Menu
Sunday, 17 Dicembre 2017

La consegna del materiale è automatica, dove e quando serve

Grazie al robot mobile KMR iiwa, KUKA ha implementato una soluzione per il trasporto autonomo all’interno della sua filiera produttiva nella sede principale di Augusta. Il robot mobile KMR iiwa fornisce in maniera automatica il materiale di produzione alla stazione di assemblaggio in-line KR QUANTEC.

di Ulrike Kroehling

Settembre-Ottobre 2017

A lungo termine, la semplice collaborazione fra esseri umani e robot (HRC) non è sufficiente per rendere la produzione più flessibile. Nel futuro prossimo, dovrà essere possibile utilizzare i robot all’interno di applicazioni mobili. Montati su piattaforme mobili, i robot si muovono indipendentemente attraverso le varie aree produttive e trasportano merci o pezzi di lavoro - modernizzando in questo modo i processi logistici della produzione del domani. Anche KUKA Roboter GmbH beneficia ora di queste innovazioni nella sua sede principale di Augusta. L’azienda è uno dei leader globali di mercato nello sviluppo, produzione e vendita di robot, controller e software industriali. Lo stabilimento di produzione di robot dell’azienda è passato ora da un sistema a linee multiple a uno a linea singola, in conformità con i metodi più all’avanguardia della produzione “lean”. Il robot mobile KMR iiwa (KMR sta per “KUKA Mobile Robotics”, e iiwa è acronimo di “intelligent industrial work assistant”) è una piattaforma di navigazione autonoma combinata con un robot leggero KUKA LBR iiwa. All’interno dello stabilimento, fornisce in maniera automatica il materiale di produzione alla stazione di assemblaggio in-line KR QUANTEC.

Definire i nuovi standard per la produzione di domani
“Vogliamo orientare le nostre attività produttive rivolgendoci verso il futuro, e allo stesso tempo aumentare considerevolmente la nostra efficienza. Il nostro obiettivo nello stabilimento di Augusta è quello di raggiungere una capacità produttiva di più di 20.000 robot all’anno. È evidente che potremo raggiungere il nostro scopo solo ristrutturando i processi di assemblaggio dei nostri robot, in conformità con i più recenti metodi di produzione lean”, ci spiega Andreas Ostermann von Roth, vicepresidente operativo di KUKA Robotics, per farci comprendere come mai questa linea di produzione di circa 140 m sia stata costruita con un maggior grado di automazione. A questo proposito, la consegna just-in-sequence (JIS) del materiale da assemblare è un elemento molto importante. KUKA ha sviluppato una gamma completa di soluzioni rivolte a questo obiettivo, da robot leggeri riposizionabili manualmente a sistemi che funzionano in maniera interamente autonoma. Sono già possibili molte nuove applicazioni di queste tecnologie, soprattutto nella logistica, e in particolar modo nello stoccaggio. Questo permette sia ai materiali che ai robot di essere attivati sempre e solo dove sono più necessari.

Consegna automaticamente dadi, bulloni e molto altro ancora
KUKA utilizza il robot KMR iiwa anche all’interno della sua stessa filiera produttiva. Per l’assemblaggio del KUKA KR QUANTEC, per esempio, si sta implementando una soluzione kanban nella quale il KMR iiwa controlla attivamente la distribuzione di viti, bulloni, anelli di tenuta, dadi e altre piccole parti. WÜRTH consegna le scatole kanban richieste allo scaffale centrale del magazzino. A intervalli regolari, il KMR iiwa usa la sua estrema sensibilità per controllare tutti i ripiani e rimuovere le scatole consegnate piene di piccole parti. Il robot leggero solleva la scatola fino a uno scanner di codici a barre QR montato sulla piattaforma, permettendogli di identificare la posizione di destinazione finale di ogni scatola. La piattaforma di navigazione autonoma trasporta quindi i container attraverso l’officina di produzione, e li consegna automaticamente alla stazione di lavoro. “Questa consegna just-in-sequence fa parte del nuovo concetto logistico per la produzione dei nostri robot”, spiega Sebastian Bodenmüller, capo della sezione di assemblaggio robot di KUKA Roboter GmbH. I due aspetti chiave che garantiscono un rapporto costi/benefici ottimale: il KMR iiwa non percorre distanze inutili e lavora instancabilmente senza bisogno di pause.

I robot mobili sono ben accetti come colleghi di lavoro
La soluzione integrata KUKA Navigation Solution, combinata con gli scanner laser di sicurezza, permette al KMR iiwa di individuare all’istante gli ostacoli sulla sua strada, navigando quindi in maniera sicura e autonoma attraverso lo stabilimento produttivo. Una caratteristica essenziale del KMR iiwa è, infatti, la sua capacità di condividere percorsi comuni con persone e treni logistici. Non sono necessarie misure di sicurezza speciali o modifiche aggiuntive dei percorsi. “KUKA rappresenta l’innovazione, e adesso questo si evince anche dalla nostra filiera produttiva. I dipendenti umani hanno accettato velocemente il KMR iiwa in qualità di collega a pieno titolo. Apprezzano i vantaggi di questo assistente intelligente e mobile,” ci dice Sebastian Bodenmüller, riassumendo le prime settimane di attività del lavoratore robotico. Il robot si occupa principalmente di compiti monotoni ed ergonomicamente molto difficili da effettuare per gli esseri umani. Non ha bisogno di pause, ed è sempre pronto a lavorare quando necessario. Per quanto riguarda i compiti logistici, i possibili campi di applicazione del KMR iiwa sono stati sfruttati soltanto in minima parte. Si può ipotizzare di utilizzarlo per la cura di varie macchine industriali tanto quanto per la collaborazione diretta con uno o più colleghi umani in un ambiente di lavoro diviso o condiviso.

Un assistente produttivo, indipendente e altamente flessibile
Con il KMR iiwa, KUKA ha combinato i punti di forza del robot leggero e sensibile LBR iiwa con una piattaforma mobile e autonoma. Nel padiglione 7 della sede principale di KUKA ad Augusta, il robot è ormai diventato un assistente produttivo indipendente dall’ubicazione e altamente flessibile, con uno spazio di lavoro senza restrizioni; una base ideale per rispettare i requisiti di Industria 4.0. La flessibilità è il presupposto fondamentale per la produzione versatile e adattabile del domani. Grazie alle ruote Mecanum sviluppate appositamente per questo scopo, la piattaforma del KMR iiwa può muoversi in qualsiasi direzione con partenza da fermo. Il robot e il veicolo sono gestiti tramite il controllo KUKA Sunrise, che è in grado di gestire sistemi cinematici multipli, semplificando così notevolmente il controllo e l’utilizzo degli operatori in qualsiasi applicazione pratica. Degli scanner ambientali aggiuntivi sul veicolo permettono di individuare gli ostacoli. Delle batterie Li-ion alimentano direttamente sia il veicolo che il robot. Il software di navigazione SLAM sviluppato da KUKA permette al KMR iiwa di spostarsi in maniera sicura, totalmente autonoma e senza connessioni via cavo. Il sistema ha un design modulare, e può essere ampliato con hardware aggiuntivo in base alle necessità delle singole applicazioni.

Reagire in maniera flessibile alle esigenze dei clienti e del mercato
Aumentando il livello di automazione della sua filiera produttiva, KUKA sta impostando la via per il futuro. “Mentre in molti luoghi l’Industria 4.0 viene ancora discussa, nel nostro stabilimento produttivo abbiamo già iniziato a viverla. A lungo termine, saranno gli investimenti nell’automazione - come quello del KMR iiwa nelle applicazioni logistiche per viti - a garantire il nostro successo,” dice Andreas Ostermann von Roth, descrivendo le sue ragioni dietro al robot mobile. “In futuro, saremo in grado di reagire in maniera molto più veloce e flessibile alle esigenze dei clienti e del mercato,” prevede il vicepresidente operativo di KUKA Robotics.

 

CASE STORIES

Automatic Delivery of the Material, Where and When Needed

With the KMR iiwa mobile robot, KUKA implemented an autonomous transportation solution in its own production, at its headquarters in Augsburg. The KMR iiwa mobile robot automatically supplies production material to the KR QUANTEC in-line assembly station.

Human-robot collaboration (HRC) alone is not sufficient to make production more flexible in the long term. In the near future, it will be possible for robots to be used in mobile applications. Mounted on mobile platforms, they move independently through production shops and transport goods or workpieces, thereby modernizing logistic processes in the production of tomorrow. Now, KUKA Roboter GmbH too is benefiting from this at its headquarters in Augsburg. With the development, production and sale of industrial robots, controllers and software, the company is one of the global market leaders. The company’s own robot production facility has now switched from a multiple-line system to single-line manufacturing in accordance with cutting-edge lean production methods. The KMR iiwa mobile robot (KMR stands for “KUKA Mobile Robotics, iiwa for “intelligent industrial work assistant”) is an autonomously navigating platform combined with a KUKA LBR iiwa lightweight robot. Here, it automatically supplies production material to the KR QUANTEC in-line wrist assembly station.

Setting new standards in the production of tomorrow
“We want to gear our manufacturing operations towards the future and, at the same time, considerably boost our efficiency. Our objective is to reach a capacity of over 20,000 robots per year in Augsburg. We can achieve our aim only if we restructure our robot assembly processes in accordance with the latest lean manufacturing methods,” explains Andreas Ostermann von Roth, Executive Vice President of Operations at KUKA Robotics, as to why the approximately 140-meter production line was built with a greater degree of automation. The “just-in-sequence” (JIS) delivery of the assembly material is an important component here. KUKA has developed a full range of solutions for this purpose - from manually relocatable lightweight robots to systems that run fully autonomously. New applications are already possible, particularly in logistics, and there specifically in warehousing. This allows both materials and robots to always be deployed exactly where they are needed most.

It automatically delivers bolts, nuts and more
KUKA uses the KMR iiwa in its own production. A KANBAN solution is being implemented in assembly of the KUKA KR QUANTEC. Here, the KMR iiwa takes over the distribution of screws, bolts, sealing rings, nuts and other small parts. WÜRTH delivers the ordered KANBAN boxes to the central warehouse rack. At regular intervals, the KMR iiwa uses its sensitive capabilities to check the individual shelves and remove the delivered boxes filled with small parts. The lightweight robot holds the box up to a QR code scanner mounted on the platform, enabling it to identify the individual target position of each box. The autonomously navigating platform then transports the containers through the production shop and automatically delivers them to the workstation. “This just-in-sequence delivery is part of our new logistics concept in our robot production,” explains Sebastian Bodenmüller, Head of Robot Assembly at KUKA Roboter GmbH. Two key aspects ensure maximum cost-effectiveness: the KMR iiwa does not travel any unnecessary distances and it works tirelessly without a break.

Mobile robot quickly accepted as a colleague
The integrated KUKA.NavigationSolution, combined with safety laser scanners, enables the KMR iiwa to detect obstacles in its path early on and thus to safely and autonomously navigate through the production facility. An essential characteristic of the KMR iiwa is thus its ability to share common paths with people and logistics trains. No special safeguarding or additional modification of the routes is necessary. “KUKA stands for innovation. This is now also evident in our own production. Our human colleagues have quickly accepted the KMR iiwa as a full-fledged co-worker. They appreciate the advantages of this intelligent and mobile assistant,” says Sebastian Bodenmüller, summing up the robotic colleague’s first weeks of action. The robot predominantly takes on tasks that are monotonous and ergonomically very difficult for humans. It does not require a break and is always ready for operation when required. Insofar as logistics tasks are concerned, the potential fields of application for the KMR iiwa are nowhere near exhausted. The tending of various industrial machines is just as conceivable as direct collaboration with one or more human colleagues in a divided or shared workspace.

Location-independent and highly flexible production assistant
With the KMR iiwa, KUKA is combining the strengths of the sensitive LBR iiwa lightweight robot with a mobile and autonomous platform. In Hall 7 at the KUKA headquarters in Augsburg, the robot has now become a location-independent, highly flexible production assistant with an unrestricted workspace - an ideal basis for meeting the requirements of Industry 4.0. Flexibility is the basic prerequisite for the versatile and adaptive production of tomorrow. Thanks to its specially developed Mecanum wheels, the platform of the KMR iiwa can move in any direction from a standing start. The robot and vehicle are operated with the KUKA Sunrise controller, which is capable of handling multiple kinematic systems, thereby considerably simplifying operator control and use in practical applications. Additional environment scanners on the vehicle allow obstacles to be detected. The Li-ion batteries used supply the vehicle and robot directly with power. The SLAM navigation software developed by KUKA enables the KMR iiwa to move safely, fully autonomously and without cable connections. The system is of modular design and can be expanded with additional hardware as required by the individual application.

Capable of reacting flexibly to customer and market requirements
By increasing the degree of automation at its own production, KUKA is setting the course for the future. “While Industry 4.0 is still being discussed in many places, we have already begun living it in our production facility. Investments in automation such as with the KMR iiwa in screw logistics applications ensure our long-term success,” says Andreas Ostermann von Roth, describing the motivation for using the mobile robot. “In the future, we will be able to react more quickly to customer and market requirements much more flexibly,” he predicts.

Lascia un commento

Make sure you enter all the required information, indicated by an asterisk (*). HTML code is not allowed.

Torna in alto

Comunicazione tecnica per l'industria