新紅宇機(jī)器人工作站

一、應(yīng)用和系統(tǒng)選型

　　新紅宇11軸機(jī)器人焊接工作站的設(shè)計(jì)開發(fā)，系針對(duì)工程機(jī)械大型構(gòu)件的焊接應(yīng)用，典型工件有汽車起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)、吊臂頭尾部，泵車轉(zhuǎn)塔、底架和各類重載車輛中央車架等承力結(jié)構(gòu)件。

　　該類零件具有尺寸大、重量較重、坯件拼接精度不高等特點(diǎn)，重量一般大于1000kg，外形尺寸最大可達(dá)4000*2500*2000mm，而且焊縫較多，分布在零件各個(gè)位置。

　　針對(duì)該零件的特點(diǎn)，自動(dòng)化焊接系統(tǒng)需要很大的可達(dá)工作空間，并且可以實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)變位，保證各個(gè)位置焊縫的焊接可達(dá)和工藝質(zhì)量，并且實(shí)現(xiàn)一次定位裝夾，完成全部焊接工作。為此，新紅宇機(jī)器人選用了ABB公司的IRB1600焊接機(jī)器人及其配套外軸電機(jī)系統(tǒng)，配合SAF的焊機(jī)，并且集成了焊縫跟蹤傳感器，保證對(duì)坯件合理尺寸偏差的兼容能力，自動(dòng)調(diào)整焊接路徑保證產(chǎn)品焊接質(zhì)量。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　該工作站的運(yùn)動(dòng)部件有ABB機(jī)器人，XYZ龍門架和L型變位機(jī)構(gòu)成。其中XYZ龍門架和L型變位機(jī)系由新紅宇機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造的聯(lián)動(dòng)變位設(shè)備。

　　XYZ龍門架具有3個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)能力，IRB1600采用倒置方式安裝在Z導(dǎo)軌末端，XYZ各直線軸行程分別達(dá)到5000mm、2000mm和1500mm，擴(kuò)展了機(jī)器人工作空間，并且配合機(jī)器人本身各軸，保證焊接姿態(tài)可達(dá)性。該龍門架采用跨頂安裝方式，有2個(gè)地面支柱，占地面積合理，廠房空間利用率高。

　　L型變位機(jī)，具有對(duì)該零件的翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)變位能力，而且具有極大的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，保證了零件包括內(nèi)表面和底邊各面的焊縫可達(dá)和工藝性，最大承載5000kg，零件凈重可達(dá)4000kg。變位機(jī)采用地面安裝，可以固定在不同工作區(qū)域，方便廠房布局和工件運(yùn)輸。

　　本系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分計(jì)有11軸：機(jī)器人6軸，龍門架3軸，變位機(jī)2軸；其中5個(gè)機(jī)器人外軸均采用ABB的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以在工作空間內(nèi)不同坐標(biāo)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，空間運(yùn)動(dòng)精度可達(dá)+-0.5mm，保證離線在線焊接程序的精確運(yùn)行。

三、焊接工藝和焊縫跟蹤

　　焊機(jī)采用SAF的DigiWave系列500A焊接電源和送絲機(jī)，TBI焊槍，針對(duì)不同焊縫工藝優(yōu)化參數(shù)組合，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

　　同時(shí)，針對(duì)零件坯件拼接精度不高，尺寸公差較大的情況，該工作站集成了ABB的WeldGuideIII焊縫跟蹤系統(tǒng)，檢測(cè)焊接過程中焊接電壓電流的變化，自動(dòng)計(jì)算和補(bǔ)償機(jī)器人焊接路徑，保證在公差范圍內(nèi)的零件焊接質(zhì)量。

　　新紅宇機(jī)器人具有激光掃描焊縫跟蹤系統(tǒng)的集成能力，可以根據(jù)工藝要求和實(shí)際應(yīng)用需求，集成離線或在線激光掃描傳感器，自動(dòng)補(bǔ)償焊接路徑。

四、完備的安全配置和控制

　　為了保證安全高效的生產(chǎn)，工作站配備了完整的安全設(shè)備，包括圍欄、安全門、各類安全器件和環(huán)境防護(hù)設(shè)備。各類安全停止計(jì)有：緊急停止、限位停止、安全門監(jiān)控停止，保證各種工況下的安全操作。并且針對(duì)傳動(dòng)鏈制動(dòng)失效的極端情況，設(shè)計(jì)可選配的失效自動(dòng)止動(dòng)裝置，杜絕安全隱患。

　　該機(jī)器人站采用PLC和可選配的觸屏式HMI，為實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的操作人員提供直觀友好的操作和監(jiān)控環(huán)境，保證了實(shí)際生產(chǎn)的高效和簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)一人多站的運(yùn)作模式。

五、優(yōu)點(diǎn)

　　新紅宇機(jī)器人針對(duì)工程機(jī)械中大型結(jié)構(gòu)件焊接應(yīng)用，開發(fā)的機(jī)器人自動(dòng)焊接系統(tǒng)具有11軸聯(lián)動(dòng)能力，在全工作空間6000*4000*3000mm（機(jī)器人末端可達(dá)）內(nèi)實(shí)現(xiàn)了+-0.2mm的重復(fù)路徑精度和+-0.5mm的空間定位精度，運(yùn)動(dòng)性能的最大速度和加速能力都遠(yuǎn)超國內(nèi)外同類產(chǎn)品。

　　新紅宇機(jī)器人的機(jī)器人自動(dòng)焊接站，集成了高性能的工藝設(shè)備，包含國內(nèi)外著名品牌的焊接系統(tǒng)和針對(duì)零件公差的多種焊縫定位和跟蹤系統(tǒng)，在坯件拼接精度不高、工件一致性較差的情況下，也能保證良好的工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　該機(jī)器人站的配套工裝、安全、防護(hù)和控制裝置齊備，與傳統(tǒng)手工站相比，大大提升了操作便利型和生產(chǎn)安全。配套的安全設(shè)計(jì)符合國內(nèi)外相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，符合現(xiàn)代化工廠的嚴(yán)格要求。