機(jī)能升級(jí)：移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工具機(jī)自動(dòng)化

從價(jià)格飆漲到專業(yè)技術(shù)工人短缺——工業(yè)界正面臨越來越大的壓力。KUKA 和 CNC 工具機(jī)製造商 HELLER 透過一個(gè)前導(dǎo)計(jì)劃，聯(lián)手開發(fā)了一個(gè)智慧化應(yīng)用程式來因應(yīng)這些挑戰(zhàn)：採用移動(dòng)機(jī)器人來為工具機(jī)自動(dòng)化裝卸刀具，大幅減輕員工的負(fù)擔(dān)。

自動(dòng)化裝載工具機(jī)的刀具，仍處於起步階段

小量生產(chǎn)，複雜度又高，當(dāng)然一切又得快速進(jìn)行。每個(gè)客戶都有不同的特別要求，這對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的許多業(yè)者構(gòu)成了很大的挑戰(zhàn)，同時(shí)，他們還必須克服技術(shù)人員短缺和原材料與服務(wù)價(jià)格上漲等問題。這些問題都可以透過自動(dòng)化來解決。幸而如今例如堆垛、搬運(yùn)或組裝任務(wù)，以及工件加工等的自動(dòng)化技術(shù)，都已經(jīng)非常先進(jìn)。然而，工具機(jī)裝卸刀具過程的自動(dòng)化卻仍處於起步階段，尚未達(dá)到靈活自如的程度。因此，活躍在全球的HELLER 集團(tuán) 與 KUKA 共同發(fā)起並實(shí)施了一個(gè)前導(dǎo)計(jì)劃，致力於縮小這一缺口。

利用豐富的機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)更徹底的自動(dòng)化

「這個(gè)領(lǐng)域蘊(yùn)藏著極大潛力。這不僅僅是工具機(jī)前段作業(yè)的自動(dòng)化，同時(shí)也包括後續(xù)作業(yè)的自動(dòng)化」，Robert Eber 表示，他的職責(zé)是 HELLER 的堆垛和機(jī)器人自動(dòng)化過程。該公司集團(tuán)在全球共有五個(gè)生產(chǎn)基地，專門為切割加工生產(chǎn)最先進(jìn)的 CNC 工具機(jī)和製造加工系統(tǒng)。這家公司於 1894 年在德國尼爾廷根（Nürtingen）成立，涉足領(lǐng)域廣泛，例如一般機(jī)械製造、能源技術(shù)、流體技術(shù)、航太工業(yè)、汽車工業(yè)以及其供應(yīng)商和許多其他產(chǎn)業(yè)的眾多公司，都是該公司的客戶。在此之前的多項(xiàng)任務(wù)中，HELLER 就採用了 KUKA 的機(jī)器人輔助解決方案。然而，這個(gè)利用機(jī)器人裝載工具機(jī)刀具的前導(dǎo)計(jì)劃，則是兩家公司首度合作開發(fā)可銷售的應(yīng)用程式。

高度靈活：移動(dòng)機(jī)器人可執(zhí)行裝載工具機(jī)刀具

合作的初衷是找出有哪些手動(dòng)流程可以以自動(dòng)化取代，並找出有哪些地方還存在限制。「我們聯(lián)繫了 HELLER 公司，問他們是否認(rèn)為需要移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)，而答案是肯定的。這引發(fā)了最初的想法、方案，最終形成了我們的前導(dǎo)計(jì)劃」，KUKA 全球業(yè)務(wù)開發(fā)部經(jīng)理 Steffen Günther 說道。兩家公司在 2021 年春季開始執(zhí)行這個(gè)計(jì)劃，經(jīng)過大約一年的努力和遭遇一次又一次挑戰(zhàn)之後，終於找到了正確的流程。

移動(dòng)機(jī)器人提高生產(chǎn)率

整套系統(tǒng)的運(yùn)作方式如下：根據(jù)員工所提供的生產(chǎn)訂單資訊，CERTA 公司的主控電腦會(huì)確定工具機(jī)需要哪些刀具，並向 KMR CYBERTECH 發(fā)出指令從庫房中取出適當(dāng)?shù)牡毒摺?b>承載著一架 KR CYBERTECH 的全向驅(qū)動(dòng)行動(dòng)平臺(tái)便起程出發(fā)，前往為工具機(jī)裝載刀具。「KMR CYBERTECH 是這方面最理想的產(chǎn)品，因?yàn)槲覀兊牡都茏钪乜蛇_(dá) 20 公斤」，Steffen Günther 指出。機(jī)器人連接臂抓取所需的刀具，並將它們放置在平臺(tái)上合適的工裝上，接著平臺(tái)便繼續(xù)它的運(yùn)行。

有了這套自動(dòng)化解決方案，就不再需要員工前往工具機(jī)裝上刀具。我們也因此能夠轉(zhuǎn)移人工作業(yè)的重心。

HELLER 工業(yè)棧板和機(jī)器人自動(dòng)化部組長 Robert Eber

移動(dòng)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

KMR CYBERTECH 將刀具送到相關(guān)的工具機(jī)上，以便將其裝在需要的地方。有了這套為工具機(jī)自動(dòng)裝載刀具的自動(dòng)化解決方案，就不再需要由員工前往工具機(jī)放置刀具。我們也因此能夠轉(zhuǎn)移人工作業(yè)的重心」，Robert Eber 解釋道。在這個(gè)解決方案中，KMR CYBERTECH 不僅能裝卸刀具，還能換刀。例如，當(dāng)主控電腦接收到有關(guān)刀具磨損的資訊，平臺(tái)便會(huì)前往相關(guān)的工具機(jī)。拆下舊刀具、運(yùn)離、拿取新刀具、裝入工具機(jī)——完成！

系統(tǒng)裡的自主移動(dòng)式機(jī)器人

在開發(fā)這個(gè)自動(dòng)裝載工具機(jī)刀具的解決方案時(shí)，所面臨的一項(xiàng)特殊挑戰(zhàn)，就是所有相關(guān)系統(tǒng)之間的通訊。「在哪裡和什麼時(shí)候有哪些資料可以使用？資料交換介面對(duì)我們來說是最大的挑戰(zhàn)」，Robert Eber 說。借助 KUKA 和 HELLER 豐富密集的自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)，並經(jīng)過幾次測(cè)試之後，他們找到了一種合適的方法，使行動(dòng)平臺(tái)不再是簡單地從甲地移動(dòng)到乙地。現(xiàn)在，行動(dòng)平臺(tái)會(huì)臨時(shí)獲得必要的資訊，根據(jù)這些資訊，平臺(tái)隨時(shí)可以準(zhǔn)確地知道要執(zhí)行什麼樣的任務(wù)。

移動(dòng)機(jī)器人可以全天候 24 小時(shí)執(zhí)行這些工作，因此讓專業(yè)技師能夠?qū)Ｗ㈧端麄兊募寄埽瑢r(shí)間用在可創(chuàng)造價(jià)值的工作上。

KUKA 全球業(yè)務(wù)開發(fā)部經(jīng)理 Steffen Günther

為使用者提供靈活性

此外，在這個(gè)前導(dǎo)計(jì)劃中，還需實(shí)現(xiàn)另一個(gè)要求。「我們希望盡量避免改變手動(dòng)運(yùn)作的部分」，Eber 說。「這表示：如果有必要，員工仍繼續(xù)能夠裝上刀具和管理資料。」

靈活且自動(dòng)化：行動(dòng)機(jī)器人不僅能夠搬運(yùn)工件，還可以為工具機(jī)裝載刀具。

客戶對(duì)工具機(jī)機(jī)器人的需求

這項(xiàng)計(jì)劃已順利結(jié)束，而且也確立了可行性：通訊功能正常，如今工具機(jī)可以由人員和機(jī)器人裝載刀具。「我們現(xiàn)在將觀察市場趨勢(shì)，並準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)階段，對(duì)客戶的詢問做出回應(yīng)」，Eber 強(qiáng)調(diào)說。對(duì)於 KUKA 來說，這也是第一個(gè)涉及工具機(jī)自動(dòng)化領(lǐng)域的行動(dòng)機(jī)器人重要專案。Steffen Günther 堅(jiān)信，這可以減緩專業(yè)技術(shù)人員短缺的影響，同時(shí)加強(qiáng)工業(yè)公司的實(shí)力。「行動(dòng)機(jī)器人可以全天候 24 小時(shí)執(zhí)行這些工作，因此讓專業(yè)技師能夠?qū)Ｗ㈧端麄兊募寄埽瑢r(shí)間用在可創(chuàng)造價(jià)值的工作上。」有了穩(wěn)固的基石，KUKA 已經(jīng)與 HELLER 合作催生了首批客戶專案和報(bào)價(jià)。此刻的任務(wù)，就是將這個(gè)具有前瞻性的專案整合到其他工具機(jī)製造商的廠房裡了。