編程型Equator?比對(duì)儀幫助創(chuàng)建用于軸承加工和工件分揀的高度自動(dòng)化單元

　　美國(guó)德克薩斯州康羅市 — Conroe Machine公司實(shí)現(xiàn)了許多機(jī)械制造廠夢(mèng)寐以求的目標(biāo)：全天候采用無(wú)人操作的“自控”工序?qū)σ幌盗泄ぜM(jìn)行車削加工與監(jiān)控铜朗。該公司將FANUC機(jī)器人與Equator?比對(duì)儀進(jìn)行集成璃俗，同時(shí)采用雷尼紹EZ-IO軟件來(lái)提供易用而全面的通信功能死讹，實(shí)現(xiàn)100%工件檢測(cè)以及對(duì)雙主軸Okuma 2SP-250車床的自動(dòng)補(bǔ)償召嘶。這一集成的車削加工單元還可對(duì)成品件進(jìn)行裝箱和堆垛父晶。該公司表示，此單元在短短的18天內(nèi)便收回了投資弄跌，效率之高令人驚嘆甲喝。（擴(kuò)展閱讀：雷尼紹CCMT2016專題）

Conroe Machine公司的數(shù)控程序員James Wardell與機(jī)器人技術(shù)員Jeff Buck

　　今天，任何一家工廠都可以借助年輕一代自動(dòng)化專家的聰明才智來(lái)充分挖掘新技術(shù)的潛力铛只，Conroe公司就是一個(gè)明證：該公司的年輕數(shù)控程序員James Wardell和機(jī)器人技術(shù)員Jeff Buck圍繞雷尼紹編程型Equator比對(duì)儀開發(fā)出了相關(guān)應(yīng)用程序和軟件贵本。

　　該自動(dòng)化小組隨后還為客戶開發(fā)了一種無(wú)需人工操作的工件測(cè)量/分揀單元，將兩臺(tái)Equator比對(duì)儀尸校、一臺(tái)FANUC機(jī)器人穴愕、一套影像系統(tǒng)和一套小型多道傳送系統(tǒng)組合在一起。在這兩種應(yīng)用中替程，Equator比對(duì)儀無(wú)需使用任何夾具便能夠快速渗蜀、經(jīng)濟(jì)地測(cè)量一系列軸承座圈，同時(shí)還可克服工廠環(huán)境變化帶來(lái)的影響撕陈，這充分證明了可編程比對(duì)檢測(cè)的價(jià)值位蓉。

　　Conroe Machine公司是一家相對(duì)年輕的企業(yè)，由Murray ‘Tippy' Touchette于2000年創(chuàng)立鹊属，企業(yè)的目標(biāo)很明確：利用最先進(jìn)的制造技術(shù)生產(chǎn)零件冶媚。公司隨后迅速發(fā)展壯大，員工人數(shù)已達(dá)150余名危劫，并擁有一座占地6000平方米的空調(diào)廠房彭旬。Conroe是一家通用型制造商，由于毗鄰休斯頓容诬，因此很大一部分業(yè)務(wù)來(lái)自石油天然氣行業(yè)娩梨，主要是鉆探機(jī)械零部件生產(chǎn)。該公司的長(zhǎng)期業(yè)務(wù)之一是制造井下泥漿馬達(dá)使用的推力軸承座圈览徒，每周會(huì)全天候生產(chǎn)數(shù)千個(gè)這類零件狈定。

　　進(jìn)一步提升自動(dòng)化水平

　　目前Conroe公司在四臺(tái)Doosan Puma車床上進(jìn)行軸承粗加工，而以往則用這些車床同時(shí)進(jìn)行粗加工和精加工习蓬，并且需要四名操作人員進(jìn)行操作∨κ玻現(xiàn)在，這些車床分為兩個(gè)單元躲叼，由FANUC機(jī)器人裝載/卸載工件芦缰，并且只進(jìn)行粗加工操作企巢；這些單元曾經(jīng)是該公司早期自動(dòng)化項(xiàng)目的組成部分。完成精加工車削前让蕾，半成品件須先外送進(jìn)行表面硬化浪规，使其硬度達(dá)到HRC 65，深度為1.7 mm探孝。

自動(dòng)化單元中的FANUC機(jī)器人將工件裝載到Equator比對(duì)儀中

　　“我們利用這兩個(gè)單元每天穩(wěn)定生產(chǎn)800至1000個(gè)零件笋婿，也就是說(shuō)每個(gè)單元每天生產(chǎn)400至500個(gè)零件，”James Wardell說(shuō)道迈堂，“我們安排了一名操作人員負(fù)責(zé)將工件裝入機(jī)床并檢測(cè)工件腊囤。不過(guò)，在保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的前提下硅决，一名操作人員最多只能檢測(cè)這些數(shù)量的工件韭展，但我們需要更大的產(chǎn)量》魇牵”

　　選擇Equator比對(duì)儀替代其他檢測(cè)方法

　　“對(duì)于下一步的產(chǎn)量提升酬裆，我們構(gòu)思了一種全自動(dòng)化的精加工過(guò)程，其中包含自動(dòng)工件裝載逃缔、序后測(cè)量葱有、自動(dòng)刀具補(bǔ)償、工件雕刻以及成品件裝箱/堆垛功能泄廓「醋觯”他補(bǔ)充道，“我們對(duì)這一系統(tǒng)的組成有了較好的規(guī)劃权浸，但在工件測(cè)量技術(shù)旬渤、數(shù)控機(jī)床類型以及刀具補(bǔ)償軟件方面還未最終確定。檢測(cè)過(guò)程必須快速完成奄容，以便能夠趕上工件加工周期冰更，這個(gè)時(shí)間最短只有98秒。最初昂勒，我們?cè)?jīng)考慮過(guò)白光激光器蜀细，因?yàn)樗臋z測(cè)速度很快，但工件的反射效應(yīng)太強(qiáng)戈盈。我們還考慮過(guò)定制量具和車間坐標(biāo)測(cè)量機(jī)奠衔。定制量具非常昂貴而且設(shè)定時(shí)要非常小心，而坐標(biāo)測(cè)量機(jī)沒有速度優(yōu)勢(shì)塘娶。在與雷尼紹開展其他項(xiàng)目的合作時(shí)归斤，雷尼紹美國(guó)公司的地區(qū)銷售經(jīng)理Sheila Schermerhorn將Equator比對(duì)儀作為一種可行的解決方案推薦給了我們。”

　　過(guò)程控制工具和軟件

　　Equator比對(duì)儀是專用量具的一種靈活官册、低成本替代方案。它采用比對(duì)測(cè)量的方法难捌。具有已知測(cè)量值（通過(guò)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)得）的標(biāo)準(zhǔn)件用于“校對(duì)”Equator比對(duì)儀膝宁，然后將所有后續(xù)測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行比對(duì)。校對(duì)后的重復(fù)精度可達(dá)到0.002 mm垮允。為補(bǔ)償車間溫度變化籍喧，可隨時(shí)重新校對(duì)Equator比對(duì)儀。Equator比對(duì)儀使用SP25測(cè)頭來(lái)觸測(cè)工件和采集掃描數(shù)據(jù)蒿缎，速度高達(dá)1000個(gè)點(diǎn)/秒铃踪。測(cè)針存放于內(nèi)置六端口交換架中，而系統(tǒng)通過(guò)MODUS? Equator軟件進(jìn)行編程菠告。Equator比對(duì)儀可通過(guò)按鈕輕松進(jìn)行手動(dòng)操作漏碰，但在本案例中，它非常適合集成到Conroe公司的自動(dòng)化系統(tǒng)中蚜冀，利用EZ-IO軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行肯铣。

　　“2012年初，我們?cè)贖artwig參加了一場(chǎng)工廠開放日活動(dòng)逞扰，觀看了Equator比對(duì)儀協(xié)同Okuma的雙主軸雙龍門車床工作的現(xiàn)場(chǎng)演示诉鸯，”Wardell說(shuō)，“其中使用的自動(dòng)化方法恰好適合我們的工件類型唾浙，此外躬挺，車床上基于Windows?的OSP雙通道控制器具有開放式架構(gòu)的PC操作平臺(tái)，這對(duì)于我們自主開發(fā)自動(dòng)補(bǔ)償軟件非常重要蛮放∷趼眨”

　　Equator比對(duì)儀已成為自動(dòng)化單元的一部分

　　Wardell和Buck接下來(lái)組裝了一個(gè)由Okuma 2SP-250H、比對(duì)儀（單臺(tái)）包颁、雕刻機(jī)以及FANUC M20iA六軸機(jī)器人組成的單元缝其。生產(chǎn)過(guò)程中，首先將待加工的工件（約300個(gè)）裝入車床的雙工件傳送帶徘六。車床的雙龍門裝載器隨后推進(jìn)主軸内边，并將車削后的成品件放在通向傳送系統(tǒng)的料槽上，方便機(jī)器人拾取待锈。機(jī)器人將成品件置于Equator比對(duì)儀上進(jìn)行測(cè)量漠其，若檢測(cè)合格，則將其傳送至雕刻機(jī)竿音，最后對(duì)合格成品件進(jìn)行裝箱/堆垛和屎。

FANUC自動(dòng)化機(jī)器人對(duì)零件進(jìn)行裝箱和堆垛

　　“我們自主開發(fā)了刀具補(bǔ)償軟件，可在OSP控制器上運(yùn)行，”Wardell補(bǔ)充說(shuō)柴信，“該軟件將Equator比對(duì)儀的測(cè)量結(jié)果以CSV文件形式傳輸給車床守犯，如果工件偏離公差，則執(zhí)行刀補(bǔ)動(dòng)作浸弦∑荆”工件每側(cè)的車削深度為0.38 mm，公差嚴(yán)格限定在±0.025 mm弹噩，表面粗糙度為0.5 μm每竿。工件的外徑尺寸在76.2至152.4 mm之間」眨“Equator可以輕松地在公差范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量塞俗，毫不費(fèi)力∶憧撸”Wardell說(shuō)皱埋。

　　控制加工過(guò)程

　　“我們的外徑/內(nèi)徑是保持不變的，可能會(huì)有零點(diǎn)幾的差異糊批。我們按尺寸批量加工工件陵蜻，因此可最大限度地減少卡盤爪和其他刀具的更換。Equator比對(duì)儀的高測(cè)量速度使其能夠輕松趕上加工進(jìn)度嘿辟。由于車間溫度控制在22.2 ℃舆瘪，因此我們只需每天重新校對(duì)一次。

　　檢測(cè)原理和靈活的自動(dòng)化設(shè)計(jì)

　　工件的測(cè)量方法出奇地簡(jiǎn)單红伦∮⒐牛“我們制做了一個(gè)鋁塊，中心帶有一個(gè)孔昙读，然后把它放到Equator比對(duì)儀夾具板的中心位置召调，”Wardell解釋說(shuō)，“我們用它來(lái)確定中心和設(shè)定坐標(biāo)系蛮浑。每個(gè)工件都放在鋁塊的中心唠叛。我們通過(guò)觸碰找到工件的中心，然后對(duì)其他部分進(jìn)行表面掃描沮稚。我們?cè)O(shè)計(jì)的測(cè)量過(guò)程在操作時(shí)不需要更換工件夾具或測(cè)針艺沼。機(jī)器人通過(guò)Equator比對(duì)儀上的EZ-IO自動(dòng)化軟件，選擇針對(duì)每種工件運(yùn)行的測(cè)量程序蕴掏。我們知道必須對(duì)哪些關(guān)鍵特征進(jìn)行測(cè)量障般，從而確保工件在公差范圍內(nèi)∈⒔埽”

　　測(cè)量/分揀使用過(guò)的零件

　　車削加工單元目前每天可生產(chǎn)約600至700個(gè)成品件瘾枉，因此称痊，與以前需要兩個(gè)單元相比，現(xiàn)在只需一個(gè)單元即可缆兆，這為開發(fā)后續(xù)項(xiàng)目提供了可能 — 為客戶開發(fā)零件分揀單元缸日。根據(jù)Touchette的設(shè)想，Wardell和Buck正在開發(fā)一種對(duì)使用過(guò)的泥漿馬達(dá)推力軸承座圈進(jìn)行測(cè)量和分揀的單元狡允。

Conroe正在開發(fā)中的全新雙Equator比對(duì)儀自動(dòng)化單元

　　在油田機(jī)械檢修車間內(nèi)绝话，使用過(guò)的馬達(dá)經(jīng)拆解和翻新后，可重新使用贱僚×郯“過(guò)去毕蠢，客戶通過(guò)目測(cè)方法檢查使用過(guò)的座圈吝沃，以判定零件是否能夠再次利用；他們知道這種方法會(huì)導(dǎo)致白白扔掉不少好零件雁唁，也就是說(shuō)把錢給扔掉了俱竭，”Wardell說(shuō)，“我們希望為他們提供一種即插即用型的測(cè)量和分揀系統(tǒng)车份，這個(gè)系統(tǒng)可以不依賴于人為的主觀判斷谋减，從而回收更多還可重新利用的座圈∩ㄕ樱”

　　在本文采寫期間出爹，Buck和Wardell仍在開發(fā)這一新單元，它由兩臺(tái)Equator比對(duì)儀缎除、一臺(tái)FANUC LRMate 200iC六軸機(jī)器人严就、一臺(tái)小型多道傳送系統(tǒng)、一套FANUC紅外影像系統(tǒng)和一套用于機(jī)器人末端執(zhí)行器的ATI快速換刀裝置組成器罐。影像系統(tǒng)將待測(cè)零件的編號(hào)以及需要運(yùn)行的測(cè)量程序告知Equator比對(duì)儀梢为。測(cè)量后，可重新利用的零件被放置在相應(yīng)的傳送帶上轰坊，而報(bào)廢的零件則放置在廢品傳送帶上铸董。

　　“我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)可以用卡車運(yùn)輸，而且非常易于工人操作 — 他們只要打開電源肴沫，把零件裝到傳送帶上就可以了粟害，”Buck說(shuō)。

　　“在我們的加工單元中明因，沒有任何其他車間量具在經(jīng)濟(jì)效益方面能與Equator比對(duì)儀相媲美思早，”Wardell補(bǔ)充說(shuō)，“我們希望通過(guò)向客戶推廣集成式單元梅砰，為整個(gè)公司在這一業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展開辟一條新的途徑包萧。”

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