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精密工具制造商实现 CNC 机床上下料自动化

来自德国图宾根的 Paul Horn GmbH 最初以一己之力着手开发自动化解决方案,并且设计和规划了包括抓取技术在内的系统。然而,在机器人和 PLC 编程的整体架构方面,包括针对在全球各地进行试运行的过程中,他们则向自动化专家 KUKA 寻求协助。如今,他们专门开发的精密工具制造系统已在世界各地投入使用。


自动化为产品多元化和订单高峰提供答案

位于图宾根的硬金属工具制造商 Paul Horn GmbH 拥有超过 25,000 种标准工具产品和超过 150,000 种特殊解决方案,业务范围极为广泛。为了在未来也能保持如此多样性,这家跨国公司于 2018 年决定,对局部生产过程实施自动化,以便能够灵活应对未来需求。“我们的产品制造过程必须符合经济效益,即使是小批量生产也一样。这就是为什么我们的 CNC 磨床必须结合非常灵活的自动化解决方案。”总经理 Matthias Rommel 说道。Paul Horn GmbH 决定为系统配备 KR AGILUS。这款机器人可以将各种产品系列的可转位刀片自动安装到工件支座上,并将其送入 CNC 机床。然而,在开发过程中却遇到了许多巨大的挑战。
Paul Horn 和 KUKA 的机床上料技术:创新解决方案带来灵活性和最高精度。

KUKA 客户服务团队克服挑战

35 个产品系列,每个系列都有不同的参数,这使得 KR AGILUS 在最初遇到很大的困难。“这项工作取决于抓取技术的精确度。这方面的编程为公司内部带来了很大的挑战。”Rommel 承认。除此之外,空间不足和节拍时间短等外部因素,也构成了不少限制。因此,他决定通过 KUKA 的客户服务,求助于在应用工程领域经验丰富的合作伙伴,以期顺利达成计划目标。毕竟,软件及其文档是非常关键的构成因素。
一切都取决于正确的抓手和抓取技术。机器人全面掌握所有部件和加工过程。
四套机器人辅助系统能够正确处理来自 35 个不同产品系列的多样化部件。 

一个软件包和四个机器人单元实现产品多样化

KUKA 就此成为这家图宾根公司的编程合作伙伴。担任多年 KUKA 机器人程序员的 Sven Göckes 在了解了情况之后,为此设计并制定了统一的编程和软件架构。“目标是编程设计通用解决方案,以便我们可以随时扩展产品种类。这并不容易,但也激发了我的斗志。”Göckes 说。在两年期间,经过多次讨论和 4,000 多个小时的编程工作,终于开发出适用于各个产品系列的系统,并且能够投产运行。成功的关键因素是软件包 KUKA.AppTech。这套软件采用模块化结构,与 Paul Horn 的生产理念契合。KUKA.AppTech 的每个模块可以很好地适应不同系列的产品,即可以轻松地重现重复的编程流程。

我们非常注重现代化、面向未来的工作环境。凭借这样的解决方案,我们希望在经济实力雄厚的地区从激烈竞争中脱颖而出,并激励我们的员工。

Paul Horn GmbH 总经理 Matthias Rommel

机器上下料:每个零件表面都受到很好的研磨

在 Horn 的厂房里,KR AGILUS 倒挂在可触及机床的工作单元顶部,从那里执行所有任务。员工从外部将托盘送入工作单元,并在控制台上输入托盘上部件的相应参数。之后上下料机器人便开始工作。机器人将可转位刀片对齐工件支座并抓取支座,小臂将工件引导至摄像头工位,摄像头会确定切削位置。有了这些信息后,KR AGILUS 将可转位刀片定位在规定的支座上,然后将支座输送给 CNC 机床以便进行上下料。完成研磨的可转位刀片返回至机器人,机器人将其放回托盘上的原始位置。整个过程中不浪费任何时间:在研磨一个工件期间,机器人已经将下一个工件安装在新的支座上。

KR AGILUS 给机床上料和卸料,确保每个可转位刀片在最短时间内获得完美研磨。

适用于各式各样的部件:未来的灵活制造方式

Paul Horn GmbH 总共拥有约 300 台机床,其中有 55 台目前正使用 KUKA 开发的系统运行。另有 27 台 KR AGILUS 也将用于推动机床上下料自动化的发展。“我们尤其看重长期的发展。有了新系统,我们预计未来将更加灵活,并且能够自行应用于新产品系列。与 KUKA 的合作为我们奠定了良好基础。”总经理 Rommel 高兴地说。

用于给 CNC 机床上料的创新系统,同时拥有紧凑的外观设计和强大性能。

正确的软件组合是成功的秘诀

在机床上下料过程中使用 KUKA 的各种软件包,确保了抓料时的精确度,并缩短节拍时间。例如,可使用模块化软件包 KUKA.AppTech 为各个解决方案编程。而在支持和规划安全配置时,则使用了仿真软件 KUKA.Sim。此外,还使用 KUKA.SafeOperation 软件来虚拟确定工作和保护空间,并在实际环境中实施后进行监控。

符合人体工学的现代化工作场所、创新技术——团队非常欣赏机器人自动化为工作带来的价值。
如今,硬件和软件已能够顺利交互运行。

在制造过程中使用机器人技术,使我们的日常工作变得更加轻松。自动化技术带来了更高的准确性和速度。此外,应用程序使用起来非常直观简单。

Paul Horn GmbH 的机器操作员 Luisa Baur

现代化的工作环境,积极进取的员工

KUKA 的新型自动化上下料技术使 Horn 的员工能够更加专注于核心任务,即确保高质量的研磨成果。KUKA 的可视化系统 miView 在这方面也能提供支持: 可以根据用户设置,以及通过所输入的用户名称和密码直接从 PLC 程序生成和可视化显示操作和显示数据,而且可使用多种语言。miView 还自动收集和保存状态信息。总经理 Matthias Rommel 确信这个项目只是第一步,后续还会有更多计划,KUKA 已成为长期的合作伙伴。

Paul Horn 的机器操作员 Luisa Baur 对机器人辅助的机床上料系统的直观操作表示欢迎。

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