Robô de carga pesada KUKA KR FORTEC 360 executa cortes de serra 3D na Wieland Anlagentechnik.

A Wieland Anlagentechnik GmbH de Neu-Ulm, uma filial do fabricante de semiacabados Wieland-Werke AG, desenvolve e constrói, com 50 colaboradores, máquinas especiais e instalações de fabricação altamente produtivas para a usinagem mecânica de acordo com requisitos individuais de clientes.

Graças ao espectro modular de componentes da Wieland Anlagentechnik é possível classificar de forma estruturada, planejar com precisão e realizar com segurança processos complexos. Assim como na mais recente aplicação da empresa, sediada em Neu-Ulm: o objetivo era desenvolver um conceito de sistema baseado no requisito do cliente, no qual barras perfiladas de cobre são apontadas para a continuação do processo em máquinas de estirar e, em seguida, compactadas. No apontamento das barras de cobre é usado um robô KUKA que executa os cortes.

É procurada uma solução para espessuras variáveis de material e sentido de corte

"Procurava-se uma solução para automatizar totalmente o processo do apontamento", explica Andreas Wiedmann, Gerente de Desenvolvimento, Marketing e Vendas na Wieland Anlagentechnik. "Não é possível alinhar as peças durante a fixação na posição de usinagem, mas somente fixá-las. Isso tornou necessário adaptar os cortes de serra à situação espacial da peça, sendo que a espessura do material, como também a direção do corte de serra, variam em sua trajetória."

Em relação à solução semiautomática anterior, o objetivo era obter uma considerável melhoria ergonômica para o colaborador. "Para poder realizar os cortes de serra de forma livre e independente no espaço, para nós existia somente uma solução, a realização com um robô", segundo Wiedmann.

Processamento de imagem para a detecção da peça

Através dos seis eixos do robô industrial é obtida uma flexibilidade máxima em comparação a outras soluções de automação. Para isso, o robô precisa oferecer uma alta precisão de trajetória e uma estrutura estável, com baixo nível de vibração. Baseado nos elevados requisitos à detecção das peças de cobre foram necessários testes preliminares, que foram realizados nos laboratórios de ensaio da KUKA Roboter GmbH. Desde o primeiro estudo de viabilidade até o suporte de integração no local, o departamento de engenharia da KUKA contou com a presença de especialistas em processamento de imagem.

O feixe de barras perfiladas primeiramente é alimentado e, com a ajuda de um manipulador, separado pelo operador. Em seguida, ocorre o transporte perpendicular até a posição do dispositivo de fixação e a alimentação ao mesmo através de um transportador de rolos. Para detectar a posição exata do perfil de cobre, a Wieland Anlagentechnik aposta no sistema KUKA.VisionTech que está instalado e é conduzido no robô KUKA.

Os dados do sistema de câmeras são transmitidos a um computador de controle, interpretados através de um software e, em seguida, emitidos como curva de serra 3D – um procedimento que, antes da solução automatizada, ainda era realizado manualmente por meio de marcação escrita. Com base em dados CAD os cortes de serra são definidos e transmitidos ao robô KUKA. Este, em seguida, executa até quatro cortes de curva orientados por espaço com a serra fita. No passo de trabalho subsequente é laminada a alma de apontamento assim gerada, também orientada por espaço, para compactar o cobre macio.

Combinação do KR FORTEC e KUKA.VisionTech

Para poder assumir de forma ideal a serra fita MEBA pesada e saliente (1,35 m de distância de eixo e dimensões externas de mais de 2,00 m) e as forças de processo, decidiu-se na Wieland Anlagentechnik pelo uso de um robô de carga pesada KUKA da série KR FORTEC com capacidade de carga de 360 kg. Este convence pelo seu movimento com baixo nível de vibração e condução segura da serra.

O nome KR FORTEC significa força e dinâmica – derivado de Force e Forte. Em comparação à série antecessora as vantagens da família KR FORTEC são evidentes. Através da mudança da tecnologia de correias para rodas dentadas é suprimida a troca anual de correias, reduzindo assim os custos de manutenção. Com a mesma capacidade de carga e raio de alcance foi possível para a KUKA aumentar em até 18% as velocidades de eixos em comparação ao modelo antecessor. Isso reduz de forma significativa os tempos de ciclo.

A adaptação das designações no portfólio KUKA assim como as interfaces inalteradas asseguram um planejamento simplificado e reconfiguração amigável ao usuário para o KR FORTEC. A rigorosa estratégia de mesma peça reduz custos de manutenção e de peças de reposição.

Para a detecção dos componentes a Wieland Anlagentechnik aposta, além disso, no pacote funcional KUKA.VisionTech, composto de software e câmera.

O KUKA.VisionTech opera câmeras estacionárias como também aquelas que se encontram diretamente no robô. A solução "onBoard" funciona sem hardware de computador separado, reduzindo assim o dispêndio adicional, uma vez que é suprimido o trabalho com um processador de imagem externo.

O KUKA.VisionTech baseia-se nas bibliotecas de processamento de imagem da empresa Cognex, o líder mundial na área de processamento de imagem. A aplicação aqui é elaborada de forma tipicamente KUKA, fácil de usar.

Processo de apontamento totalmente automatizado

O uso do robô e do sistema de detecção de imagem da KUKA permitiu a automação total do processo de apontamento da Wieland Anlagentechnik.

Assim atingimos não apenas uma precisão de repetição consideravelmente maior do processo, apesar de peças com diferentes orientações, mas também nos foi possível melhorar a ergonomia no local de trabalho.

Andreas Wiedmann, Gerente de Desenvolvimento e Vendas na Wieland Anlagentechnik<br>

Também os passos subsequentes, portanto, a laminação das almas de apontamento e o subsequente estiramento das almas de apontamento através de uma matriz, tornam-se mais seguros quanto ao processo, graças à elevada precisão de reprodução das peças. A Wieland Anlagentechnik apresenta a nova solução em feiras técnicas internacionais para metalurgia.