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大型機架弧焊機器人工作站
1. 項目概述
賣方為買方提供工業(yè)機器人自動弧焊系統(tǒng)壹套及安裝與調試服務事宜。
本項目為交鑰匙工程，指調試完成后可以直接用于生產。
2. 焊接產品信息及技術要求
? 產品圖紙如下：
? 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：初步技術核實，此機器人工作站能滿足90%槽鋼焊接以及90%的焊縫滿焊，但不排除實施過程能完全滿足貴公司要求；同時我們對槽鋼的外形及下料尺寸有一定的要求，具體要求待項目實施階段確定。
3. 項目的目的和意義
1) 項目的目的：
? 通過弧焊機器人工作站實現槽鋼拼接縫的自動化焊接。
? 提高產品的生產效率，減小人工勞動強度。
? 縮小人工成本開支，提高產品利潤。
? 提高產品焊接質量及產品的美觀性。
2) 項目意義在于通過工業(yè)機器人實現產品的自動化焊接，提高產品的生產效率，提高公司產能，減少人工成本，實現公司效益的增加，提升公司綜合競爭力。
4. 主要設備布置圖及配置清單
1) 三維布局圖：
2) 主要設備清單
主要設備清單
注：如以上配置發(fā)生變動，須有雙方確認的書面文件。
二、 系統(tǒng)功能及設備功能簡述
此系統(tǒng)為實現機架的自動化焊接而特別設計的。本系統(tǒng)選用一臺六軸工業(yè)機器人及配套的焊接電源、焊槍、送絲機等；自行設計機器人外部移動軸、變位機、焊接工裝及配套安全防護系統(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——散件點定——焊縫滿焊的自動化焊接。
1. 六軸工業(yè)機器人及焊接系統(tǒng)配套
? 焊接機器人具有通用性強、穩(wěn)定性高、適用范圍廣、焊接質量優(yōu)良等特點，適應焊接工藝的自動化、柔性化與智能化要求，改善了生產加工條件，保證了焊接質量。
? 根據用戶產品特點和工藝，提供系統(tǒng)的工廠焊接質量自動化解決方案，為客戶進行整個機器人焊接系統(tǒng)工程的設計、制造、安裝、調試、維護培訓等工程服務；設計開發(fā)基于機器人的專用自動化焊接（切割）工藝裝備。
? 系統(tǒng)組成：6軸關節(jié)機器人、焊接電源、焊槍、送絲機等。配備電弧跟蹤系統(tǒng)、機器人弧焊、起始點跟蹤、多層多道焊接系統(tǒng)。
? 應用領域：汽車、工程機械、煤炭機械、鐵路車輛、機床、鋼結構、橋梁、起重設備等
? 弧焊機器人特點
? 集成化控制技術，多軸聯(lián)動，操作更簡單，適用范圍廣。
? 離線編程技術，兼容性好，適用于復雜幾何形狀工件焊接。
? 專用起始點尋位技術，用于補償模型和現場生產之間的誤差。
? 焊縫跟蹤技術，避免焊接變形產生的工藝問題。
1) 六軸工業(yè)機器人
本系統(tǒng)選用MOTOMAN六軸工業(yè)機器人，荷重10kg，工作半徑R2010mm，包括機器人本體、機器人控制柜、示教盒、變壓器及供電電纜等。
機器人主要實現工件的點定和滿焊工作。
2) 焊接電源
采用超低飛濺全數字化機器人專用焊接 電源RD-350。此電源具有如下特點：
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. 外部移動軸系統(tǒng)
外部移動軸為機器行走機構，實現不同工位弧焊機器人的位置變換、同時在長度方向上適應工件的焊接范圍。此機構采用伺服電機驅動，齒輪齒條傳動，直線導軌導向，機架采用桁架結構，其采用型鋼焊接，分段制造、整體組裝。具體結構見下圖。
3. 變位機構
變位機構用于實現焊接過程中工件的翻轉以及適應弧焊機器人焊接范圍而做的角度轉動，此變位機是根據工件的特點和使用狀況以及工裝的結構形式，由我公司獨立設計開發(fā)的。采用伺服電機驅動，蝸輪蝸桿減速機和行星減速機轉動；相對于普通變位機而言，其可以實現任意角度位置的變換，啟停時間短，速度在一定范圍內可以調節(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、定位升降機構構成。總體設計為實現機架的散件定位、夾緊和讓位，并配合焊接機器人，將焊縫位置讓出。
? 夾緊工裝：主要由機架和夾緊氣缸構成，機架同夾緊氣缸連接為一個整體，并安裝于變位機構上。主要功能實現機架散件的夾緊和機架焊接成整體后的夾緊，同時兼顧機架和散件的定位功能。
? 定位工裝：主要由定位銷和機架構成，將機架和定位銷做成一個整體后，安裝于定位升降機構上。主要功能連同夾緊工裝實現機架散件的每一件定位。
? 定位升降機構：主要由導柱、石墨軸承、氣缸和機架構成，其所有零部件組成一個升降平臺。主要功能實現機架散件點定后讓出所有焊縫，以便后續(xù)焊接工作正常進行。
其工作流程簡述如下：
? 第一：變位機構將夾緊工裝旋轉至水平位置并保持現有位置不變。
? 第二：定位升降機構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、夾緊工裝成為一個整體。
? 第三：人工將機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，啟動夾緊工裝夾緊氣缸，將所有機架散件夾緊。
? 第五：弧焊機器人將所有散件點定到一起，然后定位升降機構將定位機構收回，露出所有焊縫后，就可以進入后續(xù)焊接工作了。
5. 防護圍欄
將所有運動設計布置與圍欄內，可以為工人及其他相關人員提供一個安全可靠的工作環(huán)境。圍欄布置有檢修和人工上料門，布置必要的檢測開關，并與整套控制系統(tǒng)聯(lián)動，在設備正常工作時，假如有人員闖入，將立即停止所有設備的運轉，確保人員安全。其分為兩個獨立部分，集體結構見下圖。這樣可以將兩個工位分成獨立的兩個工作空間，使得人工裝卸料和焊接分開獨立運行，互不影響。
三、 工藝過程簡述
1. 工藝流程圖
總共分為兩個獨立的工位，每個工位的工藝流程圖相同，具體見下圖。
2. 生產節(jié)拍
? 總體時間分配：
1.散件23件；
2.接縫42處；
3.每處接縫單面點定時間2.5s；
4.相鄰兩處接縫的平均移動時間3.5s；
5.連續(xù)滿焊起收弧時間1s；
6.滿焊平均速度8mm/s；
7.總滿焊焊縫長度14000mm。
? 人工裝卸料時間：
1.機架卸料時間：5min；
2.人工上料時間：平均每件按1min，則總上料時間23×1=23min；
3.人工裝卸料總時間t1=5+23=28min。
? 散件點定時間：
1.散件總體規(guī)劃為雙面點定，即在大平面上的每處接縫均點定。
2.單面點定時間2.5s×42處+3.5s×41段=248.5s
3.變位機翻轉180°時間10s
4.總點定點定時間t2=248.5*2+10=507s≈9min。
? 所有焊縫滿焊時間：
1.每處接縫分為4段，分段焊接。則總起收弧時間：4段×42處×1s=168s.
2.每個面只能滿焊接縫長度的一半，所以移動時間要按兩次計算。
3.滿焊時間14000mm÷8mm/s+41段×3.5s×2次=2037s。
4.所有焊縫滿焊時間t3=2037s+168s=2025s≈37min
? 總循環(huán)時間：
1.總循環(huán)時間t0=t1+t2+t3=28+9+37=74min。
2.由于布置的是兩個工位，故人工裝卸料可以在點定和滿焊時間內完成。所以單件機架的生產時間t=t2+t3=9+37=45min。
3.每天8小時生產量=（8×60-28）÷45=10件。
備注：循環(huán)時間計算是根據理論速度估算出來的，不作為交貨驗收依據，實際循環(huán)時間需要根據現場焊接工藝的調整而調整的。
四、 環(huán)境條件
五、 設計條件
? 設計開始時，買方提供需要的工件毛坯和成品圖紙、工件種類數量、場地尺寸及其他相關信息。提供信息不完全或臨時增加設計條件導致設計制造成本怎加的時候，另行追加報價要求。
? 賣方設備的顏色（機器人除外）等根據買方的要求進行設計。若買方無特別要求，將根據賣方標準進行設計。
? 買方提供足夠數量的工件以供賣方調試。
六、 安裝調試培訓及驗收
1. 安裝調試
? 賣方負責在買方現場完成所承制設備的安裝，買方提供行車、叉車及用電用氣、人員等的支持。
? 賣方在買方現場完成合同規(guī)定條款的系統(tǒng)調試工作。
2. 機器人及系統(tǒng)的操作培訓
? 賣方提供機器人操作基礎培訓。
? 賣方對買方進行系統(tǒng)操作編程培訓指導。
? 涉及買方人員的差旅和交通住宿等費用未包含在內，由買方自行承擔。
3. 驗收
驗收分為預驗收與終驗收。預驗收在賣方工廠進行，終驗收在買方工廠進行。
在設備達到設計生產節(jié)拍條件時，買方必須進行預驗收和終驗收：
4. 提供資料
賣方向買方提交如下技術資料：
? 系統(tǒng)使用說明書：中文版1套。
? 機器人操作說明書、保養(yǎng)說明書：中文1本。
? 機器人控制器說明書：中文1本。
? 電氣圖紙（原理、接線、柜內布置、電纜清單）：1套（pdf格式）。
? 設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、 質量保證
? 質保期:設備終驗收后一年內或到達買方現場一年以內。
? 在質保期間內，如果不是因為買方的責任而發(fā)生故障的情況下，維修用部品或者更換由賣方無償運輸至買方。
? 即使在質保期間內，賣方將不承擔下述情況所發(fā)生的費用。
i. 購買后由于買受方或者第三者的不當修理、改造、轉移或者使用上不注意引起的損壞。
ii. 由火災、水災、地震、雷電或其他不可抗力所引起的損壞。
iii. 轉賣、轉讓、贈與第三方等情況。
iv. 不按使用說明書上所要求的進行適當的維修保養(yǎng)作業(yè)而發(fā)生的損壞。
v. 即使在質保期間內，有關消耗品也不屬于質保的范圍。
vi. 賣方的責任只限于本協(xié)議書所描述的內容，這之外的責任賣方不承擔。
九、 買方責任
? 需向賣方提供準確、詳細的相關工件、設備及車間布局信息。
? 負責對現場進行改造以適合機器人系統(tǒng)的安裝要求。
? 負責提供充足的現場調試用工件，以及保證周邊設備的正常運行。
? 對機器人系統(tǒng)的安裝調試提供必要的水、電、壓縮空氣、叉車行車等的使用支持。
? 在設備達到驗收條件時負責對設備進行驗收。
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