張家港市新紅宇耐磨材料有限公司

一、應用和系統選型
　　新紅宇11軸機器人焊接工作站的設計開發，系針對工程機械大型構件的焊接應用，典型工件有汽車起重機轉臺、吊臂頭尾部，泵車轉塔、底架和各類重載車輛中央車架等承力結構件。
　　該類零件具有尺寸大、重量較重、坯件拼接精度不高等特點，重量一般大于1000kg，外形尺寸最大可達4000*2500*2000mm，而且焊縫較多，分布在零件各個位置。
　　針對該零件的特點，自動化焊接系統需要很大的可達工作空間，并且可以實現零件的自動變位，保證各個位置焊縫的焊接可達和工藝質量，并且實現一次定位裝夾，完成全部焊接工作。為此，新紅宇機器人選用了ABB公司的IRB1600焊接機器人及其配套外軸電機系統，配合SAF的焊機，并且集成了焊縫跟蹤傳感器，保證對坯件合理尺寸偏差的兼容能力，自動調整焊接路徑保證產品焊接質量。
二、結構特點
　　該工作站的運動部件有ABB機器人，XYZ龍門架和L型變位機構成。其中XYZ龍門架和L型變位機系由新紅宇機器人設計和制造的聯動變位設備。
　　XYZ龍門架具有3個方向的直線運動能力，IRB1600采用倒置方式安裝在Z導軌末端，XYZ各直線軸行程分別達到5000mm、2000mm和1500mm，擴展了機器人工作空間，并且配合機器人本身各軸，保證焊接姿態可達性。該龍門架采用跨頂安裝方式，有2個地面支柱，占地面積合理，廠房空間利用率高。
　　L型變位機，具有對該零件的翻轉和回轉變位能力，而且具有極大的轉動范圍，保證了零件包括內表面和底邊各面的焊縫可達和工藝性，最大承載5000kg，零件凈重可達4000kg。變位機采用地面安裝，可以固定在不同工作區域，方便廠房布局和工件運輸。
　　本系統運動部分計有11軸：機器人6軸，龍門架3軸，變位機2軸；其中5個機器人外軸均采用ABB的標準電機驅動，可以在工作空間內不同坐標系統中實現插補聯動，空間運動精度可達+-0.5mm，保證離線在線焊接程序的精確運行。
三、焊接工藝和焊縫跟蹤
　　焊機采用SAF的DigiWave系列500A焊接電源和送絲機，TBI焊槍，針對不同焊縫工藝優化參數組合，保證產品質量。
　　同時，針對零件坯件拼接精度不高，尺寸公差較大的情況，該工作站集成了ABB的WeldGuideIII焊縫跟蹤系統，檢測焊接過程中焊接電壓電流的變化，自動計算和補償機器人焊接路徑，保證在公差范圍內的零件焊接質量。
　　新紅宇機器人具有激光掃描焊縫跟蹤系統的集成能力，可以根據工藝要求和實際應用需求，集成離線或在線激光掃描傳感器，自動補償焊接路徑。
四、完備的安全配置和控制
　　為了保證安全高效的生產，工作站配備了完整的安全設備，包括圍欄、安全門、各類安全器件和環境防護設備。各類安全停止計有：緊急停止、限位停止、安全門監控停止，保證各種工況下的安全操作。并且針對傳動鏈制動失效的極端情況，設計可選配的失效自動止動裝置，杜絕安全隱患。
　　該機器人站采用PLC和可選配的觸屏式HMI，為實際生產環境中的操作人員提供直觀友好的操作和監控環境，保證了實際生產的高效和簡便，實現一人多站的運作模式。
五、優點
　　新紅宇機器人針對工程機械中大型結構件焊接應用，開發的機器人自動焊接系統具有11軸聯動能力，在全工作空間6000*4000*3000mm（機器人末端可達）內實現了+-0.2mm的重復路徑精度和+-0.5mm的空間定位精度，運動性能的最大速度和加速能力都遠超國內外同類產品。
　　新紅宇機器人的機器人自動焊接站，集成了高性能的工藝設備，包含國內外著名品牌的焊接系統和針對零件公差的多種焊縫定位和跟蹤系統，在坯件拼接精度不高、工件一致性較差的情況下，也能保證良好的工藝穩定性和產品質量。
　　該機器人站的配套工裝、安全、防護和控制裝置齊備，與傳統手工站相比，大大提升了操作便利型和生產安全。配套的安全設計符合國內外相關安全標準，符合現代化工廠的嚴格要求。