Robot potrebuje nielen ruky, ale aj „nohy“

Nemecko patrí medzi svetových lídrov v automatizácii i v zavádzaní prvkov Priemyslu 4.0 a riešenia tamojších firiem predstavujú špičku vo svete strojárstva. Príkladom v úvode spomenutého trendu môže byť najnovší systém výrobcu strojárskej techniky ARBURG, ktorý vyvinul plne automatizovanú, počítačovo kompletne sieťovo prepojenú výrobnú linku. Umožňuje podľa želania zákazníka priamo vo výrobe individualizovať sériovo vyrábané produkty vstrekovaného liatia.

Na tento účel nanáša freeformer, aditívny výrobný systém firmy ARBURG, individuálne nápisy a symboly z plastu na výrobok, napríklad na nožnice, a tak z neho vytvára unikát. Využíva pritom inovatívny robot KUKA LBR iiwa (Intelligent Industrial Work Assistent), celosvetovo prvý sériovo vyrábaný citlivý robot ľahkej konštrukcie pre priemysel, ktorý môže spolupracovať bez ochranného priestoru s človekom. Robot prepája vstrekované liatie s aditívnou výrobou, pričom pri počítačovom sieťovom prepojení staníc hrá ústrednú rolu riadiaci počítačový systém ARBURG Leitrechnersystem (ALS).

Celý proces prebieha tak, že individuálna značka zákazníka – objednávateľa sa digitálne zaznamená a uloží na čipovej karte. Karta sa načíta do riadiaceho systému vstrekovacieho stroja a začína sa sériová výroba nožníc s logom klienta. Pri nej sa na čepele z ušľachtilej ocele, vkladané lineárnym robotickým systémom, nastrekujú plastové rukoväte. Každý výrobok má svoj individuálny, laserom vypálený DM kód. Od tejto chvíle sa výrobok samotný stáva nosičom dát a informácií a dostáva svoju vlastnú webovú prezentáciu so všetkými výrobnými a kvalitatívnymi parametrami.

Výrobok sa identifikuje skenerom cez DM kód, čím sa spúšťa ďalší výrobný krok. Nožnice, ktoré sa majú individualizovať špecifickým nápisom zákazníka, robot LBR iiwa odovzdáva na stroj freeformer. Ten komunikuje cez rozhranie Euromap 67 s robotickým systémom a nanáša na rukoväť nožníc nápis ako 3D geometriu z plastu. Potom robot individualizované nožnice znova odoberá z freeformera a posúva ich na záverečnú kontrolu kvality.

Robot KUKA LBR iiwa hrá pri individualizovaní sériovej výroby rozhodujúcu úlohu. Vďaka pohyblivosti v siedmich osiach a ľahkej konštrukcii je mimoriadne pružný a dokáže vstrekované liatie optimálne prepájať s aditívnou výrobou. Minimálna vlastná hmotnosť v spojení s ideálnym pomerom dosahu a nosnosti ho predurčujú pre mimoriadne flexibilné výrobné koncepty. S citlivým senzorovým systémom je robot LBR iiwa navrhnutý pre priamu spoluprácu s jeho ľudskými „kolegami“, môže tiež spoľahlivo manipulovať s citlivými výrobkami a nevyžaduje ochranný priestor. Vďaka tomu môžu kvalifikovaní robotníci v prípade potreby obrobky robotovi aj priamo odovzdávať, čo robí výrobu ešte pružnejšou a minimalizuje potrebu miesta.

Ďalšia výhoda malého robota LBR iiwa spočíva v tom, že sa do výrobných liniek môže začleniť v dvoch variantoch: ako stacionárny robot na úseku predprípravy a na pojazdnej plošine ako KMR iiwa v priebehu výroby na osadzovacej linke. Pri stacionárnom nasadení na osadzovacej linke SMT na úseku predprípravy sa musia výmenné stoly zásobovať rolami súčiastok, ktoré LBR iiwa odoberá a odkladá v správnom poradí do vozíka na súčiastky. Druhá, mobilná aplikácia zasa dodáva vybraný materiál, ktorý sa má práve použiť, v správnom poradí a na správnom mieste. Samozrejme, výber a poradie dodávania súčiastok riadi počítač. Pre ľudí na osadzovacej linke to znamená menej námahy, vyššiu efektivitu a menšiu chybovosť.

Kratšie reakčné časy a vyššia flexibilita prekračujúca plnú automatizáciu: to sú nové požiadavky stále rýchlejšie sa meniacich trhov. Pevné riešenia robotov pritom veľmi rýchlo narážajú na svoje limity. Priemyselná výroba budúcnosti potrebuje nové, modulárne, všestranné a predovšetkým mobilné koncepcie výroby. Ideálne riešenie je dať schopnému robotovi „nohy“, umožňiť mu pohybovať sa po výrobnom priestore, aby mohol plniť svoje úlohy tam, kde ho je práve treba. KUKA práve pre takýto koncept ponúka spojenie spomenutého ľahkého a flexibilného robota iiwa s pojazdnou plošinou KMR.

Malý, autonómne sa pohybujúci robot KMR iiwa vyniká neobmedzenými možnosťami prispôsobenia sa. Jeho kolesá Mecanum umožňujú pohyby všetkými smermi, skracujú časy pohybu a znižujú časy nečinnosti vo výrobnom procese. Aj v úzkych priestoroch pritom dosahuje polohovaciu presnosť ±1 mm. Integrovaný laserový skener stráži pracovný priestor, zatiaľ čo integrovaný riadiaci softvér umožňuje spoľahlivý a flexibilný priebeh práce. Zväčšený pracovný priestor otvára celý rad riešení pre úplne nové výrobné koncepty a vzrastajúcu hospodárnosť vo forme klesajúcich nákladov na logistiku v logistickom manažmente.

Tak poloha, ako aj počet inštalovaných robotov je variabilný, rovnako ako ich nosnosť škálovateľná až do 400 kilogramov. Robot KUKA LBR iiwa s ľahkou konštrukciou je inteligentný priemyselný pomocník pre výrobné procesy budúcnosti, ktorý umožňuje bezpečnú spoluprácu človeka a robota (MRK). V súčinnosti s bezpečne sa pohybujúcou plošinou umožní realizovať rôzne stupne automatizácie v rámci jednej linky. Práce sa tak môžu automatizovať aj čiastočne, čo pomôže pracovníkom na ergonomicky nepriaznivých pracoviskách, a po prvýkrát tiež umožní využiť výkonnosť robotov v internej logistike a skladovom hospodárstve.

Kombinácia osvedčených robotov a mobilných platforiem sa však nebmedzuje iba na malé roboty spolupracujúce s človekom, riešenia sú dnes už k dispozícii prakticky pre akýkoľvek typ výroby. Poloha a počet namontovaných robotov na mobilných platformách sú pritom premenlivé rovnako ako veľkosť a zaťaženie plošiny, vďaka čomu je možné napríklad na plošinách KMR QUANTEC využívať roboty s nosnosťou od 60 až do viac ako 1000 kilogramov. Na plošinu KMR QUANTEC je tiež možné umiestniť uchopovacie zariadenia, nástroje a špeciálne agregáty a napájať ich prúdom.

S využitím všesmerovej techniky kolies vozidlá KMR QUANTEC manévrujú aj v tých najtesnejších priestoroch a bezpečne sa presúvajú do požadovanej polohy s obdivuhodnou presnosťou ±5 mm bez ohľadu na to, či na miesto použitia prešli 5 alebo 150 metrov. Účinnosť a spoľahlivost robotiky KUKA sa dá s vozidlami KMR QUANTEC po prvý krát využiť aj pri spracovaní väčších konštrukčných súčiastok.

Vďaka laserovému skeneru snímajúcemu okolie, integrovanému softvéru pre riadenie a pre navigáciu a pohyb, sa mobilné platformy pohybujú autonómne a pritom absolútne bezpečne a bezkolízne. Sú vybavené sebestačným prívodom elektrickej energie alebo vysokovýkonnými akumulátormi a priemyselnou bezdrôtovou technológiou WLAN, takže nie sú závislé od limitujúcich pripojení a umožňujú bezpečnú kontrolu robota.