机器人自动处理金属板材部件

作者:Sebastian Schuster 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2018-10-12
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作为德国南部的一家厨房用具制造商,我公司采用工业机器人去除各类金属板材部件上的毛刺。机器人可执行多种任务,比如取出、定位、配合打磨机工作以及堆垛。

处理标准枯燥的过程是机器人的主要能力之一。通过不断创新和技术发展,机器人开始能够处理各种复杂任务。尽管如此,在金属行业,基于机器人的自动化水平尚且一般。有些公司会选择回避这个问题,害怕出现端口问题,公司的工人也缺乏机器人编程知识。

采用KukaVisionTech软件,完成组件加工后,Kuka机器人能够自动进行检测
采用KukaVisionTech软件,完成组件加工后,Kuka机器人能够自动进行检测

全自动化机器人应用

德国南部一家厨房用具制造商就遇到过类似问题。Kirchner Solutions GmbH安装了一套全自动化机器人:KukaKR 120 R3900 ultra K机器人,能够自动将金属板材部件送入打磨机内除去毛刺。完成后,机器人会自动将金属板材部件从输出传送带上取下来,然后放在货盘上。Kirchner Konstruktionen GmbH项目经理大卫·赫斯说道:“自从引入了Kuka机器人,制造商提供了所有后续服务。Kuka是一家领先的自动化解决方案供应商,可以提前避免很多实际问题”。这点为自动化的成功奠定了坚持的基础。

这家公司位于巴登-符腾堡州魏因加滕,专门从事汽车行业和机器制造行业复杂自动化解决方案的规划、施工和调试。本次机器人应用正是 由该公司提供。

根据规范要求,机器人应能够安全处理所有金属板材部件,同时优化过程。自2016年9月安装后,该装置到目前为止尚未出现任何问题。

Kuka机器人正在将板材送入打磨机中
Kuka机器人正在将板材送入打磨机中
完成后,机器人会自动将金属板材部件从输出传送带上取下来,然后放在货盘上
完成后,机器人会自动将金属板材部件从输出传送带上取下来,然后放在货盘上

分六步除去毛刺

为实现装置和机器人的直观高效操作,赫斯和他的团队决定启用Kuka的可视化软件HMI zenon。这款软件能够生成操作员界面,确保一体化配方管理,与其他操作设备和平台的集成以及激活各种预定义功能,比如报警窗口、事件列表或报告。即使对编程知之甚少的人也可以完成这项工作。此外,这款软件能够与PLC配合进行编程,以PLC作为装置控制器,从而减少调试所需的时间和成本。Kula使用步骤分为6步。第一步,HMI zenon通知金属板材部件所在的控制系统。第二部,激活Kuka摄像头。第三步,VisionTech执行检查,确认组件位置是否正确。一切准备就绪后,机器人将通过吸爪抓取堆垛的组件。第四步,KR Quan- tec ultra将金属板材部件放在机床的输入传送带上。Kuka软件的Convey-或Tech功能可保证组件在传送带上平稳移动。随着生产和传送带移动,程序将自动调整机器人的动作。可同时对多个组件进行监控,并将其放在传送带上。机器去除金属板材部件上的毛刺后,机器人开始执行第五步。第二个摄像头检测到组件已弹出到输出传送带上。机器人横向移动至相应输出工位,抓取组件。该部分的工作采用Kuka.Vision Tech 和Kuka.Conveyor Tech技术服务包完成。第六步,也是最后一步,重型机器人将组件堆垛在货盘上。放置点可按照需要编程设计。

KukaKR 120 R3900 ultra K 机器人能够自动将金属板材部件送入打磨机内除去毛刺打磨机内去除毛刺
KukaKR 120 R3900 ultra K 机器人能够自动将金属板材部件送入打磨机内除去毛刺打磨机内去除毛刺

未来会遇到的挑战

在回顾整个过程时,赫斯告诉我们:“整个装置需要在4周内完成。接下来就是初步测试阶段。”部分高速结构在奥格斯堡的Kuka公司完成,比如单个子部分的高级测试,如Kuka.Vision Tech集成。此外,离线编程也节约了不少时间。最大的挑战是检测300种不同的钣金材料。为了确保这一过程顺利进行,我们专门制定了教学计划。在手动操作期间,对每种金属板材的机器人处理进行了授课并归档。此外,金属板材可能粘附在一起也是我们需要解决的危险之一。机器人上安装的吸垫通过独特的方式抓取金属板材,类似将其剥落一样,从而避免出现双金属板材情况。此外,每次抓取时也会注意检查是否存在类似现象。

机器人通过吸爪抓取堆垛的组件
机器人通过吸爪抓取堆垛的组件

这款装置支持三种操作模式:全自动和半自动(其他两款变体)。半自动模式下,工人需要将金属板材送入机床内或者对处理后的金属板材进行分级。由于这个环节要求工人进入机器人的工作空间,所以,制定了相应的安全措施。工人负责比较坐标位置,Kuka安全操作软件负责人机之间的安全高效配合。“这款装置的自动化功能达到了我们的预期标准。客户通过这款装置进行过程优化,加工各种组件以及提高产品质量”,赫斯总结道。装置成功投入使用后,公司又收到了Kirchner Konstruktionen GmbH的类似装置订单。

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