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   關鍵字：機器人 等離子切割 焊接 特種管材

   特種管配件制造商創新地利用兩臺FANUC Robotics機器人提高生產能力，并消除人工等離子切割和焊接的勞動負荷。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行焊接操作的實時路徑控制。 

   Valen Fittings采用各種新型材料為石油天然氣行業制造特種對焊配件，目前使用的37種材料無一是黑色金屬。這些配件一般用于關鍵應用中，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總經理Len Sandford解釋說，“Valen以其產品質量而聞名，尤其是其訂單周轉速度在業內獨樹一幟。”

    “我們不斷致力于提高生產率，但是由于眾多配件、材料類型、厚度范圍和小批量訂單，我們不具備實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，從而保持質量并減輕操作人員的負荷。”

   通過與焊接自動化專家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發工作，才能適應機器人所面臨的差異性。由于我們生產的產品厚度和形狀變化，沒有任何兩個沖壓件是相同的，”Len繼續說，“Pentangle很快掌握了這一要求，并制定了實時測量解決方案，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制。”

   新開發的系統允許機器人首先找到起始點，然后偏移其坐標系進行補償。在初始切割過程中，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以內的精確切割。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鍵的焊接坡口角度的切割，并沿著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時間從約1½小時降低至10分鐘。

   第二個機器人用于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，并在機器人第6軸上安裝了手柄控制滑動系統，用于在焊接工藝過程中調節焊槍。
 
                        
                      上圖為：FANUC Robotics ARC Mate 120iC機器人

   每個完整的焊口需要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。

   最后，Len解釋說，“焊接質量仍然反映操作人員的個人技能，但是機器人所完成焊縫的總體外觀有了顯著改善。 

   “自從安裝機器人之后，我們的總體生產效率得到提高。它們更具穩定性，生產質量無懈可擊。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單元，我們需要簡單的單人操作，讓我們已有的熟練操作人員擁有更簡單、安全、清潔和輕松的工作方式，而且我們相信我們已經實現這個目標。”