鑄造廠的主要工作是將金屬液化，并將其鑄成鑄件的形狀。鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝。加工過程中有害物質(zhì)較多，加工環(huán)境很熱，作業(yè)過程非常危險(xiǎn)且耗費(fèi)體力，對(duì)于鑄造廠的招聘工作也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
Nidec Minster作為知名的壓力機(jī)和自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商，重視員工在作業(yè)中的安全性。近期，Nidec Minster正在對(duì)制造工藝進(jìn)行改進(jìn)，使員工在工作時(shí)可以更安全、更輕松。他們選用ATI的六維力/力矩傳感器和伺服磨削主軸集成開發(fā)了一套可遠(yuǎn)程控制機(jī)器人的磨削工藝，可消除安全隱患。
鑄造過程中的切削和打磨工藝多數(shù)情況下需要手工完成，而手動(dòng)處理這一過程對(duì)身體造成的傷害是非常大的。
Nidec Minster是為集成材料成型提供解決方案的優(yōu)質(zhì)開發(fā)商。主要業(yè)務(wù)包括代工運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)品開發(fā)、制造和集成。公司認(rèn)為員工是最寶貴的資源，他們堅(jiān)持創(chuàng)建更安全、高效的作業(yè)流程，尋找適應(yīng)不斷變化的需求的解決方案。
遇到的困難
Nidec Minster對(duì)鑄造過程中會(huì)造成嚴(yán)重安全問題的幾個(gè)關(guān)鍵因素制定了一項(xiàng)新的作業(yè)流程以簡(jiǎn)化這些問題。首先，是材料問題，該工廠的鑄件是球墨鑄鐵制成，鑄造溫度極高，材料去除過程中所產(chǎn)生的的碎屑會(huì)堆積燃燒;其次，鑄件的重量高達(dá)一萬公斤以上，需要手動(dòng)固定零件及磨削，對(duì)人工作業(yè)來說困難較大，所以需要用材料去除工具來執(zhí)行較大重量鑄件;最后，由于生產(chǎn)材料的批次不同，材料去除過程需要依賴有經(jīng)驗(yàn)的執(zhí)行者來切割。
在升級(jí)之前，工人手動(dòng)進(jìn)行材料去除重10公斤的鑄件，每天八小時(shí)工作制，一天下來手已經(jīng)累得沒有感覺，第二天起來，手臂和肩膀都感到酸痛和疲勞。鑄造廠人員流動(dòng)大，許多員工都因繁重的工作而受到一定時(shí)間的傷害。
ATI的解決方案
ExoGrind的新系統(tǒng)是利用機(jī)器人將加工過程帶到零件上，從而消除了復(fù)雜的工作需要，并保護(hù)員工免受來自磨削設(shè)備的潛在傷害。ExoGrind 通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)操作進(jìn)行;通過ATI的六維力/力矩傳感器的反饋控制每次切割的深度。
使用軍用級(jí)無線控制器，工人在切削加工過程中僅需按一下按鈕即可調(diào)整接觸力。ATI的Omega191 力/力矩傳感器系統(tǒng)為操作員的觸覺控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)反饋，使他們能夠感受到磨削主軸對(duì)零件施加的力。機(jī)器人可以針對(duì)不同工件特征選擇不同的材料去除工具。在切割過程中，可以看出磨削過程中零件的變化，從而能夠直接轉(zhuǎn)化其手動(dòng)磨屑過程中的經(jīng)驗(yàn)。
Omega191的力/力矩傳感器含一個(gè)直徑為190mm的傳感器和一個(gè)電子接口，該電子轉(zhuǎn)接口用于連接機(jī)器人端。傳感器安裝在機(jī)器人手臂末端和材料去除工具之間。電子接口可通過解析應(yīng)變片信號(hào)將其轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)使用的力和力矩。隨著施加到傳感器的機(jī)械負(fù)載在整個(gè)過程中發(fā)生變化，電子接口將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為更有用的力和扭矩信息，并通過控制器的觸覺反饋即時(shí)傳輸給操作人員。
Omega191傳感器具有超高的強(qiáng)度且具有高精度，可精準(zhǔn)有效的測(cè)量磨削過程中產(chǎn)生的接觸力，并能提供磨屑過程中力的控制和優(yōu)化改進(jìn)方法。該傳感器體還具有高信噪比和高過載保護(hù)功能，這對(duì)于管理重型磨削過程中的潛在力矩負(fù)載至關(guān)重要，傳感器的內(nèi)置硅應(yīng)變片可確保準(zhǔn)確的力感應(yīng)。
ATI的力/力矩傳感器的電子接口選項(xiàng)有DAQ、以太網(wǎng)、EtherCAT、串行、無線等。所有電子接口都能在傳感器、控制器和機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)閃電般的快速通信。傳感器產(chǎn)生力反饋后，操作人員可隨時(shí)感應(yīng)，從而能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整磨削主軸。
升級(jí)后的成果
系統(tǒng)升級(jí)后不僅提高了效率和工藝質(zhì)量，而且每年在減少報(bào)廢方面節(jié)省50,000美元。與手動(dòng)操作相比，現(xiàn)在每個(gè)零件加工時(shí)間減少1/3。由于進(jìn)料質(zhì)量提高，下游的切屑和磨削任務(wù)也得到了整合。最重要的是，它消除了安全隱患，使員工更健康、更快樂的工作，同時(shí)也減少了人員流動(dòng)。
新系統(tǒng)的操作對(duì)工廠里的員工來說既有趣又簡(jiǎn)單易學(xué)，Nidec Minster說，即使沒有任何編程經(jīng)驗(yàn)，操作人員也可以在20分鐘內(nèi)完成打磨操作。新系統(tǒng)的使用得心應(yīng)手，使用遠(yuǎn)程控制的ExoGrind系統(tǒng)，操作人員可以利用多年積累的專業(yè)知識(shí)，做一份自己真正喜歡的工作。
Nidec Minster在流程升級(jí)中優(yōu)先考慮員工的健康，升級(jí)后系統(tǒng)消除了安全隱患也提高了員工的敬業(yè)度，Nidec Minster的操作員對(duì)新系統(tǒng)給予了高度評(píng)價(jià)。感覺不僅更安全，而且更融入了他們的工作。這種可以將手動(dòng)工作的技術(shù)和專業(yè)知識(shí)直接轉(zhuǎn)化為ExoGrind系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制器，對(duì)于操作員來說更加熟悉了。
（轉(zhuǎn)載）
