關(guān)鍵字：機器人 等離子切割 焊接 特種管材

   特種管配件制造商創(chuàng )新地利用兩臺FANUC Robotics機器人提高生產(chǎn)能力，并消除人工等離子切割和焊接的勞動(dòng)負荷。為補償制造差異性，該系統融合了等離子切割的自適應路徑控制和人工干預進(jìn)行焊接操作的實(shí)時(shí)路徑控制。 

   Valen Fittings采用各種新型材料為石油天然氣行業(yè)制造特種對焊配件，目前使用的37種材料無(wú)一是黑色金屬。這些配件一般用于關(guān)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(chǎn)品尺寸廣泛，通常直徑從8英寸到48英寸。有些配件需要焊工連續焊接15分鐘。Valen總經(jīng)理Len Sandford解釋說(shuō)，“Valen以其產(chǎn)品質(zhì)量而聞名，尤其是其訂單周轉速度在業(yè)內獨樹(shù)一幟。”

    “我們不斷致力于提高生產(chǎn)率，但是由于眾多配件、材料類(lèi)型、厚度范圍和小批量訂單，我們不具備實(shí)施基本的焊接機器人原理的條件。我們的目標始終是采用我們已有的人工技能，從而保持質(zhì)量并減輕操作人員的負荷。”

   通過(guò)與焊接自動(dòng)化專(zhuān)家Pentangle Engineering的合作，采用FANUC機器人系統，Valen首先解決準確地等離子切割成品沖壓件的問(wèn)題。

   使用倒置于懸臂上的Fanuc Robotics M-16 iB等離子切割邊緣，然后沿著(zhù)相同邊切割焊接坡口角度。

   “我們意識到該系統需要大量的開(kāi)發(fā)工作，才能適應機器人所面臨的差異性。由于我們生產(chǎn)的產(chǎn)品厚度和形狀變化，沒(méi)有任何兩個(gè)沖壓件是相同的，”Len繼續說(shuō)，“Pentangle很快掌握了這一要求，并制定了實(shí)時(shí)測量解決方案，使用激光器和來(lái)自等離子切割機的反饋電壓提供實(shí)時(shí)的自適應控制。”

   新開(kāi)發(fā)的系統允許機器人首先找到起始點(diǎn)，然后偏移其坐標系進(jìn)行補償。在初始切割過(guò)程中，持續測量等離子電壓，用于控制割炬的高度和路徑。這確保典型公差在0.5mm以?xún)鹊木_切割。Pentangle將激光傳感器內置于等離子切割頭中，控制隨后的但是同等關(guān)鍵的焊接坡口角度的切割，并沿著(zhù)坡口鈍邊保持恒定的3 mm ‘區域’。 

   機器人使得難免臟亂的直接工作區域不再需要操作人員，而且厚度24英寸的沖壓件的生產(chǎn)時(shí)間從約1½小時(shí)降低至10分鐘。

   第二個(gè)機器人用于焊接已經(jīng)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(guān)察焊口，并在機器人第6軸上安裝了手柄控制滑動(dòng)系統，用于在焊接工藝過(guò)程中調節焊槍。
 
                        
                      上圖為：FANUC Robotics ARC Mate 120iC機器人

   每個(gè)完整的焊口需要12次運行完成。在每次運行過(guò)程中，操作人員可以在監視器上查看側壁熔合和焊縫對齊。通過(guò)使用手柄進(jìn)行0.5mm步幅的點(diǎn)動(dòng)，他可以在焊接過(guò)程中精細調節焊槍。

   最后，Len解釋說(shuō)，“焊接質(zhì)量仍然反映操作人員的個(gè)人技能，但是機器人所完成焊縫的總體外觀(guān)有了顯著(zhù)改善。 

   “自從安裝機器人之后，我們的總體生產(chǎn)效率得到提高。它們更具穩定性，生產(chǎn)質(zhì)量無(wú)懈可擊。從項目的角度而言，我們知道我們的目標是什么，我們不希望用很多人照看每一個(gè)單元，我們需要簡(jiǎn)單的單人操作，讓我們已有的熟練操作人員擁有更簡(jiǎn)單、安全、清潔和輕松的工作方式，而且我們相信我們已經(jīng)實(shí)現這個(gè)目標。”