机械机器激光跟踪焊接机器人系统技术方案

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顺开机械手弧焊工作站

技术方案

沈阳新松机器人自动化股份有限公司

2009年7月

第一章方案概述

1.方案设计依据

甲方所提出的要求以及图片；

2.项目条件和要求

✧焊接工件名称：箱体总成最大 1000mm*1000mm*1800mm（W*L*H）（长度、宽度和高

度均有变化）。

✧材料：不锈钢；厚度：δ＝3 mm；

✧焊接方法：机器人MAG焊接方式；

✧设备规划：

配置1套机器人及MAG焊接系统、1套机器人滑台、1台单轴变位机， 1套机器人焊接夹具，激光检测和跟踪系统等。具体见设备布局参考图。

第二章焊接工艺分析

1.箱体工序划分：

工序1、人工点固工件（组焊夹具甲方设计制造，甲方自备焊接设备，箱体共4个部件）；

示图：

工序2、人工将工件装在变位机夹具上，机器人焊接。焊接完成后人工卸件。

示图：机器人焊接如图所示的焊缝

2.焊接工艺（MAG）：

1)焊丝直径选用Φ0.8-Φ1.0mm；

2)机器人MIG焊接的平均焊接速度取：6-8 mm/秒；

3)每条焊缝的机器人焊接辅助时间，即机器人平均移动时间取：3秒（包括机器人变

换姿态、加减速、空程运动时间，及焊接起弧、收弧时间）；

第三章系统总体方案

1.方案总体介绍

本方案采用KUKA KR16L/6机器人和弗尼斯的TPS4000焊接系统，通过sevorobot的DIGI-I激光传感器检测焊缝的位置进行焊接，并增加激光跟踪系统随时对焊接进行修正。

机器人夹具放在单轴变位机上，机器人安装在外部轴滑台上，保证焊接的姿态。

经过仿真：目前需用的机器人基本上可以满足最长1800的焊接。

关于夹具能适应多品种的问题：目前认为一套夹具可以通用，由于工件宽度及高度变动范围太大，为了适应有些型号的工件焊接，需要手工更换夹具上的部分底座。

2.设备布局参考图

平面布局图

设备按1套机器人夹具制造，在电控系统上按照2套夹具的输入输出数量预留接口。第四章系统设备配置表

序

号

名称和规格

数

量

备注弧焊机器人系统

1)本体: KR16L/6

2)控制柜: KRC

3)示教盒（中文英文双语显示,、电缆长度：10m）

4)供电电缆（本体 控制柜，长度：5m）

1套KUKA

焊接系统

1)焊接电源TPS4000（输入AC380V）

2)防碰撞传感器（TBI）、焊枪（TBI）、校枪规

3)焊枪同轴电缆、装配支架

4)送丝机构、电缆及安装基座

5)+/- 极电源电缆（5m）

6)焊机接口控制电缆

7)气管、气体流量表

1套福尼斯焊枪清理器1套TBI

可调机械手臂，更大的活动空间和柔韧性

高速运动曲线中动态模型的优化，加速性能高于普通机器人