TCWAN 0105-2024 攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)條件

ICS25.160.30CCSJ64團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CWAN0105—2024攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)通用技術(shù)條件Generaltechnicalspecificationsofroboticfrictionstirweldingsystem2024-07-12發(fā)布 2024-08-01實(shí)施中國(guó)焊接協(xié)會(huì)??發(fā)布T/CWAN0105T/CWAN0105—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1系統(tǒng)分類 2系統(tǒng)組成 2主要技術(shù)參數(shù) 4技術(shù)要求 4檢驗(yàn)方法 7標(biāo)志 8包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸 8隨機(jī)資料 9附錄A（資料性）典型鋁合金機(jī)器人攪拌摩擦焊接參數(shù)推薦表 10前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中國(guó)焊接協(xié)會(huì)焊接設(shè)備分會(huì)專家工作委員會(huì)提出。本文件由中國(guó)焊接協(xié)會(huì)歸口。本文件起草單位：安徽萬宇機(jī)械設(shè)備科技有限公司、航天工程裝備（蘇州）有限公司、中國(guó)焊接協(xié)T/CWAN0105T/CWAN0105—2024PAGEPAGE10攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)通用技術(shù)條件范圍（工作站本文件適用于各類攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)（工作站）。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB2893安全色GB2894安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則GB/T3375焊接術(shù)語GB11291.2機(jī)器人與機(jī)器人裝備 工業(yè)機(jī)器人的安全要求第2部分：機(jī)器人系統(tǒng)與集成GB/T12642GB/T12643GB/T13306標(biāo)牌GB/T13384機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件GB/T17248.3聲學(xué)機(jī)器和設(shè)備發(fā)射的噪聲采用近似環(huán)境修正測(cè)定工作位置和其他指定位置的發(fā)射聲壓級(jí)GB/T20867GB/T34630.1攪拌摩擦焊鋁及鋁合金 第1部分：術(shù)語及定義JB/T8896工業(yè)機(jī)器人驗(yàn)收規(guī)則JB/T10801.2電主軸第2部分：加工中心用電主軸 技術(shù)條件JB/T11657加工中心用機(jī)械主軸單元術(shù)語和定義GB/T3375、GB/T12643和GB/T34630.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。攪拌摩擦焊主軸weldingspindle攪拌摩擦焊焊具的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于在焊接過程中帶動(dòng)焊具高速旋轉(zhuǎn)。支撐力supportforce焊接夾具作用在被焊材料焊縫下方的力，見圖1，單位：牛頓(N)。標(biāo)引序號(hào)說明：1-夾緊力；2-支撐力；3-側(cè)頂力；4-橫向偏移；5-焊縫理論位置；6-焊具；7-被焊材料。圖1攪拌摩擦焊夾具夾緊力、支撐力及側(cè)頂力示意圖夾緊力clampforce焊接夾具作用在被焊材料上方的力，見圖1，單位：牛頓(N)。側(cè)頂力lateraltightforce焊接夾具作用在被焊材料側(cè)方的力，見圖1，單位：牛頓(N)。主軸轉(zhuǎn)速rotationalspeed主軸帶動(dòng)焊具沿旋轉(zhuǎn)軸線，在單位時(shí)間的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)，單位：轉(zhuǎn)每分鐘(r/min)。系統(tǒng)分類按攪拌摩擦焊焊具形式分類動(dòng)軸肩式攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)。靜軸肩式攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)。雙軸肩式攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)。按攪拌摩擦焊接機(jī)器人主軸形式分類電主軸式攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)。機(jī)械主軸式攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)。系統(tǒng)組成本文件定義的攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)是指應(yīng)用于攪拌摩擦焊作業(yè)的成套裝備，如圖2所示。系統(tǒng)的基本組成包括：攪拌摩擦焊接機(jī)器人本體及其控制系統(tǒng)，包含機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜、示教器、攪拌摩擦焊軟件包等；攪拌摩擦焊主軸，包含主軸本體、壓力傳感器、攪拌摩擦焊專用管線包等；攪拌摩擦焊主軸控制系統(tǒng)，包含總電源控制柜、主控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元、冷卻單元（選配）、液壓?jiǎn)卧ㄟx配）、氣動(dòng)單元（選配）等；攪拌摩擦焊焊具，包含靜軸肩攪拌摩擦焊焊具、動(dòng)軸肩攪拌摩擦焊焊具、雙軸肩攪拌摩擦焊焊具等；輔助裝置及附件，包含焊接夾具、修磨裝置（選配）、換刀裝置（選配）、安全防護(hù)設(shè)施、上下料輔助裝置（選配）等。（選配（選配）3所示。圖2攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)組成標(biāo)引序號(hào)說明：1-攪拌摩擦焊接機(jī)器人本體；2-攪拌摩擦焊主軸；3-攪拌摩擦焊焊具；4-攪拌摩擦焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)；5-攪拌摩擦焊主軸控制系統(tǒng)；6-焊接夾具；7-安全防護(hù)設(shè)施。3攪拌摩擦焊接機(jī)器人系統(tǒng)組成示意主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)包括：a）系統(tǒng)外形尺寸（W×D×H），單位：毫米×毫米×毫米（mm×mm×mm）；b）系統(tǒng)重量，單位：千克（kg）；系統(tǒng)總功率，單位：千瓦（kW）；系統(tǒng)最大焊接深度，單位：毫米（mm）；系統(tǒng)最高焊接速度，單位：毫米每分鐘（mm/min）；系統(tǒng)最大軸向壓力，單位：牛頓（N）；g）（kg）；h）（PCS）；機(jī)器人重復(fù)定位精度，單位：毫米（mm）；機(jī)器人最大作業(yè)半徑，單位：毫米（mm）；攪拌摩擦焊主軸額定功率，單位：千瓦（kW）；攪拌摩擦焊主軸額定轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)每分鐘（r/min）；m）（r/min）；n）（N·m）。技術(shù)要求整機(jī)基本要求,并有制造廠簽發(fā)的合格證。應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)，無抖動(dòng)和爬行現(xiàn)象。運(yùn)動(dòng)裝置應(yīng)具備可靠的硬件限位裝置。A推薦進(jìn)行選擇。外觀和結(jié)構(gòu)外露加工表面不宜有磕碰、劃傷、銹蝕等。內(nèi)部應(yīng)清潔，無明顯雜物及顆粒型粉塵粘附。管路的外露部分必須布置整齊、美觀，管路不得出現(xiàn)扭曲、折疊、劃傷等現(xiàn)象。各種標(biāo)牌應(yīng)清晰、耐久。銘牌應(yīng)固定在明顯位置，標(biāo)牌的固定應(yīng)平整牢固，不歪斜。攪拌摩擦焊接機(jī)器人本體及控制系統(tǒng)GB11291.2、GB/T12642JB/T8896中相關(guān)要求。機(jī)器人本體應(yīng)具備五個(gè)自由度以上。注：不包括配套的電主軸和變位機(jī)等外部軸。機(jī)器人位置重復(fù)性(100%負(fù)載額定速度)要求:0.1mm。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)及負(fù)載能力要求機(jī)器人運(yùn)動(dòng)及負(fù)載能力要求，主要包括：500kg；負(fù)載自重比（額定負(fù)載/本體重量）0.2；c）100%10.0m/min；d）靜態(tài)柔順性（攪拌針軸向）：小于6.5mm/500kg。機(jī)器人應(yīng)具有壓力傳感器輸入接口及壓力控制工藝包，以實(shí)現(xiàn)焊接過程中的壓力控制。1mm（可采用軌跡補(bǔ)償?shù)确椒ǎ嚢枘Σ梁钢鬏SJB/T10801.2JB/T11657的要求。攪拌摩擦焊主軸部件裝配后應(yīng)工作平穩(wěn)、靈活、無阻滯及異常響聲等不良現(xiàn)象。攪拌摩擦焊主軸的轉(zhuǎn)速誤差控制在±10%范圍內(nèi)。1.2mm/s。攪拌摩擦焊主軸所能承受的設(shè)計(jì)軸向力，應(yīng)大于系統(tǒng)最大額定（或工作）1.3倍。對(duì)于采用電主軸的產(chǎn)品，應(yīng)具備強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)，電主軸的冷卻系統(tǒng)應(yīng)無泄漏現(xiàn)象。1.5倍。0.02mm。主軸控制系統(tǒng)主軸控制系統(tǒng)應(yīng)與機(jī)器人控制系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)配合。主軸控制系統(tǒng)中的主軸驅(qū)動(dòng)單元，應(yīng)滿足主軸轉(zhuǎn)速誤差控制在±10%范圍內(nèi)的要求。ProfinetModbus等通訊協(xié)議。電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)配線應(yīng)正確，布線排列整齊、走向合理，導(dǎo)線標(biāo)識(shí)清晰。動(dòng)力線與信號(hào)線須布局合理，對(duì)信號(hào)線須采用抗干擾措施。電氣設(shè)備在工作中突然停電后，再恢復(fù)供電時(shí)，不得自行工作。焊接夾具夾具定位準(zhǔn)確，保證工件重復(fù)裝夾精度優(yōu)于±0.25mm。夾具應(yīng)避免與攪拌摩擦焊主軸、焊具干涉。0.1mm，具有與焊接零件相擬45HRC。適應(yīng)人體工程要求，操作方便，安全可靠。須設(shè)置防止工件放錯(cuò)和漏放的裝置及標(biāo)識(shí)。I/OProfinet、EtherCAT或Modbus等通訊協(xié)議。攪拌摩擦焊接機(jī)器人管線包管線包電纜應(yīng)滿足攪拌摩擦焊機(jī)器人全空間軌跡運(yùn)動(dòng)的要求。離開本體管線應(yīng)采用分段快速連接安裝，便于后期更換和維護(hù)。注：離開本體管線包括，交流伺服電機(jī)動(dòng)力線纜、編碼器控制線纜、強(qiáng)制液冷管線、壓力傳感信號(hào)線纜以及其它外部傳感器線纜等。安全保護(hù)GB11291.2GB/T20867的規(guī)定。停，急停有效時(shí)應(yīng)當(dāng)保證其它單元急停響應(yīng)。注：系統(tǒng)輸入供電急停開關(guān)應(yīng)布置在安全空間外，便于人工干預(yù)的位置。電主軸系統(tǒng)急停時(shí)應(yīng)確保機(jī)器人系統(tǒng)也處于急停狀態(tài)。應(yīng)設(shè)置安全互鎖條件，確保在安全條件不滿足時(shí)，停止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)及主軸旋轉(zhuǎn)。（TCP）80dB。檢驗(yàn)方法攪拌摩擦焊機(jī)器人本體重復(fù)定位精度檢查按GB/T12642的規(guī)定進(jìn)行。主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性檢查25%50%±0.1%的轉(zhuǎn)速測(cè)速儀對(duì)主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)量，每組轉(zhuǎn)速設(shè)定值與轉(zhuǎn)速實(shí)際值的差值須優(yōu)于±10%。壓力傳感器精度檢查采用誤差優(yōu)于±0.25%500N為梯度逐步增加壓安全檢查按照GB2893、GB2894、GB11291.2和GB/T20867的規(guī)定對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查。連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)120h，運(yùn)行過程中應(yīng)記錄攪拌摩擦焊機(jī)器人本體、主軸、噪聲檢驗(yàn)GB/T17248.3標(biāo)志產(chǎn)品標(biāo)志GB/T13306的規(guī)定。每臺(tái)產(chǎn)品應(yīng)在明顯的部位固定銘牌，銘牌上至少應(yīng)標(biāo)出下列內(nèi)容：a）b）產(chǎn)品基本參數(shù)；c）制造日期；d）e）制造廠名。操作和維護(hù)標(biāo)志須有相應(yīng)的操作和維護(hù)標(biāo)志，并應(yīng)符合GB/T13306的規(guī)定。安全警告標(biāo)志GB2893GB2894的規(guī)定。該標(biāo)志的大小和位置須能使在危險(xiǎn)區(qū)外面的人員清晰地看到。包裝標(biāo)志包裝儲(chǔ)運(yùn)標(biāo)志須符合GB/T191的規(guī)定。運(yùn)輸包裝標(biāo)志應(yīng)當(dāng)有下列內(nèi)容：a）產(chǎn)品型號(hào)和名稱；b）制造廠名稱；c）產(chǎn)品特性。包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸包裝GB/T13384的規(guī)定。產(chǎn)品包裝前，內(nèi)部可活動(dòng)件應(yīng)捆扎牢固，并放置干燥劑。產(chǎn)品包裝箱應(yīng)牢固可靠，適合運(yùn)輸裝卸的要求。產(chǎn)品包裝箱應(yīng)有可靠的防潮措施。儲(chǔ)存0~40℃90%。產(chǎn)品長(zhǎng)期存放時(shí)，每隔六個(gè)月檢查一次，必要時(shí)重新進(jìn)行防銹處理。運(yùn)輸產(chǎn)品運(yùn)輸過程中應(yīng)小心輕放，不允許倒置和碰撞。產(chǎn)品、附件應(yīng)加以包裝并固定在包裝箱中。產(chǎn)品需做好防雨和防潮措施，搬運(yùn)時(shí)須注意輕放。隨機(jī)資料系統(tǒng)所應(yīng)包含的隨機(jī)資料，至少應(yīng)包含：產(chǎn)品合格證；裝箱單；安裝說明書；使用說明書；維護(hù)說明書；備品備件清單。附錄A（資料性）典型鋁合金機(jī)器人攪拌摩擦焊接參數(shù)推薦表材料焊接深度（mm）主軸轉(zhuǎn)速（r/min）焊接速度（mm/min）軸向壓力（N）傾角（°）2219-T661000-1500200-3007000-80002-33003-O43000-40001500-18006000-70