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靈活直覺化操作:協作機器人 LBR iisy 自動化工具機上下料

使用協作機器人為工具機自動上下料能夠讓公司企業取得獨特優勢。KUKA 與科技自動化開發商 MAIROTEC 共同開發了一款模組化的自動化工作單元,專用於工具機上下料,成本效率高且易於操作。


MAIROTEC 利用 LBR iisy 替工具機上下料

MAIROTEC 以 KUKA 協作機器人 LBR iisy 為基礎,開發了一款可用於工具機上下料的方案。MAIROFlex iisy 的目標是:以獨一無二的實惠價格,輕鬆跨入自動化領域。對於中型企業和手工藝產業同樣適合。

協作機器人的第一個實際用途是為一臺車床自動裝卸小型六角鋼塊。這些鋼塊在此被加工成螺栓的圓柱體。這原本是一家金屬加工廠員工的日常工作,現在由協作機器人來執行,有效地減輕了員工的負擔。

在螺栓生產過程中使用輕型機器人時,叉架上放置一個插有 96 個六角鋼塊的零點棧板。機器人夾具將鋼塊夾起並精確插入主軸,工具機的門關閉後便開始加工螺栓本體。之後,協作機器人取下加工完成的螺栓,並以毫米級的精度放回棧板上,然後夾起下一個鋼塊。
MAIROFlex iisy 用於螺栓生產過程。

MAIROFlex iisy 實現自動化過程

協作機器人替工具機上下料——成本效率高且易於操作。

工具機上下料:是人員手動,还是使用協作機器人?

手動機器上下料是一項重複性、耗費體力且容易出錯的工作。為了能夠讓技術人員將他們的專業能力適當發揮在高度複雜且體力負荷較低的任務上,如今經常會採用協作機器人來執行工具機上下料的工作。
機器人的叉架上放置插有 96 個六角鋼塊的零點棧板。

MAIROTEC 使用 KUKA 的自動化解決方案

來自圖林根邦伊爾梅瑙的 KUKA 系統合作夥伴專門從事自動化解決方案的產品和軟體開發。創辦人暨總經理 Andreas Mathes 是一位訓練有素的機械工程專業人員,深知實際製造和廠房中的要求,並且對機器人技術的多元可能性充滿熱情。MAIROTEC 以尖端領域的全線解決方案為基礎。「這就是為什麼我是 KUKA 的忠實粉絲,」Mathes 承認道。
Andreas Mathes,MAIROTEC 創辦人暨總經理
他很快意識到,自動化和機器人技術不僅僅只是大規模工業生產中複雜且昂貴的機器人解決方案。「特別是在中型企業和手工藝產業中有許多重複性的工作步驟,因此對自動化的需求正在不斷增加,」Mathes 表示:「首先需要的是一個專屬的高度靈活解決方案,而且任何人都能負擔得起。」這也是對技術工人日益短缺的因應措施。「機器人不會搶走工作機會,相反地,它們能夠順利啟動或維持那些勞動力市場上越來越少勞動力能夠執行的生產過程。」

協作機器人上下料的優點

利用協作機器人進行工具機上下料,將可以提高效率、提高產品品質,進而最終獲得更強大的競爭地位。
  • 零錯誤

    機器人進料和卸料可將錯誤減至最低,確保物料連續地快速運向工具機。 
  • 靈活

    協作機器人極為精準一致地放置工件,並且與人員安全合作,因此能夠完美地整合到生產過程中。
  • 高效

    由於機器人在替工具機上下料時完全不需要休息或換班,因此以長遠角度來看,可以降低勞動力成本
  • 更具可升級性

    隨著需求量不斷增長,可以輕鬆增加輕型機器人的數量,無需大範圍改變結構。

靈活、減輕人員負擔:自動化工具機上下料為公司帶來更多機會

Mathes 將替車床裝卸鋼製螺栓的工作交到 MAIROFlex iisy 的「手」中——必要時還可以要求它每周工作 24 小時。因此,公司可以將單調的工具機裝卸任務完全自動化,讓員工去執行要求更高、更有趣多元的任務。協作機器人對周圍環境反應靈敏,因此可以輕鬆整合到工具機上下料過程中。
MAIROFlex iisy 減輕員工的負擔

快速切換至不同任務

MAIROFlex iisy 的設計適合用於各式各樣的任務。模組化自動化工作單元可以在契約生產中承擔各種任務,例如自動化工具機上下料、撿放任務和搬運等應用領域。此外,機器人也可以應用於包裝和測試領域。

「這款機器人易於搬運,可以用托板車輕鬆地移到另一個已經「示教」的工位。」Mathes 表示。透過整合在地面的零點夾緊系統,工作單元精確地定位在新工序事先已程式設定的位置。「如此一來,可以非常快速地從車床『遷移』到成品螺栓包裝位置。」Mathes 解釋道。
協作機器人的新任務程式設計非常直覺化。

除了上下料之外,還有更多功能:融入可以想像到的各種環境

LBR iisy 的工業級驅動系統是 MAIROFlex iisy 的重要基礎。「它符合所有重要的工業標準功能,例如現場通訊協議、數位 I/O、安全性等等。因此我們可以輕鬆地將自動化工作單元整合到客戶現有的任何系統中。」MAIROTEC 總經理說道:

「LBR iisy 的軸轉速度極高,幾乎與傳統工業機器人一樣快。」KUKA 產品架構師 Johannes Landherr 強調。叉架高度可調節設計,旨在創造各種工作環境。另提供多種工具,可供裝配自動化工作單元。「模組化自動化工作單元是依據使用者的需求而設計的,而不是要使用者來適應機器。」Andreas Mathes 強調。

LBR iisy 明顯從傳統協作機器人中脫穎而出,能夠以更強勁的扭矩和更高的速度運行。

Johannes Landherr,KUKA 產品架構師
高扭矩和高速使 LBR iisy 成為工具機上下料的理想解決方案。

輕型機器人工具機上下料——所有負載能力、作用範圍和加工力

新機型進一步擴大了協作機器人的應用範圍。LBR iisy 系列(3、11 和 15 公斤)日前新增了負載分別為 6 公斤和 8 公斤的協作機器人。這不僅擴大了負載和作用範圍,此外,還可以施加更高的加工力(即加工過程產生的力量,例如在組裝應用中),以及獲得更好的 IP 防護等級。「借助廣泛的機種性能,LBR iisy 機器人能夠無縫融入變化多端的客制化商品製造環境中——即使生產批量僅為 1。自動化入門從未如此輕鬆簡單。」Johannes Landherr 說道。

機器人所有六個軸都配備靈敏的關節扭矩感測器,且作用範圍廣達 1,300 公釐,涵蓋絕大多數應用。我們可以在 MAIROFlex iisy 上安裝任何負載能力(從 3 公斤到 15 公斤)的 KUKA 協作機器人,完全因應客戶的需求。

Andreas Mathes,MAIROTEC 總經理

「操作起來真的非常『easy』」:靈活裝卸工具機

KUKA 的 LBR iisy 技術概念為自動化工作單元的優異靈活性奠定了穩固基礎。「協作機器人名副其實,操作起來真的非常『easy』,」Johannes Landherr 說:「直覺化操作,不需特別研讀相關知識就可以快速高效地使用。」基於 iiQKA.OS 作業系統,只需手動引導即可輕鬆完成任務的「示教」。操作設備 smartPAD pro 讓其他程式設計變得像使用智慧型手機一樣簡單。此外,LBR iisy 內建電纜導管和管線包,可使得工具更換快速而簡單。

安全自動化:協作機器人在防護區域內替工具機上下料

「我們不使用圍籬,而是為我們的自動化工作單元採用了 Inxpect 公司的 360 度雷達區,就像一個隱形的安全球體一樣包圍著 MAIROFlex iisy。」Andreas Mathes 解釋道,同時指著安裝在外殼中閃爍藍光的感測器狀態燈。「這套系統非常敏感,甚至會對眨眼或呼吸做出反應。」
透過設置防護區域,專業人員可以安全地在機器人系統旁邊工作。
「如果安全區內有實體移動,自動化工作單元會立即降低速度或完全停止,直到物體離開軌跡後才會重新啟動。」智慧雷達系統會將防護區內的機械臂動作歸類為不影響作業的動作。

協作機器人將自動化提升至全新水準

工具機上下料的整個過程也可以完全自主進行。在供應物料時,自走車 KMP 600-S diffDrive 會在取料站、自動化工作單元和精密加工站之間幾乎無聲地來回穿梭。「這已經是自動化的下一個階段,」Andreas Mathes 臉上帶著微笑說道。他想分享這份熱情:「手工藝業者和組裝公司、包裝公司、技術服務業者、實驗室和醫院、大型餐飲場所——自動化工作單元 MAIROFlex iisy 幾乎可以用在所有場合,甚至是操作咖啡機。這就是自動化的真正樂趣所在。」

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