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劳斯莱斯“王牌工厂”的FANUC机器人

2011年09月01日 11:53中国机床商务网点击:8553

  位于苏格兰伦弗鲁郡Inchinnan镇的“王牌工厂”,是世界第二大民用及国防航空发动机制造商罗尔斯·罗伊斯的全球制造中心,与“豪华车中的贵族”劳斯莱斯同出一门,对制造高品质产品的追求也如出一辙。“王牌工厂”采用两条高度集成的全自动化锻造生产线来打造最知名的燃气涡轮压缩机。这两条生产线各使用6台FANUC机器人,使生产效率倍增,并保证了整个铸造流程的同步性和稳定性。
  
  在24*5工作周期上达到更少废件率和双倍生产效率为目标获得批准。项目进展过程中问题很快被发现:流程开始阶段操作人员可以跟机器人同步,但在超过1000℃的熔炉前做重复生产动作时,要使操作人员跟得上高速生产节拍,所付出的代价两倍于机器人带来的收益。
  
  FANUC公司被再次请来对整条生产线进行完全自动化改造,并先行提供系统仿真给罗尔斯·罗伊斯评估。
  
  整套系统从预锻和最终成型,这是铸造流程最关键的两个阶段,完成坯体到机翼压缩发动机成品的过渡。所有生产设备的改进设计、交付和系统集成都由FANUC机器人英国公司负责,并将系统的控制管理都整合在FANUC机器人的控制器中。
  
  首先,一台FANUCM-710iC/50机器人从传送带的托盘上抓取坯体放入熔炉加热,达到设定温度后再取出,把加热的坯体放入第一个模具,此时机器人发出信号,开始锻压成型工序。接下来机器人夹紧冒口安装在锻件上,把锻件放入第二个模具进行初步锻压。初步成型之后,机器人取出锻件放入拣选工作站,准备下一步操作-喷丸清理。
  
  为适应完全自动化的要求,所用的加工设备都经由FANUC公司重新设计。罗尔斯·罗伊斯则开发新的模具,确保锻造(或挤压成型)过程在底模进行。
  
  拣选工作站内的锻件在喷丸清理之前,还要进行一步重要的工作,由安装在冲压模具背面的FANUC小型机器人LRMate200iC完成。即吹去锻件表面的铁屑,并喷上一层石墨润滑剂。石墨喷涂是保证产品品质始终如一的关键,如果工具上石墨过多,会对锻件的结构造成影响,机器人可以精确地控制用量和喷涂面。石墨喷涂过程的自动化表明,稳定的操作可以带来巨大收益。
  
  喷丸清理由一台FANUCM-20iA机器人主导。它将锻件夹起放在两个喷嘴下面,喷嘴喷出高速钢砂对锻件进行清理。随后,机器人将处理后的锻件放在传送带上,进入最终成型阶段。
  
  最终成型的第一步从给锻件涂装玻璃涂层开始。一台倒吊安装在直线滑轨上的FANUCM-710iC机器人定位传送过来的锻件,采用静电喷涂工艺来完成这项操作。罗尔斯·罗伊斯的项目开发小组发现,比起以前的手工操作,静电喷涂更均匀,品质更稳定。
  
  接下来,M-710iC机器人将完成玻璃涂层的锻件放进锻造炉中加热,并把合格的加热锻件取出,传送到成型压力机锻造。最后再由小型机器人LRMate200iC进行石墨润滑剂喷涂,最终成型工序结束。
  
  成型的涡轮叶片再被M-710iC机器人放进切边压力机切割修整后,经过浸泡式冷却槽传送出去。通过安装在浸泡式冷却槽的FANUCIRVision视觉系统定位,另一台M-710iC机器人抓取成品放在托盘上。
  
  最后,当托盘上放满100个叶片,机器人就将托盘举起码放在指定位置,完成整个流程。
  
  罗尔斯·罗伊斯公司在评估中肯定了自动化铸造系统带来的巨大收益:更高的效率,生产力加倍,更好的品质和实现“一步到位”的目标。整条自动化生产线的同步性使罗尔斯·罗伊斯从多级锻造中解脱出来,只需多花点心思在喷丸清理上,就可以生产出更高品质的产品。此外,也减少了铸造车间所需的工作岗位。
(来源:上海发那科机器人有限公司)

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