借助半自动化冲压机器人提高制造工作效率和投资收益

2023-07-14 08:34:47

　　借助半智能化冲压机器人提高制造工作效率和投资收益

　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人金融行业典型研讨会

　　【编者按】公司总部坐落于美国乔治亚州休斯敦市的 ARC Specialties 主要经营方式冲压和研磨设备，其中，约 90 % 的设备都用于勘探金融行业。在 ARC Specialties 的关键顾客中，有数家世界性勘探 OEM 公司总部都设在休斯敦地区。“

智能化领域中的两个关键趋势是提高机器人的采用量，从而提升制造工作效率，降低制造生产成本。在其半自动冲压设燕县，得克萨斯公司 ARC Specialties 将机器人技术与 Beckhoff 如前所述 PC 和 EtherCAT 的开放式掌控化解方案结合在一起采用，为其顾客带来了真正的竞争优势。

公司总部坐落于美国乔治亚州休斯敦市的 ARC Specialties 主要经营方式冲压和研磨设备，其中，约 90 % 的设备都用于勘探金融行业。在 ARC Specialties 的关键顾客中，有数家世界性勘探 OEM 公司总部都设在休斯敦地区。“ARC Specialties 团队致力于采用标准的现有技术制造出最一流的定制智能化设备，确保长年可订货性。”ARC Specialties 公司高级部门经理 John Martin 如此写道。“他们公司的掌控理念强调掌控系统设计的发展性。”ARC Specialties 公司电气总设计师 Gary Ewin 补充道。“他们许多竞争对手都他们制造他们的专用掌控器，在未来几年内这可能是个不错的化解方案，但多年过去后，掌控掌控系统维护所需的技术支持和维修将是两个很大的问题。”

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具有创新意义的雷射冲压工艺与 Beckhoff 智能化技术的完美融合许多 ARC Specialties 的顾客都是雷射焊化解方案的长年用户，该化解方案比雷射研磨掌控系统要便宜许多，但达不到它的速度。“当然，传统的雷射冲压掌控系统能顺利完成很高质量的工作，但是它往往速度很慢，热量耗用较高。”John Martin 解释道。为了提高雷射冲压掌控系统的操控性，ARC 在公司他们的测试实验室里研发了两套新的冲压工艺 — TriPulse? 冲压掌控系统，它如前所述钨极胶体气体保护焊（TIG）工艺。TriPulse? 设计独特，有三个不同的Bokaro波数，能用最少的热耗用量提高沉降速率。“这让他们能实现非常接近雷射掌控系统的操控性，但所需要耗用的雷射冲压设备生产成本要低许多。”John Martin 写道。

这款新型冲压掌控系统是得克萨斯一家大顾客委托 ARC 公司开发而成的，首次用于半自动 ARC-11RB 机器人冲压掌控系统中，用于装配液体净化产品。除了能提高冲压速足见，所有制造工艺都是半自动顺利完成的：一架龙门起重机机将两个定尺汽缸抬起并将它放在两套一般来说卡爪中。同时，机器人从两个给料运输机里拾起两个端环，并将它放在第一套一般来说卡爪中。接着，机器人从两个截取工具换到两个焊炬并将端环冲压到汽缸上；接着，两个一般来说卡爪都打开，龙门起重机机拆走模块。随即，汽缸滑动 180 度，另一端插入到一般来说卡爪中，接着重复这一操作方式过程。成品随即采用龙门起重机机放在出料架上。视产品大小，整座操作方式过程 1 - 2 分钟内即可顺利完成。

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　　机器人将端环冲压到汽缸上

　　嵌入式掌控器用于集成掌控平台

ARC-11RB 机器人冲压掌控系统配备了两台 Beckhoff CX0 嵌入式掌控器，该掌控器加装的是 Windows XP Embedded 操作方式掌控系统和 TwinCAT NC PTP 软件。适合 DIN 导轨加装的小型车嵌入式掌控器用于掌控整座应用，包括龙门起重机机、机器人功能、HMI、感应冷却系统、工件缆索和所有副翼操作方式过程的开始和停止。“他们用 Microsoft Visual Studio 和 C# 编写他们他们的所有用于快捷键建模的软件。”John Martin 阐述道：“这可以帮助 ARC Specialties 让操作方式人员精通 Windows PC，提高操作方式的舒适性，提供定制设备所需的专业化。”掌控系统的 HMI 元件通过 TwinCAT ADS 与其余的掌控系统通讯。

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CX0 掌控两台 FanucArcMate M710IC-50 机器人和两台 Lincoln Powerwave R350 冲压电源，它通过两个 DeviceNet 主站模块无缝连接到嵌入式掌控器。EtherCAT 适配器模块直接与 CX0 连接，用于 I/O 掌控系统。ARC Specialties 采用 EL403x 模拟量 EtherCAT 输出适配器模块掌控无 DeviceNet 接口或需要极短响应时间的的冲压电源。

　　EtherCAT 确保提高制造工作效率

“他们借助 EtherCAT 的高操控性监控任何 ARC-11RB 上设置的驱动参数。”John Martin 继续写道：“这可显著降低布线工作，帮助他们更加高效地编写他们的代码，以处理定制应用。这对 ARC Specialties来说非常关键，因为大部分业务都涉及到两个特定应用的项目。”尽管应用程序很复杂，新型 ARC11-RB 冲压机器人的掌控掌控系统设计只花费了四周的时间。建造和装配仅花费了三周的时间即告顺利完成。所有一般来说工作都是半自动顺利完成的，与手动装配相比，ARC Specialties 的制造工作效率提高了 30%。“只有工件的装卸工作仍需要手动顺利完成。”John Martin 强调写道。“此外，采用 EtherCAT 之后，由于其拓扑结构简单，他们每根轴的布线时间节约了近两个小时。更少的模块和更紧凑的设计也让他们能采用更小的掌控柜。”

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定尺汽缸（长 121 到 304 cm，直径为 4…20 英寸）由两台龙门起重机机拾取并放在伺服驱动的一般来说卡爪中

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　　机器人从两个进料缆索拾取两个端环

　　John Martin 看到如前所述 Windows 的 PC 掌控器的另两个好处：“他们的顾客能将 Beckhoff 掌控掌控系统轻松、安全地连接到他们的本地区域网络中，以远程访问且采用诸如 WebEx 等服务。远程掌控让他们能在世界任何地方为设备提供支持、进行故障检测以及通过修改软件的方式排除故障。这样可以帮助他们及他们的顾客节省大量费用。”

随着 TwinCAT 3 的发布，John Martin 认为 ARC Specialties 和 Beckhoff之间将有进一步合作的机会：“让他们感到激动的是，设备程序和 HMI 建模能集成到 Visual Studio 中，成为两个单独的软件环境。考虑到操控性的提升和价格的提高，他们已经决定，在不久的将来为他们大部分的设备和机器人都配备 Beckhoff 掌控掌控系统。”

　　( 文章来源：互联网 )

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