2014/08/28
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发那科机器人为Valen焊工减负
特种管配件制造商创新地利用两台FANUCRobotics机器人提高生产能力，并消除人工等离子切割和焊接的劳动负荷。为补偿制造差异性，该系统融合了等离子切割的自适应路径控制和人工干预进行焊接操作的实时路径控制。
ValenFittings采用各种新型材料为石油天然气行业制造特种对焊配件，目前使用的37种材料无一是黑色金属。这些配件一般用于关键应用中，通常是在海上或石油天然气精炼工艺的“高危区域”。
产品尺寸广泛，通常直径从8英寸到48英寸。有些配件需要焊工连续焊接15分钟。Valen总经理LenSandford解释说，“Valen以其产品质量而闻名，尤其是其订单周转速度在业内独树一帜。”
“我们不断致力于提高生产率，但是由于众多配件、材料类型、厚度范围和小批量订单，我们不具备实施基本的焊接机器人原理的条件。我们的目标始终是采用我们已有的人工技能，从而保持质量并减轻操作人员的负荷。”
通过与焊接自动化专家PentangleEngineering的合作，采用FANUC机器人系统，Valen首先解决准确地等离子切割成品冲压件的问题。
使用倒置于悬臂上的FanucRoboticsM-16iB等离子切割边缘，然后沿着相同边切割焊接坡口角度。
“我们意识到该系统需要大量的开发工作，才能适应机器人所面临的差异性。由于我们生产的产品厚度和形状变化，没有任何两个冲压件是相同的，”Len继续说，“Pentangle很快掌握了这一要求，并制定了实时测量解决方案，使用激光器和来自等离子切割机的反馈电压提供实时的自适应控制。”
新开发的系统允许机器人首先找到起始点，然后偏移其坐标系进行补偿。在初始切割过程中，持续测量等离子电压，用于控制割炬的高度和路径。这确保典型公差在0.5mm以内的精确切割。Pentangle将激光传感器内置于等离子切割头中，控制随后的但是同等关键的焊接坡口角度的切割，并沿着坡口钝边保持恒定的3mm‘区域’。
机器人使得难免脏乱的直接工作区域不再需要操作人员，而且厚度24英寸的冲压件的生产时间从约1?小时降低至10分钟。
第二个机器人用于焊接已经准备好的型材，采用6轴FANUCRoboticsARCMate120iC，配有单轴机械臂。该单元采用高解析度摄像机观察焊口，并在机器人第6轴上安装了手柄控制滑动系统，用于在焊接工艺过程中调节焊枪。
每个完整的焊口需要12次运行完成。在每次运行过程中，操作人员可以在监视器上查看侧壁熔合和焊缝对齐。通过使用手柄进行0.5mm步幅的点动，他可以在焊接过程中精细调节焊枪。
最后，Len解释说，“焊接质量仍然反映操作人员的个人技能，但是机器人所完成焊缝的总体外观有了显著改善。
“自从安装机器人之后，我们的总体生产效率得到提高。它们更具稳定性，生产质量无懈可击。从项目的角度而言，我们知道我们的目标是什么，我们不希望用很多人照看每一个单元，我们需要简单的单人操作，让我们已有的熟练操作人员拥有更简单、安全、清洁和轻松的工作方式，而且我们相信我们已经实现这个目标。”
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