Un robot poids lourds KR FORTEC 360 de KUKA exécute des traits de scie en 3D chez Wieland Anlagentechnik.

La société Wieland Anlagentechnik GmbH, située à Neu-Ulm, est une filiale du fabricant de produits semi-finis Wieland-Werke AG. Avec ses 50 collaborateurs, elle développe et construit des machines spéciales hautement productives et des outillages de fabrication pour l'usinage mécanique dans le respect des exigences individuelles des clients.

Grâce à la gamme de composants modulaires de la société Wieland Anlagentechnik, des processus complexes peuvent être structurés et ordonnés, planifiés avec précision et réalisés en toute sécurité. De même dans la toute nouvelle application de la société située à Neu-Ulm : sur la base d'une exigence du client, un concept d'installation dans lequel des tiges profilées en cuivre sont taillées pour le traitement ultérieur sur les bancs d'étirage et ensuite consolidées a dû être développé. Un robot KUKA se chargeant du sciage est utilisé pour tailler les tiges profilées en cuivre.

Solution recherchée pour des épaisseurs de matériel et des directions de sciage variables

« Nos experts ont cherché une solution ingénieuse pour automatiser entièrement le processus de taillage », explique Andreas Wiedmann, directeur du développement, du marketing et des ventes chez Wieland Anlagentechnik. « Lors du serrage dans la position d'usinage, les pièces ne peuvent pas être alignées, mais uniquement fixées. Il était donc indispensable d'adapter les traits de scie de la position de la pièce dans l'espace, l'épaisseur du matériau ainsi que le sens du trait de scie variant pendant le déroulement. »

Par rapport à la précédente solution semi-automatique, une nette amélioration en termes d'ergonomie devait par ailleurs avoir lieu pour les collaborateurs. « Afin de pouvoir exécuter les traits de scie en toute liberté et indépendamment de l'espace, seule la solution avec un robot était envisageable pour nous », poursuit M. Wiedmann.

Traitement d’images pour l’identification des pièces

Par rapport aux autres solutions d'automatisation, les six axes du robot industriel permettent d'atteindre un maximum de flexibilité. Ce faisant, le robot doit disposer d'une précision de trajectoire élevée et d'une structure stable et à faibles vibrations. En raison des exigences élevées en matière de détection des pièces en cuivre, des tests réalisés dans les laboratoires d'essais de la société KUKA Roboter GmbH ont été auparavant nécessaires. Les experts en traitement d'images du département d'ingénierie de KUKA étaient présents dès la première étude de faisabilité jusqu'à l'assistance pour l'intégration sur le site.

Le paquet composé de profilés est d'abord amené et trié par l'opérateur à l'aide d'un manipulateur. Le transport transversal jusqu'à la position du dispositif de serrage et l'alimentation dans ce même dispositif par un convoyeur ont ensuite lieu. Afin de détecter la position précise des profilés en cuivre, Wieland Anlagentechnik mise sur le système KUKA.VisionTech qui est fixé et dirigé sur le robot KUKA.

Les données du système de caméra sont transmises à un ordinateur pilote, interprétées par un logiciel puis éditées en tant que courbe de scie 3D – une opération qui était encore réalisée à la main à l'aide d'un marquage écrit, avant la solution automatisée. Sur la base des données CAO, les traits de scie sont définis et transmis au robot KUKA. Ce dernier exécute ensuite jusqu'à quatre courbes curvilignes orientées dans l'espace à l'aide de la scie à ruban. Lors de l'opération suivante, l'« âme taillée » alors produite, orientée également dans l'espace, est laminée afin de consolider le cuivre mou.

Combinaison de KR FORTEC avec KUKA.VisionTech

Afin de pouvoir intégrer la scie à ruban MEBA lourde et à décharger (distance entre les axes 1,35 m et cotes extérieures de plus de 2,00 m) et d'absorber les forces de processus de façon optimale, Wieland Anlagentechnik a opté pour l'utilisation d'un robot pour très fortes charges de KUKA de la série KR FORTEC avec une capacité de charge de 360 kg. Ce dernier convainc par son déplacement sans vibration et son guidage de la scie en toute sécurité.

Le nom KR FORTEC est synonyme de force et de dynamique et vient de Force et de Forte. Les avantages de la famille KR FORTEC par rapport à la série précédente sont évidents. Le passage de la technique de courroies à la technique de roues dentées permet d'éliminer le remplacement annuel des courroies, ce qui réduit les frais de maintenance. Tout en gardant la même capacité de charge et la même portée, KUKA a pu augmenter la vitesse des axes de 18 % par rapport au modèle précédent. Ceci réduit les temps de cycles de manière significative.

Le changement de nomenclature dans la gamme des produits KUKA, tout en gardant des interfaces identiques, permet une planification simplifiée et une conversion conviviale vers la nouvelle série KR FORTEC. La stratégie systématique des pièces communes permet de réduire les frais de maintenance et de pièces de rechange.

Pour la détection des pièces, Wieland Anlagentechnik mise en outre sur le pack de fonctions KUKA.VisionTech, composé d'un logiciel et d'une caméra.

KUKA.VisionTech permet de manœuvrer non seulement des caméras stationnaires, mais également celles qui se trouvent directement sur le robot. La solution « onBoard » fonctionne sans matériel informatique distinct et réduit ainsi les frais supplémentaires, étant donné que le travail avec les graphistes externes n'est pas nécessaire.

KUKA.VisionTech s'appuie sur les bibliothèques de traitement d'images de la société Cognex, le leader mondial dans le secteur du traitement des images. Comme toujours chez KUKA, l'application est conçue de façon conviviale.

Processus de taillage entièrement automatisé

Grâce à l'utilisation du robot et du système d'analyse d'images de KUKA, Wieland Anlagentechnik a désormais réussi à automatiser intégralement le processus de taillage.

Ainsi, nous avons non seulement réussi à atteindre une répétabilité beaucoup plus élevée du processus malgré des pièces orientées différemment, mais nous avons pu également améliorer l'ergonomie sur le poste de travail.

Andreas Wiedmann, directeur du développement, du marketing et des ventes chez Wieland Anlagentechnik

Même les étapes en aval, c.-à-d. le laminage des « âmes taillées » et l'étirement consécutif de ces âmes par une matrice sont encore plus fiables, grâce à la précision élevée de la reproductibilité des pièces. Wieland Anlagentechnik présente sa nouvelle solution sur les salons internationaux de traitement des métaux.