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Omega191六維力/力矩傳感器在鑄造打磨中的應用
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較多,加工環(huán)境很熱,作業(yè)過程非常危險且耗費體力,對于鑄造廠的招聘工作也是一項挑戰(zhàn)。
Nidec Minster作為知名的壓力機和自動化設備供應商,重視員工在作業(yè)中的安全性。近期,Nidec Minster正在對制造工藝進行改進,使員工在工作時可以更安全、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)了一套可遠程控制機器人的磨削工藝,可消除安全隱患。
鑄造過程中的切削和打磨工藝多數情況下需要手工完成,而手動處理這一過程對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)質開發(fā)商。主要業(yè)務包括代工運營、產品開發(fā)、制造和集成。公司認為員工是最寶貴的資源,他們堅持創(chuàng)建更安全、高效的作業(yè)流程,尋找適應不斷變化的需求的解決方案。
遇到的困難
Nidec Minster對鑄造過程中會造成嚴重安全問題的幾個關鍵因素制定了一項新的作業(yè)流程以簡化這些問題。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生的的碎屑會堆積燃燒;其次,鑄件的重量高達一萬公斤以上,需要手動固定零件及磨削,對人工作業(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,由于生產材料的批次不同,材料去除過程需要依賴有經驗的執(zhí)行者來切割。
在升級之前,工人手動進行材料去除重10公斤的鑄件,每天八小時工作制,一天下來手已經累得沒有感覺,第二天起來,手臂和肩膀都感到酸痛和疲勞。鑄造廠人員流動大,許多員工都因繁重的工作而受到一定時間的傷害。
ATI的解決方案
ExoGrind的新系統(tǒng)是利用機器人將加工過程帶到零件上,從而消除了復雜的工作需要,并保護員工免受來自磨削設備的潛在傷害。ExoGrind 通過遠程系統(tǒng)操作進行;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)提供數據反饋,使他們能夠感受到磨削主軸對零件施加的力。機器人可以針對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,從而能夠直接轉化其手動磨屑過程中的經驗。
Omega191的力/力矩傳感器含一個直徑為190mm的傳感器和一個電子接口,該電子轉接口用于連接機器人端。傳感器安裝在機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變片信號將其轉化為控制系統(tǒng)使用的力和力矩。隨著施加到傳感器的機械負載在整個過程中發(fā)生變化,電子接口將電信號轉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傳輸給操作人員。
Omega191傳感器具有超高的強度且具有高精度,可精準有效的測量磨削過程中產生的接觸力,并能提供磨屑過程中力的控制和優(yōu)化改進方法。該傳感器體還具有高信噪比和高過載保護功能,這對于管理重型磨削過程中的潛在力矩負載至關重要,傳感器的內置硅應變片可確保準確的力感應。
ATI的力/力矩傳感器的電子接口選項有DAQ、以太網、EtherCAT、串行、無線等。所有電子接口都能在傳感器、控制器和機器人之間實現閃電般的快速通信。傳感器產生力反饋后,操作人員可隨時感應,從而能夠實時調整磨削主軸。