水气单元技术规范_2022.1REV2

机器人水气单元技术规范

目        录

1.        概述        1

1.1.        目的        1

1.2.        适用范围        1

1.3.        责任        1

1.4.        限制        1

2.        基本要求        2

2.1.        冷却水        2

2.2.        压缩空气        3

3.        典型配置        4

3.1.        两水两气型        4

3.2.        两水一气型        5

3.3.        一气型        6

3.4.        两水型        7

3.5.        其他        7

III

1.1.        目的

        确保所有关于自动化控制设备的本质信息被规范化为一个统一的格式，简化系统整体架构的评 估过程。

        为保证各线体段水气单元的一致性，线体商应统一从水气单元供应商处采购。

        降低设备整体成本并提高设备整体运行效率。

        提供一个功能性的规范以辅助供应商或负责自动化的二级供应商建立自动化控制整体架构。

        确保工作环境的安全性。

本规范不意味着阻碍新技术或限制创新性的应用，如果该规范中任何部分存在过分制约或阻碍 新型技术的应用，供应商有权向XXXX汽车有限公司车身规划提出，但是针对该文档的 所有的变更必须征得XXXX汽车有限公司车身规划相关人员的书面认可。

1.2.        适用范围

本规范应用于XXXX汽车有限公司采购的所有用于生产线常规目的自动化相关设备，包 括但是不限于机器人水气单元以及各种附属模块。

本规范的适用人群为：XXXX汽车有限公司车身规划项目设备规划人员、XXXX汽车有限公司 项目设备维护人员，XXXX汽车有限公司项目供应商及负责自动化相关部分的二级供应商、 负责支持和服务相关设备的设备制造商。

本规范适用于项目时间中的以下阶段：

        设备及架构规划        

        设备及架构设计

        设备安装及架构集成

        设备调试

        生产运营及维护

1.3.        责任

XXXX汽车有限公司车身规划负责《机器人水气单元技术规范》的编写、解释和修改。

1.4.        限制

本规范仅定义了所有的自动化相关设备的基础需求，但是不完全包含特定应用范围下的安全、 硬件以及功能性需求。

本规范列出了自动化相关设备的最低需求技术规范，并不包括采购、财务、生产稳定性需求或 者任何其他采购中的合同条款和条件。

2.  基本要求

该单元应安装在独立的金属支架上，各种器件布置在150mm至1800mm的高度之内。

支架的右上方应标有该水气单元的相关信息，包括：工位号、机器人号、配置、用途等。

应能够轻易地对各种器件进行维护。

应布置在安全护网外侧，尽量靠近机器人/焊接控制器。

每台机器人应标配一套水气处理单元。

水气软管使用PUR材质，最大工作压力1.6MPa，最小爆破压力6.4MPa。

各种电气元件应符合XXXX乘用车电气规范。

软管颜色要求：进水管为绿色，回水管为红色，压缩空气主回路为蓝色（用于焊接或其他应用）， 压缩空气辅回路为黑色（用于焊接辅助行程或气伺服）

硬管颜色可为金属本色，并在明显位置用相应颜色标明流动方向及用途。

机器人水气单元自带IP67等级的总线模块，通过规定的现场总线与PLC进行通讯。

各种流量、温度、压力检测装置应自带实时值显示功能，并能够将检测信号输出至PLC，用于后 续处理。

  自带USB接口，可以更新数据日志，硬件升级等。

2.1.  冷却水

进水回路应带有进水流量监控功能，可设定两档流量范围：

——当流量在设定范围之外时，将输出数字量信号给PLC，提供预报警，此时表示冷却水流量 不正常，但焊枪电极头并没有粘脱或管路堵塞，因此无需关断水阀和停止机器人动作，只 需报警，便于维护人员根据报警信息进行后续的维护计划。

——当流量在另一档设定范围之外时，将输出数字量信号给PLC，提供报警，此时表示冷却水 流量不正常，焊枪电极头粘脱或管路堵塞，系统同时能够自动关断冷却水阀门并停止机器 人动作。

进水回路应带有温度监控，与流量监控模式类似，也可设定两档温度范围：

——当温度在设定范围之外时，将输出数字量信号给PLC，提供预报警，此时表示冷却水温度 不正常，但并不对焊接质量有较大影响，因此无需关断水阀和停止机器人动作，只需报警， 便于维护人员根据报警信息进行后续的维护计划。

——当温度在另一档设定范围之外时，将输出数字量信号给PLC，提供报警，此时表示冷却水 温度不正常，可能造成焊接质量风险，并自动停止焊接机器人的工作。

机器人水气单元进水回路应带有次级水质Y形过滤装置，主要是为了防止初级滤网破损以及管道中

的大颗粒杂质，滤芯可重复利用。

回水回路应带有回水压力或流量监控，该功能主要是用来监控焊枪电极头的脱落。当电极头脱落 时，回水压力及流量将迅速下降，此时可设定压力或流量范围，当压力或流量低于下限时或综合

判断进水和回水状态后，传感器反馈数字量信号给PLC，此时应能够自动关断水阀并停止机器人 动作。断水相应时间可以根据实际需要灵活设定,最短0.5S.从焊枪电极头粘脱到机器人停止动作的时间不应大于1秒。

回水回路应带有回水单向截止阀。

 回水路可以配备抽水缸，用于减少电极帽更换时管路压力，防止过多冷却水喷出。造成地面潮湿，影响其他设备使用和现场的电气安全。

2.2.  压缩空气

应带有气源过滤装置，初级过滤精度为40μm，次级过滤精度为5μm。

应配有减压阀。

配置气流量或压力检测表，用于检测气流量及损耗统计。

应配有软启动阀，在系统上气的时候能够缓慢加压，防止各种用气设备的突然动作。

压缩空气系统应带有气压监控功能，可设定两档气压范围：

——当气压在设定范围之外时，将输出数字量信号给PLC，提供预报警，此时表示压缩空气气 压不正常，但气路并无破损，因此无需关断气阀和停止机器人动作，只需报警，便于维护 人员根据报警信息进行后续的维护计划。

——当气压在另一档设定范围之外时，将输出数字量信号给PLC，提供报警，此时表示气路破 损，系统同时自动关断压缩空气供应。

压缩空气系统应带有气体流量监控功能，可设定气体流量范围，在超出范围之后可以输出信号给

PLC，提供预报警，便于维护人员根据报警信息进行后续的维护计划。

3.1 HIP

3.1.1 HIP：普通篮式过滤器 DN50/DN 40水管+DN40气管

  

     DN40 水管 + DN40气管：

     DN50 水管 + DN40气管：

     选配: IP67总线模块：

HIP水气单元用于以下场合：

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪带有辅助行程

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪动作为气伺服控制

 HIP 水气单元应包含以下组件：

——冷却水进水回路（球阀、篮式过滤器、压力表、温度表）

——冷却水回水回路（球阀、静态平衡阀、压力表、温度表）

——压缩空气回路（开关阀、过滤减压阀、压力开关）

技术说明：

——铝型材架尺寸为260x1500x1180

——水管尺寸规格为DN40或者DN50，气路为DN40，接口尺寸为活接G1 1/2”， 

——压缩空气最大流量10000L/min，气压8bar，水压8bar

——DN40理论上一台HIP可供6台RIP，DN50理论上可供8台。

——进水路配有备用回路，更换篮式过滤器滤芯时可以使用，不用停机

HIP 水气单元的典型布局图可参照图 4。

图 4

3.1.2 HIP：双联篮式过滤器 DN50/DN 40水管+DN40气管

    ：

     DN40 水管 + DN40气管：

     DN50 水管 + DN40气管：

     选配: IP67总线模块：

HIP水气单元用于以下场合：

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪带有辅助行程

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪动作为气伺服控制

 HIP 水气单元应包含以下组件：

——冷却水进水回路（球阀、篮式过滤器、压力表、温度表）

——冷却水回水回路（球阀、静态平衡阀、压力表、温度表）

——压缩空气回路（开关阀、过滤减压阀、压力开关）

技术说明：

——铝型材架尺寸为260x1500x1180

——水管尺寸规格为DN40或者DN50，气路为DN40，接口尺寸为活接G1 1/2”， 

——压缩空气最大流量10000L/min，气压8bar，水压8bar

——DN40理论上一台HIP可供6台RIP，DN50理论上可供8台。

——进水路配有备用回路，更换篮式过滤器滤芯时可以使用，不用停机

HIP 水气单元的典型布局图可参照下图。

3.1.3 HIP：DN40 区域纯气单元

HIP水气单元用于以下场合：

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪带有辅助行程

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪动作为气伺服控制

HIP纯气单元应包含以下组件：

——压缩空气回路（开关阀、过滤减压阀、压力开关）

技术说明：

——铝型材架尺寸为260x2000x1180

——管路尺寸规格为DN40，接口尺寸为活接Rc1 1/2”

——压缩空气最大流量10000L/min，气压8bar

HIP纯气单元的典型布局图可参照图 6。

图 6

3.2.  RIP：机器人水气单元

3.2.1 两水一气型断水模块RIP01 

两水一气型水气单元用于以下场合：

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪带有辅助行程

——机器人电阻点焊、气动焊枪、焊枪动作为气伺服控制

两水一气型水气单元应包含以下组件：

——冷却水进水回路（Y型过滤器、球阀、断水模块（美国ROCON）、膜片阀）

——冷却水回水回路（单向阀、球阀、抽水缸）

——压缩空气回路（开关阀、过滤减压阀、压力传感器、分气块）

——总线通讯

----抽水气缸

两水一气型水气单元的典型布局图可参照图 1。

图 1

3.2.3  RIP：机器人水气单元纯气型