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庫卡機器人（上海）有限公司

1　項目介紹

Possehl電子公司為汽車行業(yè)開發(fā)并生產(chǎn)高度復(fù)雜的電子-機械零部件，對準確度的要求非常高，其加工工藝包括沖壓、表面電鍍和注塑成型以及相關(guān)的自動化解決方案。從2013年起，Possehl公司就使用自動化解決方案在三條生產(chǎn)線上為一些著名的汽車廠商生產(chǎn)不同類型的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的控制箱。在該集團首要的生產(chǎn)工廠尼分工廠里，有25臺KUKA機器人使用特殊設(shè)計的抓手以0.1mm水平的精度將沖壓件插入到注塑成型機中，且該生產(chǎn)循環(huán)時間特別短。

fpt集團自從1982年組建以來始終堅持“將未來理念融入技術(shù)當中”的核心理念。其核心業(yè)務(wù)之一是規(guī)模化生產(chǎn)中注塑成型領(lǐng)域和金屬切削領(lǐng)域的自動化解決方案。為滿足Possehl電子公司的高精度要求，其選擇將KUKA機器人整合到fpt開發(fā)的使用者界面。

fpt集團的總經(jīng)理Harald Glass談到：“KUKA作為我們的系統(tǒng)合作商，始終致力于為客戶開發(fā)以機器人為基礎(chǔ)的解決方案。機器人抓手的相關(guān)技術(shù)完全是在機構(gòu)內(nèi)部開發(fā)的，由于控制平臺上整合了由fpt開發(fā)的使用者界面，Glass堅信KUKA不僅僅能為系統(tǒng)使用者提供先進的控制理念，而且還能夠根據(jù)不同的系統(tǒng)實施量身定制的修改。”他表示，這些標準對于復(fù)雜系統(tǒng)的實踐極其重要。

2　解決方案

2.1　單個加工循環(huán)時間短

Possehl公司的目標是，不僅要能夠以可靠穩(wěn)定的方式加工各式各樣的部件，還要協(xié)調(diào)眾多的生產(chǎn)過程，將單個加工的生產(chǎn)循環(huán)時間降到最低。要達成這后兩項目標，對于可靠性和質(zhì)量的要求都是非常高的。“對于機器人運動學(xué)來說，我們對靈活性的要求意味著只有多關(guān)節(jié)型的機器人才能納入我們的考慮范圍。”Glass說。此外，要想與注塑成型機的操作和編程界面能夠兼容的唯一方法就是將KUKA機器人整合到fpt公司的操作者界面中。“當時，我們的任務(wù)是將機器人的操作精度控制在0.1mm之內(nèi)，這才能達到我們的精確度要求。”Glass回憶說。

2.2　多個機器人之間完美配合

在Possehl的尼分工廠里，一共有25臺機器人在3條生產(chǎn)線上以穩(wěn)定且精確的方式工作。包括KRAGILUS系列的一些小型機器人，一臺KR5電弧焊機器人和KUKA的另外幾臺中等載重量型號的機器人。這三條生產(chǎn)線的工作內(nèi)容是相似的。“托盤疊摞在導(dǎo)線架上，通過傳送帶被運送到機器人單元當中。”該公司主管沖壓、注塑成型和自動化技術(shù)的工業(yè)工程負責人Robert Tesch對我們介紹說。

一臺KUKA KR5型電弧焊機器人將最頂端的托盤拿掉并將其放入特制的框架中。該機器人會將空托盤收起并放置在向外傳送的傳送帶上。之后，一臺KUKA KR6 R900型機器人會將導(dǎo)線架放置到旋轉(zhuǎn)工作臺上的沖壓模具中，該工作臺有四個沖壓工具，用該工具將導(dǎo)線架上的小車連接銷解開。四臺屬于KRAGILUS系列的KUKA KR6 R900型機器人開始工作，每一臺移除五個小車連接器，三個傳感器銷，并從沖壓工具上移除2個電池連接銷并將它們放在兩個移動滑塊上，這就是準備過程與注塑成型過程的分界點。一臺屬于KUKA中等負載型號的機器人承擔裝載注塑成型機的任務(wù)。“這臺機器人和KR6 R900型的機器人是這套系統(tǒng)的核心。”Tesch解釋說。

這些機器人工作的同步性非常優(yōu)越，也極其精確，這樣才能保證52個沖壓件都能在最短的生產(chǎn)循環(huán)時間內(nèi)被放置到注塑成型機中，而且達到0.1 mm水平的動作精度。一臺KUKA中等負載型號的機器人使用其特殊設(shè)計的抓手將準備好的原材料從移動滑塊上抓出，一次抓取四個，并將其放置到模具中，在模具中將其加工成所需的具有技術(shù)含量的塑料部件。這時，該機器人將已完成的鑄件拿下放到傳送站內(nèi)，這里有一個小型的KUKA機器人將這些鑄件集中起來放置到一個圓型工作臺上的托盤中，以便進行分揀工序前的最終檢驗。

3　效益分析

“這套解決方案非常顯著地增加了產(chǎn)能。”Tesch興奮地說。在Possehl電子公司位于尼分的工廠里，大家正使用這些系統(tǒng)和生產(chǎn)理念指導(dǎo)工作，努力將高標準要求和可靠的自動化理念落實到系列生產(chǎn)實踐中，由此降低系統(tǒng)成本并縮短生產(chǎn)時間，只有如此才能夠為顧客開發(fā)出有競爭力的生產(chǎn)理念，并使得德國工廠成為在全球范圍內(nèi)具備盈利能力的生產(chǎn)現(xiàn)場。“因為我們已經(jīng)有了成功的經(jīng)驗，我們將要引入KUKA的六軸機器人，并充分利用現(xiàn)有的機器人的能力為下一代生產(chǎn)線服務(wù)。” Tesch解釋說。

摘自《自動化博覽》2017年8月刊