25台KUKA机器人完全自动化组装曲轴箱组件
2015-12-8 作者: 来源:汽车电子应用
在NEUE HALBERG-GUSS公司,25台KUKA机器人完全自动化组装曲轴箱组件

在NEUE HALBERG-GUSS公司,25台KUKA机器人完全自动化组装曲轴箱组件

NEUE HALBERG-GUSS公司生产并开发工业铸铁发动机的气缸曲轴箱、气缸盖和铸造曲轴,有2250名员工在位于Saarbrücken和Leipzig 的工厂现场工作。公司是欧洲市场的领导者和技术先锋,其产品涵盖范围已从普通汽车的轻型3气缸缸体扩展到商用车辆的大排量V8发动机部件。其他产品包括有球墨铸铁轴承圈和铝制轴承座。公司的客户有大众、戴姆勒、宝马、奥迪、曼恩、斯堪尼亚和依维柯等著名的汽车和商用车辆制造商。

公司的Saarbrücken工厂正在为曲轴箱零件的总装配寻求一项自动化解决方案。NEUE HALBERG-GUSS决定在一个系统中大量使用KUKA机器人:由奥格斯堡的机器人和系统制造商提供的25台机器人,以最大精准度、完全自动化执行所有的组装步骤。核心组件由两套系统同时准备妥当——换句话说,也就是一共有50台机器人同时准备。

KUKA机器人协奏团

“作为一个具有丰富经验和专业知识的开发合作伙伴,我们从产品概念到系列生产准备阶段量产阶段都紧密伴随我们的客户。以这种能够实现完全自动化组装的方式来进行核心组件设计,这就带来了一个特别的挑战。”NEUE HALBERG-GUSS的项目经理Peter Koch解释说。在这里,以机器人为基础的自动化技术提供了灵活性、生产效率和质量方面的最佳解决方案。组装曲轴箱核心组件过程中,最多使用了3种不同型号的机器人。而这些机器人都必须完美适用于特殊的铸造环境,而且也要符合特别的空间节约和紧凑型理念。得益于公司全面的机器人产品系列,无论是多种复合的工作步骤还是个体机器人的交互方面,KUKA都能够为其提供最优的解决方案。“我们选择的KUKA型号是KR QUANTEC系列的的KR 300 R 2500 ultra F、KR AGILUS小型机器人系列和KR 5 arc型机器人。”Koch先生解释说。NEUE HALBERG-GUSS的25台机器人现在就像一个配合默契的管弦乐团一同工作。2013至今,合计有12台KR300 R 2500 ultra F,11台KR 5 arc和2台KR 6 R900型六轴机器人完全自动化组装曲轴箱核心组件。

组装“演奏会”中的完美协作

组装线上的第一台机器人是KR QUANTEC铸造版机器人。机器人最先上场,从制芯机中取出全套的砂芯组件——包括水冷套、平衡轴、通道、水泵、调温器芯、轮盘芯、曲轴箱芯和一个底板芯,然后将它们放到1号和2号转台上。这些转台随后旋转180度到较小的KR 5arc机器人面前。在接下来的组装和去除毛刺的“演奏会”中,灵活的KR 5 arc和KR AGILUS型机器人开始行动——在顶棚、侧壁等处的基座和支架上各就各位。它们清除毛刺、组装调温器砂芯,并极精准地在水泵上钻孔,然后是轮盘和曲轴箱、水冷套砂芯、曲柄和底板砂芯。当两个转台都转回原位时,另外3台KR QUANTEC系列的KUKA机器人拾起每个砂芯并将他们放在3号转台上,以便进行下一步的部件装配。再次旋转180度后,另两台KR 300型机器人将完全组装好的整个组件放置好。下一个机器人取走组件并将其移至固定的螺栓紧固站下面。螺栓拧紧后,六轴机器人将组件放在4号转台上,接着旋转将完全组装好的组件送至清洗室。清洗室里,一台KR 300型机器人拾起组件并将其浸入清洗液中,通过使组件自转和绕轴旋转,确保清洗充分,然后沥干。由于清洗过程需要90秒,超过砂芯组件的整个组装时间(60秒),所以需使用两台清洗机器人同步工作来确保理想的清洗周期。清洗完的组件随后再次被放至转台上旋转90度,送至人工检查站,工人检查核准后总装配的最后一个机器人拾起组件,将其放到一个带有8个格子的货架上。待货架上摆满清洗过的湿组件后,货架被送至烘干炉,最后摆放在高货架仓库中的成品区相应的位置。

协调的机器人类型组合

NEUE HALBERG-GUSS公司选择KR300 R2500 ultra F机器人这一名符其实的铸造专家。在市场上,QUANTEC ultra的机器人产品系列以其高额负载能力、最大效能和最具流线型的设计而著称。该系列产品最理想的应用领域是沉重工件处理和高精度机加工。在铸造类设计方面,该系列机器人拥有一个耐酸碱、抗冲击以及抗腐蚀的铸造腕关节,同时也防灰尘,能够短时间经受180℃高温考验。凭借其优异的精度、灵活性和速度,KR 5 arc机器人和KR AGILUS在组装线上表现突出。同时小型机器人部分的多种变体和低有效负荷范围的特点使它们非常适合狭小空间的安装,符合紧凑集成理念。

进一步的11台机器人组合方案已处于规划阶段

“基于机器人的系统促使生产率和质量增长了50%。”Koch先生得出这样的结论。今天,每套机器人“管弦乐队”组装系统每班能组装约400套核心组件。同时生产成本显著降低。基于机器人的自动化解决方案也保障了Saarbrücken公司的曲轴箱组件装配工艺能够保持一贯的高质量。该系统可以在无需更换夹具的情况下组装两种不同型号的组件,改动特定的程序是唯一的要求。

NEUE HALBERG-GUSS公司及其员工对该方案非常满意:“得益于良好的使用体验,我们正进一步筹划建设使用11台KUKA机器人的小型化组合系统。”Koch先生稍许提了提未来的发展计划。此外公司也使用这些机器人进行卸载、去除毛刺、组装和清洗。

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