FANUC-RW4516型智能機(jī)器人焊煙除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)

田可慶 李紅秀 孫華

摘? ?要：現(xiàn)如今治理環(huán)境污染重拳出擊，人人爭(zhēng)做環(huán)保衛(wèi)士的當(dāng)下，考慮到邢臺(tái)機(jī)械廠目前使用的天津FANUC-RW4516型智能機(jī)器人在焊接過(guò)程中，產(chǎn)生大量的電焊煙塵及有毒氣體，極易對(duì)人體產(chǎn)生危害，并造成空氣污染，本文介紹了邢臺(tái)機(jī)械廠自主設(shè)計(jì)的除塵設(shè)備進(jìn)行焊煙除塵，避免了空氣污染。

關(guān)鍵詞：空氣污染? 危害? 焊煙除塵

中圖分類號(hào)：TP242? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（b）-0102-02

1? 概述

近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，環(huán)境污染也愈發(fā)變得嚴(yán)重，讓自然環(huán)境重回藍(lán)天白云的時(shí)代迫在眉睫。治理污染應(yīng)從源頭開(kāi)始，而工業(yè)污染是其重要的污染源之一，比如工業(yè)中產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣對(duì)人以及動(dòng)植物所賴以生查存的自然環(huán)境造成侵害。隨著對(duì)環(huán)境污染的重拳出擊，環(huán)保設(shè)備孕育而生，如除塵設(shè)備，就是為了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行過(guò)濾，將廢氣中的煙塵及有害顆粒物進(jìn)行分離，而焊接作業(yè)所產(chǎn)生的焊煙正是工業(yè)廢氣的一種。目前，在各個(gè)行業(yè)智能機(jī)械設(shè)備發(fā)展迅速，從機(jī)械代替人工的趨勢(shì)正在加快，在將來(lái)以機(jī)械為主，人工為輔的時(shí)代是大勢(shì)所趨。在邢臺(tái)機(jī)械廠便有著多臺(tái)智能焊接設(shè)備，智能焊接設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是工作效率高，焊接性能好，減少人力浪費(fèi)，將工人從繁重的焊接作業(yè)中解放出來(lái)，但其所產(chǎn)生的焊煙量大于人工焊接所產(chǎn)生的焊煙量，需要安裝特定的焊煙除塵設(shè)備，對(duì)其焊接過(guò)程中所產(chǎn)生的焊煙進(jìn)行收集后經(jīng)過(guò)濾分離煙塵及有毒有害顆粒物。冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械廠所使用的FANUC-RW4516智能機(jī)器人由于體積大，占地面積大，以及所焊接的零件重量大，人力無(wú)法搬運(yùn)，需要車間天車進(jìn)行裝卸，造成安裝焊煙除塵設(shè)備困難，為了解決此文問(wèn)題，邢臺(tái)機(jī)械廠設(shè)計(jì)了一款可敞開(kāi)式的除塵設(shè)備，方便天車吊裝部件，實(shí)現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)。

2? 除塵設(shè)備的分類及選擇

2.1 除塵設(shè)備的分類

除塵設(shè)備按照其捕獲收集煙塵、顆粒物的機(jī)理不同，將其分為機(jī)械除塵設(shè)備、電除塵設(shè)備、過(guò)濾除塵設(shè)備以及洗滌除塵設(shè)備等。其中機(jī)械除塵是利用機(jī)械力將廢氣及煙塵中的顆粒物除去，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，安裝使用成本低，但從其除塵效率來(lái)看，其效率不高。電除塵設(shè)備是利用靜電力將廢氣及煙塵中的顆粒物除去，其優(yōu)點(diǎn)是氣流的阻力小，除塵效率在99%以上，但安裝使用成本較高。過(guò)濾除塵設(shè)備是將廢氣及煙塵中的顆粒物除通過(guò)過(guò)濾裝置將塵粒分離捕集，除塵效率可達(dá)到90%～99%，安裝使用成本不高、占地面積小。洗滌除塵器是通過(guò)將廢氣及煙塵中的顆粒物除通過(guò)液體洗滌，使塵粒與液滴或液膜碰撞而被俘獲，并與氣流分離，除塵效率達(dá)到80%～95%，使用費(fèi)用較高。其中為了提高對(duì)微小顆粒物的捕獲收集效率，我國(guó)正在研制荷電袋式過(guò)濾器、荷電液滴洗滌器等綜合幾種除塵機(jī)制的新型除塵設(shè)備。

2.2 除塵設(shè)備的選擇

根據(jù)其對(duì)除塵設(shè)備的除塵方式以及所應(yīng)用的場(chǎng)所和現(xiàn)有條件，選擇使用過(guò)濾除塵設(shè)備。FANUC-RW4516型智能機(jī)器人平臺(tái)占地面積大，所形成空間大，以及需要形成半封閉空間，查閱風(fēng)機(jī)手冊(cè)，得知以下風(fēng)機(jī)計(jì)算公式。

（1）通風(fēng)管道沿程摩擦阻力。

（1）

式中：R-沿程摩擦阻力（pa）;

γ-空氣密度;

ν-流速（m/s）。

（2）風(fēng)機(jī)壓力。

ρ=RL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中：L-管道長(zhǎng)度（m）。

（3）風(fēng)機(jī)功率。

（3）

其中：Q-風(fēng)機(jī)風(fēng)量（m3/h）;

η-風(fēng)機(jī)效率;

ηm-傳動(dòng)效率。

除塵設(shè)備初步選用的是風(fēng)機(jī)功率為7.5kW，風(fēng)量為10000m3/h的濾筒除塵器，根據(jù)式（1）、（2）、（3）計(jì)算得知，所選用的除塵設(shè)備符合使用要求。

3? 主要方案設(shè)計(jì)及安裝

首先從FANUC-RW4516型智能機(jī)器人的規(guī)格尺寸入手，由于機(jī)器人的長(zhǎng)度、寬度、高度過(guò)大，查閱相關(guān)資料，確定了大體方案，對(duì)其進(jìn)行尺寸測(cè)繪，并三維建模，尋找合適的安裝規(guī)格。由于牽涉到天車吊裝零部件，需中間留有空間保證天車的進(jìn)入與進(jìn)出，通過(guò)對(duì)所要用到的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，最終確定中間部分選用可伸縮的風(fēng)琴防護(hù)簾，其兩側(cè)利用伺服電機(jī)帶動(dòng)，既保證了風(fēng)琴防護(hù)簾兩側(cè)同步運(yùn)動(dòng)也保證了天車能夠自由進(jìn)出裝卸部件。

FANUC-RW4516型智能機(jī)器人焊煙除塵設(shè)備三維圖如圖1所示，其中除塵設(shè)備支架、風(fēng)琴防護(hù)罩、垂簾、風(fēng)琴防護(hù)罩骨架等組成半封閉空間，以便于焊煙除塵器對(duì)焊接機(jī)器人焊接時(shí)所產(chǎn)生的焊煙進(jìn)行吸收。風(fēng)琴防護(hù)罩與風(fēng)琴防護(hù)罩骨架采用螺栓連接，并于除塵設(shè)備支架滾動(dòng)連接，風(fēng)琴防護(hù)罩骨架兩端安裝有滾輪，以便于風(fēng)琴防護(hù)罩骨架帶動(dòng)風(fēng)琴防護(hù)罩自由移動(dòng)并起到支撐風(fēng)琴防護(hù)罩的作用。垂簾掛接于除塵設(shè)備支架的四周。采用兩個(gè)伺服電機(jī)保證風(fēng)琴防護(hù)罩兩側(cè)同步運(yùn)動(dòng)，所述伺服電機(jī)與減速器采用鍵連接。減速器分別與除塵設(shè)備支架兩側(cè)頂板上導(dǎo)向裝置的滑塊連接，導(dǎo)向裝置由導(dǎo)軌、滑塊組成，導(dǎo)軌通過(guò)螺栓連在除塵罩兩側(cè)頂板上，連接桿安裝于兩個(gè)滑塊之間，并于首個(gè)風(fēng)琴防護(hù)罩骨架相連，減速器采用齒輪傳動(dòng)的方式帶動(dòng)風(fēng)琴防護(hù)罩運(yùn)動(dòng)，齒條安裝于導(dǎo)向裝置一側(cè)，與減速器上的齒輪配合，實(shí)現(xiàn)其風(fēng)琴防護(hù)罩的伸縮功能，便于天車吊卸零件?？刂葡到y(tǒng)采用電源開(kāi)關(guān)、熱繼電器、開(kāi)關(guān)按鈕、控制面板、驅(qū)動(dòng)器、行程開(kāi)關(guān)、小型變壓器等組成。

自2019年10月份初對(duì)天津FANUC-RW4516型智能機(jī)器人焊煙除塵設(shè)備進(jìn)行安裝，并于2019年10月中旬安裝完成，如圖2所示。由于根據(jù)天津機(jī)器人所設(shè)計(jì)的除塵設(shè)備尺寸過(guò)大，高度過(guò)高，焊接工人不畏艱險(xiǎn)，克服種種困難，忘我工作，進(jìn)行高空焊接安裝作業(yè)，以一種勇往直前的精神積極推進(jìn)新設(shè)備的安裝使用工作。該焊煙除塵設(shè)備的投入使用使得車間內(nèi)的焊煙量降低，滿足生產(chǎn)要求。

4? 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境保護(hù)問(wèn)題與我們的生活密不可分，先進(jìn)的環(huán)保除塵設(shè)備，也使得環(huán)境污染問(wèn)題逐漸減輕，在推動(dòng)環(huán)保除塵設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈也在逐步完善，先進(jìn)的環(huán)保除塵設(shè)備，也使得環(huán)境污染問(wèn)題逐漸減輕。在環(huán)保的大背景下，其環(huán)境污染被越來(lái)越多的企業(yè)所重視，其環(huán)保除塵設(shè)備作為環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，環(huán)保除塵設(shè)備的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用前景極其可觀，將會(huì)為我國(guó)的環(huán)境污染治理帶來(lái)新氣象。

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