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。