Il robot per carichi pesanti KR FORTEC 360 effettua presso l'azienda Wieland Anlagentechnik la segagione in 3D.

La Wieland Anlagentechnik GmbH di Nuova Ulma, un'affiliata dell'azienda produttrice di semilavorati Wieland-Werke AG, sviluppa e costruisce con 50 dipendenti macchine speciali e impianti di produzione ad alta resa per la lavorazione meccanica in base alle esigenze specifiche dei clienti.

La gamma di componenti modulari della Wieland Anlagentechnik consente di strutturare in modo razionale, pianificare con precisione e realizzare in sicurezza progetti complessi. Uno di essi è l'applicazione più recente dell'azienda di Nuova Ulma: sulla base della richiesta di un cliente si trattava di sviluppare la concezione di un impianto in grado di appuntire le barre profilate di rame per la lavorazione successiva su banchi di trafilatura e di indurirle. Per l'appuntitura delle barre di rame viene utilizzato un robot KUKA, che guida una sega.

Cercata soluzione per spessore di materiale e direzione sega diversi

“Si cercava una soluzione che automatizzasse completamente il processo di appuntitura”, spiega Andreas Wiedmann, direttore dei settori Sviluppo, Marketing e Vendite presso la Wieland Anlagentechnik. “Non è possibile orientare i pezzi quando li si fissa nella posizione di lavorazione, ma solo fissarli. Questo rendeva necessario un adattamento dei tagli con la sega alla posizione del pezzo nello spazio, sebbene lo spessore del materiale e la direzione del taglio con la sega varino nel corso dell'operazione.”

Rispetto alla precedente soluzione semi-automatica si voleva inoltre ottenere un netto miglioramento in termini di ergonomia per il lavoratore. “Per poter eseguire i tagli con la sega senza limitazioni spaziali, potevamo avvalerci soltanto della soluzione con il robot” prosegue Wiedmann.

Elaborazione immagini per il riconoscimento dei pezzi

Con i sei assi del robot industriale si ottiene la massima flessibilità rispetto ad altre soluzioni di automatizzazione. Il robot deve presentare un'alta precisione di traiettoria e una struttura stabile a basso tasso di vibrazioni. A causa dei complessi requisiti in relazione al riconoscimento dei pezzi di rame si sono resi necessari dei test preliminari, che sono stati effettuati nei laboratori della KUKA Roboter GmbH. Dal primo studio di fattibilità all'assistenza all'integrazione sul luogo il reparto Engeneering di KUKA è stato affiancato da esperti di elaborazione di immagini.

La fase iniziale prevede l'alimentazione del fascio di barre profilate, che poi vengono singolarizzate dall'operatore con l'ausilio di un manipolatore. Segue il trasporto trasversale fino alla posizione del dispositivo di serraggio, che viene alimentato attraverso un percorso a rulli. Per riconoscere l'esatta posizione dei profilati di rame, l'azienda Wieland Anlagentechnik punta sul KUKA.VisionTech System, che viene applicato sul robot KUKA.

I dati del sistema di telecamere vengono trasmessi ad un supervisore, interpretati da un software e infine emessi come curva di segagione in 3D – una procedura che prima della soluzione automatizzata ancora avveniva manualmente mediante marcatura. Sulla base di dati CAD si definiscono i tagli con la sega e li si trasmette al robot KUKA. Questo e la sega a nastro eseguono quindi fino a quattro tagli curvi con orientamento spaziale. Nella fase di lavoro successiva viene laminata – anche in questo caso con orientamento spaziale – l'anima di appuntitura così ottenuta per indurire il rame dolce.

Combinazione di KR FORTEC e KUKA.Visiontech

Per poter alloggiare la sega a nastro pesante e ingombrante prodotta da MEBA (1,35 m di distanza tra gli assi e misure esterne superiori a 2,00 m) e assorbire le forze di processo in misura ideale, la Wieland Anlagentechnik ha deciso di utilizzare un robot per carichi pesanti KUKA della serie KR FORTEC con una portata di 360 kg. Esso convince per il movimento a scarso tasso di vibrazione e la guida sicura della sega.

Il nome KR FORTEC è sinonimo di forza e dinamismo – deriva dai termini forte e forza. Rispetto alla serie precedente, i vantaggi della famiglia KR FORTEC sono evidenti. Grazie al passaggio dalla tecnologia a cinghia a quella a ruota dentata non è più necessario sostituire la cinghia ogni anno, il che riduce i costi di manutenzione. Con la stessa portata e lo stesso raggio d’azione, KUKA è riuscita ad aumentare la velocità degli assi rispetto al modello precedente fino a un massimo del 18%. Questo riduce i tempi di ciclo in misura significativa.

L'adeguamento delle denominazioni nella gamma di prodotti KUKA nonché il mantenimento delle stesse interfacce garantiscono una progettazione semplificata e una conversione facile per l'utilizzatore sul KR FORTEC. La strategia, applicata con coerenza, basata su componenti uguali abbassa i costi di manutenzione e dei ricambi.

Per il riconoscimento dei pezzi la Wieland Anlagentechnik punta inoltre sul pacchetto funzionale KUKA.VisionTech, costituito da software e telecamera.

KUKA.VisionTech controlla sia le telecamere fisse che quelle che si trovano direttamente sul robot. La soluzione “onBoard” funziona senza hardware separato, riducendo così la spesa supplementare, poiché non è necessario ricorrere ad un elaboratore di immagini esterno.

KUKA.VisionTech si basa sulle librerie per elaborazione di immagini della ditta Cognex, il leader di mercato mondiale nel campo dell'elaborazione di immagini. L'applicazione è qui concepita in modo easy-to-use, proprio come è tipico di KUKA.

Processo di appuntitura completamente automatizzato

L'utilizzo del robot e del sistema di elaborazione di immagini KUKA permette ora alla Wieland Anlagentechnik di automatizzare completamente il processo di appuntitura.

In questo modo non otteniamo solo una precisione di ripetizione notevolmente superiore del processo, nonostante l'orientamento differente dei pezzi, ma abbiamo anche potuto migliorare l'ergonomia della postazione di lavoro.

Andreas Wiedmann, direttore dei settori Sviluppo, Marketing e Vendite presso la Wieland Anlagentechnik<br>

Anche la sicurezza di processo delle fasi operative successive, vale a dire della laminazione delle anime di appuntitura e della loro successiva trafilatura in una matrice aumenta grazie all'elevata precisione di ripetizione dei pezzi. La Wieland Anlagentechnik presenta la nuova soluzione alle fiere specialistiche internazionali per la lavorazione dei metalli.