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更有力、作用範圍更大:玻璃製造業中的 KUKA 機器人

來自下奧地利邦的機械製造商 LiSEC 如今首次在強化爐上片過程中採用 KUKA 機器人。


平板玻璃工業加工機是 LiSEC GmbH 的專長

產品內容範圍極廣,從玻璃切割和分揀系統、單一元件和全套生產線、玻璃邊緣處理機和強化設備到相應的軟體,以及各種合適的服務項目。LiSEC 的物流產品經理 Bernhard Leitner 表示:「客戶使用我們的機臺來加工處理例如玻璃外牆的隔熱玻璃,或是樓梯欄杆上的玻璃。」自 Peter Lisec 於 1961 年創立的小玻璃加工廠至今,在這近 60 年的時間裡,這家公司已發展成為一個全球機械製造集團,目前擁有約 1,250 名員工,其中約 800 人效力於位於賽滕施泰滕 (Seitenstetten) 的總部。除了歐洲之外,這家公司最大的銷售市場還包括美國、中國、澳洲和紐西蘭。全球多家知名窗戶製造商、外牆建商、玻璃加工廠等等,都是他們的客戶。「在平板玻璃工業的大型集團和中型企業裡,自動化的程度高低已成為越來越重要的議題」,Andreas Mader 補充道,他是 LiSEC 的技術專員和專案協調人。這家來自下奧地利邦的公司充分考慮到了這一點,尤其是透過全面性落實數位化和將生產控制軟體和加工機控制系統整合成一個上級聯合系統。
KUKA 機器人在 LiSEC 勤奮工作 (c) Martin Gold

平板玻璃加工機產業中的相關專業知識 

為了能完全掌握解決方案,LiSEC 內部自行開發了一套軟體。Leitner 說:「我們的客戶都能受益,因為我們是平板玻璃加工機產業中,唯一一家能夠全面規劃和處理大規模專案的公司。」 其中,除了多樣化的產品內容之外,軟體也是關鍵因素。成功秘訣其實很簡單:專業知識和技能。Leitner 簡要說明:「我們對於玻璃加工產業的內部生產流程瞭若指掌,知道要如何規劃和執行,而且也深知有哪些挑戰。」 結論就是擁有廣泛深厚的工程能力。同時,LiSEC也非常懂得不斷地從自身找到訣竅——這家公司也經營自己的玻璃加工廠:Glastech Produktions- und Verfahrenstechnik GmbH(Glastech 生產與過程技術公司)。這裡其實也是公司的起源。從原本不斷追求為自己打造最好的加工機的決心,已轉化成為這家下奧地利公司的核心能力。密集的內部技術轉移,也反映在受到全球客戶重視的加工機和系統品質上。
相較於滾筒輸送系統,機器人的優勢在於更靈活,而且可重複性高 (c) Martin Gold 

熱分配決定位置排列 

如前所述,自動化對於許多 LiSEC 客戶來說扮演著重要的角色。機器人加入平板玻璃製造產業,最終也只是時間上的問題,而在這個具體的例子裡,就是所謂的強化爐內的排列方式。在強化爐裡,隔熱玻璃會被加熱至將近 700 °C,然後再利用氣流快速冷卻。這個表面上看起來很簡單的過程,其實背後大有學問:因為——假如要以高產量方式來運行強化爐——必須考量到例如傳輸滾筒的熱慣性,並注意過程中所形成的空氣紊流。另一個問題是,通常必須處理不同尺寸的玻璃板。假若此處發生失誤,亦即玻璃板上的熱分佈不均,表面上就會形成輕微的波紋,這會永久降低玻璃品質,因為波紋會嚴重干擾玻璃外牆的視覺印象。LiSEC 應此問題的方式是:將強化爐內的排列方式最佳化。依據高度複雜的軟體預計算結果,將以正確順序組裝的隔熱玻璃層以特定的可變位置逐片送入強化爐中,此時會著重考慮到強化爐內的熱條件。這個例子說明了 LiSEC 對於內部軟體開發的高度重視。
強化爐內的排列方式當然會在出貨之前完全設置完成,並經過徹底測試。(c) Martin Gold 

靈活度展現優勢 

「除了這些高難度挑戰之外,還必須針對每個客戶對系統進行個別調整」,Bernhard Leitner 解釋道,「在這一點,我們提供了高度靈活性,甚至可根據季節的不同,提供不同的排列方式和溫度。」令人很快明瞭的是:若對於過程沒有深刻的理解,或沒有全面的專業知識,尤其是在軟體參數設定方面,在市場上就沒有競爭機會。然而,在將玻璃放入強化爐之前,一切都取決於玻璃的精確定位。到目前為止,這項工作是利用滾筒輸送系統來完成,但這難免會有幾個缺點:佔用空間相當大且靈活度低,因為只能使用指定且無法改變的固定位置。為此,LiSEC 成為全球首創,為一個澳洲客戶的系統使用了一架機器人優勢快速顯現:如今,定位過程變得極為靈活,甚至可以在旋轉玻璃板角度之後再送入強化爐內。「然而,在處理寬達 3.30 m 的玻璃板時,機器人的作用範圍也是很重要的」,Leitner 表示。在這樣的要求之下,機器人市場上的選擇可能性迅速縮減。

易於操作加上周全的 KUKA 服務套件,對於使用者來說非常方便。 (c) Martin Gold

高載重能力結合大作用範圍

這裡便是 KUKA 大展身手之處。憑藉著廣泛多樣的產品種類,活躍全球的機器人製造商在其豐富的產品組合中找到了一款能夠完美執行這項任務的機型:重量輕巧且擁有 180 kg 負重能力和 3.5 m 作用範圍的六軸機器人 KR 180 R3500 ultra K 在此脫穎而出。除此之外:若是較沉重的玻璃板,則不會由機器人抬起,而是利用氣墊支承來拉動。相較於滾筒輸送系統,同時大幅提高了速度和生產力。而且維護需求也顯著降低,並更容易觸及操作。「機器人的另一個特性是所需安裝空間小」,KUKA 客戶經理 Alexander Ahrer 補充說明。這一點在系統現代化改造時尤其重要,特別是現有空間有限的情況下。
六軸機器人 KR 180 R3500 ultra K 載重能力超過 180 kg,作用範圍達 3.5 m (c) Martin Gold 

KUKA 機器人加入行動 

在這種特殊情況下,機器人是安裝在 KUKA 線性單元 KL 4000 上,這個單元的結構同樣修長精實,並且完全利用螺栓固定。Ahrer 表示:「安裝期間不再需要焊接手續。」為了確保玻璃板表面不受到損壞,自然必須謹慎處理。此處同樣重要的一點:相較於滾筒輸送系統,能夠靈巧敏銳抓取的機器人的確是一大進步。此外,真空吸盤也具有特殊護套,可以防止留下印記。採用機器人的另一個優勢:提高了整個過程的重複精度,因此能更容易地偵測到過程中的錯誤。

我們不斷進行投資,旨在讓我們的機器人更易於使用和更安全,並且透過我們的專業知識和工程服務為客戶提供支援,尤其是在入門階段。

Alexander Ahrer,客戶經理

全方位服務

「除了技術性能之外,機器人的程式設計非常順手,且試運轉的表現也令我們心服口服」,為 LiSEC 負責程式設計的 Andreas Stöger 強調這是正確的決定。「而且我們可以隨時信賴 KUKA 的協助。所有關於產品的服務內容都非常優異。」此外:第二架相同的機器人在強化步驟完成之後將產品從爐子中取出,讓整套系統更完整。

左起:Andreas Mader,LiSEC 技術專員和專案協調人;Bernhard Leitner,LiSEC 物流產品經理;Andreas Stöger,LiSEC 機器人技術專員;Alexander Ahrer,KUKA 客戶經理 (c) Martin Gold

LiSEC RHH - 強化爐裝卸機器人搬運系統 

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