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关键词:ABB机器人铣削   

ABB机器人“帮”瓦锡兰造大桨

2010-11-19    

  大产品,精加工——这六个字足以概括芬兰瓦锡兰公司的特色与优势。该公司从事可调螺距螺旋桨的设计与生产,产品广泛应用于商用、军用及超级游艇市场。可调螺距螺旋桨是一种独具特色的产品,其第一款设计问世于1903年。这种螺旋桨需要按船定做,并与舵、齿轮箱、发动机等一起构成定制的推进解决方案——一种始于桥楼控制系统、终于螺旋桨的全方位综合解决方案。调节螺旋桨螺距的目的是为了满足不同航速、不同载荷的需求。瓦锡兰公司与各大船东、船厂密切合作,确保其生产的螺旋桨在任何工况下都能发挥最佳性能。作为行业领头羊,该公司迄今为止已成功实施了1万余套推进解决方案。

  桨叶在荷兰Drunen分厂和挪威Rubbestadneset分厂进行铸造、加工和组装。桨叶尺寸不等(80厘米至3米),重量各异(100至4000千克)。每只螺旋桨由4至5片桨叶构成,某些成品既大又重。

  桨叶制造是一个高度复杂的过程。在铸造车间里,首先由ABB IRB6400机器人对一块高密度(60公斤/立方米)挤塑聚苯乙烯(EPS)进行铣削。由于EPS不耐高温,成型的EPS模样不可直接浇注熔融金属,而要经过一道中间工序翻制砂型,做成半个砂型。两半砂型在一个金属框架内夹紧,合而为一,此时便可注入液态的库尼阿尔镍铝青铜。浇铸完成后,铸件需要冷却数天。

  之后,桨叶被送往另一个铸造单元,由两台配设线性导轨的ABB机器人进行磨削和抛光。桨叶需经双面磨削,利用转台翻面。叶缘部分的机加工靠人工完成。磨削和抛光以前也是采用人工作业,不过现在胜任这项工作的熟练工已经凤毛麟角了。

  机器人是上述应用的不二之选,因为不存在两个完全相同的解决方案。桨叶是一个曲面,其加工需采用5-7轴的机器人。

  机器人能自动满足磨削厚度渐增的要求。在加工过程中,机器人所施磨削压力及进给量或进给速度都得到严格控制。由于加工角度和制造材料各不相同,这一控制过程需要采用高度复杂的技术。

  铣削过程通常耗时6小时。磨削时间依桨叶尺寸而定,一般为8小时。此外还需辅以少量人工作业。磨削过程由两台机器人并肩操作,通常每天可生产4片桨叶。

  其中,ABB IRB6400机器人于1999年投用,ABB IRB6600则购于2008年。瓦锡兰公司制造技术与刀具部经理André Janssen介绍说:“我们通过第一台机器人积累了丰富的自动化经验。为了扩大产能,我们增购了第二台机器人。新机型以高频电机代替液压机构,实现了利用标准HSK刀具适配系统更换刀具,操作起来跟在数控系统中没什么两样。2008年12月,我们将安装第4台机器人ABB IRB6640,用于制作EPS模样。”

  该厂应用的全方位解决方案包含最终加工曲面的定型。计算机系统将输入自CAD/CAM系统的数据转译为机器人语言指令。机器人经编程后,可对相同和不同批次的叶片实施磨削和抛光。该工艺符合ISO484制造公差标准。

  “除具备高复杂度形状的加工能力以外,机器人在确保生产进度方面也具有不可替代的作用。”André Janssen表示,“现在我们的任务排得很满,为满足全球客户的订货需求,生产线每周7天每天24小时运转,几乎没有停线时间。”

  满足特殊产品的特殊需求

  螺旋桨的叶型取决于解决方案的具体设计。叶型数据自动生成并转译为机器人指令。车间内不设流水线,因为每一套解决方案都必须满足特定的要求。ABB机器人各方面设计均契合这种需求,是此类应用的理想之选。

  人工磨削是一项单调乏味的工作,不但很难保证材料去除量的精确性,掌握这项技术的熟练工更是难以寻觅。而机器人则能24小时不间断从事这项作业,并可确保加工质量始终完美如一。机器人可用度极高,能大幅缩短生产暂停时间。

  瓦锡兰公司第一台机器人已投用9年之久,现在仍然“宝刀未老”。ABB机器人出色的到达距离、刚性及铸造环境防尘性(Foundry Plus防护版),是获得该公司长期青睐的重要因素。

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