Nella produzione di motori elettrici Siemens punta su una cella KUKA flessibile per la collaborazione uomo-robot

L’unità aziendale Motion Control della SIEMENS Division Digital Factory (DF) con sede a Erlangen è specializzata nella produzione motori, convertitori e controlli potenti

Con un’ampia offerta i hardware e software ampiamente integrati nonché assistenza basata su tecnologia, la divisione Digital Factory (DF) aiuta le imprese produttrici del mondo ad aumentare la flessibilità e l’efficienza dei loro processi di lavorazione e a introdurre più rapidamente nuovi prodotti sul mercato. Nella sede di Bad Neustadt an der Saale, Siemens gestisce una lead factory per motori elettrici. Lì, tra gli altri, vengono prodotti anche i motori per numerosi robot KUKA.

Con un know-how derivato da diverse centinaia di migliaia di motori elettrici e con una forza lavoro di circa 1.700 dipendente, la lead factory è un esempio innovativo di high-tech made in Germany. Oggi la produzione di motori di Siemens a Bad Neustadt si avvale del supporto del robot leggero di KUKA LBR iiwa, che può collaborare anche fiano a fianco con i suoi colleghi umani nella lead factory.

L’LBR iiwa lavora presso Siemens a Bad Neustadt si avvale del supporto del robot leggero di KUKA LBR iiwa, che può collaborare anche fiano a fianco con i suoi colleghi umani nella lead factory

Automazione della manipolazione dei pezzi

Per la sua produzione di statori, la Siemens di Bad Neustdt ha cercato una soluzione flessibile per automatizzare la semplice attività dell’inoltre e del posizionamento di pezzi, che in passato era stata eseguita a mano, mantenendo al tempo stesso l’alto livello di qualità nonché l’accesso continuo e privo di barriere all’area di lavoro per le persone.

Il KUKA LBR iiwa lavora in modo autonomo e collaborativo 

In collaborazione con la KUKA Systems GmbH di Augusta e il suo dipartimento Advanced Technology Solutions, Siemens ha sviluppato una cella flessibile con il robot leggero KUKA LBR iiwa. Nello stabilimento Siemens di Bad Neustadt il robot funziona con un “cavaliere” flessibile montato su una base e con il compito di prelevare la parte da lavorare - lo statore è costituito da un corpo di base in lamina in acciaio magnetico punzonato e una piastra di appoggio in alluminio - da un carrello porta utensili e di caricarlo in un tornio per la lavorazione degli statori.

Ma non è tutto: il robot è impiegato anche per l’assicurazione qualità. Afferra i pezzi lavorati e scansiona il codice barre. Dopo una pulizia del pezzo lavorato con un getto d’aria, il robot leggero lo inserisce nella stazione di misurazione, in un dispositivo di ribaltamento. 

Il minirobot preleva i pezzi da lavorare da un porta utensili e li inserisce nel tornio
Se sussistono scostamenti, vengono rilevati in questa fase. Grazie alla tecnologia in rete, con l’ausilio della misurazione previsa e dell’identificazione di ogni componente è possibile calcolare subito se occorre apportare una correzione e se questa operazione può essere eseguita nel sistema. In linea con la filosofia di Industrie 4.0, il sistema si organizza da solo. Il robot colloca quindi il pezzo in una cesta in plastica, per poterla consegnare. Le parti che devono essere ricalibrate nella macchina sono collocate in un nella zona HRC, quella dedicata alla collaborazione tra omo e robot. Qui la tecnologia di sicurezza significa che l’operatore può essere nella stessa area del robot e, se occorre, rimuovere o modificare alcuni pezzi da lavorare.

Nessuna recinzione di protezione grazie alla tecnologia sensibile di robot

Grazie alle sue capacità sensibili e al peso inferiore ai 30 chilogrammi, il robot leggero LBR iiwa usato da Siemens è ideale per la collaborazione tra uomo e macchina. Con i suoi sette assi non solo è il più agile e il più mobile della maggior parte dei modelli del suo tipo, ma al tempo stesso entrano in azione i sensori di coppia presenti su tutti gli assi, rendendo così sensibile il robot, che può riconoscere ostacoli nell’ambiente e reagire di conseguenza. KUKA dimostra in questo modo che automazione robot e alta flessibilità non si escludono a vicenda. Usando la tecnologia sensibile del robot è possibile anche una collaborazione uomo-robot. In questo modi si può tralasciare la necessari chiusura nonché il sistema di sensori addizionali per il riconoscimento delle parti.

Nella zona HRC, uomo e robot possono lavorare insieme in sicurezza grazie alla abilità sensibili del robot

All’inizio avevamo pensato di affidare il processo a un robot industriale tradizionale. Tuttavia questo avrebbe comportato la costruzione di una recinzione di protezione intorno alla cella per motivi di sicurezza. Volevamo però più flessibilità, affinché anche l’operatore potesse intervenire in qualsiasi momento e disattivare il robot a seconda della situazione.

Jochen Weber, responsabile presso la lead factory di Siemens del lancio di prodotti e dello sviluppo della tecnologia di produzione

Una soluzione riuscita, flessibile

Si è quindi optato per il robot leggero flessibile LBR iiwa e per la soluzione mobile KUKA di un “concetto cavaliere”, che consente di utilizzare il robot o semplicemente spostarlo a seconda della situazione. Torsten Franz, project manager nel team Tecnologia e sviluppo, aggiunge: “Un’applicazione HRC era qualcosa di nuovo per noi. Volevamo usare il sistema come uno strumento di apprendimento, che ci consentisse di procedere gradualmente nello sviluppo. Il progetto comune con KUKA ha sortito risultati straordinari. La soluzione convince.”

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