FANUC-RW4516型智能機器人焊煙除塵設備的設計

田可慶 李紅秀 孫華

摘? ?要：現如今治理環境污染重拳出擊，人人爭做環保衛士的當下，考慮到邢臺機械廠目前使用的天津FANUC-RW4516型智能機器人在焊接過程中，產生大量的電焊煙塵及有毒氣體，極易對人體產生危害，并造成空氣污染，本文介紹了邢臺機械廠自主設計的除塵設備進行焊煙除塵，避免了空氣污染。

關鍵詞：空氣污染? 危害? 焊煙除塵

中圖分類號：TP242? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0102-02

1? 概述

近些年來，隨著我國經濟實力得到突飛猛進的發展，環境污染也愈發變得嚴重，讓自然環境重回藍天白云的時代迫在眉睫。治理污染應從源頭開始，而工業污染是其重要的污染源之一，比如工業中產生的廢水、廢氣、廢渣對人以及動植物所賴以生查存的自然環境造成侵害。隨著對環境污染的重拳出擊，環保設備孕育而生，如除塵設備，就是為了對工業生產中所產生的廢氣進行過濾，將廢氣中的煙塵及有害顆粒物進行分離，而焊接作業所產生的焊煙正是工業廢氣的一種。目前，在各個行業智能機械設備發展迅速，從機械代替人工的趨勢正在加快，在將來以機械為主，人工為輔的時代是大勢所趨。在邢臺機械廠便有著多臺智能焊接設備，智能焊接設備的優勢是工作效率高，焊接性能好，減少人力浪費，將工人從繁重的焊接作業中解放出來，但其所產生的焊煙量大于人工焊接所產生的焊煙量，需要安裝特定的焊煙除塵設備，對其焊接過程中所產生的焊煙進行收集后經過濾分離煙塵及有毒有害顆粒物。冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠所使用的FANUC-RW4516智能機器人由于體積大，占地面積大，以及所焊接的零件重量大，人力無法搬運，需要車間天車進行裝卸，造成安裝焊煙除塵設備困難，為了解決此文問題，邢臺機械廠設計了一款可敞開式的除塵設備，方便天車吊裝部件，實現環保生產。

2? 除塵設備的分類及選擇

2.1 除塵設備的分類

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

2.2 除塵設備的選擇

根據其對除塵設備的除塵方式以及所應用的場所和現有條件，選擇使用過濾除塵設備。FANUC-RW4516型智能機器人平臺占地面積大，所形成空間大，以及需要形成半封閉空間，查閱風機手冊，得知以下風機計算公式。

（1）通風管道沿程摩擦阻力。

（1）

式中：R-沿程摩擦阻力（pa）;

γ-空氣密度;

ν-流速（m/s）。

（2）風機壓力。

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

式中：L-管道長度（m）。

（3）風機功率。

（3）

其中：Q-風機風量（m3/h）;

η-風機效率;

ηm-傳動效率。

除塵設備初步選用的是風機功率為7.5kW，風量為10000m3/h的濾筒除塵器，根據式（1）、（2）、（3）計算得知，所選用的除塵設備符合使用要求。

3? 主要方案設計及安裝

首先從FANUC-RW4516型智能機器人的規格尺寸入手，由于機器人的長度、寬度、高度過大，查閱相關資料，確定了大體方案，對其進行尺寸測繪，并三維建模，尋找合適的安裝規格。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入與進出，通過對所要用到的機械結構進行比較，最終確定中間部分選用可伸縮的風琴防護簾，其兩側利用伺服電機帶動，既保證了風琴防護簾兩側同步運動也保證了天車能夠自由進出裝卸部件。

FANUC-RW4516型智能機器人焊煙除塵設備三維圖如圖1所示，其中除塵設備支架、風琴防護罩、垂簾、風琴防護罩骨架等組成半封閉空間，以便于焊煙除塵器對焊接機器人焊接時所產生的焊煙進行吸收。風琴防護罩與風琴防護罩骨架采用螺栓連接，并于除塵設備支架滾動連接，風琴防護罩骨架兩端安裝有滾輪，以便于風琴防護罩骨架帶動風琴防護罩自由移動并起到支撐風琴防護罩的作用。垂簾掛接于除塵設備支架的四周。采用兩個伺服電機保證風琴防護罩兩側同步運動，所述伺服電機與減速器采用鍵連接。減速器分別與除塵設備支架兩側頂板上導向裝置的滑塊連接，導向裝置由導軌、滑塊組成，導軌通過螺栓連在除塵罩兩側頂板上，連接桿安裝于兩個滑塊之間，并于首個風琴防護罩骨架相連，減速器采用齒輪傳動的方式帶動風琴防護罩運動，齒條安裝于導向裝置一側，與減速器上的齒輪配合，實現其風琴防護罩的伸縮功能，便于天車吊卸零件。控制系統采用電源開關、熱繼電器、開關按鈕、控制面板、驅動器、行程開關、小型變壓器等組成。

自2019年10月份初對天津FANUC-RW4516型智能機器人焊煙除塵設備進行安裝，并于2019年10月中旬安裝完成，如圖2所示。由于根據天津機器人所設計的除塵設備尺寸過大，高度過高，焊接工人不畏艱險，克服種種困難，忘我工作，進行高空焊接安裝作業，以一種勇往直前的精神積極推進新設備的安裝使用工作。該焊煙除塵設備的投入使用使得車間內的焊煙量降低，滿足生產要求。

4? 結語

環境保護問題與我們的生活密不可分，先進的環保除塵設備，也使得環境污染問題逐漸減輕，在推動環保除塵設備及其技術發展的同時，環保產業鏈也在逐步完善，先進的環保除塵設備，也使得環境污染問題逐漸減輕。在環保的大背景下，其環境污染被越來越多的企業所重視，其環保除塵設備作為環保產業鏈中的重要一環，環保除塵設備的技術發展及應用前景極其可觀，將會為我國的環境污染治理帶來新氣象。

參考文獻

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