特種管配件製造商創新地利用兩(liang) 台FANUC Robotics機器人提高生產(chan) 能力,並消除人工等離子切割和焊接的勞動負荷。為(wei) 補償(chang) 製造差異性,該係統融合了等離子切割的自適應路徑控製和人工幹預進行焊接操作的實時路徑控製。
Valen Fittings采用各種新型材料為(wei) 石油天然氣行業(ye) 製造特種對焊配件,目前使用的37種材料無一是黑色金屬。這些配件一般用於(yu) 關(guan) 鍵應用中,通常是在海上或石油天然氣精煉工藝的“高危區域”。
產(chan) 品尺寸廣泛,通常直徑從(cong) 8英寸到48英寸。有些配件需要焊工連續焊接15分鍾。Valen總經理Len Sandford解釋說,“Valen以其產(chan) 品質量而聞名,尤其是其訂單周轉速度在業(ye) 內(nei) 獨樹一幟。”
“我們(men) 不斷致力於(yu) 提高生產(chan) 率,但是由於(yu) 眾(zhong) 多配件、材料類型、厚度範圍和小批量訂單,我們(men) 不具備實施基本的焊接機器人原理的條件。我們(men) 的目標始終是采用我們(men) 已有的人工技能,從(cong) 而保持質量並減輕操作人員的負荷。”
通過與(yu) 焊接自動化專(zhuan) 家Pentangle Engineering的合作,采用FANUC機器人係統,Valen首先解決(jue) 準確地等離子切割成品衝(chong) 壓件的問題。
使用倒置於(yu) 懸臂上的Fanuc Robotics M-16 iB等離子切割邊緣,然後沿著相同邊切割焊接坡口角度。
“我們(men) 意識到該係統需要大量的開發工作,才能適應機器人所麵臨(lin) 的差異性。由於(yu) 我們(men) 生產(chan) 的產(chan) 品厚度和形狀變化,沒有任何兩(liang) 個(ge) 衝(chong) 壓件是相同的,”Len繼續說,“Pentangle很快掌握了這一要求,並製定了實時測量解決(jue) 方案,使用激光器和來自等離子切割機的反饋電壓提供實時的自適應控製。”
新開發的係統允許機器人首先找到起始點,然後偏移其坐標係進行補償(chang) 。在初始切割過程中,持續測量等離子電壓,用於(yu) 控製割炬的高度和路徑。這確保典型公差在0.5mm以內(nei) 的精確切割。Pentangle將激光傳(chuan) 感器內(nei) 置於(yu) 等離子切割頭中,控製隨後的但是同等關(guan) 鍵的焊接坡口角度的切割,並沿著坡口鈍邊保持恒定的3 mm ‘區域’。
機器人使得難免髒亂(luan) 的直接工作區域不再需要操作人員,而且厚度24英寸的衝(chong) 壓件的生產(chan) 時間從(cong) 約1½小時降低至10分鍾。
第二個(ge) 機器人用於(yu) 焊接已經準備好的型材,采用6軸FANUC Robotics ARC Mate 120iC,配有單軸機械臂。該單元采用高解析度攝像機觀察焊口,並在機器人第6軸上安裝了手柄控製滑動係統,用於(yu) 在焊接工藝過程中調節焊槍。
上圖為(wei) :FANUC Robotics ARC Mate 120iC機器人
每個(ge) 完整的焊口需要12次運行完成。在每次運行過程中,操作人員可以在監視器上查看側(ce) 壁熔合和焊縫對齊。通過使用手柄進行0.5mm步幅的點動,他可以在焊接過程中精細調節焊槍。
最後,Len解釋說,“焊接質量仍然反映操作人員的個(ge) 人技能,但是機器人所完成焊縫的總體(ti) 外觀有了顯著改善。
“自從(cong) 安裝機器人之後,我們(men) 的總體(ti) 生產(chan) 效率得到提高。它們(men) 更具穩定性,生產(chan) 質量無懈可擊。從(cong) 項目的角度而言,我們(men) 知道我們(men) 的目標是什麽(me) ,我們(men) 不希望用很多人照看每一個(ge) 單元,我們(men) 需要簡單的單人操作,讓我們(men) 已有的熟練操作人員擁有更簡單、安全、清潔和輕鬆的工作方式,而且我們(men) 相信我們(men) 已經實現這個(ge) 目標。”
FANUC,是全球最多樣化的FA(工廠自動化)、機器人和智能機械的製造商。自1956年成立以來,公司始終是全球計算機數控設備發展的先驅,在自動化領域貢獻突出。上世紀70年代,FANUC成為(wei) 世界上最大的專(zhuan) 業(ye) 數控係統生產(chan) 廠家,占據了全球70%的市場份額。2008年FANUC成為(wei) 世界上最大的機器人生產(chan) 廠商,在全球第一個(ge) 突破20萬(wan) 台機器人。目前已突破25萬(wan) 台,市場份額穩居第一。
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