Verktygsmaskiner och KUKA-robotar bearbetar komponenter till KUKA-robotar

Robotbaserad KUKA-systemteknik för automation av verktygsmaskiner. Denna systemteknik med inslag av Industrie 4.0 kan bland annat användas för att betjäna verktygsmaskiner: En blick in i KUKA:s egna spånskärande bearbetning visar hur framtidens produktionslandskap kan gestaltas.

Automation av verktygsmaskiner med molnintegration

Vid en första anblick ter sig produktionshall 10 på KUKA:s fabriksområde i Augsburg som en vanlig produktionshall hos en tysk eller internationell maskinbyggare. Men det första intrycket berättar inte allt: Samtliga sju celler, i vilka totalt elva KUKA-robotar arbetar sida vid sida med konventionella verktygsmaskiner från olika tillverkare, är anslutna till molnet och drar nytta av olika Industrie 4.0-funktioner.

Automation av verktygsmaskiner Verktygsmaskinerna betjänas av KUKA-robotar.

Effektivitetsvinster med automatiserad betjäning av maskiner

”I den här hallen bearbetar robotarna olika komponenter som vi behöver för att tillverka våra egna robotar”, berättar Rainer Eder-Spendier, administratör för automation och robotteknik. Med olika bearbetningsmetoder bearbetas robotkomponenter som stativ, vridsocklar och svängarmar. I den angränsande robotmonteringen monteras sedan de färdigbearbetade komponenterna. Svarvmaskinerna betjänas av robotar vilket möjliggör produktion med låg bemanning. Vissa produktionspass utförs även helt obemannat.

Cellerna är utrustade med matarenheter i form av vridbord eller matarband och det är produktionspersonalen som tillför material till dessa. Produktivitetsvinsterna skapas av robotarna som bearbetar komponenter och utför sekundära arbetsuppgifter och som därmed bidrar till ytterligare värdeskapande. ”Ett exempel på en uppgift som utförs av robotar i de flesta av cellerna är att avgrada arbetsstyckena”, berättar Rainer Eder-Spendier.

En verktygsmaskin från Burkhardt+Weber betjänas av en KUKA-robot.

Olika verktygsmaskiner och robotar bearbetar och arbetar med komponenterna sida vid sida

Exempelvis är en av cellerna utrustad med tre verktygsmaskiner från Grob. Operatören spänner fast arbetsstycket som ska bearbetas i en fastspänningsanordning. Denna slussas sedan in i cellen på en palett med fixtur. För att länka samman de enskilda arbetsstegen används i detta fall en KR FORTEC-robot av typen KR 600 R2830. Roboten åker på en linjärenhet och når på så sätt alla tre maskiner. Roboten handhar även materialtransporten från verktygsmaskinen till efterbearbetningscellen där metalldelarna slutbearbetas. Roboten transporterar sedan tillbaka delen till operatörens arbetsplats. KUKA.SafeOperation möjliggör maximal acceleration och korta cykeltider vid komponentbyten på ett begränsat utrymme.

Materialtransporten från maskinen till efterbearbetningscellen sköts av en KUKA-robot.

Roboten betjänar även maskinerna.

I en annan cell står en KR FORTEC-robot av typen KR 500 L480-3 MT. Denna robot betjänar två maskiner från Heller. Även denna robot är monterad på en linjärenhet. Råmaterialet tillförs via fyra matarstationer. Roboten tar ut det färdigbearbetade arbetsstycket ur maskinen och för arbetsstycket till riggningsplatsen för avgradning. Därefter lägger roboten ned arbetsstycket på ett vridbord.

Roboten bearbetar och avgradar komponenterna efter avslutad bearbetning i maskinen.

Även en maskin från Burkhardt+Weber betjänas av en KR FORTEC-robot av typen KR 500. Den är utrustad med en dubbelpalettväxlare. På den ena paletten sitter fastspänningsanordningar för svängarmar, på den andra för vridsocklar. Samtidigt som roboten sätter in en ny palett med ett arbetsstycke på, bearbetar maskinen arbetsstycket som är fastspänt på den andra paletten.

Fördelar med automation och uppkoppling av verktygsmaskiner

På liknande sätt som en Smart Watch samlar robotarna och maskinerna in ett brett spektrum av data och överför dessa till molnet. Datainformationen som KUKA-robotar registrerar kan exempelvis bearbetas via KUKA Connect. På så sätt har man hela tiden full överblick och kontroll över produktionsprocessen.

”Vid felmeddelanden använder vi KUKA Xpert, en slags Wiki som innehåller flera hundra tusen förslag på hur problem kan lösas – lösningar som har sammanställts av våra servicetekniker under många år. Tack vare den inbyggda tekniken och virtuella skuggan kan vi även i efterhand analysera varje enskilt processteg – en funktionalitet som kan liknas vid svarta lådan i ett flygplan. Och programvaran kan användas för att rapportera avvikelser i produktionsprocessen – vilket kan jämföras med en EKG”, berättar Rainer Eder-Spendier om fördelarna med en uppkopplad produktionsmiljö.

Robotarna och maskinerna samlar in ett brett spektrum av data och överför dessa till molnet.

Automatisering innebär en stor arbetslättnad för produktionspersonalen. I de flesta fall kan den tunga manuella betjäningen av verktygs- och svarvmaskiner istället handhas av robotar som är som gjorda för att hantera tunga arbetsstycken.

Rainer Eder-Spendier, administratör för automation och robotteknik.