Robot s vysokou nosností KUKA KR FORTEC 360 provádí u firmy Wieland Anlagentechnik 3D řezy pilou.

Wieland Anlagentechnik GmbH v Neu-Ulmu, dceřiná společnost výrobce polotovarů Wieland-Werke AG, vyvíjí a vyrábí s 50 zaměstnanci vysoce produktivní speciální stroje a výrobní zařízení pro mechanické obrábění podle individuálních požadavků zákazníků.

Díky modulárnímu spektru komponent firmy Wieland Anlagentechnik lze složité procesy strukturovaně rozčlenit, přesně naplánovat a spolehlivě realizovat. To platí i pro jejich nejnovější aplikaci: Na základě požadavku zákazníka měl být vyvinut koncept zařízení, ve kterém se měděné profilové tyče nasměrují a následně vytvrdí pro další zpracování. Při směrování měděných tyčí se používá řezající robot KUKA, který řídí pásovou pilu MEBA.

Hledá se řešení pro variabilní tloušťku materiálu a směr řezání

„Hledali jsme řešení pro kompletní automatizování směrování“, vysvětluje Andreas Wiedmann, vedoucí vývoje, marketingu a odbytu ve firmě Wieland Anlagentechnik. „Obrobky nelze při upnutí vyrovnat v obráběcí poloze, nýbrž pouze zafixovat. To si vynutilo přizpůsobovat řezy pilou prostorové poloze obrobku, přičemž se v průběhu mění tloušťka materiálu a také směr řezu pilou.“

Na rozdíl od předchozího, poloautomatického řešení mělo navíc pro pracovníky dojít k výraznému zlepšení ergonomie. „Aby bylo možné řezy pilou provádět v prostoru volně a nezávisle, přicházelo pro nás v úvahu pouze řešení s robotem“, pokračuje pan Wiedmann.

Zpracování obrazu k rozpoznání dílce

Díky šesti osám průmyslového robotu se dosahuje maximální flexibility oproti jiným automatizačním řešením. Přitom robot musí disponovat vysokou přesností dráhy a stabilní konstrukcí bez vibrací. Na základě náročných požadavků na detekování měděných obrobků byly nutné předběžné testy, které byly provedeny ve zkušebních laboratořích firmy KUKA Roboter GmbH. Od první studie proveditelnosti až po podporu integrace přímo na místě stáli konstrukčnímu oddělení firmy KUKA po boku specialisté na zpracování obrazu.

Svazek profilových tyčí se nejprve přiveze a pomocí manipulátoru je operátorem rozdělen. Následně se provádí příčná přeprava až na polohu upínacího zařízení a přivedení do něj pomocí válečkové dráhy. Pro přesnou detekci polohy měděných profilů spoléhá firma Wieland Anlagentechnik na systém KUKA.VisionTech, který je umístěn a veden na robotu KUKA.

Data kamerového systému jsou přenášena na řídicí počítač, interpretována softwarem a následně vydána jako 3D křivky pily – proces, který se před automatizovaným řešením prováděl ještě ručně pomocí písemného značení. Na základě dat CAD se stanoví řezy pily a přenášejí se na robot KUKA. Ten potom provádí až čtyři prostorově orientované křivkové řezy pásovou pilou. V následné pracovní operaci se takto vzniklé jádro hrotu, rovněž prostorově orientované, rozválcuje, aby se měkká měď zpevnila.

Kombinace KR FORTEC a KUKA.Visiontech

Aby bylo možno těžkou a rozměrnou pásovou pilu MEBA (1,35 m vzdálenost os a vnější rozměry přes 2,00 m) upnout a ideálně zachytit procesní síly, bylo u firmy Wieland Anlagentechnik rozhodnuto o nasazení robotu KUKA s vysokou nosností z řady KR FORTEC s nosností 360 kg. Robot přesvědčuje pohybem bez vibrací a spolehlivým vedením pily.

Název KR FORTEC znamená sílu a dynamiku – odvozeno od Force a Forte. Ve srovnání s předchozí řadou jsou výhody skupiny robotů KR FORTEC zřejmé. Díky přestavbě z řemenové konstrukce na ozubená kola odpadá každoroční výměna řemenů, což snižuje náklady na údržbu. Při stejné nosnosti a dosahu mohla firma KUKA zvýšit rychlosti os ve srovnání s předchozím modelem až o 18 procent. To významně snižuje doby taktu.

Zjednodušenému plánování a uživatelsky příznivému přestavení na KR FORTEC napomáhá přizpůsobení označení v portfoliu firmy KUKA a rovněž nezměněná rozhraní. Důsledná strategie zaměnitelných dílů snižuje náklady na údržbu a náhradní díly.

Pro rozpoznání součástí sází navíc firma Wieland Anlagentechnik na funkční balíček KUKA.VisionTech, sestávající ze softwaru a kamery.

KUKA.VisionTech ovládá jak stacionární kamery, tak i kamery, které se nacházejí přímo na robotu. Řešení „onBoard“ funguje bez zvláštního počítačového hardwaru a snižuje tak vícenáklady, protože odpadá práce s jedním externím nástrojem zpracování obrazu.

KUKA.VisionTech staví na knihovnách zpracování obrazu firmy Cognex, vedoucí firmy v oblasti zpracování obrazu na světovém trhu. Aplikace je přitom, jak je pro firmu KUKA naprosto typické, vytvořena pro snadné používání (easy-to-use).

Proces přihrocování kompletně automatizován

Díky nasazení robotu a systému rozpoznávání obrazu firmy Kuka mohla nyní firma Wieland Anlagentechnik celý proces přihrocování kompletně automatizovat.

Dosahujeme tak nejen výrazně vyšší přesnosti opakování procesu i přes rozdílně orientované obrobky, ale také jsme mohli zlepšit ergonomii na pracovišti.

Andreas Wiedmann, vedoucí vývoje, marketingu a odbytu u firmy Wieland Anlagentechnik<br>

Také následně řazené operace, jako je válcování jader hrotů a následné tažení jader hrotů přes matrici, se stávají procesně spolehlivějšími díky vysoké přesnosti opakování obrobků. Wieland Anlagentechnik prezentuje nové řešení na mezinárodních odborných veletrzích pro obrábění kovů.