Il mondo dei robot

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kukaCon innumerevoli varianti, versioni e opzioni di sviluppo, KUKA Roboter offre la più ampia gamma di applicazioni per qualunque esigenza produttiva attuale e futura. Nei centri di produzione, KUKA utilizza un sistema totalmente basato sulla robotica per produrre 14 diversi componenti destinati all’assemblaggio dei propri robot KUKA.

KUKA Roboter, la cui sede principale si trova ad Augusta, in Germania, è uno dei leader mondiali nello sviluppo, produzione e vendita di robot industriali, controller e software. La storia del marchio tedesco risale a oltre 40 anni fa, quando, nel 1973, sviluppa il primo robot industriale a sei assi azionati da un motore elettrico, il Famulus. Poco più di vent’anni dopo, nel 1996, KUKA Robotics compie un vero e proprio salto di qualità nello sviluppo dei robot industriali, presentandosi sul mercato mondiale con il primo sistema di controllo KUKA basato su PC e inaugurando, in questo modo, una rivoluzione meccatronica caratterizzata dall’accurata interazione tra software, sistema di controllo e meccanica.

L’azienda, oggi, basa la produzione dei propri robot sul medesimo principio di automazione robotica: basti pensare che la recente trasformazione del proprio padiglione 10 in officina robotica ha portato a un aumento medio della produttività di oltre il 15%. In una superficie di circa 3000 metri quadrati, il reparto lavorazioni qui ospitato produce componenti che vengono utilizzati per l’assemblaggio di altri robot KUKA, suddivisi nelle varie serie. Dal 2013, infatti, macchine utensili della DMG Mori, in particolare la Sprint 65-3 e la CTX beta 1250 TC-4, fabbricano ben 14 componenti che vengono poi assemblati nell’adiacente reparto di montaggio dei robot. Questa soluzione è stata scelta per l’alto grado di flessibilità che consente di produrre a ciclo pressoché continuo anche in spazi di ridotte dimensioni. L’utilizzo, poi, del sistema di movimentazione KS CycleMove di KUKA e l’ottimizzazione dell’allineamento dei componenti consentono un’autonomia massima, in assenza di personale, di circa otto ore, rendendo i centri di produzione ancora più flessibili ed efficienti.

Dal materiale grezzo al pezzo finito

Durante il ciclo di lavorazione, ogni macchina utensile viene caricata e scaricata da un robot KR 150 R2700 extra, della serie KUKA KR QUANTEC. Questi robot, caratterizzati dalla massima versatilità e flessibilità, pur consentendo basse spese d’investimento, sono più snelli, più compatti e più robusti. La riduzione della massa spostata permette a questi «tuttofare» di raggiungere i più alti livelli di precisione, resa, efficienza energetica e disponibilità. Questo modello presenta un peso ridotto di 160 kg rispetto ai robot della sua categoria, pur mantenendo invariati portata e raggio d’azione. Infatti la portata massima del robot, che lavora lungo sei assi, è di circa 3000 millimetri, e consente di raggiungere tutte le stazioni di lavoro senza alcuno sforzo. Allo stesso tempo, il peso del robot è inferiore del 13% rispetto a quello del modello precedente, garantendo la massima efficienza energetica e maggiori prestazioni dinamiche. I compiti del robot all’interno dell’area di lavoro sono molteplici: dopo un controllo effettuato attraverso sensori, il robot a sei assi utilizza una pinza elettromeccanica, adattata agli specifici utensili, per rimuovere i pezzi in lavorazione dal carrello, immesso nell’area di lavoro tramite i convogliatori del sistema KS CycleMove. Quando la lavorazione del pezzo è terminata, il robot rimuove il componente finito e lo colloca su un pallet adiacente, già pronto per il trasporto. Un controllo di qualità viene eseguito a intervalli regolari. Per questo, il KR QUANTEC rilascia il componente in un apposito cassetto di scarico in modo che il controllo possa essere effettuato manualmente dall’esterno dell’area di lavoro.

Le macchine utensili in dettaglio

Mentre il sistema Sprint – un tornio automatico della DMG Mori – produce in pochi minuti i vari componenti del robot, l’adiacente macchina CTX per tornitura e fresatura automatica esegue lavorazioni sui singoli pezzi, con un tempo di circa 30 minuti per ciclo. In totale, attualmente, vengono fabbricati 14 componenti, di cui sette attraverso la serie Sprint, spaziando da un perno di diametro da 55 millimetri, che andrà a equipaggiare i robot della serie KR QUANTEC, a una flangia di diametro da 120 millimetri, realizzato per i robot pesanti della serie KR FORTEC. Anche la CTX produce sette componenti, lavorando pezzi per la realizzazione, per esempio, di alloggiamenti per ingranaggi delle serie KR AGILUS e KR QUANTEC, con diametri che vanno da 95 a 246 millimetri. Con l’aiuto di diversi nastri trasportatori, le varie macchine sono in grado di operare autonomamente su tre differenti linee.

Il robot KS CycleMove

Ogni volta che una sezione orizzontale del pallet è stata completata e il contenitore totalmente riempito con i componenti lavorati, il robot a sei assi KS CycleMove aggancia un particolare strumento, attraverso il quale è in grado di prelevare un altro contenitore, da una paletta adiacente, per poggiarlo sullo strato di pezzi finiti. Tutti i contenitori che viaggiano sui nastri trasportatori sono gestiti dal robot: una volta vuotati, infatti, è la stessa macchina a immetterli sul nastro trasportatore di ritorno. «Siamo estremamente soddisfatti dei sistemi robotici implementati nei nostri centri di produzione. La realizzazione in-house di componenti di alta qualità, a prezzi assolutamente competitivi, rappresenta un vantaggio enorme per la nostra azienda», afferma con grande soddisfazione Florian Hofmann, Responsabile delle Operazioni Meccaniche.

I vantaggi dell’automazione

Flessibilità è la parola chiave sulla quale KUKA Roboter ha concentrato la propria produzione. L’elevato numero di differenti componenti da produrre e la necessità di un adattamento dimensionale dei lotti, dipendente dalle quantità variabili richieste nell’assemblaggio dei robot, hanno spinto KUKA Roboter a perseguire una filosofia fortemente personalizzata sulle proprie esigenze. Tali caratteristiche si trasformano in reali vantaggi solo attraverso l’automazione robotica. Grazie a una visione progettuale globale e lungimirante, entrambe le macchine utensili adottate sono già attrezzate per la produzione di ulteriori parti della gamma KUKA, se necessario. Ne consegue che, il programma di produzione è fortemente ottimizzato alle esigenze del reparto di montaggio, riducendo al minimo il lavoro di commutazione delle macchine, che richiede operazioni necessarie come, per esempio, la sostituzione delle ganasce. L’uso del robot KS CycleMove, inoltre, permette di allineare i componenti e di ottimizzare il tempo di esecuzione, anche in assenza dell’operatore. Inoltre, il sistema di avanzamento utilizza la forza di gravità per il trasporto dei pezzi, evitando quindi l’azionamento di dispositivi elettrici e favorendo, quindi, un grande risparmio economico per l’azienda. «L’automazione dei laboratori ci ha permesso di aumentare la produttività in modo significativo», afferma Andreas Schuhbauer, Market Segment Manager per l’automazione delle macchine utensili in KUKA, sottolineando il grande vantaggio dell’automazione robotica. E aggiunge: «Siamo riusciti in parte a ridurre i costi, ma anche ad aumentare le ore lavoro dei singoli centri di produzione, senza la necessità di ricorrere a risorse aggiuntive».

 

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