KUKA Schwerlastroboter KR FORTEC 360 führt bei Wieland Anlagentechnik 3D-Sägeschnitte aus.

Die Neu-Ulmer Wieland Anlagentechnik GmbH, eine Tochter des Halbfabrikateherstellers Wieland-Werke AG, entwickelt und baut mit 50 Mitarbeitern hochproduktive Sondermaschinen und Fertigungseinrichtungen für die mechanische Bearbeitung nach individuellen Kundenanforderungen.

Durch das modulare Komponentenspektrum der Wieland Anlagentechnik k?nnen komplexe Prozesse strukturiert gegliedert, pr?zise geplant und sicher realisiert werden. So wie in der jüngsten Applikation der Neu-Ulmer: Auf Basis einer Kundenanforderung sollte ein Anlagenkonzept entwickelt werden, indem Kupferprofilstangen, für die Weiterverarbeitung auf Ziehb?nken angespitzt und im Anschluss verfestigt werden. Beim Anspitzen der Kupferstangen kommt ein s?gender KUKA Roboter zum Einsatz.

L?sung für variable Materialst?rke und S?gerichtung gesucht

?Es wurde nach einer L?sung gesucht, um den Vorgang des Anspitzens komplett zu automatisieren“, erkl?rt Andreas Wiedmann, Leiter Entwicklung, Marketing und Vertrieb bei Wieland Anlagentechnik. ?Die Werkstücke k?nnen beim Spannen in der Bearbeitungsposition nicht ausgerichtet, sondern nur fixiert werden. Dies machte es n?tig, die S?geschnitte der r?umlichen Lage des Werksstücks anzupassen, wobei die Materialst?rke wie auch die Richtung des S?geschnittes im Verlauf variieren.“

Gegenüber der vorherigen, halb automatischen L?sung sollte zudem für den Mitarbeiter eine deutliche Ergonomie-Verbesserung stattfinden. ?Um die S?geschnitte frei und unabh?ngig im Raum durchführen zu k?nnen, kam für uns nur die L?sung mit einem Roboter infrage“, so Wiedmann weiter.

Bildverarbeitung zur Werkstückerkennung

Durch die sechs Achsen des Industrieroboters werde eine maximale Flexibilit?t?gegenüber anderen Automatisierungsl?sungen erreicht. Dabei sollte der Roboter?über eine hohe Bahngenauigkeit und einen stabilen, schwingungsarmen Aufbau?verfügen. Aufgrund der anspruchsvollen Anforderungen an die Erkennung der?Kupferwerkstücke waren im Vorfeld Tests n?tig, die in den Versuchslaboren der?KUKA Roboter GmbH durchgeführt wurden. Von der ersten Machbarkeitsstudie bis?hin zur Integrationsunterstützung vor Ort standen der KUKA Engeneeringabteilung?Bildbearbeitungsexperten zur Seite.

Das Bündel aus Profilstangen wird zun?chst zugeführt und mithilfe eines Manipulators vom Bediener vereinzelt. Im Anschluss erfolgen der Quertransport bis zur Position der Spannvorrichtung und die Zuführung in ebendiese durch einen Rollengang. Um die genaue Lage der Kupferprofile zu erkennen, setzt Wieland Anlagentechnik auf das KUKA.VisionTech System, welches am KUKA Roboter angebracht und geführt wird.

Die Daten des Kamerasystems werden an einen Leitrechner übermittelt, über eine Software interpretiert und anschlie?end als 3D-S?gekurve ausgegeben – ein Vorgang, der vor der automatisierten L?sung noch per Hand mittels schriftlicher Markierung erfolgte. Auf Basis von CAD-Daten werden die S?geschnitte festgelegt und an den KUKA Roboter übermittelt. Dieser führt anschlie?end bis zu vier raumorientierte Kurvenschnitte mit der Bands?ge aus.?Im darauf folgenden Arbeitsschritt wird die so entstandene Anspitzseele, ebenfalls r?umlich orientiert, ausgewalzt, um das weiche Kupfer zu verfestigen.?

Kombination von KR FORTEC und KUKA.Visiontech

Um die schwere und ausladende MEBA-Bands?ge (1,35 m Achsabstand und Au?enma?e von über 2,00 m) und die Prozesskr?fte ideal aufnehmen zu k?nnen, entschied man sich bei Wieland Anlagentechnik für den Einsatz eines KUKA Schwerlastroboters aus der KR FORTEC Serie mit 360 kg Traglast. Dieser überzeugt durch die schwingungsarme Bewegung und sichere Führung der S?ge.

Der Name KR FORTEC steht für Kraft und Dynamik – abgeleitet von Force und Forte. Im Vergleich zur Vorg?ngerserie liegen die Vorteile der KR FORTEC Familie auf der Hand. Durch die Umstellung von Riemen- auf Zahnradtechnik entf?llt der j?hrliche Riementausch, das reduziert Wartungskosten. Bei gleicher Traglast und Reichweite konnte KUKA die Achsgeschwindigkeiten im Vergleich zum Vorg?ngermodell um bis zu 18 Prozent steigern. Das reduziert die Taktzeiten signifikant.

Für vereinfachtes Planen und anwenderfreundliches Umrüsten auf den?KR FORTEC sorgen die Anpassung der Bezeichnungen im KUKA Portfolio sowie?die unver?nderten Schnittstellen. Die konsequente Gleichteil-Strategie senkt?Wartungs- und Ersatzteilkosten.?

Zur Erkennung der Bauteile setzt Wieland Anlagentechnik zudem auf das?Funktionspaket KUKA.VisionTech, bestehend aus Software und Kamera.?

KUKA.VisionTech bedient sowohl station?re Kameras als auch solche, die?sich direkt am Roboter befinden. Die ?onBoard“-L?sung funktioniert ohne?separate Rechner-Hardware und reduziert so den Mehraufwand, da die Arbeit?mit einem externen Bildbearbeiter entf?llt.

KUKA.VisionTech baut auf den?Bildbearbeitungsbibliotheken der Firma Cognex auf, dem Weltmarktführer im?Bereich Bildverarbeitung. Die Applikation wird hierbei, ganz KUKA-typisch,?easy-to-use gestaltet.?

Anspitzprozess komplett automatisiert

Durch den Einsatz des Roboters und des KUKA Bilderkennungssystems ist?es Wieland Anlagentechnik nun m?glich geworden, den Anspitzprozess?komplett zu automatisieren.

So erreichen wir nicht nur eine deutlich höhere Wiederholgenauigkeit des Prozesses trotz unterschiedlich orientierter Werkstücke, sondern konnten auch die Ergonomie am Arbeitsplatz verbessern.

Andreas Wiedmann, Leiter Entwicklung, Marketing und Vertrieb bei Wieland Anlagentechnik<br>

Auch die nachgelagerten Schritte, also das Walzen der Anspitzseelen und das anschlie?ende Ziehen der Anspitzseelen durch eine Matrize werden durch die hohe Reproduziergenauigkeit der Werkstücke prozesssicherer. Wieland Anlagentechnik pr?sentiert die neue L?sung auf internationalen Fachmessen für Metallbearbeitung.