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激光切割机 |
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公交车部件的激光切割 |
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作者：Mary Kay Morel |
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I.C有限公司的激光切割技术投资得到了回报
您可能不会想到能在美国阿肯色州的Conway市 — 一个距离小石城大约20英里的小镇 — 找到一种高技术、现代化的机器人激光切割系统。但是，这却是I.C.有限公司 — 国际卡车和发动机有限公司（International Truck and Engine Corporation）的一家全资子公司 — 如今对用于制造校车的16和20标准厚度镀锌板压模和对复杂深拉零件进行激光修整和切割的手段。他们拥有的两台六坐标Motoman（位于俄亥俄州West Carrollton市）UP20机器人可以对40多种形状进行精密激光切割，对尺寸范围为宽20.9 ～ 47.2英寸、长93.7英寸、深6～9英寸的扁平及异形零件的外周加以修整。
对所有分公司提供支持的优异制造中心项目经理Jim Krieger说：“现代化的机器人生产中心是工厂的全新技术。工厂的员工已经接受了机器人。板金零件制造设备每天按两班制工作，每班生产82套零件，机器人已经被证明是非常可靠的。”
Krieger说：“已经设计了柔性生产中心来对四种校车零件进行激光切割，它们是外端盖、内端盖、隔板以及车轮承窝等 — 它们被用在Conway公交车组装工厂以及位于俄克拉荷马州Tulsa的一个姐妹公交车组装厂中。”
Motoman机器人于2003年下半年安装，配备成套TRUMPF (位于密执安州普利矛斯市) HL703D Nd:YAG激光设备，安装在钢底座支撑结构上。在这些支撑结构上安装机器人可以节省地面空间，并能够更便于加工大型复杂零件 — 件被固定在一个Motoman MSR-1000 AC双工位180度分度可转定位器上。这种高负荷定位器配备一个H形框架式台面设计，每端具有2200磅的承载能力，全负载条件下的分度时间为7秒。位于定位器中心部分的不透光的前壁以及独特的自动密封防护装置可以保护操作员免受激光辐射。机器人被完全密封在一个带安全联锁门的CDRH一级激光工作单元密封装置中。该过程采用一个CCTV摄像及监控系统加以监控。而与激光器相关的设备都被放置在一个单独的房间内。 
图1：两台机器人利用激光修整零件外周，然后利用激光精确切
割出车轮承窝所需的不同形状。
Motoman还提供两套柔性夹具，在分度定位器每侧一个。零件通过定位器支撑在外侧结构上，并通过真空杯固定到位。尽管一般在定位器双侧加工同类型的零件，但系统却也可以在两侧加工不同的零件。循环时间随零件不同而变化，外端盖大约需要300秒，而车轮承窝需要的切割次数较少，所需时间大约在110秒。
四种零件类型即外端盖、内端盖、隔板及车轮承窝之间的切换是手动完成的，需要不到15分钟的时间来切换自定位夹具。零件是成批加工的，操作员通过为待加工零件选择合适的机器人程序而改变每批的零件数量 — 采用位于一个独立底座上的基于PC的彩色触摸式屏幕完成。Allen-Bradley SLC 5/05可编程逻辑控制器（PLC）能提供全面的单元控制及I/O监控，机器人和定位器则由Motoman XRC 2001机器人控制器控制。
每班由两名操作员来装卸在机器人单元上生产的大型零件。操作员的操作包括：装上一个零件，清理由双激光扫描仪监控的上料区，并启动操作站上的循环启动按钮。当前一个循环完成时，单元转台自动分度，将下一个零件运送至机器人跟前。机器人会进行外周修整，并在每个零件上进行6～110次不等的激光切割。操作员卸下切割好的部件并将待切割的部件装上夹具，之后不断重复这一加工过程。该激光系统加工的形状公差为± 0.030英寸，位置公差为± 0.060英寸。 
图2：通过采用两台机器人同时工作，切割工序最多的浴缸形外
端盖激光切割大约需要300秒时间，而切割工序较少的车轮承窝
加工则只需要大约110秒。
该单元还包括一个12英寸宽、16英尺长的电磁皮带传送机，传送机上带有废品滑槽，可以收集和排出激光切割金属屑。另外还包括一个由排气速度为9000立方英尺/分钟的鼓风机、压力鼓风系统及风道组成的排风系统来清除单元内部的烟气。
Krieger补充道：“Motoman系统的循环时间比我们计划的快10%。在采用机器人之前，这些零件的生产需要很高的手动劳动强度。每个零件特征都是采用手动方式用等离子切割的，手动装到冲压机上，并用气动剪切机加以修整。在进行切割前，必须对修整线的样式进行跟踪。该过程需要多个阶段、多个操作员，并且在不同工序间需要大量材料搬运过程。通过采用机器人单元，免去了很多‘过程中’的材料搬运操作。机器人自动化提高了最终产品的质量。精密控制降低了每个零件的废品量。原来的手动方法，噪音非常大，采用带锯将深长的、浴缸形外端盖切割成两部分。而通过新的模型，在两部分之间需要被修整的空间只有不到1英寸，而不是以前的6英寸。我们所选择的激光系统需要很少的维护，零部件的损耗成本远远低于我们所研究过的基于等离子的切割方法。”
该机器人系统的投资回报周期大约为2.5年。
Mary Kay Morel 是位于West Carrollton，Ohio州Motoman公司的专职作者。www.motoman.com(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(3/9/2005) |
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