Robot przeznaczony do dużych obciążeń KUKA FORTEC 360 wykonuje w firmie Wieland Anlagentechnik prace związane z piłowaniem 3D.

Wieland Anlagentechnik GmbH z siedzibą w Neu-Ulm to spółka-córka producenta półfabrykatów Wieland-Werke AG. Firma zatrudnia 50 pracowników i zajmuje się projektowaniem oraz budową wysokowydajnych maszyn specjalnych i urządzeń produkcyjnych do obróbki mechanicznej zgodnie z indywidualnymi potrzebami klientów.

Szerokie spektrum komponentów modułowych oferowanych przez Wieland Anlagentechnik umożliwia podział strukturalny procesów o wysokim stopniu złożoności, ich precyzyjne planowanie i niezawodną realizację. W najnowszym projekcie firmy z Neu-Ulm wygląda to tak: Potrzeby klienta stanowią podstawę do stworzenia koncepcji instalacji, w której wyprofilowane drążki miedziane będą poddawane ostrzeniu na potrzeby dalszej produkcji ciągarek ławowych, a na koniec będą utwardzane. Robot KUKA przystępuje do pracy podczas etapu ostrzenia drążków miedzianych.

Poszukiwano rozwiązania dla różnej grubości materiałów i kierunków piłowania

„Poszukiwaliśmy rozwiązania, które pozwoliłoby w pełni zautomatyzować proces ostrzenia” - wyjaśnia Andreas Wiedmann, kierownik Działu projektów, marketingu i sprzedaży w firmie Wieland Anlagentechnik. „Podczas mocowania elementów obrabianych w pozycji do obróbki nie można ich było wypozycjonować, lecz tylko unieruchomić. Wymuszało to dostosowanie cięć piłą do położenia elementu w przestrzeni, przy czym grubość materiału oraz kierunek cięć różniły się w przebiegu.”

W przeciwieństwie do poprzedniego rozwiązania półautomatycznego nowe rozwiązanie miało dodatkowo wiązać się ze znaczną poprawą ergonomii pracy pracowników. „Aby móc wykonywać cięcia piłą swobodnie i niezależnie od uwarunkowań przestrzennych, w grę wchodziło w naszym przypadku tylko rozwiązanie z zastosowaniem robota“, kontynuuje Wiedmann.

Edycja obrazu w celu identyfikacji obrabianego przedmiotu

Sześć osi robota przemysłowego pozwala na osiągnięcie maksymalnej elastyczności w porównaniu z innymi rozwiązaniami z zakresu automatyzacji. Robot powinien przy tym dysponować wysoką dokładnością torową i stabilną oraz odporną na drgania konstrukcją. Ze względu na bardzo wysokie wymagania w zakresie rozpoznawania elementów miedzianych konieczne były wstępne testy, które przeprowadzono w laboratoriach badawczych firmy KUKA Roboter GmbH. Począwszy od opracowania pierwszego studium wykonalności aż po pomoc podczas integracji urządzenia na miejscu wspierali nas eksperci od edycji obrazu z Działu inżynierii KUKA.

Wiązka drążków profilowanych jest najpierw doprowadzana, a następnie rozdzielana przez operatora na pojedyncze elementy przy użyciu manipulatora. Potem odbywa się transport poprzeczny do miejsca, w którym znajduje się urządzenie mocujące, i wreszcie drążki trafiają do tegoż urządzenia podajnikiem typu rolotok. Aby móc rozpoznawać dokładne położenie profili miedzianych, Wieland Anlagentechnik stawia na system KUKA.VisionTech, zintegrowany i wprowadzany razem z robotem KUKA.

Dane z systemu kamer są przekazywane do komputera centralnego, interpretowane przez program, po czym generowana jest krzywizna cięcia 3D – proces, który przed automatyzacją był ciągle jeszcze wykonywany ręcznie za pomocą oznaczania pisemnego. Na bazie danych CAD następuje określanie cięć piłą i przekazywanie ich do robota KUKA. W następstwie tego robot wykonuje do czterech cięć krzywoliniowych w przestrzeni przy użyciu piły taśmowej. W kolejnym etapie roboczym powstały w ten sposób szpic jest również odpowiednio pozycjonowany w przestrzeni i rozwalcowywany, aby utwardzić miękką miedź.

Połączenie KR FORTEC i KUKA.Visiontech

Aby móc idealnie uchwycić ciężką i szeroką piłę taśmową MEBA (rozstaw osi 1,35 m i wymiary zewnętrzne przekraczające 2,00 m) oraz opanować siły procesowe, w firmie Wieland Anlagentechnik zdecydowano się na zastosowanie robota KUKA z serii KR FORTEC przeznaczonego do bardzo dużych obciążeń o udźwigu 360 kg. Jego zalety to ruch odporny na drgania i pewne prowadzenie piły.

Nazwa KR FORTEC oznacza siłę oraz dynamikę i pochodzi od słów „force” i „forte”. W porównaniu z wcześniejszą serią zalety rodziny robotów KR FORTEC od razu rzucają się w oczy. W wyniku zamiany przekładni pasowych na przekładnie zębate coroczna wymiana pasów staje się zbędna, dzięki czemu redukcji ulegają koszty konserwacji urządzeń. Przy takim samym obciążeniu i zasięgu firmie KUKA udało się zwiększyć prędkość osi aż o 18% w porównaniu z wcześniejszym modelem. Znacznie skróciło to czasy taktowania.

W celu usprawnienia projektowania i ułatwienia użytkownikowi przezbrajania w przypadku KR FORTEC dostosowano oznaczenia stosowane w ofercie modeli KUKA oraz zrezygnowano ze zmian interfejsów. Konsekwentna strategia stosowania tych samych części pozwala obniżyć koszty konserwacji i wymiany części.

Do rozpoznawania elementów firma Wieland Anlagentechnik używa pakietu funkcyjnego KUKA.VisionTech, składającego się z oprogramowania i kamery.

KUKA.VisionTech obsługuje zarówno kamery stacjonarne, jak również te, znajdujące się bezpośrednio na robocie. Rozwiązanie „onBoard” działa bez oddzielnego sprzętu do przetwarzania danych, co pozwala zredukować koszty dodatkowe, ponieważ praca zewnętrznego urządzenia do edycji obrazu nie jest konieczna.

KUKA.VisionTech opiera się na bibliotekach programów do edycji obrazu firmy Cognex, światowego lidera w branży rozwiązań wizyjnych. Aplikacja jest przy tym, co typowe dla firmy KUKA, łatwa w użyciu.

Pełna automatyzacja procesu ostrzenia

Dzięki zastosowaniu robota i systemu identyfikacji obrazu KUKA firma Wieland Anlagentechnik może w pełni zautomatyzować proces ostrzenia.

W ten sposób nie tylko osiągamy znacznie wyższą powtarzalność procesu, mimo zróżnicowanej orientacji przestrzennej elementów obrabianych, lecz także mogliśmy poprawić ergonomię miejsca pracy.

Andreas Wiedmann, kierownik Działu projektów, marketingu i sprzedaży w firmie Wieland Anlagentechnik<br>

Także kolejne etapy robocze, a więc walcowanie i następujące po nim ciągnienie szpiców przez matrycę, dzięki wysokiej dokładności i odtwarzalności w obróbce elementów cechują się większym bezpieczeństwem procesu. Wieland Anlagentechnik zaprezentuje nowe rozwiązanie na międzynarodowych targach specjalistycznych w zakresie obróbki metalu.