林肯电气开发了定制自动化机器人焊接钻头块组装解决方案
在乔伊矿业的富兰克林，宾夕法尼亚州的工厂
在当今高度竞争的工业制造环境中，经营至关重要
高效、可靠、高效的生产线，生产出耐用、坚固、
优质产品。在欢乐矿业机械，全球领导者开发，制造，分销和服务的地下矿业机械超过90年，愿望继续实现这一目标推动公司在富兰克林，宾夕法尼亚州，设施升级焊接设备。 Joy Mining Franklin因其生产的产品的质量和耐用性而赢得了全球声誉。 |
图1Joy Mining的植物在富兰克林，PA生产长墙和在全球分布的连续矿工系统。
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Joy Mining的所有产品都是由公司在全球8个国家的46家工厂分销和支持的，这些国家包括澳大利亚、印度、中国、波兰、俄罗斯、南非、英国和美国。
焊接是富兰克林设施生产长壁和连续矿工系统生产的重要步骤，用于地下提取煤和其他卧床材料，如盐，钾肥，石膏和油页岩。Longwall采矿占全球地下采矿生产的50％，而连续采矿占地面积约45％。
该公司最近将部分半自动焊接系统改为自动GMAW (MIG)焊接，用于Franklin工厂为这些采矿系统生产的钻头块和基座组件。这些组件装着巨大的定制钻头，用于在地下矿山的岩石表面钻孔。
焊接过程
据Joy Franklin公司的焊接工程师Craig Cerminara介绍，该公司试图将98%的钻头块到基座的焊接活动从半自动MIG焊接转移到自动化系统。
在这个工位，工人们通过半自动MIG焊接，将经过处理的空气淬硬钢制成的钻头块安装到碳钢基座上。一名焊工可以在八小时的班次中制造8到10位的块。工厂的三个班次中，每个班次都有6到8名焊工在钻头站，焊接组件，并根据客户的规格调整钻头的角度半径。乔伊矿业的管理层知道，是时候在提高生产率的同时精简流程了。
“在今天的经济中，所有公司都面临着挑战，尤其是那些重工业企业。显然，我们正在考虑尽可能多的不同解决方案，以进行必要的流程改进。首先，我们寻求提高我们的生产率和降低成本，同时保持高质量的生产，”Cerminara说。“自动化是一个非常突出的选择，使我们能够为钻头块到基座的焊接过程引入更现代的解决方案。我们焊接了大量的这些部件，它们很适合自动化，所以我们决定寻求定制解决方案来帮助我们实现这一点。”
详细的指标和评估
为了确保公司能够找到合适的集成商来匹配其自动化焊接需求，Cerminara和他的团队整合了一个详细的评估系统，以比较制造商、他们的产品和他们的服务，并根据32个不同的指标评估每个供应商的产品和能力。
“指标旨在衡量和比较每个集成商，对彼此的所有服务和专业来说，我们认为这将是支持作为公司的快乐，”Cerminara解释说，注意到一些关键的指标包括以下内容：
•显示为自动化系统提供“完全支持”的能力
•24/7技术支持
•细胞的整体整合
•系统成本
•焊接质量
Cerminara指出:“我们考虑的许多集成商在所有指标上都得分很高，但最终，林肯电气(Lincoln Electric)的自动化部门得分最高，最适合我们在Joy Mining做的事情。”
Cerminara说林肯电气在一些指标中很好。他将这样的因素作为准确的周期时间估计，整体系统成本和在安装后为定制系统提供持续支持的意愿，因为林肯电气赢得合同的三个主要原因。但是，其他影响也占据了决定。
除了内部流程的改进和节约，Joy Mining还希望继续致力于为全球采矿业提供能够承受恶劣地下环境和大量使用的产品——在地图上的任何地方。
“当我们决定使用哪种自动化系统时，我们也考虑了我们选择的供应商的全球范围，”Cerminara说。“林肯电气在世界各地提供支持的能力是另一个促成因素。”
图2林肯电气的多进程电源
如Idealarc®DC-600, DC-655和Invertec®V350-PRO
半自动焊接站遍布整个工厂。 |
另外，自1998年以来，Joy Mining Franklin一直是一家100%的林肯电气商店。整个工厂的焊接站具有多工艺林肯电焊机，如Idealarc®DC-600, Idealarc®DC-655，和Invertec®V350-PRO, lb -10和DH-10(双头)半自动送丝器，先进工艺的Power Wave®455M电源以及精密TIG®275棒/TIG焊机，用于一般焊接和其他采矿设备组件的制造。 |
该商店还采用了林肯电气预先设计的自动化系统，用于在工厂制造的各个部件上进行序列号和其他alpha-umeric信息的蚀刻。此系统的现有经验帮助Cerminara熟悉林肯电气的功能可以提供自定义自动化解决方案。
“我们想要一个集成商，负责系统的所有方面，而不仅仅是机器人，”Cerminara解释说。“我们在林肯电焊系统方面有过经验，知道公司在任何情况下都会挺身而出，处理任何挑战和必要的故障排除。”
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| 图3林肯电气公司预先设计的机器人系统进行蚀刻。 |
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图4通过机器人系统在各种部分上蚀刻序列号和其他字母数字信息。 |
系统规范
在审查其度量评估结果后，Cerminara和他的团队决定替换用于位块到基座组件的九个半自动林肯电动odearM®DC-655 / Ln-10站，并在其位置安装两个自动焊接站。定制的解决方案采用PowerWave®455M高性能，基于倒置的焊接电源，Fanuc ArcMate®10IC机器人臂，以及Harris®预热炬系统和温度传感器件。该系统使用林肯电动SuperARC®L-56优质温和钢MIG线.045（1.1毫米）英寸直径。
图5自动预热钻头块到基座组件。 |
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图6钻头自动焊接
block-to-pedastal总成预热炬和温度传感装置是该系统的重要特点。在钻头块装配的制造过程中，零件必须加热到300°F(149°C)，但不能超过500°F(260°C)，因此有必要在焊接前和焊接周期中检查温度，以确保焊接件的质量，耐用。 Lincoln Electric技术销售代表和自动化专家Marty Siddall指出:“这种配置是该应用程序独有的。”他曾协助Joy Franklin开发定制焊接解决方案。“整个过程完全自动化，并受到监管。”
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过程改进
一旦自动化系统开始进行生产焊接，Cerminara和他的团队就能够跟踪生产率的显著变化。到目前为止，采用自动焊接技术，钻头从块到基座的装配生产率提高了8%。此外，它每年节省了超过12000小时的工作时间。
“我们可以用一个操作员运行每个班次运行相同数量的组件。在过去我们需要6到8个焊工之间手动产生相同数量的零件。随着自动化，我们每天只需要3个运营商，过去需要18至24个，“Cerminara说。“自动化使我们认为的差异。当您查看生产力的增加时，在安装自动化设备的情况下已经满足或超过了投资回报和其他数字，所有这些指标都已满足或超出所有这些指标。总的来说，结果已经壮观。“
| 超出了生产率和相关成本节约的明显增强，Cerminara还引用了林肯电气在规划，安装和过渡到新系统和日常日期内提供的支持，现在该系统已启动并运行合伙人的宝贵利益。这家支持是公司牢记的东西，因为它计划将来扩大到制造过程的其他领域的自动化焊接。 Cerminara说:“我们对销售团队和项目负责人持续提供的深度支持感到非常高兴。“随着我们继续推进额外的自动化解决方案，我们有信心将继续识别流程改进的机会，并在时间允许的情况下实施它们。这是最棒的体验。” |
图7定制单元的机器人焊接部分还包括用于焊接烟雾控制的抽气罩
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