KUKA Industries Roboter verputzt Staplergabeln bei Kaup

KUKA Industries가 Kaup 사에서 지게차 포크를 드레싱하다

Kaup 사는 매년 40,000개의 지게차 어태치먼트를 제조하여 유명한 지게차 공급업체에 판매합니다. 제조해야 하는 어태치먼트에는 약 8,000개의 지게차 포크가 있습니다. 지금까지는 용접 공정 후 최적의 마무리 처리를 위해 수고스러운 수동 드레싱 작업이 필요했습니다. 이제 KUKA Industries의 독특한 시스템이 이전에는 시장에 어떠한 기준도 없었던 이 작업을 자동화합니다.

초기 상황

독일 아샤펜부르크(Aschaffenburg)에 위치한 Kaup 사는 43,000m²에 달하는 영역에서 모든 유명한 제조업체의 지게차에 사용될 다양한 “손”(예: 멀티 팔레트 핸들러, 슬립온 암, 카톤 및 드럼 클램프와 같은 어태치먼트)을 생산합니다. 8,000개의 표준화된 지게차 포크가 KUKA Industries에서 개발하고 설치한 포크 용접 로봇을 이용해 하나의 시스템에서 만들어집니다. 두께가 40~80mm인 두 개의 플레이트를 자동화 용접함으로써 L 모양의 포크 블랭크가 생성됩니다. 후속 단계에서 포크는 정확한 크기로 가공되며, 용접 위치는 마무리 작업을 통해 부드럽게 연마됩니다.

과제

준비된 포크 블랭크의 드레싱은 과거에는 말 그대로 매우 어려운 작업에 속했습니다. Kaup에서는 주로 윤번 교대로 두 명의 작업자가 수동으로 처리하였습니다. “2014년에 우리는 두 직원이 은퇴하게 될 날이 점점 더 가까이 다가오고 있다는 것을 깨달았습니다.” 생산 책임자 에르네스토 마틴은 말합니다. “오늘날 신체적으로 매우 힘든 작업을 날마다 수행할 준비가 된 직원을 찾기란 거의 불가능합니다. 지금 우리는 하루에 40개 이상의 포크에 관해 이야기하고 있습니다! 이것이 우리가 오랜 파트너인 KUKA Industries와 자동화 솔루션에 대한 논의를 촉구하는 이유 중 하나였습니다.

또 다른 이유는 다른 많은 회사와 마찬가지로 드레싱에 필요한 시간이 사이클 시간의 계산에 포함되지 않았다는 사실입니다. 용접 공정에서 초 단위로 계산되지만, 수동 드레싱은 그래왔던 것처럼 똑같이 오래 걸렸습니다. 따라서 이 보조 작업은 생산 사이클에서 병목 현상을 유발하는 원인과도 같았습니다.”

솔루션

이후에 재작업이 필요하지 않은 원하는 결과를 산출하는 것은 엄청난 수의 매개변수, 작업 순서, 측정값, 툴 마모 분석, 경험 등에 의존하기 때문에 간단한 작업이 아닙니다. KUKA Industries는 고객과 고유의 자동화 전문가로부터 얻은 경험을 바탕으로 시스템을 설계하고 설치했습니다.

이때 로봇은 2-스테이션 시스템의 핵심 요소입니다. 이 로봇은 툴 교환 시스템을 통해 필요한 모든 드레싱 작업을 수행할 수 있습니다. 스테이션당 한 명의 작업자가 크레인을 사용하여 두 개의 포크 블랭크를 적재합니다.
Anlage mit Messtaster um vor Schleifvorgang Parameter anzugleichen
로봇이 툴 교환 스테이션에서 가져오는 측정 프로브를 이용하여 각 포크의 실제값을 측정합니다.
이러한 공작물의 경우 사전 제작 시 특정한 공차가 발생하는 것을 방지할 수 없습니다. 따라서 로봇은 툴 교환 스테이션에서 무선 측정 프로브를 가져와 관련 지점을 향해 이동합니다. 측정 결과는 저장된 부품 프로그램에 대한 보정 계수로서 사용됩니다. 툴이 교환되며 여기에서 플랩 휠이 있는 앵글 그라인더가 사용됩니다. 이 과정은 다음 툴과 같이 압축 공기로 작동합니다. 이를 통해 부품 공차와 관련하여 더 유연하게 작업할 수 있습니다. 프로그램은 툴과 공작물에 따라 접촉 압력을 변경합니다.

연삭숫돌이 마모로 인해 최소 직경 미만이 되면 툴 교환 스테이션에서 새것으로 교체됩니다. 로봇은 연삭숫돌을 반환한 후 플랩 휠을 집어 들어 사용하여 포크의 내부 홈에서 마무리 터치를 수행합니다.

KUKA를 위한 기준 시스템

새 로봇 시스템은 공압 툴을 사용하여 이전의 기계적 가공 공차 및 부품 공차를 제거합니다. 여기서 가장 큰 도전 과제는 개별 매개변수를 결정하는 것이었습니다. 상대적으로 비교할만한 다른 시스템이 없었기 때문에, Kaup가 자체 노하우를 통해 점점 확장하고 다른 작업과 공작물에 맞게 적응하는 기준 프로그램이 마침내 작성되었습니다. 응용 프로그램에는 툴의 장전 각도, 접촉 압력, 이송 속도, 연삭 사이클당 마모, 예상 수명, 연삭을 위해 연삭숫돌과 샌드페이퍼의 구멍을 열기에 적합한 진동 운동과 같은 정보가 저장되어 있습니다.
Werkzeugwechselstation mit Messeinrichtung und Fächerschleifer
연삭숫돌의 직경을 점검하기 위한 측정 장치가 있는 툴 교환 스테이션.

우리는 신체적으로 고단하며 소음과 먼지가 많이 발생하기 때문에 정말 인기가 없었던 생산 단계를 KUKA Industries의 도움으로 자동화했습니다. 이제 인간은 흔치 않은 특수 공작물의 경우에만 이러한 드레싱 작업을 수행합니다. 동시에 우리는 새 시스템을 사용하여 속도를 약 50% 향상할 수 있었습니다. 이제 사이클은 단 8분밖에 걸리지 않습니다.

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