机器人焊接工作站改造技术方案（纯方案23页）.docx

机器人焊接工作站改造送丝管吊架及平衡葫芦1SFR注：所有设备的品牌和型号，凡客户提供的书面文件中未提到的，均按照FANUC标准选择。4.设备描述以下内容是在FANUC机器人方案中主要设备及系统的介绍。1.1.发那科机器人1. 1. 1. Roboweld CCC 100iB 弧焊机器人机器人由客户提供。1. 2.控制系统1. 2.1.机器人控制柜机器人控制柜：R-30iA -A箱体，由客户提供。1.2.2. 系统控制柜本工程采用三菱PLC进行逻辑控制，系统控制柜内部主要集成有电源开关，机器人输入输出 I/O端子台，继电器，接线端子等电路控制元件，完成对机器人、夹具、触摸屏、操作按钮 和指示灯、平安光栅和平安门开关等各种外设的通讯工作； PROFACE5.7寸彩色触摸屏编制良好的人机界面，完成生产管理、状态管理和维护管理等工作；人工上料处安装2对平安光栅，可感测人员和机器人，保障人生平安； 人工上料处安装预约按钮盒；电气元器件使用OMRON或相当品牌； 焊接系统具有气压过低、保护气无、焊丝无等报警功能，当发生异常时机器人将停止工作并产 生报警信号；（“保护气压力传感器”、“焊丝有无传感器”具体工程中是否由FANUC提 供，参见“10.工作范围”） 本工程中维护门上设置平安开关，假设有人通过平安门进入机器人工作区，机器人将处于暂停状O1. 3.弧焊系统1.3.1.焊接电源焊接电源由客户提供。1. 3. 2.焊枪焊枪由客户提供。1. 3. 3.送丝机送丝机由客户提供。1. 3. 4.清枪器品牌：BINZEL品牌型号：BRS-CC功能：清焊渣、喷防飞溅液、剪丝3.剪丝DAV喷涂防飞溅液能有效地减少焊渣飞溅，降低维护次数。能有效减少焊渣黏附和增长维护间隔时 间。剪丝功能，确保每次焊接工作拥有相同的焊丝干伸长，同时能够清除焊丝上在焊接后产生的融球 和氧化物。干净的焊丝带来更加出色的起弧能力。1.4.焊枪TCP快速恢复功能搜寻动作（在进行矢量1的动作之后，进行矢母2的动作.Z方向补偿有效时，而后进行矢 量3的动作）1. 5.伺服两轴变位机伺服两轴变位机由客户提供。1. 6.焊房主耍由以下局部组成：1）整体钢性地板可使用叉车进行运输；2）围墙围墙采用铝合金骨架，分三层，上层为发泡材料，中层为半透明防弧光有机玻璃，下层为透 明有机玻璃。有效将人员与机器人动作范围隔离，起到平安防护作用，美观大方。在靠近机器人的墙上开小窗口，用来更换喷嘴和导电嘴，窗口上有插销和平安栓。3）房顶. 房顶模块包含烟尘收集罩，并预留排风口。排风管道和风机等设备由客户负责制作和安装。1.7. 平安设备平安光栅每个工位设置两对平安光栅，一根感测人员，另一根感测机器人，有效保护操作人员的安全。维护门平安开关当维护门翻开时，系统自动暂停。1.8. 工装夹具 焊接夹具根据用户提供的工件图纸设计制造； 夹具人工上下料，采用气动夹紧松开，气动元件选用SMC品牌； 夹具与工作站之间用标准的电/气接口和机械接口连接。 工件焊完后，所有气动夹具自动翻开； 夹具上所有定位销和定位面均做淬火处理，增加硬度和耐磨性； 夹具定位零件依靠标准垫片实现X/Y/Z三方向可调整； 夹具外表发黑处理，运动零件采用警戒色标记。 气管用焊接专用的防飞溅气管； 通讯电缆内藏于夹具框架中，防止飞溅污染，带盖板，方便维护；FANUC在夹具制造前，应用机器人仿真软件roboguide对设计好的夹具进行仿真模拟，保证焊 接的可达性，排除焊枪与夹具的干涉。 工件防错功能（可选项，本工程不包含） 工件防漏装检测功能（可选项，本工程不包含）5.工程进度交货时间基于以下时间安排:序号工程时间节点1签订合同/工程开始/用户提供技术资料第0周2主要设备订购第1周3系统设计/系统仿真第1-4周4设计图纸会签第5周5周边设备制造第6-9周6主要周边设备到达SFR第n周8SFR内部安调第11T2周9预验收第12周10运往客户工厂第13周1现场安装调试第13-14周12生产试运行第15周13设备验收/工程结束第16周6.公用设施及平安1.1. 公用设施序号描述要求1电源三相 380 VAC±10%/50HZ/地线2接地每台机器人一级接地10欧姆3设备负荷每台工业机器人控制器12kw,每台焊机25kw预热器80kw单个工作站负荷：12+25+80=117kw4压缩空气压力三 0. 5MPa,流量3000L/min注:由用户按要求接到系统承包商指定位 置,硬管接入（气管1/2英寸。相关阀门、 宝塔接头（圆头直径12mm）,管路固定架等 相关附件由客户提供,客户提供软管接入水 气板。）5循环冷却水无6焊接保护气每台焊机流量100%C02 N 20L/min1）管道气体或瓶装气体组;2）使用减压器;3）减压器，必须垂直安装固定在定置的平安 位置;4）安装气体报警装置（SMC型号的数字压力 开关）;5）保护气体管道尽可能短并接近焊枪位置;6）保护气体管道安装后,必须经过检漏保压 测试程序,到达48小时不失压标准。焊丝1）整体设计制作桶装焊丝放置位置或盘装焊 丝盘的固定位置;2）填充焊丝符合GB/T 8110 ER50-6或相当与 AWS A5. 18或 JIS Z3312 标准;3）桶装焊丝或盘装焊丝位置,充分防止焊接 飞溅,并且能够容易的维护和清洁;4）焊丝桶位置或焊丝盘位置设计有利于焊丝 尽可能短而直的输送到焊枪。8地面负重2吨/、混凝土厚度200mm5安装环境周围温度：045 （不带空调）。060c （带控制柜工业空调）周围湿度：一般不高与75%RH,无结露；短时间 （不超过一个月）不超过95%RH,无结露。匹动：不大于0. 5G。其他：设备安装的场所无爆炸性和腐蚀性的气体 存在。平安（1）机器人工作范围内，禁止操作者进入，禁止操作者和机器人在共同作业地域内同时工作。（2）机器人工作范围周围设置封闭式平安围栏。（3）进入封闭式平安围栏内作业的人员必须平安培训，维护门上的平安开关的作用和动作视同紧急 停止。（4）系统各可操作的控制器设置在平安围栏以外。（5）机器人的自动启动、再启动和手动操作时，必须确认必要的操作条件。（6）其他的平安条件必须满足国家法律的有关规定。（7）其他的平安条件必须满足用户公司的有关企业平安规定。7.工程运营1.1.工程工程工程工程包括：工程管理、控制工程、电气设计/工程、机械设计/工程、工艺工程、安装工程1. 1. 1.工程管理上海FANUC在合同签订后会立即指定一位工程经理用于从工程的设计开始到安装调试的与客户的 统筹联系，工程经理将统管工程的进度，保证与贵司指定的工程师共同合作以保证工程的关键节 点。1. 1.2.控制工程上海FANUC将指定一位电气工程师开发系统软件。所有的图面将以A3或A4打印文件及电子文件 方式提供。1. 1.3.电气设计/工程上海FANUC将指定一位电气工程师负责电气硬件的设计及制造。所有的图面将以A3或A4打印文 件及电子文件方式提供。1.1.4.机械设计及工程上海FANUC将指定一位机械工程师负责所有本公司的非标机械设备的设计及制造。所有的图面将 以A3或A4打印文件及电子文件方式提供。设计条件(1)SFR向用户提出的各种用于设计的必要技术图纸和用户的各种对设计的要求必须在指定的 时间得到满足。在设计完成前未及时得到信息而造成的各种未及预计所发生的设计变更会 要求费用增加。(2)用户必须在事前向SFR借出试加工和设计参考用的工件，此类工件如无特殊要求，SFR在归 还时将不保证其完好。(3) SFR设计完毕后，用户必须对图纸进行确认，在得到用户的最终确认后，SFR方可将其投入 生产。如果因为用户图纸确认时间拖延，交货时间将按此顺延。L2.工艺工程上海FANUC指定工艺工程师负责所有与焊接工艺有关的系统设备的集成工作。1.3.安装工程上海FANUC将提供所有与本公司提供设备安装调试有关的技术资料，包括电、机及气等。1.1.5.工艺开发支持上海FANUC的工程中同时包含在模块组建后协助贵司进行最初的机器人轨迹编程，同时也包括在 现场协助贵司人员对已编程的程序进行修正。在合同签定后的1个月内，上海FANUC将要求贵司提供工件的3D数据到SFR1. 1.6.内部调试在设备发送到贵司工厂前，我方将进行内部安装调试工程，此系统将完全组建并测试，这将大大 地降低现场系统安装及调试的时间及费用。在预验收前，提前两周将工件运至上海FANUC工厂用于调试（调试夹具、焊接工艺参数确定、焊 接样件），即在预验收前就确保工件的焊接质量，减少客户现场的调试时间。内部安装调试机械结构 测试电、机、控制、安装及平安单元。 控制软件测试系统联机 基于仿真确认机器人的程序逻辑夹具调试和工艺参数确定1.1.7. 安装技术支持上海FANUC将提供人员（安装工程师）对安装调试过程进行技术支持.。1.1.8. 安装上海FANUC对本公司提供的设备进行安装。1. 1.9.启动及调试支持上海FANUC将提供人员（安装工程师）提供从启动到调试过程的技术支持。L4.伴随生产在终验收后，上海FANUC将提供1人次的5个工作日的单班陪产服务。8 .资料SFR将提供如下资料1）系统使用说明书（中文）1套2）机器人操作说明书（中文）1套3）机器人机械及电气保养说明书（英文或中文）1套4）系统设计（电气和机械）图纸（机械局部提供总装图）1套.培训I1. 1.在SFR培训培训人员：客户人员人员数量：1批，共3人。目录1.工程概述31. 1工程信息31.2 工艺要求31.3 生产纲领3L 4设计依据32 .系统结构51.1. 系统描述51.2. 系统平面图52.3系统流程72. 4.工艺分析及节拍估算72. 5.系统控制示意图8.设备清单93 .设备描述111.1. 发那科机器人111.2. 控制系统111.3. 弧焊系统121. 4.焊枪TCP快速恢复功能131.5. 伺服两轴变位机141.6. 焊房141.7. 平安设备141.8. 工装夹具14工程进度155. 公用设施及平安161. 1.公用设施161.2. 平安17工程运营17L 1,工程工程175.2. 工艺工程185.3. 安装工程185.4. 伴随生产19资料196. 培训191. 1.在 SFR 培训191.2. 现场培训20工作范围217. 验收条款22保修条款238. 备件23具有相关机器人应用基础或相关电气、机器人应用、操作、维护人员。培训时间：1周（5个工作日）在乙方培训，甲方人员的差旅交通住宿费自理1. 2.现场培训上海FANUC将就机器人工程提供以下的现场非正式培训：机器人操作及编程电气系统及维护机械维护系统操作系统维护上述培训时间共计2周天。10 .工作范围通过下面的表格，你可以了解到贵公司与上海FANUC (SFR)的大致的工作范围内容客户Shanghai-FNAUC第三方1.机器人设计，制作，安装2.PLC控制柜和触摸屏控制柜设计，制作，安装3.焊机、送丝机、焊枪、4.清枪器5.两轴变位机6.焊房7.预热器8.工装夹具2D、3D设计9.工装夹具制造、安调10.到工作站的压缩空气管路，接入到工作站指定 位置11.到工作站的电源电缆，接入到工作站指定位置12.到每个工作站的保护气体管路(或气瓶)，接 入到每个工作站13.保护气体减压器、流量计、气压报警装置14.调试用桶装焊丝15.桶丝罩16.排风管道的设计，制作，安装17.焊接工艺的保障、破坏性试验18.检具19.客户现场，设备的卸车和搬入20.SFR培训及现场培训21.在SFR培训，客户人员的差旅交通住宿费22.一年的保修期11 .验收条款1. FANUC上海工厂预验收在机器人等设备发货前，客户将对相关设备在上海FANUC工厂进行预验收并签署预验收文件。预验收前，客户必须提前两周将工件运至上海FANUC工厂用于调试。如工件未按时提供，那么计划顺 延。预验收内容：一检查技术协议中设备品牌、型号、数量与实物是否一致；一机电联调，检查设备的性能是否满足技术协议规定的要求（包括焊接质量、循环时间等）；一设备空载运行试验；一检查设备的平安性是否符合国家相关规定；一遗留问题记录，并指定整改计划。1.2. 终验收FANUC提供合同规定工件的调试工作。当客户开始SOP,并且在生产1周后，FANUC设备无重大故障，客户需要签署最终验收文件。终验收内容：一核查预验收的全部内容；一检查供货内容是否完整；一检查相关图纸、易损件和备件清单、说明书等资料是否齐全；完成技术协议中限定的工件的现场调试；一检查工件的焊接质量是否满足工艺要求，但前提是工件自身必须是合格产品，其尺寸精度和稳 定性必须满足弧焊焊接工艺的要求。当SFR提供设备到达客户现场，因客户原因造成设备无法安装调试或者安装调试无法完成，那么 在SFR设备到达客户现场第91天后视同客户验收SFR设备。在具备验收条件的情况下，甲方累计在30天内不予签字验收，那么在第31天开始视同验收。12 .保修条款设备保修包括为期12个月的硬件保修和12个月的系统保修。保修期将从每个环节的最终用户都能接 受这套完成的系统之日开始。但保修期的开始不长于货物离开上海FANUC工厂后的3个月时间。根据 一个有效的保修要求，配件能被更换。所有因保修而更换下来的配件将在拆下之后15天内归还上海 FANUCo其他厂商制造的局部系统，由各个厂商各自保修1年。13 .备件Fanuc在上海有自己的备件仓库。这个备件仓库将在最短时间内提供给客户需要的零部件。1.工程概述本规格书对相关各方对系统所承当的责任进行了详细的描述，任何与本技术规格书所描述的细节相违 背的内容的修改都将造成报价单的相应修改。13.1 目信息序号工程信息1工程名称机器人焊接工作站改造2系统属性改造工程3工程安装地点昆山4供货范围弧焊工作站1. 2工艺要求序号工程信息1REAR PLATE PIN （滚轮板S/A组合焊接）20种（左/右），节拍要求281s2REAR AXLE （后桥 PIN 焊接）2种,节拍要求219s3REAR AXLE ASSY （后桥S/A组合焊接）1种,节拍要求743s1. 3生产纲领序号工程信息1生产年限无2产量无3每周班次无4每年工作日无5要求生产节拍见上表1. 4设计依据客户提供的工件尺寸范围和材料数据:序号文件名备注1“02-110715-0001” “02-110715-0031”工件2D图纸，共31张2CATProduct> IGS格式工件数模工件数模3式样书、概要、流程图、产品表、基本构成等昆山丰田式样书及图纸客户提供的布局图:1）整体设备式样的布局图集尘机集尘机加热器 浩为崎喈有仝门2）后桥S/A组合设备式样的布局图2）后桥S/A组合设备式样的布局图2.系统结构1.系统描述本工程为工作站改造工程，共1个弧焊工作站；包含有1台机器人（客户提供）、1个固定工 作台，1个两轴变位机（客户提供），以PLC为系统控制，采用Devicenet总线控制；以及焊接 电源+焊枪+送丝机（客户提供）、焊接夹具、焊房等组成。1.2. 系统平面图 轴测图俯视图（含机器人操作范围）（背景中红色方格尺寸为1MX1M）按钮气动对开门集尘机加热器清枪器机器人围栏平安门两轴变位机电动卷帘门吊装门平安光栅PLC控制柜控制柜支架注：1 .以上布局图，以最终会签图纸为准。2 .以上图纸尺寸仅为方案制作而估算，实际尺寸需通过对夹具进行 仿真后进行稍微调整。3 .设备颜色可按客户要求定做。如客户无要求，那么按照SFR标准色 制作。2. 3系统流程3. 1. REAR PLATE PIN （滚轮板S/A组合焊接）1）工件搬入，W方向及L方向基准处间隙确认;2）夹具固定，操作盘翻开，机种选择;3）预热装置启动，对工件进行预热;4）正常焊接作业，完成后，松开夹具;5）工件搬出，下一工件搬入，循环进行。2. 3.2. REAR AXLE （后桥PIN焊接）1）工件搬入，W方向及L方向基准处间隙确认;2）夹具固定，操作盘翻开，机种选择；3）正常焊接作业，完成后，松开夹具;4）工件搬出，下一工件搬入，循环进行。3. 3. 3. REAR AXLE ASSY （后桥S/A组合焊接）1）产品组合，W方向及L方向基准处间隙确认;2）气缸压紧，夹具紧固动作再确认；3） W方向基准气缸下降，启动按钮，关闭卷帘门;4）正常焊接作业，完成后，卷帘门翻开；5） W方向气缸上升，松开夹具；6）工件搬出，下一工件搬入，产品组合，循环进行。2- 4.工艺分析及节拍估算2.4. 1.工艺分析工件材质：碳钢工件板厚：约14" 19mm焊接方法：C02气体保护焊 保护气体：100%C02焊丝直径：1. 2-1. 4mm 焊丝材质：实芯碳钢焊丝 焊缝定位精度：W±lmm 焊缝间隙：2mni 工件是否变位：是2. 4. 2.节拍估算无。2. 5.系统控制示意图以下为单个工作站的系统控制示意图:3.设备清单类别名称型号数量品牌备注机器人机器人本体ROBOWELD CCC1001B1Fanuc客户提供机器人控制器R-30iA , A 箱体1Fanuc客户提供机器人示教器10M电缆1Fanuc客户提供机器人与控制柜间电缆7M1Fanuc客户提供伺服两轴变位机500Kg1Fanuc客户提供Devicenet Slave 板1Fanuc焊接设备焊机1松下客户提供送丝机1松下客户提供空冷焊枪2松下客户提供1套清枪器BRS-CC1BINZEL系统控制设备PLC控制柜含触摸屏1SFR操作按钮盒2SFR光栅操作盒1SFR更换导电嘴操作盒1SFR总线远程接线箱1SFR焊房整体钢性地板1SFR焊房围墙及房顶1SFR气动对开门1SFR气动吊装门1SFR电动卷帘门1SFR平安防护设备平安光栅4门平安开关1工装夹具滚轮板S/A组合焊接夹具10SFR后桥PIN焊接夹具1SFR客户设计SFR 制造后桥S/A组合焊接夹具1SFR预热装置预热器1巴玛克其他保护气减压器流量器2SFR保护气压力传感器2SFR压缩空气处理元件和压力传感 32.1SMC