FANUC弧焊機(jī)器人應(yīng)用于叉車生產(chǎn)系統(tǒng)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯FANUC弧焊機(jī)器人應(yīng)用于叉車生產(chǎn)系統(tǒng)-設(shè)計(jì)應(yīng)用FANUC公司創(chuàng)建于1956年的日本，中文名稱發(fā)那科，是當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售實(shí)力強(qiáng)大的企業(yè)，總?cè)藬?shù)4549人。FANUC1959年首先推出了電液步進(jìn)電機(jī)，在后來的若干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)入70年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計(jì)算技術(shù)得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進(jìn)電機(jī)數(shù)控產(chǎn)品，一方面從GETTES公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)。1976年FANUC公司研制成功數(shù)控系統(tǒng)5，隨后又與SIEMENS公司聯(lián)合研制了具有先進(jìn)水平的數(shù)控系統(tǒng)7，從這時(shí)起，F(xiàn)ANUC公司逐步發(fā)展成為世界上的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品日新月異，年年翻新。

本文通過FANUC弧焊機(jī)器人在某叉車生產(chǎn)過程中焊接后橋、油箱、門架滑塊的實(shí)際應(yīng)用，介紹設(shè)備引進(jìn)總體制定方案以及設(shè)備配置，實(shí)施內(nèi)容和使用效果，提出了值得關(guān)注的問題。

焊接機(jī)器人適合于多品種強(qiáng)勞度高質(zhì)量生產(chǎn)方式。在叉車制造業(yè)上，目前機(jī)器人焊接的普遍率還是處于較低水平，但也開始慢慢向機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展。比如叉車的后橋、左右油箱、門架滑塊、門架等主要部件，均可以使用到機(jī)器人來完成焊接工作。焊接主要以搭接、角接接頭為主，焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高，其質(zhì)量的好壞直接影響到叉車的安全性能。應(yīng)用了機(jī)器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低了對(duì)操作工的技能要求、勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)環(huán)境。

1.機(jī)器人工作房

機(jī)器人工作房的布置及主要部件如圖1所示，工作房外形為長(zhǎng)方形，房間由鋁合金型材加防弧光PET板搭建而成，其中遮光板上中下三層為不同顏色，起到美觀及防弧光作用。工作房為全封閉房間，工作房外側(cè)安裝有弧焊專用的除塵器。工作房的門簾為電動(dòng)快速門簾，可以快速開啟或關(guān)閉，焊接時(shí)防護(hù)光門簾自動(dòng)關(guān)閉，焊接完成后自動(dòng)打開。

焊接房外側(cè)有一個(gè)觸摸屏操作箱，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置和操作。另外，還有一雙手啟動(dòng)盒，用以操作焊接夾具盒啟動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行焊接工作。

2.機(jī)器人本體

我們采用的FANUCArcMate100iB和ArcMate100iC/6L系列焊接機(jī)器人是標(biāo)準(zhǔn)的六軸機(jī)器人，具有六個(gè)自由度，理論上可以達(dá)到運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)，其臂展范圍分別為1373mm和1632mm，配以賓采的焊槍，足以滿足本系統(tǒng)的需要。另外，叉車油箱等工件的焊接對(duì)機(jī)器人軌跡的重復(fù)定位精度有一定要求，一般應(yīng)小于0.5mm，而該機(jī)器人可達(dá)到0.08mm，可以滿足生產(chǎn)需要。此外，對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化程度和零件生產(chǎn)節(jié)拍有近乎苛刻的要求，F(xiàn)ANUC機(jī)器人2000mm/s的直線速度可以大大減少機(jī)器人軌跡中空行程所浪費(fèi)的時(shí)間。機(jī)器人本體外形如圖3所示。

ArcMate100iB

ArcMate100iC/6L

3.機(jī)器人外軸回轉(zhuǎn)臺(tái)

外軸回轉(zhuǎn)臺(tái)采用FANUC標(biāo)準(zhǔn)的2軸變位機(jī)，其負(fù)載能力為500kg，足以滿足叉車后橋、油箱的焊接需求。變位機(jī)的回轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)完全由機(jī)器人來控制，在焊接時(shí)可以和機(jī)器人來協(xié)調(diào)焊接，保證焊接質(zhì)量。

4.焊接夾具

在叉車焊接的系統(tǒng)中，主要的是焊接夾具部分。因?yàn)榭紤]到叉車型號(hào)的多樣性，其零部件必然也是多樣性的。為了廠商成本考慮及生產(chǎn)效率考慮，我公司設(shè)計(jì)的夾具可以適用多種不通型號(hào)工件。這樣，一來減少了廠商對(duì)焊接夾具的投資；二來減少更換夾具的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

其中，一副油箱焊接用夾具可以適用3種不同型號(hào)油箱的左右油箱，共6種工件。一副后橋焊接用夾具，可以適用3種不同型號(hào)后橋。一套門架滑塊焊接夾具可以適用22多種工件。

夾具的防錯(cuò)由硬件和軟件來確保萬無一失。硬件有不同的夾具頭來對(duì)應(yīng)不同的工件。軟件方面有機(jī)器人通過接觸傳感功能來區(qū)分工件確認(rèn)啟動(dòng)的程序是否是對(duì)應(yīng)焊接的工件。其原理是利用工件大小的差異性，機(jī)器人做接觸傳感時(shí)所行走的距離大小來區(qū)分工件。這樣的雙保險(xiǎn)可以萬無一失的確保程序運(yùn)行的準(zhǔn)確性。

5.電氣控制部分

整個(gè)工作站的控制都是由機(jī)器人控制箱來完成，利用了FANUC獨(dú)有的PMC功能來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，起到PLC的作用而不使用硬件PLC，大大降低的系統(tǒng)成本。此外，F(xiàn)ANUCR-30iA控制柜可以直接和觸摸屏HMI相聯(lián)接配合使用，可以直接訪問到機(jī)器人控制柜里的數(shù)據(jù)，比如寄存器、位置寄存器、I/O、甚至機(jī)器人的錯(cuò)誤信息都可以實(shí)時(shí)的