机器人焊道打磨专项方案.docx
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机器人焊道打磨专项方案
1.用户需求工件参数
图1工件图
现场环境要求
三相五线制AC480V/110V±10%60Hz
压缩空气压力：
0.5～0.8MPa
压缩空气流量：
≥2500L/min
工作环境温度：
5～45℃
最大相对湿度：
85%
2.方案概述
打磨系统关键包含PLC控制系统、一台机器人磨削系统、智能输送线、智能快换打磨头系统，工件专用工装及防护系统等组成。
图2所表示，1台工业机器人负责上打磨，智能输送线、智能快换打磨头系统实现工件定位及加工。
下图为系统三维布局图。
图2系统三维布局图
2.1系统配置表
表一系统配置表
机器人焊接系统组成明细表
序号
名称
品牌
数量
备注
1
打磨机器人
KUKA210
1
外加底座
2
打磨刀具
1
1套（含快换）
3
接触器
3
4
位移传感器
1
5
智能输送线
1
（含PLC总控系统）
6
工装平台
2
7
防护房
1
选配
8
其它
1
2.2PLC总控系统
整个控制系统由触摸屏工控机、PLC、视觉系统、机器人控制系统、变频器、伺服控制器、定位传感器、安全防护等部分组成。
PLC作为现场控制关键，对现场全部设备及安全进行集中控制。
整个系统设置两层网络，PLC和机器人、变频器采取DP通讯；其它设备经过硬线IO连接。
控制系统人机界面采取触摸屏工控机，整个系统含有设备运行状态监控、生产工艺调整、数据采集及分析、报警提醒等功效。
控制系统依据用户需求预留以太网接口，支持TCP/IP协议，可实时和甲方数据处理中心交换数据。
伴随用户生产系统自动化程度深入提升，本套设备可实现即时和上道工序、下道工序设备进行通讯对接，和新增设备一同实现整条生产线全自动运行。
图3控制系统网络图
2.3人机交互
人机交互由触摸屏工控机和现场操作按钮组成。
控制柜处触摸屏上，能够观察到故障报警及诊疗提醒信息、目前加工轮型、计算单件节拍、统计当班加工数量、各序加工节拍、机器人联线条件、各输入/出信号状态、各摄影识别装置调整画面等信息，还能够经过对触屏和操作按钮操作实现对机器人、铣削系统、工件输送线、工件识别系统、工件位置检测系统手动操作。
2.4工艺步骤
将工件依次安放在工装上，摆放到固定输送线上，由位移传感器和机器人相互通信配合自动将工件转运到打磨位置上进行打磨，打磨后依次从输送线上运出，实现自动化打磨。
2.5工件定位
本系统经过对工装和工件间位置进行整个工件定位。
可确保工件绝对位置，也能够起到运输工件作用。
2.6智能输送线
智能输送线由机器人和输送线分别控制，经过信号交互完成多种功效；均为辊子式输送；可由人工调速；并配有急停开关；必需时可反向运行；关键零部件均采取进口品牌产品，可靠性强；结构件采取铝型材，方便人工清理并杜绝对轮毂污染。
输送线和上一工位对接，由传感器、伸缩式限位装置实现识别前定位。
上料输送线将经过下料输送线可将加工完成工件送至下级一级工位。
2.7机器人磨削系统
机器人打磨系统由六轴工业机器人、浮动主轴、打磨刀具组成，完成工件焊缝和边角打磨工作。
2.7.1工业机器人
机器人采取KUKA210系类，满足项目中打磨加工要求。
该机器人为中型地面工业机械人，负载210kg。
图5机器人参数表
2.7.2浮动主轴
依据2.11加工工艺中刀具对于主轴要求和综合考虑可靠性及能耗，加工主轴采取气动主轴。
为同时确保不伤及轮毂和加工效果，采取浮动式主轴。
故选择进口气动浮动主轴。
外形见图6。
表二浮动主轴关键参数表
型号
DF110
功率
440W
最大转速
19000rpm
浮动范围
±2.3°/±10mm（夹头处）
浮动力
25N（浮动距离为7.5mm时，夹头处）
重量
2.2kg
图6浮动主轴
该主轴加工适应性强。
浮动头有2路进气，一路为驱动进气，一路为浮动进气；转速和输出功率能够经过驱动进气气压控制；而浮动力能够经过浮动进气气压控制。
2.7.3打磨刀具
依据工件材质情况，选择去毛刺工具
旋转锉：
圆锥形，柄径6mm，刃径10mm，刃长20mm，锥度25°
用途：
焊缝打磨、轮廓边角打磨
图7打磨刀具
2.8固定式气动主轴
于输送线和搬运机器人之间部署装有孔加工专用旋转锉固定式气动主轴，既能够避免使用快换装置和换刀，节省成本加紧节拍，又能够满足中心孔加工工艺需求。
2.9安全防护系统
安全防护系统采取全封闭式围栏，围栏高度2m，防护门装有检测传感器，当防护门开启时，机器人停止工作。
安全门上装有插锁，正常联线生产插锁只亮一个绿灯表示插锁关闭是无法打开安全门，只有当按下总线柜停止按钮后插锁绿灯和红灯同时亮表示插锁解锁能够开门。
2.10节拍分析
为了提升系统效率，本方案最大程度安排耗时较短输送、耗时最长打磨步骤同时进行，尽可能步骤缩短打磨系统换料等候时间。
节拍分析：
初步计算打磨一个工件时间为8分-15分钟
3.预验收
设备在出厂前由供、需双方代表共同对设备空运转验收，各项指标达成出厂验收标准（标准由制造方提供，并由需方确定）为预验收合格。
4.终验收
供方提供机器人打磨去毛刺系统经现场安装调试完成后，甲方应在3个工作日内组织终验收。
设备无故障运行8小时，且加工工件符合预定技术要求，视为终验收合格。
终验收合格后，需方应在7个工作日内完成终验收手续，并由需方和供方共同进行终验收签字确定。
5.人员培训
在设备安装调试期间，供方为需方提供3个名额操作维护培训。
培训和安装调试同时进行。
培训内容包含：
设备基础操作及维护、故障诊疗及处理、机器人手动操作及调整。
6.技术文件列表
供方将根据下列时间安排提供下列技术文件
1）协议生效后1个月内提供地基图；
2）终验收合格后，3个工作日内提供相关技术文件（含电子版1套），包含以下资料:
使用说明书2套
安装、操作、维修手册2套
电气原理图2套
气动原理图2套
机械总装图及易损件图纸2套
备品、备件清单1套
易损件清单1份
合格证1份
7.售后服务及技术支持
1.设备质量确保期：
设备质量确保期为终验收合格后12个月。
2.质量确保期内：
假如因为设备本身故障造成设备无法正常生产，乙方将无偿负责维修；假如因为甲方人为原因或外部客观原因造成设备无法正常生产，乙方将有偿负责维修，只酌情收取服务费和材料费。
3.质量确保期外：
不管因为设备本身故障、甲方人为原因还是外部客观原因造成设备无法正常生产，乙方均将有偿负责维修，只酌情收取服务费和材料费。
4.在1年质保期内，供方在收到设备问题通知后在4小时内给出处理问题方案。
假如需方根据供方指导不能处理问题，供方应在48小时内派出维修人员到现场维修或更换零件，全部修理费用由供方负担。
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