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ATI的Omega191力/扭矩传感器系统用于新的ExoGrind系统

图片来源:ATI工业自动化

铸造厂的主要目的是将金属液化并形成称为铸件的形状。工作环境很热,由于使用危险材料,工作是非常危险的。铸造厂的工作很难找也就不足为奇了。

最重要的是,Nidec敏斯特,一家著名的冲压和自动化设备供应商,重视他们的铸造工人及其发挥的关键作用。最近,Nidec敏斯特开始了一项制造工艺的改进,以使员工的工作更安全、更容易。利用ATI的多轴力/扭矩(F/T)传感器和伺服磨削主轴,Nidec Minster集成团队开发了一种远程控制的机器人磨削过程,可以更快地完成工作,并消除了工人的许多安全隐患。

切屑和研磨过程是铸造工作中必不可少的一部分,在许多情况下都是手工完成的。由于处理研磨设备的人体工程学以及这些工具的振动对身体的磨损,手动过程是累人的。

Nidec Minster是垂直集成材料成型解决方案的领先开发商,适用于各种行业。他们的投资组合包括代工业务、产品开发、制造和解决方案集成。这种整体的视角使Nidec Minster对完善内部运营有着深刻的理解。他们相信人是公司最宝贵的资源,总是希望创造更安全、更高效的流程,以提升员工。与此同时,他们对持续改进的关注迫使他们寻找能够适应需求不断变化的灵活解决方案。

Nidec Minster指出了铸造作业中造成严重安全隐患的几个关键因素,并制定了一项计划,以在新工艺中简化这些问题。第一个危险信号是材料;这家工厂的铸件是用球墨铸铁制成的。材料去除过程中的碎片会积聚和燃烧。其次,铸件的重量可达25,000磅,在固定零件和手动研磨功能方面产生了符合人体工程学的挑战。要加工的各种特征也很大,需要强大的研磨工具来去除重型材料。最后,生产以小而不同的批次进行。不同批次的材料去除要求不同,取决于操作人员的经验来执行正确的切割。

在升级之前,Nidec Minster采用全手工切削和研磨工艺,铸造工人使用手持磨床——有些重达20磅,每天轮班8小时。许多员工结束了一天的工作,他们的手没有感觉,每天早上起来,他们的手臂和肩膀都有慢性疼痛和疲劳。这家铸造厂经历了快速的人员流动,许多员工因繁重的工作而遭受短期或长期的伤害。

新系统ExoGrind利用机器人将加工过程带到零件上,消除了复杂的工作保持的需要,并保护员工免受磨削设备的潜在伤害。ExoGrind仍然通过远程操作将操作人员集成到流程中;它们可以通过ATI传感器的力和扭矩反馈来控制每个切口的深度。

操作员使用军用级无线控制器,通过触摸按钮调整接触力来指导机器人和磨削过程。ATI的Omega191力/扭矩传感器系统为操作员的触觉控制系统提供反馈,使他们能够感受到磨削主轴对零件的力。他们可以从各种各样的砂轮中选择最佳的工具来攻击每个功能。在切割过程中,当材料被移除时,他们可以感受到零件轮廓的变化,从而可以直接翻译他们在手动过程中的经验。

Omega191 F/T传感器包括一个直径190毫米的传感器和一个电子接口,用于连接到机器人。F/T传感器安装在机器人手腕和磨削主轴之间。电子接口将应变计信号分解为力和扭矩,供控制系统使用。随着施加在传感器上的机械载荷在整个过程中发生变化,电子接口将电信号转换为更有用的力和扭矩信息,这些信息通过控制器的触觉反馈立即传输给操作人员。

Omega191传感器坚固而精确,有效地测量来自研磨的相当大的接触力,并提供了一种过程控制和改进的方法。单片式换能器本体具有高水平的过载保护,这对于管理重型磨削过程的潜在力矩负载至关重要,而换能器本体内的硅应变计确保了准确的力传感。

ATI力/扭矩传感器的电子接口选项包括DAQ,以太网,EtherCAT,串行,无线等。所有的电子接口都能在传感器、控制器和机器人之间实现闪电般的快速通信。传感器产生的力反馈,操作员可以用自己的手感受,并使他们能够实时调整磨削主轴。

这次系统升级的结果不言自明。Nidec Minster提高了效率和工艺质量,并估计每年节省5万美元的废料。与手工操作相比,ExoGrind每道工序可以去除更多的材料,从而使每个零件的加工时间减少约32%。由于来料质量的提高,下游的切屑和磨削任务也得到了巩固。最重要的是,ExoGrind消除了安全隐患,从而使员工更健康、更快乐,并减少人员流动率。

由于许多铸造厂员工在空闲时间玩电子游戏,使用控制器既有趣又简单,最终加快了他们对新系统的熟练程度。Nidec Minster报告说,即使没有任何编程经验,ExoGrind操作人员在20分钟内就成功地完成了研磨。负责研磨单元的操作员说,他再也不会回到手工操作的时代了。使用远程控制的ExoGrind系统,他可以利用多年来获得的专业知识,做一份他真正喜欢的工作。

Nidec Minster在流程升级中优先考虑员工健康,并实现了消除安全隐患和提高员工敬业度的结果。日本电力公司的操作人员对新系统给予了高度评价。他们不仅感到更安全,而且更能融入工作。他们手工工作的技术和专业知识直接转化为ExoGrind系统,遥控器带来了熟悉的元素。

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