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Betts Industries公司采用1臺FANUC M-20iA型機器人為2臺Mori Seiki車削中心上料

為了更高效地生產(chǎn)長途運輸貨箱部件，Betts Industries公司需要消除制造過程中的所有冗余和低效步驟。通過結(jié)合2臺Mori Seiki車床、1套零件清洗/烘干系統(tǒng)和1臺由Automated Cells and Equipment公司生產(chǎn)的FANUC機器人，這家公司得以取消了一項二次泄漏測試流程，減少了手工勞動量并消除了半成品(WIP)庫存。

在制造排氣閥的過程當(dāng)中，公司要使用一臺單軸車床對其鋁壓鑄件外殼的關(guān)鍵區(qū)域進行輕度機加工，然后對外殼執(zhí)行一次初步泄漏測試，檢驗其性能是否良好。一名專職操作員負責(zé)這臺車床的工件加載和卸載并對每一個完成加工的外殼執(zhí)行泄漏測試。通過研究這個初始泄漏測試工序，工程制造經(jīng)理Scott Angove和制造工程師Glenn Burt決定試試看能否用一塊沖鍛鋁坯件加工出整個外殼部件。通過控制好加工通氣閥外殼的整個過程，精密加工各項尺寸特征至最終部件尺寸，他們想要確保這樣加工出來的外殼能100%通過初步部件泄漏測試，甚至無需執(zhí)行這個泄漏測試環(huán)節(jié)。當(dāng)然，最終裝配成品還是要接受細致全面的測試和檢驗，然后才能發(fā)運給客戶。

Betts Industries公司已經(jīng)在自己的焊接單元和另一個機床放料單元當(dāng)中運用了FANUC機器人，所以知道在加工過程全程使用機器人來搬運部件才是問題的正解。這樣做還有助于讓標準通氣閥制造工序提高性能極限。方案采用了Automated Cells公司的MT20D型抽屜式機器人機床放料機，放料機配備了一臺FANUC M-20iA型機器人，它的兩側(cè)圍繞布置著Mori Seiki NLX1500 SY500型雙主軸車床，每側(cè)設(shè)置了一臺立式作業(yè)氣動自動門，并集成設(shè)置了hurricane型清屑盒以清除部件加工殘屑。這個機器人單元還結(jié)合布置了一套部件清洗/烘干系統(tǒng)和部件取樣滑槽。MT20D型放料機可在加工前在其4個抽屜內(nèi)貯放總共480件沖鍛外殼坯料。操作者在啟動車床之前打開每個抽屜，將沖鍛壞料放入。在這個加工單元開始作業(yè)后，機器人將從機器人單元的內(nèi)側(cè)自動打開第一個抽屜，抓取一件外殼坯料，將坯料放置到第一臺車床上，然后在第二臺車床上重復(fù)執(zhí)行這個加載工件的過程。這兩臺雙主軸車床將完成部件的全部加工。

加工出來的部件隨后放回至抽屜內(nèi)，操作員可以從機器人單元的外側(cè)將其取走。這個機器人的臂端工具采用了一個單密封抓取器，其手指可以縱向抓取部件壞料以及加工好的部件。臂端工具在設(shè)計上還能實現(xiàn)工具與清潔/烘干系統(tǒng)的互動，并且加入了一個吹風(fēng)清潔噴嘴，用于車床內(nèi)部件裝載/卸載過程中的部件和滑道清潔。

氣動式自動門在車床加載/卸載工作期間為機器人提供了快速接近車床的能力，并實現(xiàn)車床運行時間的最長化。集成設(shè)置的hurricane型清屑盒就安裝在這個車床自動門處，它能夠?qū)⒉考�上殘留的加工碎屑清理掉之后，再將工件送入清�?干燥系統(tǒng)。這些清屑盒設(shè)置了帶擋板的冷卻液排放口，能夠自動將部件上的任何殘余冷卻液排出并送回至車床。

部件清潔系統(tǒng)設(shè)置了雙孔門，一個用于清潔作業(yè)段，一個用于烘干作業(yè)段。清潔系統(tǒng)采用高壓射流熱水對每個部件實施清潔，并用去離子(DI)水執(zhí)行一次最終沖洗以防止在鋁通氣閥外殼上留下斑點。這點具有特別關(guān)鍵的意義，因為任何殘留在密封表面上的冷卻液都會影響部件的密封性能，導(dǎo)致其無法通過最終質(zhì)量檢驗和泄漏測試。機器人能夠在清洗/干燥系統(tǒng)內(nèi)操縱部件以提升清洗和烘干性能。這種操作能力對于清潔橫向鉆孔和外殼的內(nèi)表面具有特別重要的意義。這個自動化清洗和干燥工序的增設(shè)消除了任何與閥殼部件清潔相關(guān)的返工現(xiàn)象，為最終測試階段的100%通過率做出了直接貢獻，節(jié)約了時間和勞動量。

機器人單元內(nèi)集成設(shè)置了一個部件采樣滑道，能夠?qū)�加工閥殼實現(xiàn)按需采樣。只需將加工好的部件放入這個采樣滑槽內(nèi)，然后傳送此部件至機器人單元之外，由操作者或質(zhì)量控制部門進行檢驗。機器人單元還集成了一個自動撥號器，在執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)的放料操作后，提醒質(zhì)量控制部執(zhí)行部件檢驗。機器人還能在車床或機器人發(fā)生故障或加工單元需要維修時打電話給維護技工，從而減少了停機時間。

最后一項重大改進是在機器人單元內(nèi)集成了最終裝配工序。工廠取消了將加工后的閥殼貯放在半成品庫存區(qū)的工序，將裝配工序搬遷到了機器人單元之內(nèi)。當(dāng)部件抽屜裝滿之后，成品閥殼將裝配安裝到最終產(chǎn)品上，再經(jīng)過測試，然后打包發(fā)運。裝配操作者如今正是負責(zé)操作機器人單元生產(chǎn)加工后閥殼的同一操作者。通過內(nèi)置480個工件的機器人抽屜系統(tǒng)隊列，再結(jié)合FANUC機器人和Mori Seiki車床的高效運作，這個工序?qū)崿F(xiàn)了全天生產(chǎn)，將以前的3班作業(yè)縮短至僅11h。

作為這個機器人單元方案實施的直接成果，以及從壓鑄閥殼轉(zhuǎn)換至全機加工閥殼，這家公司節(jié)約了7500個工時的預(yù)計全年車床放料勞動量，并達成了90%的庫存量削減。Angove先生表示：“這個標準閥殼改造項目獲得了巨大成功，其效益超過了我們的想像。抽屜系統(tǒng)讓我們可以調(diào)整適應(yīng)不斷變化的勞動力班表和客戶需求，且消除了半成品庫存。機器人單元輸送的是完全加工好的部件，并已清潔至完全沒有斑點的程度，完全沒有被人手觸摸過表面，所以能夠更高效地通過裝配和測試。”