Robot przeznaczony do dużych obciążeń KR titan w firmie Rosenbauer

Ogromny robot do dużych obciążeń, najnowocześniejsze centrum obróbcze, indywidualne rozwiązanie w zakresie automatyzacji: W jaki sposób firma Rosenbauer, dostawca sprzętu dla straży pożarnej, wspólnie z firmami KUKA, Promot i Hermle dostosowała swoją produkcję do wyzwań przyszłości.

W swojej ciasnej obudowie ten gigantyczny robot wydaje się jeszcze bardziej ogromny. Otoczony grupą palet robot KR titan pobiera pojedyncze palety mocujące z komponentami, przenosi je do połączonego centrum frezarsko-tokarsko-obróbczego oraz odbiera gotowe części. Obrabiane są tu na przykład bardzo złożone elementy pomp lub części podwozia. W międzyczasie robot KR titan samodzielnie układa palety w odpowiedniej dla siebie kolejności. Pomimo ogromnych rozmiarów robota, wszystko to dzieje się zaskakująco szybko i cicho. I dzieje się to całkowicie autonomicznie: Robot w hali produkcyjnej firmy Rosenbauer z Leonding, producenta sprzętu dla straży pożarnej, pracuje nawet wtedy, gdy ludzie już wyszli. To, że od kilku tygodni instalacja działa bez zakłóceń, jest zasługą doskonałej współpracy kilku firm.

Wielkie plany, mało miejsca

Wcześniej w tym samym miejscu stała frezarko-tokarka. Nie było innego wyjścia niż jej wymiana – mówi Michael Schöftner, szef działu produkcji mechanicznej w firmie Rosenbauer. Po 14 latach zaczęły pojawiać się coraz większe problemy i zwiększyła się ilość napraw. „Byliśmy również na granicy wykorzystania mocy produkcyjnych i wydajności, co w moich oczach oznaczało potrzebę wprowadzenia bezzałogowej trzeciej zmiany. Jednocześnie poszerzyło się spektrum naszych komponentów, zwłaszcza o części podwozia, które trudno było wytwarzać na starej maszynie”.

Outsourcing produkcji nie wchodził w grę: wiele spośród tych kompleksowych części to swoiste zasoby know-how, których produkcji firma Rosenbauer nie może zlecić podmiotom zewnętrznym. Wręcz przeciwnie: doszły komponenty nowej serii pojazdów ratunkowych RT, a inne części, które wcześniej ze względu na swój rozmiar były obrabiane zewnętrznie, teraz mają być obrabiane we własnym zakresie.
Od początku było wiadomo, że będziemy mieć problem z miejscem: Maksymalna powierzchnia montażowa wynosząca około sześć na sześć metrów stanowiła przeszkodę w realizacji planów, które w głowie Michaela Schöftnera stawały się coraz większe. Zależało mu na maszynie, która mogłaby bezproblemowo obrabiać duże elementy, a także na zautomatyzowanym połączeniu z robotem i grupą 15 palet mocujących w dwóch różnych rozmiarach, aby móc obsłużyć bezobsługową trzecią zmianę. Lista zakupów stawała się zatem coraz dłuższa.

Robot KR titan podczas pracy w firmie Rosenbauer

Nowe centrum produkcji

Decyzja o wyborze frezarko-tokarki Hermle została podjęta stosunkowo szybko. „Od dziesięciu lat chciałem mieć maszynę Hermle” - wyjaśnia Michael Schöftner - „Rozmiar i typ idealnie pasują do naszych zastosowań”. Co więcej, pozytywne sygnały zwrotne od firm dostawców utwierdziły go w tym wyborze.
Ostatecznie wybór padł na C52U-MT, centrum obróbcze, które umożliwia obróbkę elementów o wymiarach do 1000 x 1100 x 750 mm i gwarantuje, zdaniem Schöftnera, „ogromną dokładność wymiarową i jakość powierzchni”.

Maszyna wyposażona jest we wrzeciono narzędziowe o prędkości 14 000 obr./min, magazynek narzędziowy z 302 narzędziami z mocowaniem HSK100, wewnętrzne doprowadzenie chłodziwa, które wykorzystuje chłodziwo pod ciśnieniem 10-80 bar w sposób bezstopniowo programowalny, czujniki pomiarowe oraz Form-Control firmy Blum. Do tego dochodzi oprogramowanie Hermle Information Monitoring Software System do stałej komunikacji i kontroli wszystkich parametrów pracy maszyny.

Michael Schöftner poświęcił wiele czasu, aby przedstawić zarządowi firmy Rosenbauer argumenty przemawiające za tą największą jak dotąd inwestycją w obszarze produkcji mechanicznej. Wypełnił szereg skoroszytów kalkulacjami dotyczącymi ROI i analizy biznesowej, rozbijając każdy element z osobna. I w końcu otrzymaliśmy zgodę na zakup indywidualnie dostosowanego systemu automatyzacji.

System taki, jaki sobie wyobrażałem, nie był dostępny na rynku, zwłaszcza biorąc pod uwagę tak mocno ograniczoną przestrzeń. Pozwoliłem więc sobie samemu zaprojektować dla nas niestandardowy system automatyzacji.

Michael Schöftner, szef działu produkcji mechanicznej w firmie Rosenbauer

Tytan w pokoju dziecięcym

Bo teraz przyszedł czas na automatyzację. Sposób, w jaki to zrobił, ma potencjał, by stać się małą legendą firmy Rosenbauer: Wraz ze swoim synem, entuzjastą budowania z klocków Lego Technic, usiadł w pokoju dziecięcym i z klocków Lego, modelu robota KUKA i kilku małych palet stworzył projekt, który stał się punktem wyjścia dla pierwszych szkiców. I który jest niezwykle zbliżony do faktycznej implementacji.
Stosunkowo szybko stało się też jasne, że będzie to robot firmy KUKA. Michael Schöftner, poszukując robota, który mógłby przenosić palety o wadze do 900 kilogramów w ograniczonej przestrzeni i jednocześnie mieć zasięg kilku metrów, bardzo szybko trafił na robota KR titan, największy model firmy KUKA. KR titan 1000 to pierwszy sześcioosiowy robot do dużych obciążeń, z otwartą kinematyką i udźwigiem do 1300 kg.

Rozwiązanie szyte na miarę

Następny trop skierował Schöftnera do specjalistów z firmy Promot. W tym przypadku można mówić o pewnej wspólnej przeszłości; firma Rosenbauer już przy kilku wcześniejszych projektach doceniła indywidualne rozwiązania tej firmy z Górnej Austrii. Ze względu na skomplikowane wymagania nie można było zastosować gotowego rozwiązania automatyzacyjnego. Po wielu spotkaniach konsultacyjnych z firmami Hermle, KUKA i Promot udało się ostatecznie opracować rozwiązanie, które jest obecnie stosowane w Leonding.

W jego centrum znajduje się robot KUKA KR 1000 titan w sześcioosiowej wersji standardowej. Ze względu na rozmiary palet, udźwig tego robota do dużych obciążeń wynosi „tylko” 850 kilogramów, a zasięg do 4 metrów. Gigant stanowi więc centralny element transportowy rozwiązania Promot Palmaster, w którym można jednorazowo składować do 15 palet. A w dodatku, co było istotnym kryterium, palet w dwóch różnych rozmiarach. Trzecim elementem wchodzącym w skład zestawu jest maszyna Hermle C52-UMT. Części zamocowane na paletach są podawane do maszyny Palmaster za pośrednictwem stacji ustawiającej. Robot KR titan odbiera je i przekazuje do centrum obróbczego, przy czym musi tu z konieczności wykorzystać swój duży zasięg. Po zakończeniu obróbki, robot pobiera ponownie paletę i przenosi ją do miejsca ustawienia, wymiany lub usunięcia. Tak więc, w zależności od priorytetu, pobiera on kolejne elementy, przekazuje je do obróbki w maszynie i ponownie odkłada na miejsce.

Wszystkie procesy są kontrolowane za pomocą oprogramowania Prosys 3.1, które zostało opracowane przez firmę Promot i jest przez nią od lat rozwijane. Oprócz zarządzania procesami, oprogramowanie to zarządza również wszystkimi programami NC, analizuje wykorzystanie maszyny i wyważenie narzędzi oraz zarządza elementami mocującymi w systemie. „Na trzeciej zmianie”, mówi Michael Schöftner, „jest teraz naprawdę możliwa praca bez udziału człowieka. Dzięki temu zapewniamy maksymalne obłożenie i możemy bardzo dobrze złagodzić wąskie gardła na linii montażowej. Nie musiałem nikogo przekonywać do samej idei automatyzacji i robotyki, ale rozmiar był niewątpliwie znaczący. To, że firma zaufała mi w kwestii zainwestowania takiej kwoty, nie jest wcale czymś oczywistym”.

Współpraca pomiędzy firmami Rosenbauer, KUKA, Hermle i Promot

Work in progress

Michael Schöftner podkreśla, że możliwości systemu, robota i maszyny są obecnie dalekie od pełnego wykorzystania, „ale chcemy być również przygotowani na przyszłość”. Oczywiście jest jeszcze wiele do zrobienia w innych obszarach, a Schöftner myśli obecnie o dwóch kolejnych projektach, „i oczywiście zamierzam zwrócić się ponownie do tych samych partnerów”.