每年有超過80,000塊電梯門板由慕尼黑的Meiller Aufzugtüren工廠生產(chǎn),并且門板的尺寸無限變化多樣,這對于生產(chǎn)則意味著必須處理特小的批次尺寸和無限的不同變化產(chǎn)品,鑒于這些因素的存在,就必須開發(fā)出能毫無問題應(yīng)對所涉及要求的挑戰(zhàn)的生產(chǎn)系統(tǒng)。
工廠負責(zé)人Klaus Schafranietz使用具有很高的自動化程度但并不是完全自動化的智能系統(tǒng)來完成生產(chǎn)任務(wù):
“由于我們堅定地相信我們寬廣的生產(chǎn)范圍將超出完全自動化系統(tǒng)的能力,并且這將負面影響再加工時間,所以我們將直接采用混合系統(tǒng)。組合使用機器人輔助操作和手動操作已經(jīng)被證明是高度有效的,每周可生產(chǎn)大約1,500塊門板!
無可否認地——這工作分項分配有些不均勻,操作員的工作僅限于金屬板和型材的載入以及零件的夾持,而庫卡的兩臺KR 150 R3300 prime K型工業(yè)機器人執(zhí)行所有必須生產(chǎn)步驟:凸焊、點焊、裝卸、沖壓、成型和最終的放置。
當(dāng)置換平臺一側(cè)的操作員正忙于裝載和夾持時,另一側(cè)已開始其工作:第一步,兩臺KR QUANTEC PRIME機器人啟動所需的焊接,安裝在為獲得最大可達距離的底座上以及配備有專用焊槍1號機器人實施凸焊,此工藝提供了決定性的優(yōu)勢,即可一次性執(zhí)行兩次焊接:這樣,KR QUANTEC PRIME就能將外部殼體的頂部和底部同時與外導(dǎo)軌相連接。
而安裝在底座上的2號機器人同時將開放的U型導(dǎo)軌點焊到門板的底面上,此過程所花的時間比凸焊短,因此當(dāng)1號機器人仍然在焊接時,2號機器人就已經(jīng)利用Stäubli Connectors公司的刀具自動切換系統(tǒng)將其焊槍切換為真空機械爪,從而轉(zhuǎn)變?yōu)檠b卸專家。
一旦完成所有凸焊焊縫,則2號機器人就會抓取門板并將其移動到?jīng)_壓站,在此處將各排孔洞沖壓到門板中。Klaus Schafraniet總結(jié)了這里重要的一些因素:“門的下導(dǎo)向件隨后將被轉(zhuǎn)入沖孔中,而這里所需的精度為2/10mm,將門板定位在沖孔機上的機器人就專門負責(zé)確保達到這一精度。
我們的KR QUANTEC PRIME機器人能快速、可靠和以最高精度完成此工作——盡管所要求的精度非常高,我們在此工作站處沒有出現(xiàn)任何廢品!痹跊_壓之后,機器人將門板移動到壓力機處,此壓力機將在某一角凸出的金屬板部分稍微壓縮,以排除掉導(dǎo)致傷害的可能。
當(dāng)將門板放置于托盤上后,機器人的工作就結(jié)束了,在這一階段門板可直接安裝而不需要進一步的重新加工。此機器人系統(tǒng)可生產(chǎn)長度最大為3,500mm以及重量約為90kg的門板。得益于其最高為150kg的裝載能力以及3301mm的可達距離,搬運超大尺寸的門板對于KR QUANTEC PRIME機器人來說都不是問題。
“利用新的系統(tǒng),我們不僅可以達到最高的靈活性,而且還設(shè)置了生產(chǎn)質(zhì)量的基準。KR QUANTEC PRIME焊接機器人以及使用的焊接工程技術(shù)確保完美焊縫以及精確確定的能量輸入,門板在焊接過程中溫度只會稍微升高,我們幾乎不再遇到任何熱變形、形變或旋轉(zhuǎn)偏差,”Schafranietz總結(jié)道。
為了應(yīng)對生產(chǎn)工程方面的無限變化,Meiller Aufzugtüren公司一貫使用具有各種參數(shù)設(shè)置的切削加工方案。當(dāng)系統(tǒng)啟動時,操作員只需要選擇好材料——不銹鋼、鍍鋅鋼或熱浸鍍鋅鋼——以及門板的長度和寬度。而使用了機器人控制器的情況就相當(dāng)不同。
KR C4不僅計算機器人動作,包括碰撞監(jiān)測,而且還計算出每個點焊縫的參數(shù)和位置、所需的沖孔操作的次數(shù)和位置以及夾具的位置,而對每個門板所有這些操作都不斷的重復(fù)執(zhí)行。
KUKA KR C4機器人因有著高級性能而在此任務(wù)方面令人印象深刻。此高性能控制器能輕易處理大量不同的方案以及各種復(fù)雜的控制任務(wù)。因此,PLC中不會存儲任何參數(shù),而是將參數(shù)保存在機器人控制器中。
西門子的PLC以及其基于WinCC的可視化系統(tǒng)只用于數(shù)據(jù)輸入、狀態(tài)指示以及置換平臺、沖孔機和壓力機等外圍設(shè)備的控制。
總之,此系統(tǒng)不僅能提供令人印象深刻的靈活性、質(zhì)量和操作便捷性,而且由于采用了庫卡的現(xiàn)代機器人還提供了出色的經(jīng)濟性,而這一點正是Klaus Schafranietz感到特別滿意的地方:“利用新的機器人單元,我們能為每個可直接安裝的門板實現(xiàn)90s的周期時間。與老的龍門系統(tǒng)相比,這相當(dāng)于令人難以置信的300%的增長。”