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机器人焊接和定位系统

项目总结:

在安装机器人自动化系统之前,生产过程完全是手工操作。所有的焊接都是由焊工完成的,而起重机则用于所有零件的定位。以前的生产工作流程不允许适当的就地焊接。同时,这也给操作人员带来了人体工程学问题。

所面临的挑战

Midwest Engineered Systems公司被要求设计一种机器人焊接解决方案,该解决方案将集成到运输系统中,自动从输送机中移除粘接焊接件。自动化系统需要与客户的SAP系统对接,收集所需信息,并自动使用参数编程焊接指定的“防漏”焊缝,无需操作人员干预。

产品本身带来了另一个挑战。产品尺寸可以在最大尺寸和最小尺寸之间无限变化。工作信封17 x 35 x 47英寸为最小的单位和60 x 105 x 98英寸为最大的将需要容纳。装配的最大重量为4000磅。

系统论证是为了提高初试质量,增加产量。

解决方案

MWES的解决方案是开发一个机器人焊接单元,它将以以下方式在自动模式下工作:

  • 焊接单元将与焊接线输送系统通信,该系统设计用于在制造过程中将产品从一个工位运送到另一个工位。
  • 操作输送系统的PLC将进入焊接单元的产品的相关信息传达给焊接单元。
  • 焊接单元将收到信息,并调整其焊接程序和工装以适应传入的储罐。

如果来料产品因材料类型需要改变焊接工艺,机器人将停靠其当前焊枪,选择正确的软钢或不锈钢材料焊枪。不锈钢焊接包也将用于双金属焊接(软钢到不锈钢)。

当产品进入焊接单元时,传感器将指示其存在。然后,输送带传输系统将穿梭产品进入单元的一个部分,将其呈现给定位器进行自动加载。零件将被装载到定位器上,工具将自动夹紧它到位。焊接周期将开始执行参数化程序和焊接程序。完成后,输送输送系统将从定位器中取出完成的单元,并将其返回到输送系统,并与输送系统通信,该单元已准备好继续进行下一个制造阶段。

MWES全自动解决方案包括:

  • 运输系统
    • 链传动活辊输送机
    • 带链条驱动活辊输送机的转台
    • 3链式输送机
  • ABB机器人
    • 4 ABB IRC5控制器机器人
    • 4 ABB伺服轨迹运动集成到IRC5控制器
    • 每个机器人3个外部伺服轴用于MWES定位器控制
  • 定位器
    • 3个3轴天钩定位器集成到IRC5控制器中
    • 1个MWES三轴天钩智能定位器集成到艾伦-布拉德利PLC,由Kinetix伺服驱动器驱动。
  • 定位器EOAT
    • 每个定位器都配备了一个6轴伺服夹持器,有能力适应无限数量的零件设计。
  • 产品跟踪软件
    • 产品跟踪使用图尔克RFID技术完成。操作人员将零件装载到运输系统上,然后扫描工作订单上的条形码,并将工作订单与RFID冰球关联起来。操作人员将RFID冰球安装到设备上,然后将其释放到生产系统中。当该装置沿着运输系统移动时,安装在焊接单元入口的RFID阅读器读取冰球,并决定该装置的方向。如果它被发送到焊接单元,PLC通过OLDI模块从SQL数据库请求生产数据,OLDI模块将PLC与SQL数据库绑定。SQL数据库将回复所请求的数据,然后PLC将制造数据发送给机器人,焊接单元开始生产。
  • 工具改变站
    • 每个焊接机器人都配备了一个ATI工具更换器,允许机器人根据需要更换火炬。一种是用于软钢的火炬,另一种是用于不锈钢的火炬。在我们焊接双金属的情况下,温和和不锈钢组件,不锈钢炬配置被使用。当火炬不使用时,它被储存在专用的火炬支架中。
  • 触觉传感
    • 该系统使用两种不同类型的触觉传感,标准SmarTac内置在Fronius TPS5000焊接电源中,机器人使用火炬气杯或焊丝在产品上触碰,以定位焊接起点。或者MWES激光SmarTac,机器人使用激光搜索零件,而不实际接触零件,以定位焊接起点。
  • 活跃的焊缝跟踪
    • 该系统采用两种不同类型的主动焊缝跟踪。一种方法是使用ABB Weldguide III产品。Weldguide III是一种通过电弧跟踪的方法,通过Weldguide III板对焊接过程中的焊缝电流和电压进行监测。Weldguide III板将数据发送给机器人,用于进行路径修正和保持正确的焊丝突出。另一种方法是伺服机器人动力轨迹缝跟踪器。Power-Trak使用激光和摄像机找到零件的轮廓,并将实时数据发送给机器人,机器人使用这些数据在焊接过程中进行路径校正
  • 参数的机器人编程
    • 这个系统需要处理无数个不同大小和特征的位置。为了完成这项任务,MWES使用了一种称为参数编程的技术。参数规划是一种数学优化,其中优化问题被解决作为一个或多个参数的函数。MWES与最终用户合作制定制造规则。这些规则允许MWES知道单元上有哪些特征,以及这些特征位于哪里。单元数据信息阵列通过客户的ERP系统发送到MWES。一旦机器人接收到数据数组,数据被解析并存储在不同的寄存器位置。机器人自动化程序使用这些数据来定位单元及其所有特征。MWES采用触觉搜索的方法找到焊缝的起始位置,并采用焊缝跟踪的方法确保焊缝能均匀地铺设到接头中。
    • 这种编程技术将允许终端用户创建新的零件样式,只要零件设计符合制造规则,就不需要机器人编程
  • ABB机器人工作室
    • 机器人程序是使用离线软件包创建的。离线编程软件允许机器人程序创建,而不会导致生产线中断。此外,该软件包允许终端用户在虚拟世界中离线测试新的坦克设计。这个编程“沙盒”允许程序员在将新设计发送到自动化生产系统之前识别可能的问题。

对客户的影响

最终的机器人焊接和定位器自动化系统为客户提供了以下好处:

  • 减少返工/提高初审质量
  • 增加产量的吞吐量
  • 改善部分跟踪能力

中西部工程系统公司在建造焊接自动化系统方面拥有广泛的经验。如果您希望提高您的焊接吞吐量,我们有知识和经验使项目成功。

联系我们,了解中西部工程系统公司如何实现最复杂和最具挑战性的自动化操作。

客户详细信息

跨国电源管理公司。

提供的服务
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