Alkatrészek szelektív forrasztása KUKA KR AGILUS robottal

Az ALNEA-ZEUS vezérlőrendszerében egy robot pontossága segíti a nullhibás gyártást.

A gyártási idő 50 százalékkal csökkent

A varsói székhelyű ALNEA Sp. z.o.o. mechanikus, villamossági vagy pneumatikus, félautomata vagy teljesen automatikus tesztkészülékek egyedi igények szerinti fejlesztésével és gyártásával foglalkozik. A lengyel vállalat a szelektív forrasztásra specializálódott. Az ALNEA által évekkel ezelőtt kifejlesztett ALNEA-ZEUS vezérléshez alapvető újításra volt szükség, hogy a jövőben is garantálható legyen a nemzetközi Elektro- és Elektronikai Ipari Szakszövetség (IPC) által megkövetelt szabványok betartása.

A cél az volt, hogy a forrasztási vezérlőberendezés új verziója az eljárás valamennyi paraméterét képes legyen befolyásolni, pl. a forrasztási eljáráshoz szükséges anyagok rendelkezésre bocsátására, azok pontos pozicionálására vagy a forrasztóanyag munkaterületen kívül történő lecsöpögésének megakadályozására is. Az ALNEA az augsburgi KUKA Roboter GmbH-val szoros együttműködésben valósította meg eme új fejlesztését. A KUKA KR AGILUS robotnak köszönhetően jelentősen mértékben javult a hegesztési eljárás pontossága, megszűntek a hibaforrások, és 50 százalékkal csökkent a gyártási idő

Az úgynevezett Through-Hole-Technology (THT) forrasztási technika a lehető legnagyobb pontosságot követeli meg. A változó paraméterek – pl.  az előfűtési idő és hőmérséklet, a nedvesítési idő vagy a forrasztási hőmérséklet – döntően befolyásolják a minőséget. Emellett az anyagtól függő hatásokat is figyelembe kell venni. A kisméretű struktúrák és a nem beszennyezhető alkatrészek kis távolsága megengedhetetlenné teszik a hibák elkövetését. A THT esetében a javítási eljárások költségesek és időigényesek, gyakorta nem is reprodukálhatók, sőt, esetenként nem is engedélyezettek.

Ezért az elektronikai ipar célja a nullhibás gyártás. „A megbízhatóan ellenőrzés alatt tartott, szelektív forrasztási eljárás a döntő fontosságú első lépés az ügyfeleinknél nulla hibával folytatott termelés irányába” – magyarázza Krzysztof Kamiński, az ALNEA Sp. Z.o.o. elnöke. 

Hibaelkerülés folyamatfelügyelettel és korrekcióval

A szelektív forrasztási folyamat során jelentkező hibák egyik legfontosabb oka a forraszhíd, amely például az ólommentes forrasztás esetében a forrasztóötvözet alacsonyabb tömege vagy a folyasztóanyag elégtelen felhordása miatt keletkezik. Ezért minden ezzel összefüggő folyamatlépést megbízható módon ellenőrizni kell. A hibásan vagy pontatlanul pozicionált alkatrészek szintén gondot okozhatnak a szelektív forrasztási folyamatban. Ezek pozíciójának felügyelete és esetleges korrigálása szintén döntő.


Az ehhez a forrasztási folyamathoz szükséges pontosságot csak korszerű robotok képesek garantálni.

Krzysztof Kamiński, az ALNEA Sp. Z.o.o. elnöke

Ezért a vezérlés továbbfejlesztése mellett az ALNEA-nak olyan robotot kellett telepítenie, amely elvégzi magát a forrasztást, és pontosan pozicionálja az alkatrészeket. A megfelelő modellt keresve az ALNEA a KUKA-val való együttműködést mellet döntött. „Számunkra a vonzó ár-teljesítmény arány és a KUKA csapata által nyújtott, kiváló műszaki támogatás volt a meghatározó.” – fejti ki.

A KUKA KR C4 vezérlő az ALNEA azon igényének is eleget tett, hogy a folyamat ellenőrzésének egyszerű kezelőkészülékkel kell történnie. Ennek nyitott architektúrája ugyanis támogatja a meglévő gépi környezetbe történő egyszerű műszaki integrációt.

Kicsi, gyors és pontos: a KUKA KR 6 R900 sixx

Az ALNEA a KR AGILUS sorozat KR 6 R900 sixx prototípusát választotta. Ez a sorozat extrém sebességével, magas ismétlési pontosságával és precíziójával bizonyít. Szimmetrikus felépítésüknek köszönhetően a KR AGILUS robotok optimálisan használják ki a munkateret. A szűk helyen történő alkalmazást lehetővé tevő, extrém karcsú kontúrokat a KUKA-nak úgy sikerült elérnie, hogy a robot energiaellátását belsejében helyezte el.

A helytakarékos kivitel mellett a KR 6 R900 sixx nem csak maximális pontosságot és munkasebességet nyújt. Akár 6 kg-os teherbírásával és 900 mm maximális hatótávolságával ez a robot < ± 0,03 mm ismétlési pontosságot biztosít, ezáltal ideális módon megfelel a forrasztási eljárás követelményeinek. A KR 6 R900 sixx mellett alapvetően más KUKA robotmodellek is kombinálhatók az új ALNEA-ZEUS vezérlőrendszerrel.

Forrasztócella KR 6 R900 sixx robottal.

Parancsok közvetlenül a kezelőkészüléken keresztül

„A robotalapú automatizálási megoldás integrálásakor optimalizálni kellett egymáshoz a forrasztóberendezés vezérlőkészüléke és a robot vezérlőkészüléke közötti kommunikációt” – mesél Kamiński a kihívásról. Ehhez úgyszólván bele kellett programozni a robot agyába a szelektív forrasztási folyamat paramétereinek ellenőrzését végző szoftvercsomagot. Ezáltal az ALNEA ügyfelei a KUKA smartPAD kezelőkészülékkel közvetlenül irányíthatják a gyártási folyamatban résztvevő robotot.

A parancsok Ethernet-alapú kommunikációs csatornán keresztül jutnak el az ALNEA-ZEUS vezérlőkészülékbe. Ezután a vezérlőkészülék a speciális hardver és szoftver alapján hajtja végre az adott ügyfél parancsait. A megoldás nem igényel PLC-t vagy HMI panelt és ezáltal további interfészeket sem

A végeredmény: 50 százalékkal rövidebb gyártási idő és a hibák minimumra szorítása

A KUKA KR 6 R900 sixx pontosan teljesíti a szelektív forrasztási folyamatban betöltött feladatát: egyrészt vezérli a forrasztópáka mozgásait, másrészt rögzített pozícióban tartja a NYÁK-ot. Az ALNEA által fejlesztett, robotalapú automatizálási megoldásnak köszönhetően a szelektív forrasztási eljárás összes paramétere megbízhatóan felügyelhető a kezelőkészüléken keresztül. Emellett a rendszer a KUKA robot által szállított összes adatot elmenti és felhasználja.

Ezek közé tartozik többek között az alkatrészek adagolásának és pozicionálásának felügyelete, valamint a további, külső berendezések vezérlése. Ez nem csupán a hibák érezhető minimalizálásához járult hozzá, hanem jelentős termelékenységnövekedést is eredményezett. „Az új megoldásnak köszönhetően 50 százalékkal le tudtuk rövidíteni a gyártási időt” – emeli ki Kamiński.

Az sem utolsó szempont, hogy a kezelőkészüléken keresztül történő folyamatfelügyeletnek köszönhetően a dolgozók képzési igénye is áttekinthetőbbé vált. Mostantól nem kell három különböző személyt alkalmaznunk: folyamat-, robot- és vezérlési specialistákat. A rövid továbbképzés után a gyári dolgozó is képessé válik a folyamat és a forrasztórobot vezérlésére.

A robot a helyén tartja a NYÁK-ot, és vezérli a forrasztópáka mozgását.

Annak érdekében, hogy online is a legjobb szolgáltatást nyújtsuk Önnek, sütiket használunk. Még több információ.

Okay