FANUC-RW4516型智能机器人焊烟除尘设备的设计
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作者:田可庆 李红秀 孙华
摘 要：现如今治理环境污染重拳出击，人人争做环保卫士的当下，考虑到邢台机械厂目前使用的天津FANUC-RW4516型智能机器人在焊接过程中，产生大量的电焊烟尘及有毒气体，极易对人体产生危害，并造成空气污染，本文介绍了邢台机械厂自主设计的除尘设备进行焊烟除尘，避免了空气污染。
关键词：空气污染 危害 焊烟除尘
中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0102-02
1 概述
近些年来，随着我国经济实力得到突飞猛进的发展，环境污染也愈发变得严重，让自然环境重回蓝天白云的时代迫在眉睫。治理污染应从源头开始，而工业污染是其重要的污染源之一，比如工业中产生的废水、废气、废渣对人以及动植物所赖以生查存的自然环境造成侵害。随着对环境污染的重拳出击，环保设备孕育而生，如除尘设备，就是为了对工业生产中所产生的废气进行过滤，將废气中的烟尘及有害颗粒物进行分离，而焊接作业所产生的焊烟正是工业废气的一种。目前，在各个行业智能机械设备发展迅速，从机械代替人工的趋势正在加快，在将来以机械为主，人工为辅的时代是大势所趋。在邢台机械厂便有着多台智能焊接设备，智能焊接设备的优势是工作效率高，焊接性能好，减少人力浪费，将工人从繁重的焊接作业中解放出来，但其所产生的焊烟量大于人工焊接所产生的焊烟量，需要安装特定的焊烟除尘设备，对其焊接过程中所产生的焊烟进行收集后经过滤分离烟尘及有毒有害颗粒物。冀中能源机械装备集团邢台机械厂所使用的FANUC-RW4516智能机器人由于体积大，占地面积大，以及所焊接的零件重量大，人力无法搬运，需要车间天车进行装卸，造成安装焊烟除尘设备困难，为了解决此文问题，邢台机械厂设计了一款可敞开式的除尘设备，方便天车吊装部件，实现环保生产。
2 除尘设备的分类及选择
2.1 除尘设备的分类
除尘设备按照其捕获收集烟尘、颗粒物的机理不同，将其分为机械除尘设备、电除尘设备、过滤除尘设备以及洗涤除尘设备等。其中机械除尘是利用机械力将废气及烟尘中的颗粒物除去，结构比较简单，安装使用成本低，但从其除尘效率来看，其效率不高。电除尘设备是利用静电力将废气及烟尘中的颗粒物除去，其优点是气流的阻力小，除尘效率在99%以上，但安装使用成本较高。过滤除尘设备是将废气及烟尘中的颗粒物除通过过滤装置将尘粒分离捕集，除尘效率可达到90%～99%，安装使用成本不高、占地面积小。洗涤除尘器是通过将废气及烟尘中的颗粒物除通过液体洗涤，使尘粒与液滴或液膜碰撞而被俘获，并与气流分离，除尘效率达到80%～95%，使用费用较高。其中为了提高对微小颗粒物的捕获收集效率，我国正在研制荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等综合几种除尘机制的新型除尘设备。
2.2 除尘设备的选择
根据其对除尘设备的除尘方式以及所应用的场所和现有条件，选择使用过滤除尘设备。FANUC-RW4516型智能机器人平台占地面积大，所形成空间大，以及需要形成半封闭空间，查阅风机手册，得知以下风机计算公式。
（1）通风管道沿程摩擦阻力。
（1）
式中：R-沿程摩擦阻力（pa）;
γ-空气密度;
ν-流速（m/s）。
（2）风机压力。
ρ=RL （2）
式中：L-管道长度（m）。
（3）风机功率。
（3）
其中：Q-风机风量（m3/h）;
η-风机效率;
ηm-传动效率。
除尘设备初步选用的是风机功率为7.5kW，风量为10000m3/h的滤筒除尘器，根据式（1）、（2）、（3）计算得知，所选用的除尘设备符合使用要求。
3 主要方案设计及安装
首先从FANUC-RW4516型智能机器人的规格尺寸入手，由于机器人的长度、宽度、高度过大，查阅相关资料，确定了大体方案，对其进行尺寸测绘，并三维建模，寻找合适的安装规格。由于牵涉到天车吊装零部件，需中间留有空间保证天车的进入与进出，通过对所要用到的机械结构进行比较，最终确定中间部分选用可伸缩的风琴防护帘，其两侧利用伺服电机带动，既保证了风琴防护帘两侧同步运动也保证了天车能够自由进出装卸部件。
FANUC-RW4516型智能机器人焊烟除尘设备三维图如图1所示，其中除尘设备支架、风琴防护罩、垂帘、风琴防护罩骨架等组成半封闭空间，以便于焊烟除尘器对焊接机器人焊接时所产生的焊烟进行吸收。风琴防护罩与风琴防护罩骨架采用螺栓连接，并于除尘设备支架滚动连接，风琴防护罩骨架两端安装有滚轮，以便于风琴防护罩骨架带动风琴防护罩自由移动并起到支撑风琴防护罩的作用。垂帘挂接于除尘设备支架的四周。采用两个伺服电机保证风琴防护罩两侧同步运动，所述伺服电机与减速器采用键连接。减速器分别与除尘设备支架两侧顶板上导向装置的滑块连接，导向装置由导轨、滑块组成，导轨通过螺栓连在除尘罩两侧顶板上，连接杆安装于两个滑块之间，并于首个风琴防护罩骨架相连，减速器采用齿轮传动的方式带动风琴防护罩运动，齿条安装于导向装置一侧，与减速器上的齿轮配合，实现其风琴防护罩的伸缩功能，便于天车吊卸零件。控制系统采用电源开关、热继电器、开关按钮、控制面板、驱动器、行程开关、小型变压器等组成。
自2019年10月份初对天津FANUC-RW4516型智能机器人焊烟除尘设备进行安装，并于2019年10月中旬安装完成，如图2所示。由于根据天津机器人所设计的除尘设备尺寸过大，高度过高，焊接工人不畏艰险，克服种种困难，忘我工作，进行高空焊接安装作业，以一种勇往直前的精神积极推进新设备的安装使用工作。该焊烟除尘设备的投入使用使得车间内的焊烟量降低，满足生产要求。
4 结语
环境保护问题与我们的生活密不可分，先进的环保除尘设备，也使得环境污染问题逐渐减轻，在推动环保除尘设备及其技术发展的同时，环保产业链也在逐步完善，先进的环保除尘设备，也使得环境污染问题逐渐减轻。在环保的大背景下，其环境污染被越来越多的企业所重视，其环保除尘设备作为环保产业链中的重要一环，环保除尘设备的技术发展及应用前景极其可观，将会为我国的环境污染治理带来新气象。
参考文献
[1] 续魁昌，王洪强，盖京方.风机手册[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2] 孟晶悦.滤筒式通风除尘装置故障分析与设计改进[J].中国矿业，2017，26（5）：162-165.
[3] 吕失友.论环保设备的设计及发展方向[J].科技资讯，2017：241-242.
[4] 段梦凡.环保除尘设备的发展及应用研究[J].设备管理与维修，2019（5）：29-30.
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