怎樣加工超常巨大的塑料管道？

談到塑料制品，例如地下管道，是一家名為 Uponor Infra 的芬蘭公司的特色產(chǎn)品，而該公司有一種名為 Weholite 管道產(chǎn)品，能夠?qū)⑺芰瞎艿雷龅綆酌组L(zhǎng)，3.5 米的直徑，這種產(chǎn)品已經(jīng)獲得了專利。這些超大尺寸的管道的應(yīng)用范圍是，以重力為基礎(chǔ)的排污系統(tǒng)、脫水裝置、地下水溝渠、集水盆地系統(tǒng)和低壓應(yīng)用等。Weholite 管道產(chǎn)品擁有一系列令人自豪的技術(shù)優(yōu)勢(shì)如整面 PE 材料，但更輕便，對(duì)地表運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)更柔性，而且由于該管道的預(yù)制程度很高，所以它的安裝工作非常輕松簡(jiǎn)便。

坐落在 Bad Liebenzell 的 Eugen Riexinger GmbH & Co. KG 公司開發(fā)出了一種高度整合型的，加工巨型管道的自動(dòng)化解決方案，這種解決方案在 Weholite 授權(quán)的 Asset International. 公司的工廠里進(jìn)行生產(chǎn)，地點(diǎn)在威爾士的 Newport 市。為適應(yīng)這樣的生產(chǎn)要求，KUKA 不但提供了 KUKA 120 R2700 extra HA 型機(jī)器人，還提供了 KL 1500-3 型線型單元。此外還有兩臺(tái)用于外接旋轉(zhuǎn)軸的 MG 360 型的 KUKA 伺服電機(jī)，和 KUKA CNC 加工控制軟件。“這是我們首次嘗試自動(dòng)化解決方案。” Asset International 公司的運(yùn)營(yíng)經(jīng)理 Graham Bennett 解釋說(shuō)。



目標(biāo)：提升靈活性，增強(qiáng)準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性

“對(duì)于這種自動(dòng)化項(xiàng)目最大的挑戰(zhàn)是，如何對(duì)巨大，而且輪廓和形狀又各不相同的部件實(shí)施可靠而靈活的加工。” EugenRiexinger GmbH & Co. KG 公司的總經(jīng)理 Markus Theobald 向我們解釋說(shuō)，而該公司是 Asset International 公司解決方案的提供者。這家坐落在 Bad Liebenzell 的公司在用于塑料管道加工，塑形和裝配方面所用到的塑料焊接設(shè)備，焊接機(jī)械，和管道切割設(shè)備上，在全球處于領(lǐng)先地位。為了提高 Asset International 公司的生產(chǎn)安全性和靈活性，也為了提升工作的精確性和加工產(chǎn)能-這方面的工作目前還是依靠手工來(lái)完成的- Riexinger 公司現(xiàn)在急需一種易于操作的，能夠融合一臺(tái)機(jī)器人和加工主軸的模塊化解決方案。

Riexinger 最想達(dá)成的目標(biāo)是建立一種模塊化的系統(tǒng)。“讓我們的顧客有能力根據(jù)不同的要求不斷擴(kuò)展或改進(jìn)其使用的系統(tǒng)。” Theobald 說(shuō)。而 KUKA 的六軸機(jī)器人為加工提供了更好的剛性，再加上 KUKA 的 CNC 工藝軟件包，Theobald 堅(jiān)信 KUKA 方案就是最佳方案-而且是唯一的-目前市場(chǎng)上所能得到的，整合性最好的方案。在 2013 年底，小部件應(yīng)用部分成功的安裝在顧客的現(xiàn)場(chǎng)。“我們正與 KUKA 公司緊密合作逐步開展系統(tǒng)的開發(fā)工作，以達(dá)到顧客的需求。”現(xiàn)在又出現(xiàn)了另外一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，那就是如何以盡可能簡(jiǎn)單自如的方式有效的夾持這些超常巨大的工件。



靈活的夾持及加工工藝

KUKA 120 R2700 extra HA 型機(jī)器人屬于 KUKA KR QUANTEC 系列，該機(jī)器人的最大載重量為 120 千克，是為高精度要求的工作特別設(shè)計(jì)的，適用于機(jī)加工和激光加工領(lǐng)域。對(duì)于坐落在 Newport 市的 Asset International 工廠來(lái)說(shuō)，該機(jī)器人用一種特殊設(shè)計(jì)的高速加工主軸來(lái)對(duì)這些巨大的塑料管道部件實(shí)施機(jī)加工操作。

在加工之前，工人們將工件放置在多功能夾持臺(tái)上夾緊，或是將工件固定在由旋轉(zhuǎn)軸控制的，自動(dòng)調(diào)節(jié)中心的工作臺(tái)上。在這種無(wú)障礙設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，安裝在線型工作單元上的機(jī)器人可以直接移動(dòng)到所需加工的塑料工件面前并根據(jù)要求自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工。“這樣的方式，能夠讓我們的工人從非常費(fèi)力的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，而且這樣的工作還有很大的振動(dòng)。” Bennett 解釋說(shuō)。而且，工人們?cè)僖膊恍枰M(jìn)行一些加工前的人工準(zhǔn)備工作，比如需要爬梯子上到平臺(tái)上，用圓規(guī)、卷尺或儀表進(jìn)行測(cè)量，用刀鋸或電鋸進(jìn)行切割，用磨削機(jī)或電動(dòng)手刨打磨表面，這些都不需要了。Bennett 認(rèn)為，這樣的工作方式是很重要的，因?yàn)閱T工們不再將機(jī)器人視為對(duì)他們工作崗位的一種威脅，而是將機(jī)器人看成完成艱苦工作時(shí)的有效助手，也視為團(tuán)隊(duì)成員之一。



產(chǎn)能提高百分之五十甚至更多

“這種解決方案幫助我們顯著提高了產(chǎn)能。” Bennett 興奮地說(shuō)道。“由于生產(chǎn)時(shí)間縮短了，我們的產(chǎn)能擴(kuò)大了百分之五十以上。同時(shí)，他強(qiáng)調(diào)說(shuō)，產(chǎn)品的質(zhì)量和精確度也提高了。”由于生產(chǎn)重復(fù)精度的提高，現(xiàn)在 Asset 公司有能力實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的提升。而這樣的提升從長(zhǎng)遠(yuǎn)看也會(huì)優(yōu)化后續(xù)的焊接工序，因?yàn)檫@不僅僅會(huì)導(dǎo)致焊接時(shí)間的縮短，由于咬合縫和焊縫的一致性水平提高，也能夠節(jié)省焊接材料的使用。此外，影響到員工健康的健康問(wèn)題，高強(qiáng)度振動(dòng)中的人工操作也由此取消了，所以安全性也提高了。

由于其根據(jù)顧客要求而量身定制的設(shè)計(jì)，該模塊化系統(tǒng)在任何時(shí)間里都能滿足 Asset International 公司的要求。Riexinger 公司對(duì)于這樣的結(jié)果也非常滿意，“第一次設(shè)計(jì)就能以如此的精確度和速度來(lái)加工如此巨大的塑料工件，而且同時(shí)也提高了員工的安全水平，對(duì)此我們感覺非常自豪。” Riexinger 公司的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Manuel Kratz 強(qiáng)調(diào)說(shuō)。因此，這家坐落在巴德利本策爾的公司認(rèn)為，以機(jī)器人為基礎(chǔ)的自動(dòng)化解決方案在塑料加工部門一定會(huì)有長(zhǎng)足的發(fā)展。“對(duì)于工業(yè) 4.0 來(lái)說(shuō)，這種解決方案的前景很大，而且，我們的顧客已經(jīng)提出需求了。” Theobald 樂(lè)觀地告訴我們。