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机器人激光加工在防盗门制造行业应用

2015-06-08 00:02
冷血の爱
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  Köhler&Bandl因制造各种防火门、安全门和多功能铁门而声名远播。小到500x500mm的小型转门,大到5000x500mm的大闸门,Köhler&Bandl均可生产制造。为了满足不同样式和客户个性化需求,同时确保产品能够达到最佳的产品品质和尺寸精度,该公司于2012年初从库卡工业购置了一套机器人激光切割系统。这套系统可准确定位,以任意样式进行完美的开口加工。

  “我们主要制造各种不同尺寸的防火门和闸门”,公司资深合伙人Adolf Köhler说道。“我们生产的并非许可生产的产品,而是自主开发的产品。”为保证每一订单能达到最佳质量,我们明确目标,以更佳的柔性和精度来为多开口的门框提供复杂精加工。从2012年1月起,我们就一直在使用这样一条生产线,根据每笔订单要求,来为镀锌钢板和不锈钢框架进行尺寸切割和开口加工,并对切割可能产生的浪费进行了优化。

  挑战:更快的加工速度、更佳的柔性、更高的精度

  Köhler&Bandl供应的每件钢门都配置适合的门框,而这些门框须根据管件、上锁系统、联锁触头及其它因素来进行调节。这就意味着,需要根据订单切割一大批不同的开口和小孔。在过去,这些任务需要耗费大量人力和时间,同时也需要高成本的工具。插销和各种上锁元件需要不同的穿孔模具,并且它们的定位性能对上锁的精确和质量起决定性作用。根据需要及相应的设置时间,即便忽略新进来的产品,冲压模具的库存至少要在25套以上,以满足冲压机需要。往往在冲压或钻孔后,由于变形或毛刺等原因,仍需返工。

机器人系统可在型材上切割任意开口

  因此,公司决定进一步提升这些加工工艺的自动化程度。为此,RWG在总经理Andreas Mestemacher与技术开发主管Oliver Kemner的指导下开发了一套柔性化生产的最佳解决方案。正当自动穿孔和研磨系统方案仍在项目讨论阶段,组员们很快就使用柔性激光技术达成了一致意见,理由很简单,激光适用于任何形状。根据数据记录,大约有450,000组不同版本的形状,而且这组数字仍在进一步攀升。

  RWG和库卡工业先前就有过成功合作,十分了解库卡工业系统集成的技术非常精湛,所以RWG也向库卡工业抛了橄榄枝,寻求一套最佳的定制化方案。实际上,该项目就是将机器人作为更高效的工具集成于生产线。

  在明确规格后, 样品很快被送至库卡工业Obernburg实验室。实验很快揭晓了可行性方案的初步设想。激光机器人成功解决了在“转角”进行开口的难题,这是冲压机和研磨机不可能完成的,这一令人振奋的结果完全说服了所有参与者。

  解决方案:生产线集成激光切割机器人

  Köhler&Bandl生产和供应的门框有两种略带折弯的型状,3种长度,订单以指令形式由生产计划部发送至系统操作员。他可在系统中获取相应产品的宏数和数量。然后,由RWG开发的PLC确定不同长度型材的物料需求。

  该系统的布局提供了一个可容纳多达16件原料型材的上料区。操作员会从系统中接收到请求,为该批次添加相应长度的型材。长度有4,500,5,300和6,300mm。上料之后将进行自动化加工,直到生产线末端的下料工作站。

  抓手沿齿轨移至进料区抓取一件型材,然后推至机器人工作范围内的激光安全小室。一到达工位,配有外置激光切割头的库卡工业RV30-26机器人就会接收到启动指令。该激光切割头由位于Würselen的库卡工业-徕斯激光技术研发生产,配置了电容传感器来确保与型材的最佳距离。与此同时,集成了IPG 1kW光纤激光器。由于纯切割时间相对比辅助时间短,使用光纤激光器的优势非常明显。因为能源与控制器分离,只有在切割时才会消耗能源,因此可提高30%能源效率。

  加工中,数据是由PLC传输的。切口非常整齐,且定位精准,因此无需返工。即使切口在转角处,也可作到一步到位。在输送前,激光会对每件已加工的型材进行打标。这种标号可使工件在焊接工艺后轻松识别跟踪,同时也使得相应部件在任意时间进行复制。相较于过去用手工记号或贴标签,激光打标具有持久性。

  型材被进一步传送至钻孔和装埋(如有必要)。然后是最后的工序,用专用的自动旋转圆锯来进行长度切割,该工具只需极少的润滑即可漂亮地将方块切割成型面或45度角。最后,再将加工完的型材传达至一个移除装置,如缓存区出现超载,该装置将停止整套系统的运行。这就意味着操作员无需一直守在现场,可以同步进行其它任务。除此之外,RWG甚至集成了废料再利用的模块,系统会进行自动测量,将落料用于较小门框。

  “作为订单制造商,我们必须要灵活应对”,Oliver Kemner又说,“因此控制系统还可以‘挤出’时间,安排一批紧急订单。像这种情况,我们还可以在一日内生产一件单品”。

  根据客户要求,加工完成的门框会进行完美喷漆和烤漆,再或者,送往喷漆厂进行精细的喷漆或涂层。

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