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　　借助半智能化沖壓機器人提高制造工作效率和投資收益

　　國際金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人金融行業典型研討會

　　【編者按】公司總部坐落于美國喬治亞州休斯敦市的 ARC Specialties 主要經營方式沖壓和研磨設備，其中，約 90 % 的設備都用于勘探金融行業。在 ARC Specialties 的關鍵顧客中，有數家世界性勘探 OEM 公司總部都設在休斯敦地區。“

智能化領域中的兩個關鍵趨勢是提高機器人的采用量，從而提升制造工作效率，降低制造生產成本。在其半自動沖壓設燕縣，得克薩斯公司 ARC Specialties 將機器人技術與 Beckhoff 如前所述 PC 和 EtherCAT 的開放式掌控化解方案結合在一起采用，為其顧客帶來了真正的競爭優勢。

公司總部坐落于美國喬治亞州休斯敦市的 ARC Specialties 主要經營方式沖壓和研磨設備，其中，約 90 % 的設備都用于勘探金融行業。在 ARC Specialties 的關鍵顧客中，有數家世界性勘探 OEM 公司總部都設在休斯敦地區。“ARC Specialties 團隊致力于采用標準的現有技術制造出最一流的定制智能化設備，確保長年可訂貨性。”ARC Specialties 公司高級部門經理 John Martin 如此寫道。“他們公司的掌控理念強調掌控系統設計的發展性。”ARC Specialties 公司電氣總設計師 Gary Ewin 補充道。“他們許多競爭對手都他們制造他們的專用掌控器，在未來幾年內這可能是個不錯的化解方案，但多年過去后，掌控掌控系統維護所需的技術支持和維修將是兩個很大的問題。”

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具有創新意義的雷射沖壓工藝與 Beckhoff 智能化技術的完美融合許多 ARC Specialties 的顧客都是雷射焊化解方案的長年用戶，該化解方案比雷射研磨掌控系統要便宜許多，但達不到它的速度。“當然，傳統的雷射沖壓掌控系統能順利完成很高質量的工作，但是它往往速度很慢，熱量耗用較高。”John Martin 解釋道。為了提高雷射沖壓掌控系統的操控性，ARC 在公司他們的測試實驗室里研發了兩套新的沖壓工藝 — TriPulse? 沖壓掌控系統，它如前所述鎢極膠體氣體保護焊（TIG）工藝。TriPulse? 設計獨特，有三個不同的Bokaro波數，能用最少的熱耗用量提高沉降速率。“這讓他們能實現非常接近雷射掌控系統的操控性，但所需要耗用的雷射沖壓設備生產成本要低許多。”John Martin 寫道。

這款新型沖壓掌控系統是得克薩斯一家大顧客委托 ARC 公司開發而成的，首次用于半自動 ARC-11RB 機器人沖壓掌控系統中，用于裝配液體凈化產品。除了能提高沖壓速足見，所有制造工藝都是半自動順利完成的：一架龍門起重機機將兩個定尺汽缸抬起并將它放在兩套一般來說卡爪中。同時，機器人從兩個給料運輸機里拾起兩個端環，并將它放在第一套一般來說卡爪中。接著，機器人從兩個截取工具換到兩個焊炬并將端環沖壓到汽缸上；接著，兩個一般來說卡爪都打開，龍門起重機機拆走模塊。隨即，汽缸滑動 180 度，另一端插入到一般來說卡爪中，接著重復這一操作方式過程。成品隨即采用龍門起重機機放在出料架上。視產品大小，整座操作方式過程 1 - 2 分鐘內即可順利完成。

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　　機器人將端環沖壓到汽缸上

　　嵌入式掌控器用于集成掌控平臺

ARC-11RB 機器人沖壓掌控系統配備了兩臺 Beckhoff CX0 嵌入式掌控器，該掌控器加裝的是 Windows XP Embedded 操作方式掌控系統和 TwinCAT NC PTP 軟件。適合 DIN 導軌加裝的小型車嵌入式掌控器用于掌控整座應用，包括龍門起重機機、機器人功能、HMI、感應冷卻系統、工件纜索和所有副翼操作方式過程的開始和停止。“他們用 Microsoft Visual Studio 和 C# 編寫他們他們的所有用于快捷鍵建模的軟件。”John Martin 闡述道：“這可以幫助 ARC Specialties 讓操作方式人員精通 Windows PC，提高操作方式的舒適性，提供定制設備所需的專業化。”掌控系統的 HMI 元件通過 TwinCAT ADS 與其余的掌控系統通訊。

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CX0 掌控兩臺 FanucArcMate M710IC-50 機器人和兩臺 Lincoln Powerwave R350 沖壓電源，它通過兩個 DeviceNet 主站模塊無縫連接到嵌入式掌控器。EtherCAT 適配器模塊直接與 CX0 連接，用于 I/O 掌控系統。ARC Specialties 采用 EL403x 模擬量 EtherCAT 輸出適配器模塊掌控無 DeviceNet 接口或需要極短響應時間的的沖壓電源。

　　EtherCAT 確保提高制造工作效率

“他們借助 EtherCAT 的高操控性監控任何 ARC-11RB 上設置的驅動參數。”John Martin 繼續寫道：“這可顯著降低布線工作，幫助他們更加高效地編寫他們的代碼，以處理定制應用。這對 ARC Specialties來說非常關鍵，因為大部分業務都涉及到兩個特定應用的項目。”盡管應用程序很復雜，新型 ARC11-RB 沖壓機器人的掌控掌控系統設計只花費了四周的時間。建造和裝配僅花費了三周的時間即告順利完成。所有一般來說工作都是半自動順利完成的，與手動裝配相比，ARC Specialties 的制造工作效率提高了 30%。“只有工件的裝卸工作仍需要手動順利完成。”John Martin 強調寫道。“此外，采用 EtherCAT 之后，由于其拓撲結構簡單，他們每根軸的布線時間節約了近兩個小時。更少的模塊和更緊湊的設計也讓他們能采用更小的掌控柜。”

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定尺汽缸（長 121 到 304 cm，直徑為 4…20 英寸）由兩臺龍門起重機機拾取并放在伺服驅動的一般來說卡爪中

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　　機器人從兩個進料纜索拾取兩個端環

　　John Martin 看到如前所述 Windows 的 PC 掌控器的另兩個好處：“他們的顧客能將 Beckhoff 掌控掌控系統輕松、安全地連接到他們的本地區域網絡中，以遠程訪問且采用諸如 WebEx 等服務。遠程掌控讓他們能在世界任何地方為設備提供支持、進行故障檢測以及通過修改軟件的方式排除故障。這樣可以幫助他們及他們的顧客節省大量費用。”

隨著 TwinCAT 3 的發布，John Martin 認為 ARC Specialties 和 Beckhoff之間將有進一步合作的機會：“讓他們感到激動的是，設備程序和 HMI 建模能集成到 Visual Studio 中，成為兩個單獨的軟件環境。考慮到操控性的提升和價格的提高，他們已經決定，在不久的將來為他們大部分的設備和機器人都配備 Beckhoff 掌控掌控系統。”

　　( 文章來源：互聯網 )

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