Industriële zaagmachine

KUKAの重可搬ロボットKR FORTEC 360はWieland Anlagentechnik社で3D鋸切断を行います。

ノイウルムに拠点を置くWieland Anlagentechnik GmbH社は半加工品メーカーWieland-Werke AG社の子会社で、社員50名を擁し、金属加工用の生産性の高い特殊機械や製造装置を個々の顧客の要望に合わせて開発・製造しています。

Wieland Anlagentechnik社のモジュール式コンポーネントのラインアップにより、複雑なプロセスを構造化して分類し、精確に計画し、確実に実現することができます。このノイウルムの最新アプリケーションと同様に、顧客の要望をベースに、銅プロファイル棒が引き抜き台での次の加工のために尖鋭化され、続いて固められるようなプラントコンセプトの開発が求められていました。銅棒を尖鋭化する際には、鋸切断するKUKAロボットが使用されます。

多様な材料強度と鋸切断方向のためのソリューションが求められる

「尖鋭化の工程をすべて自動化するソリューションを探していました」とWieland Anlagentechnik社の開発・マーケティング・セールス部長アンドレアス・ヴィートマン氏は説明しています。「ワークは加工位置で締め付ける際に調整できるのではなく、ただ固定できるだけです。このことが、ワークの空間的位置での鋸切断を調整する必要性を生じさせました。また、材料強度も鋸切断の方向も途中で変わることがあります。」

加えて、以前の半自動ソリューションに比べて、作業員にとってのエルゴノミクスが大幅に改善されることも求められていました。「鋸切断を空間内で自由に独立して行えるようにするには、ロボットを使用するソリューションしかありませんでした」とヴィートマン氏は続けます。

ワーク認識のための画像処理

産業用ロボットの6軸によって、他のオートメーション化ソリューションに比べて高いフレキシビリティが得られます。その際、ロボットには高い経路精度と安定していて振動の少ない構造が求められました。銅ワーク認識に対する高水準の要求のため、事前のテストが必要でした。このテストはKUKA Roboter GmbH社の実験室で行われました。最初の実現可能性の検討から現場の統合サポートまで、KUKA社のエンジニアリング部門の画像処理エキスパートが支援しました。


まずプロファイル棒の束が供給され、マニピュレータを使ってそれをオペレーターが個々に分けます。続いて、ローラーコンベヤによってジグの位置まで搬送され、そこに供給されます。銅プロファイルの正確な位置を認識するために、Wieland Anlagentechnik社はKUKA.VisionTechシステムを採用しています。このシステムはKUKAロボットに取り付けられ、制御されます。


カメラシステムのデータはホストコンピューターに送信され、ソフトウェアによって解析され、続いて3D鋸切断曲線としてアウトプットされます。この工程は、自動化ソリューション以前は手書きのマークを使って行われていました。CADデータをもとに鋸切断が決定され、KUKAロボットに伝達されます。続いて、このロボットが帯のこでスペース指向のカーブ切断を最高4つまで行います。その次の作業工程では、そのようにして生じた先端部中心が同様に空間的に方向調整され、引き延ばされて、柔らかい銅を固めます。

KR FORTECとKUKA.Visiontechの組み合わせ

重くて突き出ているMEBA社製帯のこ(軸間1.35 m、外寸2.00 m以上)とその工程力を最適に受けられるように、Wieland Anlagentechnik社は、可搬重量360 kgのKR FORTECシリーズのKUKA重可搬ロボットを採用することに決定しました。このロボットは振動の少ない動きと鋸の確かなガイドを特長としています。


KR FORTECという名称は力とダイナミクスを表します。Force(力) とForte(強み)から名付けたものです。前シリーズと比べて、KR FORTECファミリーの長所は明らかです。ベルト技術ではなく歯車技術を採用したことにより、ベルトを毎年交換する必要がなくなり、メンテナンスにかかる費用が削減されます。同じ可搬重量とリーチで、KUKAは軸速度を前のモデルに比べて最大18パーセント増加させることに成功しています。これによりタクトタイムが大幅に減ります。

計画を明瞭にし、ユーザーがKR FORTECへの段取り替えを容易にできるようにするために、KUKA製品群の名称を適合させ、インターフェースを統一仕様にしています。一貫した共通部品コンセプトにより、メンテナンスと交換部品の費用が減ります。

部品の認識のために、Wieland Anlagentechnik社はソフトウェアとカメラから成る機能パッケージKUKA.VisionTechも導入しています。 

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カメラを搭載したKUKAロボットはKUKA.VisionTechのおかげで常に自身の進行方向を見出します。

KUKA.VisionTechは固定式カメラもロボットに直接搭載されたカメラも処理します。「オンボード」ソリューションは別のコンピュータハードウェアがなくても機能し、追加費用を削減します。これは、外部の画像処理装置の作業がなくなるからです。

KUKA.VisionTechは、画像処理分野で世界屈指のCognex社の画像処理ライブラリを利用しています。ここでは、アプリケーションは全くKUKAらしく、「イージー・トゥー・ユーズ」に設計されています。

尖鋭化プロセスの全自動化

ロボットとKUKA画像認識システムの導入により、Wieland Anlagentechnik社は尖鋭化プロセスを全自動化できるようになりました。


こうして弊社は、さまざまな方向を向くワークにもかかわらず、プロセスの繰り返し精度を明らかに向上させただけでなく、作業場のエルゴノミクスも改善することができました。

Wieland Anlagentechnik社の開発・マーケティング・セールス部長、アンドレアス・ヴィートマン氏<br>
また、先端部中心の圧延や、その後の金型による引き延ばしなどの後続工程も、ワークの高い再現精度によってプロセス信頼性を増しています。Wieland Anlagentechnik社は金属加工の国際専門見本市でこの新しいソリューションを披露します。

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