“仙客來游云外巔,神龍棲老洞中淵。雪如紈素煙如柄,白扇倒懸東海天。”這是日本江戶時代漢詩詩人石川丈三所描寫的富士山。在這座美如仙境的山下,綠樹林蔭的環抱中,坐落著一組明黃色的建筑群,這就是第二屆日本智能工廠考察團的到訪的第四站——世界馳名的FANUC總部。
圖1e-works第二屆日本智能工廠考察團走進FANUC
FANUC成立于1972年,原先是富士通的一個部門,FANUC的第一個字母“F”就是來自于富士通(Fujitsu)。FANUC自1956年成功開發出日本民間第一臺數控系統和伺服裝置以來,一直不懈地追求工廠自動化的發展,形成了三個主要的事業部:以FANUC的基礎技術--數控和伺服技術為基礎發展的FA事業部、應用了基礎技術的機器人事業部和智能機械事業部,這三個事業部是FANUC的三大支柱。
FANUC是工業機器人領域四大巨頭之一(FANUC、庫卡、安川電機、ABB),已累計銷售數控系統370萬臺,伺服電機1700萬臺,機器人48萬臺。2016年FANUC的凈現金流量6866億日元,位居日本2016年企業富豪榜首位。蘋果、特斯拉、通用、空客、華為、海爾、聯想、可口可樂……大量的工業巨頭都是FANUC的客戶。甚至有人說過,如果少了FANUC,全球將會有一半的工廠不能夠運作。
是什么支撐FANUC從最初走到如今行業泰斗的位置?帶著這樣的疑問,2017年12月12日上午,工業機器人維修,第二屆日本智能工廠考察團走進了FANUC總部,這也是e-works考察團第二次走進FANUC(首次FANUC考察:走進FANUC:全球智能制造裝備領域的黃色巨人)。
圖2FANUC會長稻葉善治與e-works考察團合影
FANUC對此次考察活動高度重視,稻葉善治會長親自接待考察團,熱性地歡迎了考察團一行。
圖3e-worksCEO黃培博士跟FANUC稻葉善治會長交換禮物
稻葉善治會長為我們介紹了FANUC的發展情況。目前,發那科依然堅持所有產品都在日本國內生產,在日本國內一共有四個生產基地,共有39個工廠分布其中。稻葉善治會長告訴我們,FANUC發展至今,一直有兩個基礎的,也是最重要的方針。一是對產品可靠性的重視,FANUC的產品全部用于工業生產,因此保證產品的正常運轉是非常重要的,FANUC從產品研發開始就非常重視產品的可靠性,還建成了專業的產品可靠性實驗室用于綜合的產品可靠性評價。除了產品可靠性之外,FANUC的另外一個重要的方針是服務第一的理念。FANUC為客戶承諾終身的維修服務,目前在FANUC的客戶中,有的還在使用30多年前的FANUC產品,這些產品FANUC依然還在提供維修服務。
圖4FANUC稻葉善治會長為考察團介紹FANUC的發展情況
在觀看了一段FANUC公司的介紹視頻后,FANUC的工作人員帶領考察團一行參觀了FANUC的可靠性評價大樓、中央展覽中心、機器人組裝工廠、機加工工廠以及修理工廠,讓考察團大開眼界。
圖5考察團一行參觀FANUC
可靠性評價大樓——踐行徹底可靠性檢測的態度
可靠性評價大樓是FANUC諸多的研究樓中最大的一棟,面積達2萬平方米,造價60億日元。發那科的產品研發一直以“高可靠性、故障預警、快速修復”為宗旨。在這幢大樓內,為實現可靠性的進一步提升,配備了諸多大型設備,可進行特殊的、在惡劣條件下、長時間、同時多樣的評價試驗。
試驗區占據了可靠性評價樓絕大部分的面積,在這里,為了對產品可靠性進行徹底驗證,利用加速壽命試驗來確認產品的長期可靠性,同時增加試驗的數量,在多種條件下考慮到個體差異進行試驗。此外,還設置了許多的專用實驗室,如電波暗室、電磁耐受性實驗室、加振室、油霧實驗室、溫度可變室、濕度可變室、極限實驗室、噪音實驗室、浸水實驗室、無塵室、精密測量室等。
在這里,我們看到一臺機器人正在反復彎折電纜,進行電纜的可靠性測試。發那科的工作人員告訴我們,電纜是機器人最易故障的零件之一,雖然供應商已經對電纜做過測試,但發那科還要自己模擬機器人的動作對電纜再次測試。通過加速24倍,模擬電纜在機器人上三年的使用時間,做徹底的可靠度檢測,這就是發那科對品質的態度。在主軸馬達的檢測區,我們看到1分鐘7萬轉的高轉速馬達被放置在地下2米左右的區域,這是為了安全性考慮,如果馬達在檢測過程中出現意外甚至爆炸,其影響范圍也能有效控制。為了保證產品在電磁環境中正常運行并不對周圍其他設備產生電磁干擾,發那科投資7億日元,建立了電波暗室,未來,發那科還希望該實驗室能夠成為EMC的認證機構。可靠性評價大樓的專業全面讓考察團成員深感嘆服,發那科對品質的追求給考察團留下了深刻的印象。
圖6發那科的電波暗室(圖片來源:發那科企業簡介彩頁)
中央展覽中心——一場產品視覺的盛宴
一踏入中央展覽中心,琳瑯滿目的產品就吸引了考察團成員的視線。發那科為提升產品性能,應用了各類技術。圖7是發那科展示的智能機械控制技術,圖中兩臺設備在同時運行(左右平行移動),左邊一臺的程序指令重疊有效,右邊一臺的程序指令重疊無效,在重疊有效的情況下,設備的運行效率能夠提升3.9%。圖8是智能機床控制技術,通過短時間提高主軸電機功率,提高短時間內的重切削能力,縮短加減速時間達25%。此外還有智能反向間隙補償技術可對機床滾珠絲杠的變形做恰當的補償、高速型號的DiS電機等的展示。
圖7智能機械控制
圖8智能機床控制
在機器人的展區,發那科唯一的一款綠色機器人--協同機器人受到了大家的關注,與人發生碰觸時,機器人會安全停止,因此無需安全柵欄,KUKA機器人維修,通過手持引導可以直接操作機器人手臂進行作業,也可以進行示教,人與機器人協同作業。考察團成員們還饒有興致地體驗了一把與機器人的互動。
圖9考察團成員體驗協同機器人
此外,我們還看到大型搬運機器人可以輕松舉起一輛汽車;學習型機器人通過抑制震動的學習控制技術,實現平穩高速的動作,提高每臺機器人的生產能力和效率;內置了視覺追蹤功能的機器人,使用視覺傳感器能夠檢測出傳送帶上的工件位置,并追隨工件的移動進行準確抓取;散堆拾取機器人能夠檢測出散亂堆放的工件位置,挑選出抓取對象后靈活地取出;加載了力學傳感器的機器人,通過力覺控制,實現了在工具移動的同時保持指定壓力的動作,可以用于鑄件的去毛刺作業和各種工件的表面研磨作業。FANUC加工中心的性能也十分搶眼,大進給量,快速切除余量,可以實現高速、高精密加工。展示中心還展示了FANUC的數控系統。豐富多樣的故障針對功能能夠在異常出現的早期發出通知,可以在故障發生之前進行預防、維修。通過在服務器上集中管理機器人的信息,可以通過移動終端見識機構部、進程、系統的狀態,并可以確認維修時期以實現零宕機。
機器人組裝工廠——用機器人組裝機器人