De industriële zaagmachine KUKA KR FORTEC 360 voert bij Wieland Anlagentechnik 3D-zaagsneden uit.

Wieland Anlagentechnik GmbH uit Neu-Ulm, een dochteronderneming van de halffabrikatenproducent Wieland-Werke AG, ontwikkelt en bouwt met 50 medewerkers hoogproductieve speciale machines en productie-installaties voor mechanische bewerking volgens individuele eisen van klanten.

Dankzij het modulaire componentenspectrum van Wieland Anlagentechnik kunnen complexe processen gestructureerd onderverdeeld, nauwkeurig gepland en betrouwbaar gerealiseerd worden. Zoals bijvoorbeeld in de kersverse applicatie van het bedrijf uit Neu-Ulm: op verzoek van een klant moest er een installatieconcept worden ontwikkeld waarin koperen profielstaven voor de verdere verwerking op trekbanken aangepunt en vervolgens versterkt konden worden. Bij het aanpunten van de koperstaven komt een zagende KUKA robot in actie.

Gezocht: een oplossing voor de variabele materiaaldikte en zaagrichting

"We zochten naar een manier om het aanpuntproces volledig te automatiseren", vertelt Andreas Wiedmann, hoofd Ontwikkeling, Marketing en Verkoop bij Wieland Anlagentechnik. "De werkstukken kunnen bij het spannen in de bewerkingspositie niet worden uitgelijnd, maar alleen maar gefixeerd. Daarom moeten de zaagsneden worden aangepast aan de ruimtelijke positie van het werkstuk, waarbij de materiaaldikte en de richting van de zaagsneden tijdens het verloop vari?ren."

In vergelijking met de eerdere halfautomatische oplossing moest de ergonomie voor de medewerkers sterk verbeteren. "Om de zaagsneden vrij en onafhankelijk in de ruimte te kunnen doorvoeren, kwam voor ons alleen de oplossing met een robot in aanmerking", gaat Wiedmann verder.

Beeldverwerkingssysteem detecteert werkstukken

Dankzij de zes assen van de industri?le robot wordt een maximale flexibiliteit behaald in vergelijking met andere automatiseringsoplossingen. Daarbij moest de robot beschikken over een hoge baannauwkeurigheid en een stabiele, trillingsvrije opbouw. Vanwege de hoge eisen aan de herkenning van de koperen werkstukken waren er in het voorstadium tests nodig, die in de laboratoria van KUKA Roboter GmbH werden uitgevoerd. Van de eerste haalbaarheidsstudie tot aan de ondersteuning van de integratie ter plekke stonden beeldverwerkingsexperts van de engineering-afdeling van KUKA.

Eerst wordt de bundel profielstaven aangevoerd en met behulp van een manipulator door de operator uit elkaar gehaald. Vervolgens worden de staven dwars getransporteerd naar de positie van de kleminrichting en hier via een rolbaan in ingevoerd. Om de exacte positie van de koperen profielen te herkennen, maakt Wieland Anlagentechnik gebruik van het KUKA.VisionTech System, dat aan de robot van KUKA is gemonteerd en hierdoor wordt geleid.

De gegevens van het camerasysteem worden overgedragen aan een centrale computer, met behulp van software ge?nterpreteerd en vervolgens uitgevoerd als 3D-zaaglijn – een proces dat voor de geautomatiseerde oplossing nog met handgeschreven markeringen plaatsvond. Op basis van CAD-gegevens worden de zaagsneden vastgelegd en aan de robot van KUKA doorgegeven. Deze industri?le zaagmachine voert vervolgens maximaal vier gebogen driedimensionale sneden met de bandzaag uit. In de volgende stap wordt de zo ontstane aangepunte kern, eveneens ruimtelijk geori?nteerd en uitgewalst om het zachte koper te verstevigen.

Combinatie van industri?le zaagmachine KR FORTEC en KUKA.Visiontech

Om de zware en overhellende MEBA-bandzaag (asafstand 1,35 m en buitenafmetingen van ruim 2 m) en om de proceskrachten optimaal te kunnen opvangen, werd bij Wieland Anlagentechnik gekozen voor een robot voor zware lasten van KUKA uit de serie KR FORTEC met een draaglast van 360 kg. Deze overtuigt met de trillingsarme beweging en de stabiele geleiding van de zaag.

De naam KR FORTEC staat voor kracht en dynamiek – afgeleid van Force en Forte. Vergeleken met de voorgangerserie zijn de voordelen van de KR FORTEC-familie zonneklaar. Door de overstap van band- naar tandwieltechniek is het jaarlijkse vervangen van de banden vervallen, waardoor op onderhoudskosten wordt bespaard. Terwijl draaglast en reikwijdte gelijk zijn gebleven, kon KUKA de assnelheden in vergelijking met het vorige model met 18% verhogen. Dat betekent een significante reductie van de cyclustijden.

De aanpassing van de aanduidingen in het KUKA Portfolio en de ongewijzigde interfaces zorgen ervoor dat de planning vereenvoudigd wordt en er gebruiksvriendelijk kan worden overgeschakeld naar de KR FORTEC. De consequente strategie van identieke onderdelen verlaagt de kosten voor onderhoud en reserveonderdelen.

Voor het herkennen van de onderdelen zet Wieland Anlagentechnik daarnaast het functiepakket KUKA.VisionTech in, bestaande uit software en camera.

KUKA.VisionTech bedient zowel stationaire camera's als exemplaren die zich direct aan de robot bevinden. De "onBoard"-oplossing functioneert zonder aparte computerhardware en reduceert zo de meerkosten, omdat het werk met een externe beeldverwerker vervalt.

KUKA.VisionTech is gebaseerd op de beeldverwerkingsbibliotheek van de firma Cognex, wereldmarktleider op het gebied van beeldverwerking. Hierbij wordt de applicatie, geheel in de stijl van KUKA, easy-to-use vormgegeven.?

Aanpuntproces volledig geautomatiseerd

Door de inzet van de robot en het beeldherkenningsysteem van KUKA is Wieland Anlagentechnik erin geslaagd het aanpuntproces volledig te automatiseren.

Zo bereiken we niet alleen een aanzienlijk hogere herhalingsnauwkeurigheid van het proces ondanks verschillend georiënteerde werkstukken, maar konden we ook de ergonomie op de werkplek verbeteren.

Andreas Wiedmann, hoofd Ontwikkeling, Marketing en Verkoop bij Wieland Anlagentechnik<br>

Ook de procesveiligheid van de volgende stappen in het proces, het walsen van de aangepunte kernen en het door een matrijs trekken van de aangepunte kernen dat erop volgt, neemt toe door de hoge herhalingsnauwkeurigheid van de werkstukken. Wieland Anlagentechnik presenteert de nieuwe oplossing op internationale vakbeurzen voor metaalbewerking.