智能編程機器人組裝汽車電腦
KR AGILUS 的機器人小臂精確無誤地抓取用于High Performance Computer (HPC)（高性能計算機）的重要塑料工件。機器人將工件放入暫存盒上的正確隔間內，另一臺機器人抓住盒子并送入工件檢查站。共有七臺 KR AGILUS 機器人根據智能編程，快速、精確地攜手合作。它們不會猶豫停滯、不掉落任何東西，并且高度專心謹慎地組裝和檢查計算機。它們各自發揮的作用，確保只有優質的組件才能被安裝在汽車的計算機中。
“超級計算機”的組裝和生產線終端測試
汽車的功能越多，所使用的控制單元性能就必須越強大。業界對于“超級計算機”的需求也在不斷增長 – 這些計算機不僅能夠支持網絡通信和提升駕駛舒適性，還用于自動駕駛；隨之而來的，便是用來制造、組裝的自動化解決方案也日趨熱門。因此，專業自動化公司 Schnaithmann Maschinenbau GmbH 對七臺 KUKA 機器人進行了相應的編程，讓它們可以加入打造超級計算機的行列。
高性能計算機目前可以下載應用程序和安全更新等；長期來看，它們也將能夠支持自動駕駛。高效能計算機可謂車輛的大腦，必須處理大量數據，但體積卻必須足夠輕巧和緊湊，以便在小型車輛上也能安裝。為了能夠符合經濟效益地生產這些高效能控制單元，業者需要高效率、靈活的自動化解決方案。
一家汽車零配件供貨商針對零件的自動化組裝和生產線終端測試 (EOL)，委托了自動化公司 Schnaithmann Maschinenbau GmbH 聯袂 KUKA 打造解決方案。這家來自德國西南部雷姆斯哈爾登 (Remshalden) 的自動化中型企業專門為自動化組裝領域的系統設備和特種機器開發系統解決方案，能夠為多個機器人進行相關編程，以便機器人自主而安全地協同工作。
“我們發現模塊化自動化特別有潛力，因為它不需要任何固定的外圍設備，因此非常靈活。如果工件的設計或結構發生變化，就更換相關的工作單元，其中的機器人也會被重新編程，然后就可以繼續進行組裝。”Schnaithmann 技術銷售部門的 Chris Kl?pfer 解釋道。
生產線終端測試確保高質量
Schnaithmann 已經采用 KUKA 機器人實現了許多客戶項目。這家汽車零配件供貨商長期以來一直在不同生產基地采用 KUKA 解決方案，將機器人制造商視為自動化組裝領域可靠且創新的合作伙伴。為了這個要求嚴苛的項目，他們再次選擇了 KUKA 機器人。KR AGILUS 擁有修長的外型、多元化的用途并采用 ESD+ 特殊涂裝，并可搭配緊湊的機器人控制器 KR C5，這些優點非常契合他們的需求。因此，2021 年年底，這個用于生產超級計算機的創新自動化技術便正式開始執行任務。
“客戶想要一種能夠提供最大靈活性的解決方案，在工件發生變化時要能夠快速調整，而且還要顧及成本。”負責汽車零配件供貨商業務的 KUKA 全球大客戶經理 Joachim Roess 解釋道。目的是打造出一套高度可靠的生產線終端測試系統。由于超級計算機與駕駛安全性密切相關，因此必須遵守“高級自動駕駛技術”(Advanced Autonomous Driving Technology) 認證中非常嚴格的規定。如果超級計算機中未檢測到微裂紋，則可能會導致高級駕駛輔助系統 (Advanced Driver Assistance System (ADAS)) 發生故障。而通過在 ESD+ 保護下進行高精度和全自動化組裝，以及利用例如可靠的生產線終端測試等多種檢測，可以避免出現這類微裂紋。
Chaku-Chaku 流程中的機器人
一般類似的系統設備通常使用輸送帶生產線，但如此一來制造商的生產量便有限。“如果產品發生變化，甚至僅僅只是生產線終端測試過程受到局部改變，就可能導致必須對原本固定的系統設計方案進行結構上的更改。”Joachim Roess 舉例說。因此，Schnaithmann 和 KUKA 提出了一種解決方案，其中包含多臺依照一步接一步（Chaku-Chaku）原理工作的獨立機器人。
根據一步接一步（Chaku-Chaku）原理，待加工的工件由機器人直接放到工作站上，加工完成后再由機器人運送到下一個工作站，不需要例如傳統輸送帶等額外的運輸工具。也就是說，機器人直接將工件從一個工作站移到下一站，并在那里進行加工。這樣的方式一方面可以減少外圍設備，另一方面則具有更高的靈活性，在未來可以按需調整系統，因為可以輕松地將機器人放到其他位置，然后進行重新編程。
然而，Chaku-Chaku 原理也要求機器人能聰明地互相溝通，不干擾到彼此的工作空間。在典型的 Chaku-Chaku 搬運應用中，獨自站立在機架和底座上的機器人會按照精確預先定義的順序執行工作步驟。
仿真技術和廣泛的 EOL 測試實現最高精度
在系統投入運行前，使用 KUKA.Sim 軟件仿真生產流程，以便識別理想的生產工作流程。這個完美且高經濟效益的生產流程一方面渉及到周期時間，另一方面則與機器人的理想利用率有關。除了因硬件組件數量減少而節省空間之外，還可以配合不斷變化的工件要求。
用這種方式，根據所需的調整可以快速簡單地改裝系統設備。通過測試系統內廣泛全面的檢測，尤其是 EOL，Schnaithmann、KUKA 和該汽車零配件供貨商共同達到了目標，即高效能計算機只使用優質的組件。
KR AGILUS、KR C5 micro 和智能編程 – 緊湊靈活的組合
Schnaithmann 團隊決定引進 7 臺 KR AGILUS 機器人在全自動系統中進行協作，完全不需要任何人類員工。其中五臺機器人負責放入或取出裝有組件的暫存盒，兩臺機器人則利用可視系統執行實際的生產線終端測試。KR AGILUS 具有多項特性，包括修長的外型設計、多元化的用途、高精度以及 IP67 防護等級和 ISO 4 凈室等級。
六軸機器人非常適合 Chaku-Chaku 工作原理的另一個原因是，它可以與緊湊且節能的小型機器人控制器 KR C5 micro 結合使用。而且無論在何種安裝位置都能發揮應有的功效 – 在這種情況下，控制器安裝在機器人安裝支架上，不需要另外使用固定安裝且布線不靈活的控制柜。KR AGILUS 的精實設計與市場上最精巧的機器人控制器之一相結合，完全符合了汽車零配件供貨商的目標：快速且符合經濟效益地擴展和調整系統，以最靈活的方式生產工件。
特殊漆面和 KUKA 系統軟件 (KSS) 克服挑戰
“KUKA 機器人都擁有新 ESD 標準認證，”Joachim Roess 解釋道，“但如果涉及到自動駕駛，整體要求比電子產業更高，甚至比半導體產業還要嚴格。即使少量的電荷也會引發微裂紋，這些微小的裂紋無法通過控制單元的最終測試檢測到，但卻會縮短工件使用壽命。為了防止這種情況發生，汽車零配件供貨商要求使用含有導電金屬顆粒的特殊涂裝，不僅是機器人，還包括其支腳和底座。
客戶要求 – 如愿交貨：現在，系統中的所有 KR AGILUS 都符合 ESD+ 標準。在有人類員工的生產過程中，很難達到這樣的標準，因為人類的頭發和衣服往往帶有靜電，因此每個會接觸到敏感電子零件的人都必須穿著特殊工作服。此外，機器人也有助于解決技術人員普遍短缺的問題，因為很少人類員工能夠承擔這類單調、重復，同時要求又非常高的任務。
Chaku-Chaku 工作流程
另一項挑戰是機器人的編程，如何使各自的工作空間彼此協調。七臺 KR AGILUS 在廠房中應盡可能不占空間，但小臂和抓手卻又不能發生碰撞。“在我們的 KSS 操作系統中，可以標準實施這樣的工件空間，”Roess 如此說明，“這樣主控制器就可以隨時指定何時開放空間給機器人 A，何時開放空間給機器人 B 使用，藉此安全地防止機器人之間發生碰撞。”
同樣便利的是：如果在系統中加入更多機器人，還可以快速重新配置這些機器人，并與其他 KR AGILUS 攜手完成工作。此外，如要擴增機器或其他組件，也相當容易。
結論與展望：前景無限的解決方案
我們愿意與 KUKA 合作，因為即使在困難時期，他們仍保有良好的供貨能力，
而目前的項目再次證明了這一點。我們的國際汽車零配件供貨商客戶也非常高興找到了 KUKA，能夠為電子產業提供防靜電機器人。Joachim Roess 透露，這套系統已經運行了幾個月，并將進行擴展。“第二個測試站已經在計劃中，我們可以很快速、輕松地實施，因為這種解決方案非常易于擴展。”Roess 表示。專家預測，創新的電動汽車對超級計算機的需求將持續增加，這類自動化解決方案將有助于滿足高需求，并實現高經濟效益的生產方式。
同時，這家汽車零配件供貨商正在與 KUKA 和集成商合作，為未來的交通工具提供更多的創新解決方案。一項研究計劃顯示，移動機器人 KMR iiwa 適用于支持高速電路板組裝。作為拼接過程的一部分，機器人可以確保敏感工件確實、快速且精準地抵達電路板上的指定位置。這家國際汽車零配件供貨商又邁進一步，不僅提高了生產效率，還使未來交通工具更有效率和創新。
