ZR-IRH02型 焊接工业机器人实训系统

一、机器人焊接系统功能目标

1、机器人、送丝桶、送丝机及清枪减丝机构装配在导轨上，控制储物柜和焊接电源包括于一个吊篮内。
2、机器人焊接系统执行焊接任务时，首先将机器人及导轨底座整体吊装至焊缝一侧，同时将另一段导轨底座吊装，两段导轨底座应用螺栓连接，使机器人行走距离达到13m。导轨底座与焊缝平行并保持一定距离，经过螺栓调动导轨底座的水平度，运用眼板将导轨底座固定。
3、将控制储物柜和焊接电源所在的吊篮吊装至便利作业人员实操的位置。连接机器人、控制储物柜和焊接电源的控制电缆。
4、实操人员经过示教盒使机器人位移至焊缝起始点附近，调用经过离线编程系统编写的轨迹预扫命令，机器人连同3D激光器对焊缝实行预扫描，记录焊缝的实际坐标位置。
5、焊缝预扫描结束，机器人回到焊缝起始点附近，调用经过离线编程系统编写的焊接命令，机器人对起始点自动寻位，焊接开始，经过电弧跟踪以及3D激光器的在线就地实时跟踪功能，保证焊缝的焊接重量。由于工件较厚、焊缝较长，选用规格限定电流（A）≥500A的水冷焊接电源及水冷焊枪保证焊机作业的连续性。在机器人末端配备碰撞传感器，保护3D激光器及焊枪。
6、焊接时，空压机作业，为清枪减丝机构提供压缩空气。第一道焊接结束，机器人自动清枪减丝，为工件多层多道焊的下道焊接做准备。
7、为保证焊接作业环境的安全，实训室配备装备综合报警装置，完成对实训室漏水、漏电、火灾等危险状态的及时报警。
二、系统功能要求
1、机器人系统：设定有6自由度、支持外部拓展轴，较大的水平动作半径以适用不一样类型焊缝的焊接；具备防碰撞功能；控制储物柜设定有自动控制、检验测试、保护、报警等功能，具备完成多层多道焊的软硬件。
2、焊接系统：水冷焊接电源电流（A）*多达到500A、规格限定暂载率≥60%，支持CO2/MAG/MIG焊接；送丝机构与焊接电源配套；防碰撞水冷焊枪；自动清枪剪丝站；控制储物柜和焊接电源需包括在一起，以方便整体吊装。
3、跟踪系统：具备激光在线/离线3D跟踪功能；具备自动寻位、电弧跟踪功能。
4、行走系统：适用机器人行走距离13m；导轨底座需参考我院提供的基础样式分为两段制作，并适用在钢构造上快速定位的需求；两段导轨底座能够完成拼接，并保证机器人的正常行走；导轨底座还需设定吊装眼板，保证当机器人固定在导轨底座上时的整体构造强度；供应商需提供焊接机器人静置、行走以及摆动焊接状态下的导轨底座应力应变有限元解析报告。
5、保障系统：配备装备空压机为清枪机构提供压缩空气，装配实训室综合报警装置，完成对实训室漏水、漏电、火灾等危险状态的及时报警。

三、设备技术功能数值要求

系统名称	要求
机器人系统	含机器人本体、控制储物柜、示教盒、控制电缆等。 机器人本体：6轴，有效负荷≥6kg，重复精确度±0.08mm界限内，机器人最大动作半径界限在水平方向≥1900mm，重量（kg）≤300kg；整个机器人系统内置碰撞传感器，出现碰撞后立刻停止作业。 控制储物柜：设定有自动控制、检验测试、保护、报警等功能；具备多层多道焊系统。 示教盒：菜单式中英文双语。 控制电缆：长度≥20m。
焊接系统	含焊接电源、送丝机、焊枪、清枪剪丝站等装置。 焊接电源：进口水冷焊接电源一套，支持CO2/MIG/MAG焊接，最大电流（A）500A，规格限定暂载率≥60%。 送丝机：与焊接电源配套，功能平稳。 焊枪：防碰撞水冷焊枪。 清枪剪丝站：自动清枪、剪丝。
跟踪系统	含3D激光器、电弧跟踪、自动寻位等装置。 3D激光器：激光器与机器人包括，设定有焊接在线跟踪、离线焊缝轨迹识别功能； 电弧跟踪：设定有电弧跟踪功能。 自动寻位：设定有起始点寻位功能。
保障系统	含空压机、综合报警等装置。 空压机：空压机为清枪机构提供压缩空气。 综合报警装置：装配实训室综合报警装置，完成对实训室漏水、漏电、火灾等危险状态的及时报警。
行走系统	含底座、导轨等装置。 底座：至少含有一个拓展轴，含伺服电动机和减慢速度机；底座上预留送丝桶装配平台。 导轨：适用机器人行走距离13m；导轨底座需参考我院提供的基础样式分为两段制作，并适用在钢构造上快速定位的需求；两段导轨底座能够完成拼接，并保证机器人的正常行走；导轨底座还需设定吊装眼板，保证当机器人固定在导轨底座上时的整体构造强度；供应商需提供焊接机器人静置、行走以及摆动焊接状态下的导轨底座应力应变有限元解析报告。
售后服务	提供运输、装配调节测试、人员培训等服务。 提供不少于2人的焊接机器人实操及离线编程系统培训，每人培训学时≥80小时，并提供相关培训图纸文档实训指导书； 设备保修期限≥1年（从装配调节测试正常使用后开始计算）。

四、机器人焊接系统主要设备配备：

系统名称	主要设备	品牌	型号	功能数值	数量
机器人系统	机器人本体	KUKA	KR 16L6-2	负载6KG；*大作业界限1911mm；轴数：6；重复定位精确度：±0.05mm；	1套
	控制储物柜	KUKA	KRC4	多层多道焊系统包：KUKA.Multilayer； 与3D传感器协作完成焊接在线跟踪、离线焊缝轨迹识别功能的系统包：KUKA.seamtech.finding以及KUKA.seamtech.tracking	1套
	示教盒	KUKA	smartPAD	协作库卡机器人使用	1套
	控制电缆	KUKA	180184	≥20米	1套
	机器人离线编程系统	KUKA	SIM PRO	离线拟真模仿	1套
	防碰撞传感器	TBI	KS-2	外置式；全机械式；弹簧支撑；*大扭曲角度：10°；	1套
焊接系统	焊接电源	EWM	Phoenix 551	数字化逆变，焊接电流（A）5-550A，暂载率550A/60%，重量（kg）125kg	1套
	送丝装置	EWM	配套	自动送丝	1套
	焊枪	宾采尔	ABIROB W500	规格限定电流（A）500A	1套
	清枪剪丝机构	TBI	BRG-2000D	自动清枪、剪丝	1套
	水冷装置	国产	国内配套	适用水冷要求	1套
跟踪系统	3D激光器	SERVO-ROBOT	POWER-TRAC	配备装备POWER-CAM传感器，含高级接头处置整理系统模型块，Trac-3D轨迹生成模型块，具备焊接在线跟踪、离线焊缝轨迹识别功能；用来Power Cam激光传感器的可替换保护镜片25片；	1套
	自动寻位	KUKA	Touchsense	系统：具备自动寻位功能	1套
	电弧跟踪	KUKA	Arcsense	系统：具备电弧跟踪功能	1套
保障系统	空压机	飞豹	FBV-0.17-8	排气压力：0.8MPa；功率（W）：1.5KW；排气量：0.17m3/min	1套
	综合报警装置	斯必得	SPD-T58GSM	对实训室漏水、停电、火灾等危险状态的及时报警	1套
行走系统	伺服电动机	安川	外轴配套	7系列，位置控制，AC供电≥1000W	1套
	导轨底座	隆深	LS-DG-013	总长13米，（6.5+6.5或者6+7），参考江苏科技大学提供的形式，作业或吊装时适用强度要求；导轨底座上设定吊装眼板，并配备用来导轨底座和机器人吊装的吊笼；提供用来装载焊接电源和控制储物柜的吊篮，适用位移和吊装的功能要求。	1套
	减慢速度机	隆深	外轴配套	协作安川伺机使用	1套

五、机器人系统设备简介

机器人系统主要采用机器人本体、控制储物柜、示教盒、控制电缆等构成。

1、KUKA KR 16 L6-2机器人技术功能数值：

型号	负荷	轴数	*大作用界限	重复精确度	重量（kg）	装配位置
KR 16 L6-2	6kg	6	1911mm	±0.05mm	240kg	地面、天花板

KR C4的革新理念为自动化的明天打下了坚实的基础。降低了自动化方面的包括、保养和维护成本，并而且同时持久地提升系统的效率和灵活性。所以库卡研发了一个全新的、构造清晰而且注重使用开放高效数值标准的系统架构。这个系统架构中包括的全部安全控制（SafetyControl）、机器人控制（RobotControl）、动作控制（MotionControl）、逻辑控制（LogicControl）均拥有相同的数值基础和基础设施并可以对其实行智能化使用和分享，使系统设定有*高功能、可升级性和灵活性。引领时代、开创未来—而而且并不仅限于库卡机器人。
2、KR C4功能特征：
（1）计划、实操和维护更简便
（2）继续应用历经检验的基于计算机数值的控制技术
（3）经过继续应用已有标准完成快速和简捷的实操
（4）拓展的指令集方便更具用户友好性的轨迹编程
（5）与现有的KR C2程序高度兼容
（6）安全控制、机器人控制、逻辑控制、动作控制和工序技艺流程控制包括于一套控制系统中
（7）专用控制模型块之间能实行就地实时通信
（8）经过中央基础服务系统完成了*大化的数值一致性
（9）无缝包括的针对全新应用领域的安全技术
（10）包括系统防火烧墙，互联网更加安全
（11）创新的系统功能，能源效率得以*优化
（12）适合未来发展、无专用硬件的技术平台
（13）多核处置整理器支持，功能更具可升级性
（14）运用千兆以太网的快速通信
（15）一体化包括存储卡，储物重要系统数值
（16）专为380-480VAC设计
（17）优化能源效率的全新风扇设计
（18）冷却装置无需保养而且不带滤毡
（19）在*小的空间内完成*大化的功能
（20）*大化的可用性
3、smartPAD功能特征：
smartPAD触摸屏、图形辅助、灵活互动。机器人的功能越强大，直观感知式机器人实操界面就越重要。新型KUKA smartPAD在超大高清无反射触摸屏上以*佳的效果显露出如何直观地操控机器人。智能交互式对话窗口向用户清晰地展示各项流程。在任何时刻全部会为用户提供其在那一时刻正好需要的实操元件。其目的是将用户的注意力吸引到*重要的因素上，以便其能够直观、简便、快速并有效地作业。真正完成全面智能。

（1）触控板拥有上下文敏感的浮动窗口，使得实操更直观
（2）经过单独的运行键直接控制八根轴/附加轴，无需来回变换
（3）使用6D鼠标实行高效编程，并而且触控板上带有基于人机工程学设计的键盘
（4）坚定不移地继续发展了库卡久经考验的实操和编程方案
（5）无培训成本
（6）可直接在smartPAD 上储物和读取配备
（7）热插拔功能。如果不需要使用smartPAD，可以直接拔掉
（8）作业期间，高清、超大、防反射的显露屏可以保护眼睛

六、焊接系统设备简介

焊接装置主要采用焊接电源、焊枪、送丝机构、清枪剪丝机构、防碰撞传感器、水冷装置等构成，焊接装置服务于焊接机器人，两者之间经过总线实行通讯，可选配以太网、InterBus、Profibus、DeviceNet等主流通讯方法。焊接机器人与清枪剪丝机构之间经过I/O直接通讯，可完成清枪、剪丝流程的自动化。

德国EWM Phoenix 551 Puls逆变分体式焊接电源是全数字化逆变焊接电源，其作业效率高，飞溅小，可重复性强；EWM—forceArc技术让电弧能量更集中，焊接厚板的效率提升30%；一目了然的实操操作面板适合各种应用；优化的预设焊接任务（JOBs）和一元化实操系统使您作业得心应手；位移性强：大尺寸脚轮，机身窄，适合经过标准性门，方便装卸；焊机前部的立杆既可以作把手，也能保护焊机免受碰撞；出色的外壳设计使得冷却系统效果显著，防尘能力强；PROGRESS, EXPERT操作面板：支持自动化通信连接口，可便利将焊接电源整合到机器人，工业总线及自动化生产线中；极佳的焊枪冷却系统，离心泵、12升的超大水箱。
1、德国EWM Phoenix 551 Puls逆变分体式焊接电源应用领域：
（1）非合金钢、低合金钢、高合金钢、铝制、铜及铜合金、特殊金属。
（2）实芯和药芯焊丝（0.8-2.4mm），钛型和碱性焊条。
（3）化学和食品行业、机械制造、车辆制造、管道建造设计、容器、高压容器、造船业、海上作业等。
2、德国EWM Phoenix 551 Puls逆变分体式焊接电源特征：
（1）多功能直线DC逆变焊接电源可用来MIG/MAG脉冲焊、TIG常规焊、TIG接触引弧和MMA。
（2）可位移，空冷或者水冷，单独的送丝机构、可以用起重机搬移，5米的电源线。
（3）强有力的温度（℃）控制风扇。
（4）冷却液压力监测系统、温度（℃）控制式水泵和冷却风扇。
（5）PHOENIX DRIVE 4轮驱动(标配1.0+1.2mm钢性送丝轮)37mm，配备欧式连接口或Dinse连接口。
（6）100%实际焊接检验。
3、德国EWM Phoenix 551 Puls逆变分体式焊接电源技术功能数值：

型号	焊接电流（A）	暂载率MIG/MAG			尺寸		重量（kg）
		40°C	25°C
EWM Phoenix 551 Puls	5A-550A	550A/60% 420A/100%	550A/60% 450A/100%	1100 x 455 x 1000mm		125kg

图1.6 TBi BRG-2000D清枪站

4、德国TBi BRG-2000D清枪剪丝机构特别点：
（1）德国TBi BRG-2000D清枪剪丝机构同位置的清枪和喷油设计，机器人只需要一个信号就可以完成清枪喷油动作。
（2）德国TBi BRG-2000D清枪剪丝机构清枪全程只需6-7秒，相比其它同类设备12秒完成，大大节约的机器人清枪时间，更高的提升机器人的作业效率。
（3）德国TBi BRG-2000D清枪剪丝机构重要元件全部有高重量机壳保护，免受碰撞飞溅及灰尘影响。
（4）德国TBi BRG-2000D新型清枪站内置式喷油装置由机器人经过电磁阀控制（光电感应喷油可选，一节约机器人信号）安全可靠维护。雾化防飞溅剂可以很好地到达焊枪枪头根部，同时相对封闭的喷油仓大大减轻了设计中的油雾污染问题。
（5）德国TBi BRG-2000D剪丝装置应用电磁阀控制，剪丝更加准确。同时新型安全防护机罩构造紧凑，保证剪掉的焊丝落入收集盒，避免二次污染。
（6）德国TBi BRG-2000D剪丝装置和其它品牌设备相比，电气布置非常简便，全部控制元件全部安全存放在机箱内，外露管线非常少。
5、德国TBi BRG-2000D清枪减丝机构技术功能数值：

型号	TBi BRG2000D
气源	无油干燥压缩空气，6bar
气流量	大约7L/s
启动信号	24V DC
清枪时间	约4-5S
喷硅油装置	吸油器300ml
尺寸	34.5x24.0x16.25cm
重量（kg）	约13kg（不含清枪站底座）

七、跟踪系统设备简介

1、POWER-TRAC特别点：

硬件	视觉	系统
● 全套标准系统含有概括光传感器、控制单元和系统。 ● 非常坚固的传感器外壳，带有冷却通道。 ● 压缩空气流喷嘴设计，保护可更换镜片，抵抗烟尘与飞溅。 ● 保护镜片自动探测。 ● 非常紧凑的控制单元。	● 焊枪轨迹就地实时控制。 ● 不受电弧环境干扰(飞溅、热、烟尘、磁场、冲击和振动)。 ● 不受环境照明条件影响。 ● 能够在全部可焊的材料上完成跟踪。 ● 接头几何尺寸真实3D激光测量。 ● 丰富的焊缝接头数值库可用来全部类型焊缝的跟踪、寻位和测量。 ● 高速数字激光传感器完成快速和可靠的接头识别。 ● 自动接头识别。	● 自适应焊接系统包，补偿接头改变。 ● 高级接头算法适用各种可能的焊缝接头。 ● 过程监控显露过程是否受控。
与全部的焊接工序技艺兼容： ● GMAW(可选适用来双丝焊接的超级强力保护) ● GTAW(可选高频保护) ● FCAW(可选超级强力保护) ● 激光复合焊(可选高精确度激光传感器型号) ● 激光焊(可选高精确度/长离开距离的激光传感器型号)
可选项和附件 ● 接地故障探测器保护视觉系统免受因意外接触到工件而受到焊接电流（A）的损坏。 ● 安全互锁I/O已包括到控制单元内部，方便机器人单元的使用。 ● 超级强力传感器保护结合套件(SHDCK)是一个用来高强度焊接工序技艺的可选项(带有可选的气刀喷嘴)。
高级特征 ● "即插即焊"概念，经过预置标定完成简便快速的激光传感器更换 ● 自动激光功率（W）控制 ● 焊接过程中自动光学调节，易于使用 ● 保护镜片未装配时自动关闭激光 ● 应用精密标定块，完成传感器与工量具的自动标定 ● 可编程激光传感器视场界限 ● 直接数字连接口连接到大多数的焊接机器人 ● 经过以太网HMI连接完成远程诊断与服务 ● 将离线焊缝寻位、在线就地实时焊缝跟踪及焊前与/或焊后检验测试整合于一个系统中
独特功能 ● 高性价比，兼有智能的解决方案 ● 系统结合套件尺寸减小，易于在机器人单元内包括 ● 可用来高速焊接过程的焊缝跟踪，如双丝气保焊和激光复合焊 ● 自适应焊接模型块，应对接头几何尺寸改变，优化焊缝尺寸，从而消除焊接缺陷和减少过量焊接 ● 保证焊丝精确对准焊缝，提升焊接过程平稳性，从而减少飞溅并提升焊接重量

八、保障系统设备简介

保护系统含有空压机和综合报警装置两部分。

1、空压内功能数值

品牌	型号	功率（W）	冷却方法	排气量	排气压力
飞豹	V-0.17-8	1.5KW	风冷	0.17m3/min	0.8MPa

图1.9 SPD-T58GSM报警装置

2、SPD-T58GSM四大特别点：
（1）功能齐全
温度（℃）监控、湿度监控、漏水监控、UPS电压（V）监控、空调远程控制，空调来电自启。
（2）构造简便
积木式构造：一个主控器+若干传感器，可针对自身情况对不需要的功能实行舍弃，减少不必要的花费。
（3）功能平稳
应用进口32位工业级微控制芯片，作业平稳可靠。
（4）装配简便
独创积木式构造，把传感器插入相应的控制器连接口即可。设定报警温度（℃）等实操均可经过手机键盘远程设定。

九、行走系统设备简介

行走系统长度13米，导轨底座分为两段制作，适用在钢构造上快速定位的需求；两段导轨底座能够完成拼接，并保证机器人的正常行走；至少含有一个拓展轴，含伺服电动机和减慢速度机；底座上预留送丝桶装配平台，导轨底座设定吊装眼板，当机器人固定在导轨底座上时，保证导轨底座吊装时的整体构造强度；配备用来导轨底座和机器人吊装的吊笼，该吊笼能够将机器人罩住；提供用来装载焊接电源和控制储物柜的吊篮，适用位移和吊装的功能要求。