机器人焊接系统
技
术
协
议
底盘架前支撑焊接
2014-04
1.设计依据
1.1.焊接工件说明
1.2.工艺分析
1.工艺要求：焊接工件应无油、无锈且满足工件图纸尺寸公差要求。
2.焊接工艺：采用MAG单层单道焊，保护气为混合气体（80%Ar+20%CO2），焊丝为φ1.2
实芯焊丝（满足盘装焊丝和桶装焊丝互换）。采用脉冲直流逆变焊接电源。
1.3.现场车间环境信息
使用温度: -10℃至+45℃，相对湿度＜80%；压缩空气源: 0.4～0.6Mpa；
电源电压: 三相五线制，电压380±15%伏、频率50Hz±1% HZ；
房屋、地坪：房梁高度≥5m，地坪承载5T/m2；行车：＞5T；
工作制：每日两班制，每班8 小时，全年工作300天。
2.系统构成概述
2.1.系统布局图
2.1.1、1.7机刹底盘前支架机器人焊接系统，预估尺寸长×宽×高(mm)：3200×2800（仅供参考，已实际设计尺寸为准）；
2.1.2、1.8油刹底盘前支架机器人焊接系统，预估尺寸长×宽×高(mm)：3200×2800（仅供参考，已实际设计尺寸为准）；
2.1.3、1.9油刹三速底盘前支架机器人焊接系统，预估尺寸长×宽×高(mm)：3200×2800（仅供参考，已实际设计尺寸为准）；
2.2.系统配置及供货范围
2.3.耗材及备品配件清单（数量可满足约一年内使用）
专用工具
专用工具明细（单台套）
2.4.系统概述
2.4.1.机器人6个轴均带有智能防碰撞功能，不仅仅撞枪时能起到防护作用，任意物
体非正常接触到机器人或焊枪电缆等缠绕到机器人，机器人皆能启动此功能，
极大的保证了操作者的人身安全，并且对焊枪等能起到极好的保护作用；
2.4.2.焊接机器人系统可满足每日三班制（每班8小时）的正常工作；
2.4.
3.使用数字脉冲逆变焊机，采用脉冲过渡方式焊接，使焊接过程中热输入量大大
减少，减小了焊后工件变形，焊缝质量好、成型美观、不泄露；
2.4.4.设备设有保护气流量检测装置，保证焊接的可靠性；
2.4.5.变位机具有足够的强度，保证设备移动位置后，机构不变形；
2.4.6.系统所有电缆(除送丝电缆外)均不外露,走电缆线槽，布线美观；
2.4.7.机器人本体各轴、外部轴、变位机各轴均配有刹车装置和安全监测装置；
2.4.8.工位的外围安装急停按钮，在发生危险时，操作人员在工件附近任何位置能够
迅速停止设备工作；
2.4.9.系统安全围栏为方管（圆管）加钢丝网格结构，高度不低于1.5m，正面为敞开
式，便于上下工件，并不影响操作人员和周围工作人员正常工作；
2.4.10.系统外观颜色按甲方提供的色卡进行涂装；若甲方无明确颜色要求，则按供方
颜色，经需方同意后，进行涂装；
2.4.11.系统中结构件包括机器人抬高座、变位机结构件等采用两遍腻子+底漆+面漆涂
装工艺，漆膜总厚度≥100μm；
2.4.12.系统采用焊丝或喷嘴作为传感器的测量工具，保证测量精度，可达性及柔性不
受限制；
2.4.1
3.系统安全围栏为 1.8m方管骨架防护栏，上半部分采用红色防弧光屏，高度
800mm，下半部份采用φ3钢丝网，高度1000 mm；四面防护，一侧留有3000mm
门洞，便于上下工件。
2.4.14.设备交货时，设备上的零部件、附件和备件的外露加工表面的防锈应完整、均
匀、无孔漏、无泡、漏涂和流挂等现象。设备表面无污物，并应有塑料防护罩。
2.4.15.设备所用专用工装及螺栓、压板、专用器具需经发黑、镀锌等防锈处理。
2.5.系统各机构说明
2.5.1.焊接变位机：
●变位机由机器人外部轴伺服电机驱动旋转，可自由编程，与机器人系统联合进
行轨迹插补（协调）；
●伺服电机驱动日本进口精密减速机，精密齿轮驱动精密回转支撑，通过特有的
无间隙机构，带动变位机夹具翻转；
●变位机装上工件后，翻转至最大偏心距处，最大的偏心矩足够冗余，不会发生
锁死后仍自行翻转、翻转有异响、颤动等现象。
2.5.2.夹具设计方案：
焊接夹具为手动夹具，在保证强度的前提下设计为快速装卸的方式，且减少对焊接位置的遮挡；焊接夹具的设计力求模块化和标准化，采用一体式底座，确保各单元相对位置的稳定性。
考虑到工作站的扩展能力，夹具与机器人的变位机法兰之间，安装底座与底板之间采用螺栓紧固、定位销定位，使之在夹具调换过程中保证整个系统的准确定位。
2.6.电气控制方案：
1)工件变位机使用安川外部轴电机驱动，可在焊接时与机器人协调运动，确保所有
焊缝均处于最佳焊接位置。
2)操作人员使用带按钮、状态指示灯的操作盒进行作业。
3)PLC使用三菱系统，所有电气元件采用国际品牌，确保系统稳定可靠工作：低压
电器-施耐德，传感器-OMRON。
2.7.系统主要功能说明
2.7.1.电弧跟踪功能：系统实时对摆动焊接中的电流电压信号采样，对因下料时坡口
不规则及焊接过程中产生的变形分析得出数据修改机器人路径，能够自行适应
焊接过程中的工件变形；
2.7.2.智能寻位功能：利用喷嘴或焊丝碰触工件，可确定真实焊缝位置，寻位精度
±0.25 mm；
2.7.
3.清枪剪丝喷硅油功能：清枪喷硅油装置设计在同一位置，机器人只要一个动作
就可以完成喷硅油和清枪的过程，硅油装置采用了双喷嘴交叉喷射，使硅油能
更好地到达焊枪喷嘴的内表面，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连；
2.7.4.临时停点自动恢复功能：焊接中发生电弧异常和暂时停止的时候，去除错误因
素或者暂时停止原因后，在再起动时调用命令，自动从任意的位置向电弧切断
位置恢复，同时还可以通过设定对于电弧切断位置的偏置量（以电弧切断位置
为基准的焊接线方向的平移量），可以指定焊缝的重叠和焊接剩余部分；
2.7.5.防碰撞检测功能：撞击检测灵敏度大幅度提高了，因程序选择错误，工件安装
失误等即使发生了撞击，也能将工件和设备的损失减低到最小。
2.7.6.焊接前提前送气、焊接后，延迟断气功能：作为焊接开始条件，设定提前送气；
在焊接时可将气体填充到丝的顶端；焊接开始可立刻进入稳定焊接。作为焊接
结束条件，设定后送气；可防止焊接结束时焊丝顶端酸化。下一个焊接开始可
立刻进入稳定焊接。
2.7.7.同步协调控制功能：安川机器人、外部轴电机驱动的双回转变位机两者协调联
动，可与机器人在360度范围内任意定位、协调，确保在每条焊缝处焊枪与工
件均形成最佳焊接姿势；
2.7.8.刮檫起弧功能：当工件表面存在生锈、油污等缺陷时，安川机器人可设定用焊
丝在工件表面反复刮檫，直至起弧成功；
2.7.9.多层多道焊跟踪功能：此功能为机器人的标准配置；
2.7.10.专家数据库功能：数据库功能是事先设定·登录焊接条件，通过数据库命令呼