4.3系统设计应遵循如下控制系统的电源架构。
供应商如没有异议应该提供该构架描述。
图1
2.5网络架构及通讯
系统的架构应考虑生产线的布局以及生产管理等多重因素，原则上采用各分区域分别控制再组网的控制架构方式，各区域内部通过DeviceNet_safty工业总线组网，各分区域之间以太网通讯连接。
下图为线体的网络架构示意图，供应商应提供该架构的描述（包括分区数）。
图2
2.5.1控制系统互锁与接口定义
2.5.1.1连锁
系统间的联锁需两边各使用一个连接箱。
供应商负责各自系统所需的硬件和软件（包括柜内I/O模块、电线电缆、接口、端子排、Harting接头等）。
接口的连接硬件由下游供应商负责（包括多芯电缆、通讯电缆、DeviceNetspannerDP/DPcoupler等）。
下游的定义：
以工艺流向或机运线运行方向来决定上下流关系；
线体系统为上流，线旁系统为下流；
工艺系统为上流，IT的PMC/AVI/PR&
T系统为下流。
联锁的要求按照PLC系统的不同可以分为：
i.所有cell与cell设备的信号联锁使用DeviceNetSpanner模块。
每个MCP的控制范围必须包含下一个和上一个系统的Scanner模块。
ii.所有安全信号的联锁必须使用SafetyI/O和LEUZE安全继电器扩展模块（双通道）。
iii.所有与信息统计系统的通讯要求使用Ethernet。
2.5.2信息统计系统（PMC）以及暗灯系统要求
必须具备生产监控系统（生产线级）：
能实时监控生产及设备状态，显示报警信息，实现对生产的有效管理。
此系统应可及时准确将生产状况通过界面反应出来，方便操作使用者对生产状况进行控制，并且协调相关负责部门人员对问题进行解决处理，有效减少故障处理时间，提高生产效率。
实时监控生产设备的运行状态，完整记录故障信息并存档，将数据统计成报表（excel格式），直观、全面地反映生产线的运行状况，信息统计以及暗灯系统包括但不限于以下功能：
●计划产量
●实际产量
●流水线节拍
●线平衡数据显示
●停线报警
●生产线停线启停时间（包括因分总成供应不及时及人工上件等管理因素引起的停线启动记录）
●故障原因
●设备开动率
●设备故障率
●生产完成率
2.6安全架构说明
●其它安全按本技术协议要求。
2.7系统硬件要求
2.7.1硬件预留
1）项目采用AB的GuardLogix系列PLC，相应的I/O模块也采用安全型I/O模块，控制器模块和其它模块的固件版本必须是最新版本。
控制器模块需要带存储卡，供应商还需额外提供USB接口的存储卡读卡器；
2）每套PLC控制机器人的数量原则上不能超过8台机器人，具体需经五菱电气工程师的书面确认。
3）PLC处理器的最终剩余容量必须大于30％；
4）控制柜的预留：
控制柜内各个元器件之间安装的时候要留足维修空间，对于一些大型的继电器、接触器、软起动和变频器、断路器，其上下左右必须留有足够的散热和维修空间。
电控柜总体预留空间要大于30％。
照明开关控制盒预留安装空间20%，其现场电源线桥架或线槽必须预留40%；
柜内端子的预留要
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