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大型機(jī)架弧焊機(jī)器人工作站
1. 項(xiàng)目概述
賣方為買方提供工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)弧焊系統(tǒng)壹套及安裝與調(diào)試服務(wù)事宜。
本項(xiàng)目為交鑰匙工程，指調(diào)試完成后可以直接用于生產(chǎn)。
2. 焊接產(chǎn)品信息及技術(shù)要求
? 產(chǎn)品圖紙如下：
? 滿足以上圖紙槽鋼部分的焊接，并且所有焊縫均為滿焊。
備注：初步技術(shù)核實(shí)，此機(jī)器人工作站能滿足90%槽鋼焊接以及90%的焊縫滿焊，但不排除實(shí)施過(guò)程能完全滿足貴公司要求；同時(shí)我們對(duì)槽鋼的外形及下料尺寸有一定的要求，具體要求待項(xiàng)目實(shí)施階段確定。
3. 項(xiàng)目的目的和意義
1) 項(xiàng)目的目的：
? 通過(guò)弧焊機(jī)器人工作站實(shí)現(xiàn)槽鋼拼接縫的自動(dòng)化焊接。
? 提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度。
? 縮小人工成本開支，提高產(chǎn)品利潤(rùn)。
? 提高產(chǎn)品焊接質(zhì)量及產(chǎn)品的美觀性。
2) 項(xiàng)目意義在于通過(guò)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化焊接，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，提高公司產(chǎn)能，減少人工成本，實(shí)現(xiàn)公司效益的增加，提升公司綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
4. 主要設(shè)備布置圖及配置清單
1) 三維布局圖：
2) 主要設(shè)備清單
主要設(shè)備清單
注：如以上配置發(fā)生變動(dòng)，須有雙方確認(rèn)的書面文件。
二、 系統(tǒng)功能及設(shè)備功能簡(jiǎn)述
此系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)機(jī)架的自動(dòng)化焊接而特別設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)選用一臺(tái)六軸工業(yè)機(jī)器人及配套的焊接電源、焊槍、送絲機(jī)等；自行設(shè)計(jì)機(jī)器人外部移動(dòng)軸、變位機(jī)、焊接工裝及配套安全防護(hù)系統(tǒng)；配套專業(yè)焊接控制系統(tǒng)和智能界面，采用人工上下工件，完成工件從夾緊——散件點(diǎn)定——焊縫滿焊的自動(dòng)化焊接。
1. 六軸工業(yè)機(jī)器人及焊接系統(tǒng)配套
? 焊接機(jī)器人具有通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、適用范圍廣、焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良等特點(diǎn)，適應(yīng)焊接工藝的自動(dòng)化、柔性化與智能化要求，改善了生產(chǎn)加工條件，保證了焊接質(zhì)量。
? 根據(jù)用戶產(chǎn)品特點(diǎn)和工藝，提供系統(tǒng)的工廠焊接質(zhì)量自動(dòng)化解決方案，為客戶進(jìn)行整個(gè)機(jī)器人焊接系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、維護(hù)培訓(xùn)等工程服務(wù)；設(shè)計(jì)開發(fā)基于機(jī)器人的專用自動(dòng)化焊接（切割）工藝裝備。
? 系統(tǒng)組成：6軸關(guān)節(jié)機(jī)器人、焊接電源、焊槍、送絲機(jī)等。配備電弧跟蹤系統(tǒng)、機(jī)器人弧焊、起始點(diǎn)跟蹤、多層多道焊接系統(tǒng)。
? 應(yīng)用領(lǐng)域：汽車、工程機(jī)械、煤炭機(jī)械、鐵路車輛、機(jī)床、鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、起重設(shè)備等
? 弧焊機(jī)器人特點(diǎn)
? 集成化控制技術(shù)，多軸聯(lián)動(dòng)，操作更簡(jiǎn)單，適用范圍廣。
? 離線編程技術(shù)，兼容性好，適用于復(fù)雜幾何形狀工件焊接。
? 專用起始點(diǎn)尋位技術(shù)，用于補(bǔ)償模型和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)之間的誤差。
? 焊縫跟蹤技術(shù)，避免焊接變形產(chǎn)生的工藝問(wèn)題。
1) 六軸工業(yè)機(jī)器人
本系統(tǒng)選用MOTOMAN六軸工業(yè)機(jī)器人，荷重10kg，工作半徑R2010mm，包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜、示教盒、變壓器及供電電纜等。
機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)工件的點(diǎn)定和滿焊工作。
2) 焊接電源
采用超低飛濺全數(shù)字化機(jī)器人專用焊接 電源RD-350。此電源具有如下特點(diǎn)：
超低飛濺：免打磨、速度快、省材料
多焊材：不銹鋼、鍍鋅板、碳鋼
多功能：短路焊、單脈沖、魚鱗焊
2. 外部移動(dòng)軸系統(tǒng)
外部移動(dòng)軸為機(jī)器行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同工位弧焊機(jī)器人的位置變換、同時(shí)在長(zhǎng)度方向上適應(yīng)工件的焊接范圍。此機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)，直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，機(jī)架采用桁架結(jié)構(gòu)，其采用型鋼焊接，分段制造、整體組裝。具體結(jié)構(gòu)見下圖。
3. 變位機(jī)構(gòu)
變位機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中工件的翻轉(zhuǎn)以及適應(yīng)弧焊機(jī)器人焊接范圍而做的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，此變位機(jī)是根據(jù)工件的特點(diǎn)和使用狀況以及工裝的結(jié)構(gòu)形式，由我公司獨(dú)立設(shè)計(jì)開發(fā)的。采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿減速機(jī)和行星減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；相對(duì)于普通變位機(jī)而言，其可以實(shí)現(xiàn)任意角度位置的變換，啟停時(shí)間短，速度在一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)。參考圖片如下。
4. 焊接工裝
焊接工裝包含夾緊工裝、定位工裝、定位升降機(jī)構(gòu)構(gòu)成。總體設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)機(jī)架的散件定位、夾緊和讓位，并配合焊接機(jī)器人，將焊縫位置讓出。
? 夾緊工裝：主要由機(jī)架和夾緊氣缸構(gòu)成，機(jī)架同夾緊氣缸連接為一個(gè)整體，并安裝于變位機(jī)構(gòu)上。主要功能實(shí)現(xiàn)機(jī)架散件的夾緊和機(jī)架焊接成整體后的夾緊，同時(shí)兼顧機(jī)架和散件的定位功能。
? 定位工裝：主要由定位銷和機(jī)架構(gòu)成，將機(jī)架和定位銷做成一個(gè)整體后，安裝于定位升降機(jī)構(gòu)上。主要功能連同夾緊工裝實(shí)現(xiàn)機(jī)架散件的每一件定位。
? 定位升降機(jī)構(gòu)：主要由導(dǎo)柱、石墨軸承、氣缸和機(jī)架構(gòu)成，其所有零部件組成一個(gè)升降平臺(tái)。主要功能實(shí)現(xiàn)機(jī)架散件點(diǎn)定后讓出所有焊縫，以便后續(xù)焊接工作正常進(jìn)行。
其工作流程簡(jiǎn)述如下：
? 第一：變位機(jī)構(gòu)將夾緊工裝旋轉(zhuǎn)至水平位置并保持現(xiàn)有位置不變。
? 第二：定位升降機(jī)構(gòu)將安裝其上的定位工裝頂升至夾緊工裝下部，并貼靠夾緊工裝，使定位工裝、夾緊工裝成為一個(gè)整體。
? 第三：人工將機(jī)架散件按一定順序放置于夾緊工裝上并卡入定位工裝的定位銷里面。
? 第四：待所有散件安放完畢，啟動(dòng)夾緊工裝夾緊氣缸，將所有機(jī)架散件夾緊。
? 第五：弧焊機(jī)器人將所有散件點(diǎn)定到一起，然后定位升降機(jī)構(gòu)將定位機(jī)構(gòu)收回，露出所有焊縫后，就可以進(jìn)入后續(xù)焊接工作了。
5. 防護(hù)圍欄
將所有運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)布置與圍欄內(nèi)，可以為工人及其他相關(guān)人員提供一個(gè)安全可靠的工作環(huán)境。圍欄布置有檢修和人工上料門，布置必要的檢測(cè)開關(guān)，并與整套控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在設(shè)備正常工作時(shí)，假如有人員闖入，將立即停止所有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，確保人員安全。其分為兩個(gè)獨(dú)立部分，集體結(jié)構(gòu)見下圖。這樣可以將兩個(gè)工位分成獨(dú)立的兩個(gè)工作空間，使得人工裝卸料和焊接分開獨(dú)立運(yùn)行，互不影響。
三、 工藝過(guò)程簡(jiǎn)述
1. 工藝流程圖
總共分為兩個(gè)獨(dú)立的工位，每個(gè)工位的工藝流程圖相同，具體見下圖。
2. 生產(chǎn)節(jié)拍
? 總體時(shí)間分配：
1.散件23件；
2.接縫42處；
3.每處接縫單面點(diǎn)定時(shí)間2.5s；
4.相鄰兩處接縫的平均移動(dòng)時(shí)間3.5s；
5.連續(xù)滿焊起收弧時(shí)間1s；
6.滿焊平均速度8mm/s；
7.總滿焊焊縫長(zhǎng)度14000mm。
? 人工裝卸料時(shí)間：
1.機(jī)架卸料時(shí)間：5min；
2.人工上料時(shí)間：平均每件按1min，則總上料時(shí)間23×1=23min；
3.人工裝卸料總時(shí)間t1=5+23=28min。
? 散件點(diǎn)定時(shí)間：
1.散件總體規(guī)劃為雙面點(diǎn)定，即在大平面上的每處接縫均點(diǎn)定。
2.單面點(diǎn)定時(shí)間2.5s×42處+3.5s×41段=248.5s
3.變位機(jī)翻轉(zhuǎn)180°時(shí)間10s
4.總點(diǎn)定點(diǎn)定時(shí)間t2=248.5*2+10=507s≈9min。
? 所有焊縫滿焊時(shí)間：
1.每處接縫分為4段，分段焊接。則總起收弧時(shí)間：4段×42處×1s=168s.
2.每個(gè)面只能滿焊接縫長(zhǎng)度的一半，所以移動(dòng)時(shí)間要按兩次計(jì)算。
3.滿焊時(shí)間14000mm÷8mm/s+41段×3.5s×2次=2037s。
4.所有焊縫滿焊時(shí)間t3=2037s+168s=2025s≈37min
? 總循環(huán)時(shí)間：
1.總循環(huán)時(shí)間t0=t1+t2+t3=28+9+37=74min。
2.由于布置的是兩個(gè)工位，故人工裝卸料可以在點(diǎn)定和滿焊時(shí)間內(nèi)完成。所以單件機(jī)架的生產(chǎn)時(shí)間t=t2+t3=9+37=45min。
3.每天8小時(shí)生產(chǎn)量=（8×60-28）÷45=10件。
備注：循環(huán)時(shí)間計(jì)算是根據(jù)理論速度估算出來(lái)的，不作為交貨驗(yàn)收依據(jù)，實(shí)際循環(huán)時(shí)間需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝的調(diào)整而調(diào)整的。
四、 環(huán)境條件
五、 設(shè)計(jì)條件
? 設(shè)計(jì)開始時(shí)，買方提供需要的工件毛坯和成品圖紙、工件種類數(shù)量、場(chǎng)地尺寸及其他相關(guān)信息。提供信息不完全或臨時(shí)增加設(shè)計(jì)條件導(dǎo)致設(shè)計(jì)制造成本怎加的時(shí)候，另行追加報(bào)價(jià)要求。
? 賣方設(shè)備的顏色（機(jī)器人除外）等根據(jù)買方的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。若買方無(wú)特別要求，將根據(jù)賣方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
? 買方提供足夠數(shù)量的工件以供賣方調(diào)試。
六、 安裝調(diào)試培訓(xùn)及驗(yàn)收
1. 安裝調(diào)試
? 賣方負(fù)責(zé)在買方現(xiàn)場(chǎng)完成所承制設(shè)備的安裝，買方提供行車、叉車及用電用氣、人員等的支持。
? 賣方在買方現(xiàn)場(chǎng)完成合同規(guī)定條款的系統(tǒng)調(diào)試工作。
2. 機(jī)器人及系統(tǒng)的操作培訓(xùn)
? 賣方提供機(jī)器人操作基礎(chǔ)培訓(xùn)。
? 賣方對(duì)買方進(jìn)行系統(tǒng)操作編程培訓(xùn)指導(dǎo)。
? 涉及買方人員的差旅和交通住宿等費(fèi)用未包含在內(nèi)，由買方自行承擔(dān)。
3. 驗(yàn)收
驗(yàn)收分為預(yù)驗(yàn)收與終驗(yàn)收。預(yù)驗(yàn)收在賣方工廠進(jìn)行，終驗(yàn)收在買方工廠進(jìn)行。
在設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)節(jié)拍條件時(shí)，買方必須進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收和終驗(yàn)收：
4. 提供資料
賣方向買方提交如下技術(shù)資料：
? 系統(tǒng)使用說(shuō)明書：中文版1套。
? 機(jī)器人操作說(shuō)明書、保養(yǎng)說(shuō)明書：中文1本。
? 機(jī)器人控制器說(shuō)明書：中文1本。
? 電氣圖紙（原理、接線、柜內(nèi)布置、電纜清單）：1套（pdf格式）。
? 設(shè)備總裝圖紙及易損件零件圖：1套(pdf格式)。
? 備件清單。
七、 主要元器件制造商
八、 質(zhì)量保證
? 質(zhì)保期:設(shè)備終驗(yàn)收后一年內(nèi)或到達(dá)買方現(xiàn)場(chǎng)一年以內(nèi)。
? 在質(zhì)保期間內(nèi)，如果不是因?yàn)橘I方的責(zé)任而發(fā)生故障的情況下，維修用部品或者更換由賣方無(wú)償運(yùn)輸至買方。
? 即使在質(zhì)保期間內(nèi)，賣方將不承擔(dān)下述情況所發(fā)生的費(fèi)用。
i. 購(gòu)買后由于買受方或者第三者的不當(dāng)修理、改造、轉(zhuǎn)移或者使用上不注意引起的損壞。
ii. 由火災(zāi)、水災(zāi)、地震、雷電或其他不可抗力所引起的損壞。
iii. 轉(zhuǎn)賣、轉(zhuǎn)讓、贈(zèng)與第三方等情況。
iv. 不按使用說(shuō)明書上所要求的進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S修保養(yǎng)作業(yè)而發(fā)生的損壞。
v. 即使在質(zhì)保期間內(nèi)，有關(guān)消耗品也不屬于質(zhì)保的范圍。
vi. 賣方的責(zé)任只限于本協(xié)議書所描述的內(nèi)容，這之外的責(zé)任賣方不承擔(dān)。
九、 買方責(zé)任
? 需向賣方提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的相關(guān)工件、設(shè)備及車間布局信息。
? 負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造以適合機(jī)器人系統(tǒng)的安裝要求。
? 負(fù)責(zé)提供充足的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試用工件，以及保證周邊設(shè)備的正常運(yùn)行。
? 對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的安裝調(diào)試提供必要的水、電、壓縮空氣、叉車行車等的使用支持。
? 在設(shè)備達(dá)到驗(yàn)收條件時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收。
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