Isola a sbalzo a 9 assi: soluzione tecnica

Isola robotizzata a sbalzo a 9 assi – soluzione tecnica

a cura di Shaanxi Jingtai Cooperation Laser technology Co.,Ltd

Questa soluzione è adatta alla saldatura intelligente dei pezzi tipici del settore.
Indicazioni generali sull’analisi dei giunti:
(1) I segni rossi indicano i giunti saldabili, quelli gialli i giunti non saldabili.

(2) Sono segnati i giunti nelle parti tipiche. Per giunti dello stesso tipo in parti diverse la marcatura può essere omessa. Le altre parti non segnate non vanno saldate.

(3) Altezza (H) e distanza (W) delle lamiere devono rispettare i requisiti del grafico. Se escono dal campo indicato, non è possibile saldare con la torcia standard.

4) L’angolo compreso (angolo di inclinazione) α della lamiera non deve essere inferiore a 70 gradi. Oltre questo angolo, la qualità della saldatura durante la discesa della torcia ne risente.

Altezza della lamiera verticale (H)	Distanza tra le lamiere (W)	Specifiche
50	80	Riconoscimento visivo dall’esterno
100	120	Riconoscimento visivo dall’esterno
200	280	Spazio per il riconoscimento visivo incluso
300	340	Spazio per il riconoscimento visivo incluso
400	420	Spazio per il riconoscimento visivo incluso
550	500	Spazio per il riconoscimento visivo incluso

Schema tridimensionale dell’isola

Schema planimetrico dell’isola

Schema laterale dell’isola

Altezza minima della colonna abbassata: 5200mm.
Altezza massima della colonna sollevata: 6700mm.

Parametri tecnici

Superficie occupata dall’isola: circa		26.000 mm × 8.000 mm
Dimensioni massime del pezzo (larghezza × altezza; la lunghezza si adatta alla lunghezza del binario dell’asse X)		3.500 mm × 1.500 mm
Nome	Sistema di traslazione a sbalzo a 9 assi	Ambiente di installazione	Temperatura	-10 ~ 45 °C
Modello	JTC-12X-2.5Y-1.5Z		Umidità	20–80%
Carico	500 kg		Vibrazioni	Inferiori a 4,9 m/s²
Precisione di posizionamento	±0,5 mm in condizioni statiche ±0,8 mm in movimento		Altro	Nessun gas o liquido infiammabile o corrosivo. Non sono ammessi acqua e olio. Tenere lontano da fonti di forti interferenze.
Numero di assi aggiuntivi	3
Lunghezza del binario in direzione X	12 m 6 m		Velocità massima di traslazione	18 m/min
Corsa utile in direzione Y	2.5 m 2 m		Velocità massima di traslazione	18 m/min
Corsa utile in direzione Z	1.5 m 1.5 m		Velocità massima di traslazione	12 m/min

Nome della macchina			Isola robotizzata intelligente a sbalzo a 9 assi			Numero di isole	2
N.	Voce	Descrizione	Nome	Unità	Quantità	Marca/produttore	Note
1	Sistema software	Sistema operativo	Sistema operativo intelligente	SET	2	OS	Versione inglese
		Sistema operativo	Sistema di visione	SET	2	OS	Versione inglese
		Sistema operativo hardware	PC industriale/console di comando	SET	2	OS
2	Configurazione hardware	Corpo del sistema di visione	Telecamera 3 in 1	SET	2	RVC-sensor	RVC-M2600 (con supporto)
		Corpo del sistema di visione	Telecamera grandangolare	SET	2	RVC-sensor	RVC-G52000 (con supporto)
		Sistema robot	Robot di saldatura	SET	2	KUKA	KR 16 R2010-2
		Attrezzatura di saldatura	Torcia di saldatura raffreddata ad acqua	SET	2	TRM	Torcia di saldatura raffreddata ad acqua TRM605WHD
		Attrezzatura di saldatura	Generatore di saldatura	SET	2	Aotai	NBC-500RP Plus
		Sistema di traslazione	Asse aggiuntivo di traslazione	SET	2	Hongyi	JTC-12X-2.5Y-1.5Z
			Servomotore	SET	2	Kaibang	Asse X (5,5 kW) / asse X (3,14 kW)
				SET	2		Asse Y (2 kW)
				SET	2		Asse Z (3,14 kW)
3	Configurazione ausiliaria	Accessori di saldatura	Stazione di pulizia torcia	SET	2	TRM	SC220ASE

Descrizione del processo:
1. Il posizionamento e la puntatura dei pezzi vengono eseguiti manualmente nella postazione 1. Poi il robot si porta nella postazione 1 ed esegue, tramite la telecamera globale, l’identificazione complessiva e la ricostruzione del modello del pezzo (è possibile identificare più pezzi contemporaneamente).

2. Ottenuti i dati, il sistema genera un programma di posizionamento preciso che guida la visione montata sull’organo terminale del robot nella scansione di precisione per nodi.

3. Terminata la scansione, il sistema genera il programma di saldatura e il robot esegue la saldatura.

4. Mentre il robot lavora come descritto, nella postazione 2 si eseguono manualmente assemblaggio e puntatura.

Terminata la saldatura del pezzo nella postazione 1, il robot si porta nella postazione 2 per eseguire le stesse operazioni di saldatura.

5. Gli operatori trasferiscono i prodotti finiti saldati della postazione 1 alle postazioni successive.

Sistema operativo OS

Il sistema è sviluppato interamente da noi. La sua funzione principale è integrare a fondo il processo di saldatura: individua con precisione i giunti dei componenti tramite il sistema di visione e, in base alle coordinate dei giunti ottenute, genera automaticamente i programmi di saldatura integrando la banca dati esperta di saldatura.

Il software è installato su un PC, che può essere collocato ovunque; il controllo remoto della saldatura si realizza tramite il protocollo TCP/IP.

Robot di saldatura – KUKA

■ La struttura rigida assicura al robot un’eccellente capacità di posizionamento durante la saldatura ad arco, con una ripetibilità di posizionamento di ±0,04 mm.

■ Basato sul più recente ecosistema di armadi di controllo KR C5 S, comprende il pacchetto software KUKA per la saldatura ad arco e la gamma di prodotti per assi esterni, con pacchetti di processo come inseguimento tramite arco, ricerca del punto iniziale, saldatura multistrato e multipassata, posizionamento laser, inseguimento laser e collaborazione tra robot.

■ Non risente delle basse temperature e funziona normalmente nell’intervallo 0 – 45 °C.

■ È compatibile con i principali generatori di saldatura sul mercato, garantendo la comunicazione.

■ L’aumento della velocità di saldatura riduce efficacemente il ciclo di saldatura e garantisce un’elevata produttività.

Dati tecnici del prodotto KR 16 R2010-2
Specifiche	Valore
Numero di assi	6
Assi controllabili	6
Volume dell’area di lavoro	32.5 m³
Ripetibilità di posa (ISO 9283)	±0,04 mm
Peso	260 kg
Carico utile nominale	16 kg
Carico utile massimo	19,2 kg
Sbraccio massimo	2013 mm
Grado di protezione (IEC 60529)	IP65
Grado di protezione del polso (IEC 60529)	IP65
Livello di rumore	<65 dB(A)
Posizione di installazione	A pavimento; a soffitto; a parete; con qualsiasi angolazione
Ingombro	430,5 mm × 370 mm
Schema di foratura della superficie di montaggio	S310
Angolo di inclinazione ammesso	±180°
Colori standard	Base: nero (RAL 9005); parti mobili: arancione industriale KUKA (RAL 2009)
Controller	KR C5 S6/S7; KR C4
Designazione del trasformatore	KR C4: KR16R2010_2 C4; KR C5: KR16R2010_2 C4

Robot di saldatura – KUKA
Area di lavoro del robot: KR 16 R2010-2

Generatore di saldatura – Aotai

■ Funzioni: saldatura a filo sotto gas a tensione costante, saldatura manuale ad elettrodo e alta penetrazione. Adatto alla saldatura di acciaio al carbonio, acciaio inox e relativi fili animati.

■ Funzioni digitali: dispositivi digitali integrati come lettore di badge, controllo di gruppo IoT, interfaccia dedicata 485 e flussometro del gas. Di serie è prevista la limitazione con password della singola macchina, utile per gestire i saldatori al di fuori del controllo di gruppo.

■ Nuovo circuito principale: grazie a una nuova progettazione del circuito principale, la frequenza di lavoro sale al triplo di quella del modello base e la potenza in uscita aumenta del 15%. Le passate di radice e la saldatura in verticale a bassa corrente risultano così più stabili, e nella saldatura ad alta corrente con cavi lunghi la potenza in uscita è più ampia e costante

N.	Categoria	NBC-500RP Plus
1	Tensione/frequenza nominale in ingresso	Trifase 380V ± 10%, 50Hz
2	Potenza nominale in ingresso (KVA)	24
3	Corrente nominale in ingresso (A)	38
4	Tensione nominale in uscita (V)	39
5	Fattore di servizio nominale (%)	100
6	Tensione a vuoto in uscita (V)	106
7	Peso (kg)	55
8	Campo di uscita (A/V)	60A/17V～500A/39V
9	Diametro del filo (mm)	0.8/1.0/1.2/1.6
10	Portata del gas (l/min)	15～20
11	Grado di protezione dell’involucro	IP23
12	Classe di emissione EMC	A
13	Classe di isolamento	H
14	Dimensioni d’ingombro L×P×H (mm)	660×320×560

Torcia di saldatura – Therma TRM605WHD

La torcia è una torcia robotizzata Therma raffreddata a liquido, composta principalmente da un collo torcia raffreddato a liquido e dai cavi. Soluzione innovativa, la torcia adotta un doppio flusso di gas di protezione, che garantisce un’ottima protezione gassosa durante la saldatura e riduce sensibilmente il consumo di gas. Il raffreddamento della torcia è più efficace, il che prolunga la durata della punta portacorrente.

Dati TCP
a	A (mm)	B (mm)		Angolo del collo torcia	Modello del collo torcia
22°	44.3	392.63		22°	550WTE51-22L341H023
Parametri tecnici
Parametro	Valore		Altre indicazioni
Raffreddamento	Raffreddata a liquido		Il collo torcia è sostituibile. La torcia ha una funzione di arresto dell’acqua integrata per facilitare sostituzione e manutenzione.
Corrente nominale	550A CO₂ / 500A gas misto (80%Ar + 20%CO₂)		Funzione anticollisione di serie
Fattore di servizio	100%		—
Diametro del filo	φ0,8 – 1,6 mm		—
Angolo del collo torcia	22°, 36°, 45°		Disponibili colli torcia con diverse angolazioni e lunghezze

Visione – telecamera tre in uno Ruban

La telecamera 3D RVC – M2600 utilizza componenti chiave a luce strutturata sviluppati internamente e un innovativo algoritmo di resistenza alla luce ambiente, che le consente di acquisire immagini anche di fronte all’arco di saldatura e al sole. Grazie a un algoritmo di compensazione dinamica binoculare, ottiene nuvole di punti di alta qualità anche in condizioni di riflessione quasi speculare. Offre un’elevata resistenza alle interferenze della luce ambiente, doppia modalità di acquisizione a scansione lineare e matriciale, stabilità e facilità d’uso. È adatta a saldatura dei metalli, ispezioni all’aperto, smerigliatura, verniciatura di lamiere, carico e scarico.

Dati di riferimento del prodotto
Dati di base	Dimensioni della telecamera (mm)	148 × 73.5 × 73.5
	Peso della telecamera (kg)	0.95
	Lunghezza della linea di base (mm)	93
	Risoluzione della telecamera	1440 × 1080 (1,6M), binoculare, scala di grigi
	Sorgente luminosa	Laser
	Interfaccia dati	Gigabit Ethernet
	Tensione / corrente di esercizio	DC 24V / 2A
	Sistemi supportati dall’SDK	Linux / Windows
	Linguaggi supportati dall’SDK	C / C++ / C# / Python
Prestazioni	Distanza di lavoro (mm)	400 – 1000
	Profondità di campo (mm)	600
	Campo visivo vicino (mm)	350 × 220 @ 400
	Campo visivo alla distanza di lavoro ottimale (mm)	600 × 450 @ 700
	Campo visivo lontano (mm)	860 × 650 @ 1000
	Ripetibilità Z a punto singolo (mm)	0.27 @ 1000
	Ripetibilità Z su area (mm)	0.05 @ 1000
	Errore di misura spaziale XYZ	Campo visivo completo < 0,2% Campo visivo centrale < 0,1%
	Spaziatura dei punti (mm)	0.25 @ 400 0.7 @ 1000
	Tempo di acquisizione (s/frame)	0.98 – 2.26
Stabilità	Protezione dell’involucro	Grado di protezione IP65
	Resistenza alla luce ambiente	Modalità a scansione lineare > 400.000 lux
	Temperatura di esercizio	-20 – 50 ℃

Visione – telecamera globale Ruban

La telecamera 3D RVC – G52000 con campo visivo extra large offre un campo visivo di 2,9×2,5×3 m, un’ampia profondità di campo di 1,8 metri, precisione submillimetrica, buona stabilità della nuvola di punti, protezione IP65 ed eccellente resistenza alla luce ambiente. Misura rapidamente oggetti di ogni tipo, come cartoni, sacchi e pezzi in lamiera d’acciaio impilati in modo ravvicinato o disordinato, restituendo dati di nuvole di punti 3D completi, precisi e di alta qualità. È ampiamente utilizzabile nelle tipiche applicazioni di pallettizzazione e depallettizzazione e nella manipolazione nella logistica, nei corrieri espressi, nell’industria pesante e in altri settori.

Dati di riferimento del prodotto
Modello	RVC-G52000
Tempo minimo di acquisizione (secondi/frame)	1.7
Risoluzione	2448×2048 (5MP), binoculare, scala di grigi
Campo della distanza di lavoro (mm)	1200-3000
Campo visivo vicino (FOV) (mm)	1050×1000@1200
Campo visivo lontano (FOV) (mm)	2900×2500@3000
Risoluzione in direzione XY (mm)	0.5-1.2
Ripetibilità dell’asse Z a punto singolo (mm)	0.39
Ripetibilità dell’asse Z su area (mm)	0.01
Sorgente luminosa	Laser
Interfaccia di comunicazione	Gigabit Ethernet
Peso della telecamera (kg)	2.9
Dimensioni della telecamera (mm)	692×93.5×81
Tensione / corrente di esercizio	DC24V/3,75A
Grado di protezione	IP65
Temperatura di esercizio (°C)	0~45
Umidità di esercizio (%UR)	20 – 80 (senza condensa)
Accessori standard	Alimentatore, cavo di alimentazione, cavo dati
Supporto allo sviluppo di terze parti	Sì
Linguaggi di programmazione supportati	C/C++/C#/Python
Piattaforme di sviluppo supportate	Linux/Windows
Librerie software di terze parti compatibili	Halcon/OpenCV/Open3D/PCL/VisionPro

Stazione di pulizia torcia – TERMA

Questa stazione di pulizia rimuove gli spruzzi che aderiscono all’ugello gas della torcia e lo ostruiscono durante la saldatura automatica del robot. In questo modo garantisce a lungo il libero flusso del gas, impedisce efficacemente all’aria di entrare nella zona di saldatura e migliora la qualità del cordone. Pulisce inoltre la polvere dei fumi di saldatura depositata sulla punta portacorrente e sui fori di uscita del gas del tubo di raccordo. Spruzza infine liquido antispruzzi sull’ugello gas per ridurre la tenace adesione delle scorie all’ugello e alla punta portacorrente, aumentandone la durata.

Ciò riduce notevolmente il carico di lavoro degli operatori ed evita che una pulizia manuale non tempestiva comprometta la qualità della saldatura. Evita inoltre l’usura della filettatura del cilindro isolante tra ugello gas e tubo di raccordo del corpo, dovuta ai ripetuti smontaggi e rimontaggi della pulizia manuale, prolungando la durata e riducendo i costi.

Impedisce anche che l’ugello gas venga montato storto a causa dell’usura della filettatura, il che devierebbe il flusso di gas fino a compromettere la protezione gassosa.

N.	Parametro	Descrizione del parametro
1	Stazione pneumatica di pulizia torcia SC220ASE	Compatibile con le torce industriali, rimuove gli spruzzi e taglia il filo in eccesso.
2	Liquido antispruzzi SC221A-PS	Contiene 250 ml di liquido antispruzzi.
3	Lama tagliafilo SC200A-JS	Taglia la goccia formata sulla punta del filo di saldatura.
4	Fresa industriale ANC1511-40	Rimuove gli spruzzi. Adatta a ugelli con diametro interno di 16 mm e punte portacorrente con diametro esterno di 10 mm.
5	Pressione dell’aria in ingresso	La pressione dell’aria deve superare 0,6 MPa.
6	Consumo d’aria	Circa 10 l/s.
7	Motore pneumatico	Rotazione a circa 650 giri/min, con coppia massima di 8 N·m.
8	Corrente/tensione di controllo	24VDC / Imax = 0,15A
9	Tempo di taglio del filo	Circa 0,5 secondi.
10	Capacità di taglio del filo	Per il filo pieno il diametro massimo è 1,6 mm; per il filo animato il diametro massimo è 3,2 mm.