人机协作实现了曲轴箱质检
宝马集团兰茨胡特工厂拥有世界闻名的轻金属铸造车间。无论是三缸、四缸,还是六缸发动机,在这里都将为宝马旗下的所有车型制造曲轴箱。然而,曲轴箱的质检过程无法实现完全自动化,仍需要员工进行专业的检查。
为此,宝马***终选择了一台可直接实现人机协作的设备。MRK-Systeme 公司受托负责具体的实施工作。MRK-Systeme GmbH 公司运营部门负责人 Michael Mohre 表示:“人机协作以符合人体工学的设计让宝马的员工减轻了负担”。
在这一年半的时间里,兰茨胡特工厂在生产线上一直采用两套相同的应用,并分别配有一台 KR 210 R2900 prime K 型 KR QUANTEC 系列库卡机器人(架装式结构)。在这两套应用中,各有一名工作人员通过操纵杆控制机器人的动作,以便用较为舒适的姿势检查工件是否存在缺陷。
机器人为检验过程提供支持
所有制成的曲轴箱通过输送带被运送至工作区。根据其结构型式,叠加的机器人控制系统选择用于操作机器人运动的相应程序。
工人借助操纵杆控制机器人的运动。在操作过程中,机器人沿着规定的轨迹移动至曲轴箱,闭合抓具将工件抓住并递给工人,然后工人用冷光灯检查曲轴箱是否有缺陷。
在此期间,机器人将重约 30 kg 的工件稳定保持在适合工人操作的高度。检验过程结束后,工人将机器人连同曲轴箱驶回输送带,再将曲轴箱放下。按下按钮即结束了这一人机对话的检验过程,工作人员可以按照检验结果记录工件合格与否。
计划拆除现有设备
这两套设备自 2015 年起就已成功地投入运行。在此期间,Mohre 及其同事一直致力于设备的扩展。他们未来还将另外设立两台用于质检的试验台。
STELA可自主生产和焊接重要组件
干燥设备的核心是巨大的风机。为了使谷物、玉米、木材或再生塑料等物料保持高品质且易于储存,风机使热空气流动起来,以去其中的水分。此外,它还为进一步加工创造了前提条件。干燥机中的风机叶轮直径可达1.60米,重达半吨。当这样一个庞然大物被加速到3000转/分时,所有组装的、高度坚固的部件的***工艺是***必要的。
“STELA 的特点是高度的垂直整合”,总经理 Thomas Laxhuber 强调说,“为了继续生产世界***的干燥技术,我们希望尽可能自主生产机器的重要组件。因为我们认为这是延长设备使用寿命的先决条件。”对于高负载型工件(例如风机叶轮)尤其如此。
以设定精度进行焊接
在焊接车间,STELA的程序员和焊接***Andreas Utz 管理着全新的 cell4_arc 机器人工作站。在其内部,库卡 KR CYBERTECH 机器人有节奏地将传感器控制的割炬引导到风机滚筒上。在定位单元转入单元内部后,智能线性激光器先使用 KUKA.SeamTech Finding 扫描工件并确定割炬的***佳起点,然后便开始了高难度毫米级焊接。整个焊接过程中,机器人始终保持由 KUKA.ArcSense 软件设定的相同精度逐缝焊接。
从24小时到50分钟
Utz笑着说:“有了机器人工作站,之前需要手工焊接一整天的工作现在只需要50分钟就完成了,这同时兼顾了时间和质量。我们如今的焊接量是之前不敢想象的,此外我们还能够随时掌握订单情况。”
难以寻求合适的手工焊接人员
“我们当时压力很大”,Pietsch 回忆道,“当时的订单已满,而且越来越难找到合适的技术人员来从事要求苛刻却又枯燥的焊接工作。”
专为焊接而生的工作站
Sven Pietsch说,“我们在汉诺威的 EUROBLECH 博览会上首次遇到库卡。当时,我们很快就针对焊接大型工件量身定制解决方案进行了探讨。”不久之后,在库卡焊接技术中心,库卡团队深入研究了 STELA 的生产流程,并从各种可用的标准模块中配置了 cell4_arc 机器人单元。该单元是为焊接风机***定制的,并且配有焊接所需的所有硬件和软件。“我们感觉到,在任何时候都要与正确的人和技术打交道”,Thomas Laxhuber 指出。
自动化板材搬运
当一个边缘处理完毕后,“Emma”会抓起板材,放到对面的滚轮输送带上,输送带再将其运回到工作位置进行下一个边缘处理,或是在全部边缘处理过程结束后输送到货车上,再被运送到总装处。除此之外,库卡 KR IONTEC 也负责码放大量同样尺寸的系列部件。
Pabst 说道:“如果没有使用机器人,我们就无法将这套设备放置在我们的生产车间里了”。厂房里没有足够的空间可以容纳一套连续型的滚轮运输系统。“另外使用机器人也有助于大幅度减少静电荷。这种现象很容易因为滚轮改变方向而产生,并且很容易导致板材被碎屑和灰尘弄脏。”
万人迷“Emma”
为什么要给机器人取名叫“Emma”呢?Daniel Joachimmeyer 很乐意解开谜底:“所有人都认为,新同事也要有个名字。我们想了一阵子,***后选中的提议来自我的小儿子,“Emma”是他的好朋友,也是学校的同学。Emma 总是在需要的时刻出现,值得信赖,也很勤奋。这个名字非常合适。公司里所有人都觉得 Emma 很棒。”
而且不仅只有员工们这么认为。“当客户来参观生产过程,他们看到这里有一台机器人时都很惊讶。对他们来说道,Emma 是一个名副其实的大明星”,Joachimmeyer 高兴地说道,“我们自己也非常惊讶。Burnout.kitchen 刻意遵循实践的工业和工坊混合理念,成为了真正的亮点。”
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