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焊接机器人回转支承应用

发布时间:2018-09-20

1、回转支承在焊接机器人上应用的选型计算方法及选型案例:

  我国工业机器人起步较晚,落后与欧美国家。而今经过几十年的发展已经初具规模。随着其性能及其国际性的大环境的影响下,大力发展工业机器人产业已经成为一种必然趋势,实现“以机器代替人”成为一种可能,随着国家的大力倡导,近来机器人衍生出AGV(移动机器人)、点焊机器人、焊接机器人、弧焊机器人、激光加工机器人、真空机器人、洁净机器人等品种。优点在于保证产品质量、提高工作效率、自动化生产线、减少工伤事故。

  回转支承在工业机器人的发展中起到了至关重要的作用,从而被广泛的称之为“机器的关节”,工业机器人被广泛应用于制造业车间内,从回转支承与传动减速器的之间的关系来看,现代工业机器人常见的回转支承装置结构大致有以下三种:

  分体式回转支承结构,在结构上主要采用交叉滚子回转支承来承受工业机器人的倾覆力矩、轴向力、径向力,包括动态与静态工况,传动减速机只承受回转轴的旋转扭矩,所以,此种工况下要求交叉滚子回转支承轴承的精度较高,并以此来保证机器人的回转精度。

  一体式回转支承结构,它在结构上采用具有足够承载能力的主轴承减速机,由减速机的主轴承承受工业机器人的全部倾覆力矩和轴向力,这样话就不需要交叉滚子回转支承轴承,通过减速机的主轴承提供较高精度,但这种减速机的造价较为昂贵。

  混合型回转支承结构,其结构特点是,同时采用有一定承载能力的中空主轴承减速器和具有一定精度的交叉滚子轴承来共同完成支承和回转的功能。工业机器人的转台同时与回转传动减速机的输出轴面板以及交叉滚子轴承的内圈固定连接,交叉滚子回转支承轴承的刚度远远大于减速器输出面板的弯曲刚度,所以在动态工况下,弯曲力矩和轴向力矩主要由交叉滚子回转支承轴承来承载。

2、焊接机器人回转支承的功能及承载力介绍

  可将多种焊接工艺融合一体形成紧凑型多功能单元

通用单元将一台KR 6-2型KUKA机器人集成于一个H形平台的中央,利用一个回转平台,使生产过程中始终有一个焊接夹具在工作状态,同时第二个夹具由操作员装入工件,这样操作员的操作对节拍没有影响。

该单元也可以用于别的场合:既可以单独用一个机器人作为一个非常紧凑的机器人焊接单元使用,也可以配合其他机器人使用,后者可以揉合不同的机器人焊接工艺。

首先,操作员将工件装载到焊接夹具上并且启动系统,回转平台将夹具在机器人下方旋转180度至其焊接区,配有Fronius CMT焊枪的KUKA KR 6-2伸入到夹具中开始焊接工件。

接下来,第二台机器人,型号为KR 210 R2700 extra,配有X100气动伺服机器人焊钳,也移动至夹具中用点焊将各工件焊接到一起。焊接完成后,H型回转平台旋转,将第二个新装载的夹具送入机器人的工作空间。

平台的旋转将第一个夹具移回到操作员的工作空间,夹具以气动方式打开,操作员可将焊接好的零件取出。操作员装载/卸载工件的工作不会对节拍产生影响。

把机器人安装在H形平台上的布置提高了机器人在夹具工作区内执行焊接时的可达性。安装在平台上的KR 6-2型KUKA机器人以其6kg的低负载和1600mm的工作半径完美地匹配了标准弧焊任务。

机器人腕部的流线型设计确保机器人具有最小的破坏性轮廓线和最高的运动自由度。因此这位焊接专家能够轻松到达工件上的所有焊接位置。KR 210 R2700 extra机器人能以很高的精度和速度执行点焊任务。

与其他KR QUANTEC系列机器人一样,其特点是极低的空间要求和广泛的潜在应用范围。210kg的有效负荷和2926mm的可达距离,使其成为通用单元中点焊工艺的不二之选。

此外,该型号的六轴机器人可以轻松执行搬运或机加任务。这两种机器人确保了机器人单元可以获得完美和可测量的焊接效果。

3、农业机械用工业机器人工作站

机器人焊接系统由含有两个机器人系统的工作站组成,两个机器人系统以倒置的状态安装在C型龙门支柱上。

这两个机器人系统可在地面导向机构上移动,配备有两个旋转-转环-提升定位器。夹持直径、夹持高度和长度都为5m。除此之外,也可装卸重量最大为4,500kg的工件。刀具中心点(TCP)校准是自动实施的,以便能确保一贯的高应用质量。

每个机器人上方都设置有将过滤空气返回至车间中的抽气烟道。同时,系统还提供了允许两个机器人切削加工同一零件或在一个工作站处分离多个零件的优势。

使用了两个尤其适用于中等有效负荷的KUKA KR 30 L16机器人。在可达距离最大为3,102mm和定位精度为0.07mm的情况下,这些机器人是用于精确焊接工作实施的理想选择。得益于较长的关节机械臂和较长的连接机械臂,这些机器人具有非常大的工作行程,以便能创造更多新的生产可能。

这些机器人能用作地面安装或屋顶安装,也是用于个体系统布局的理想选择。使用KUKA.Touch Sense软件还能使得针对工件形状或位置上的偏差进行补偿成为可能,这样能确保工件上的运动路径与主轮廓准确对应。KUKA.Arc Sense软件利用电弧穿越传感器实现缝隙跟踪。

实施这种机器人自动化解决方案能带来明显的生产率提升:在焊接以及装卸过程中缩短了周期时间,从而使得制造时间缩短超过50%。

终端客户和集成商都被基于机器人的解决方案所折服,并且不会排除进一步应用:“我们始终保持着与我们客户的联系,以便介绍我们提供的系统的优化和创新。我们也计划在Horsch公司生产过程中实施进一步自动化装备的可能,”SMT Systemtechnik有限公司的员工Kristina Schreider补充道。

四点接触球回转支承在焊接机器人上的应用及结构特点介绍

  单排四点接触球轴承回转支承由两个座圈组成,结构紧凑、重量轻、钢球与圆弧滚道四点接触,能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩。回转式输送机、焊接操作机、中小型起重机和挖掘机等工程机械均可选用。

4、双正回转支承产品的加工过程

  粗车-挖轨道-热处理-平面-钻孔-磨配-油孔-装配

1.毛坯加工设备:墩锻机,碾扩机,冷碾设备等 。

2.热处理设备:淬火设备,回火设备(锻造厂还需要到正火、退火设备等),调质类设备——关于此类设备,随着生产轴承类型的不一样,则需要不同类型不同规格的热处理设备,如加工通用轴承一般需要到整体淬火设备,而加工转盘等回转支承则需要用到表面淬火设备另外,淬火方式还分火焰加热淬火、感应加热淬火等。

3.车加工设备:普通的20/30/50车床液压多刀车床(自动、半自动等)加工大型、特大型的轴承,还需要立式车床,2米、2.5米、3米、5米等数控立式车床等。 

4.回火稳定处理:热处理设备同上。 

5.磨加工设备:平面磨床,外圆磨床,内圆磨床,沟(滚)道磨床,挡边磨床等(另磨加工之后,轴承要退磁,还需要用到退磁机,也可置于超精加工之后,但大多轴承无须超精加工的除外)。 

6.超精加工设备:研磨机,超精机,抛光机等 。

7.另某些转盘轴承(回转支承)的加工还要用到钻床:立式钻床,机修用台式钻床,钻铣床等其他辅助加工有磨刀、机修用砂轮机,轴承装配用压力机、铆钉机,清洗用空压机、清洗设备等。 

8.检测设备:关于轴承加工过程中及成品检测过程用测量检测设备更是纷繁多样,内径测量仪、外径测量仪、沟摆测量仪、力矩测量设备、硬度仪,卡尺、千分尺、深度尺、管尺、高度仪等。


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