Промышленные сварочные роботы kuka

Обновлено: 30.04.2024

Немецкий концерн KUKA Roboter – один из крупнейших на сегодняшний день производителей промышленных роботов-манипуляторов в мире. Техника, которая производится этой компанией, успешно используется во всех сферах деятельности человека.

Фирма GmbH Kuka Roboter: история компании

История компании KUKA начала свой отсчет в 1898 году. Ее основателями стали Иоганн Келлер и Якоб Кнаппич, отрывшие в городе Аугсбург завод, специализирующийся на производстве ацетиленового газа, который в то время использовался для освещения улиц и домов горожан. Уже через несколько лет основателям компании пришлось спешно внедрять новую технологию – кислородно-ацетиленовую сварку. Это произошло из-за повсеместной электрификации городов и резкого падения цен на газ, производимый компанией KUKA.

В 1920 году компания стала ведущим производителем контейнеров и кузовов для автомобилей, предназначенных для коммунальных служб. Практически все средства, полученные от реализации этой продукции, KUKA инвестирует в развитие точной механики, в том числе производство пишущих машин и станков для текстильной отрасли.

Начиная с 1950 года KUKA стала заниматься автоматическими сварочными линиями, которые работали на сборке холодильных установок и стиральных машин, а в 1956 году автопроизводитель Volkswagen устанавливает первую в мире сварочную линию для автоматизации производства автомобилей.

В 1971 году автоматизированная линия сварки была построена компанией KUKA и для Daimler-Benz. Именно с этого момента в компании сделали ставку на производство устройств робототехники и предприняли все усилия для того, чтобы занять новый рынок.

В 1973 году компанией была создан первый робот с шестью осями и электрическим приводом. В 1985 году – роботизированный манипулятор, конструкция которого имела три поступательных и три вращательных движения, что позволило в совокупности создать шесть степеней свободы.

Уже в 1996 году KUKA разработала первый контроллер на базе персонального компьютера и операционной системы Windows CE. С этого момента оператор смог управлять роботом удаленно в режиме онлайн через устройство, представляющее собой 6D-мышь. Следующим ключевым этапом в жизни компании стала разработка PLC-контроллера в 2000 году и внедрение технологии RoboTeams, которая позволила совмещать работу сразу нескольких роботов, сокращая занимаемую ими площадь сразу на 20 % от первоначальной.

В 2007 году компания представила линию новых, семиосевых роботов, которые весили всего 14 килограмм. Робот мог обучаться с помощью ручного управления манипулятором. Также в этом году компания разработала сверхмощный манипулятор KUKA KR 1000 Titan – промышленный робот, который вошел в книгу рекордов Гиннеса.

На сегодняшний день KUKA – это ключевой поставщик манипуляторов всех типов во все значимые области промышленного производства. Также стоит отметить, что благодаря слиянию с компанией Swisslog Holding KUKA получила необходимый ей доступ к рынку логистики и фарминдустрии, сохранив при этом собственный бренд, широко известный публике.

Продукция «Кука»

Современная продукция компании создается на основе сочетания важнейших идей в области мехатроники, развития облачных технологий и разнообразных мобильных платформ. При этом решения, применяемые производителем для реализации задач, позволяют компании не только реализовывать отдельные приборы, но и создавать полноценные производственные линии.

Ключевыми направлениями развития компании стали:

Создание робототехнических систем. Сюда входят промышленные роботы с различной грузоподъемностью и подходящие для использования в любой из отраслей экономики.
Разработка и создание производственных машин. Эта технология позволяет изменять стандартизированные системы, внедряя их в индивидуальные производственные процессы.
Создание производственных систем KUKA. Сюда входят: консультация, разработка плана, создание процессов и систем полного цикла.
Повышение мобильности. Это направление стало ключевым для всех этапов производства.
Технологические процессы. Это направление включает в себя разработку как специализированных сварочных процессов, так и других методов соединения.

О вариативности использования роботов «Кука»

Деление по категориям у производителя практически отсутствует, и устройства из различных классов вполне могут использоваться для решения одних и тех же задач, поставленных перед ними. Философия компании определяет, что все оборудование должно подбираться комплексно, исходя из особенностей производственных задач.

Этот постулат является определяющим в вопросе вариативности. Продукция компании имеет большую вариативность в методах применения. Смена задачи или внесение корректировок в процессе выполнения работ является естественным и логичным процессом.

Также стоит отметить, что любой свой робот KUKA рассматривает не как единичное, автономное устройство, а как часть специализированной модульной производственной линии, которая может быть перенастроена под выпуск практически любой продукции. Помимо этого, модели разных классов могут быть собраны в одно устройство. Например, робот-манипулятор может быть установлен на мобильную платформу, что даст ему новые возможности и позволит расширить сферу применения.

Виды промышленной робототехники «Кука»

Роботы компании KUKA делятся на несколько категорий в зависимости от своей грузоподъемности:

Маленькие роботы (до 10 кг). В эту группу входят предельно компактные устройства, обладающие высокой скоростью работы. Они предназначены для высокоточной работы с предельно маленькими деталями. К этой категории относится серия устройств AGILUS, предназначенных для сборки деталей в электротехнической промышленности. Эти роботы могут осуществлять высокоточную обработку, склеивать детали, упаковывать и проверять готовые изделия. Серия имеет несколько направлений. Роботы этой категории выпускаются для работ в обычных условиях, в чистой среде, а также в комплектациях, защищающих от взрывов или воздействия внешних агрессивных сред.
Небольшая нагрузка (5–20 кг). Линейка носит название KR CYBERTECH и оптимизирована для применения в условиях непрерывного производства. К таким направлениям относятся дуговая сварка, нанесение герметизирующих составов, клея и других веществ. Роботы этой категории отличаются предельно высокой точностью. Даже на огромных скоростях точность позиционирования рабочего инструмента составляет всего 0,04 мм. Особенностью этих манипуляторов также является возможность осуществления работ значительно ниже уровня установки самого робота.
Средняя нагрузка (30–60 кг). Эта серия манипуляторов предназначена для работы в экстремальных условиях, среди прочего в литейной промышленности, при осуществлении малярных, сварочных, а также погрузочных работ. Конструкция узлов, разработанная специально для этой серии, позволяет защитить элементы устройств от воздействия агрессивных внешних факторов и обеспечить длительный межрегламентный период.
Высокая нагрузка (80–300 кг). К манипуляторам этой категории относят серию KR QUANTEC. Это максимально надежные и эффективные устройства, подходящие для работы в любой отрасли экономики. Модульная сборочная система позволяет обеспечить гибкую комплектацию устройств, а продуманность расположения ключевых узлов устройств позволяет существенно сократить временные затраты на обслуживание техники. Производственную задачу облегчает возможность техники осуществлять максимально короткие тормозные пути.
Сверхмощные роботы (300–1300 кг). В эту категорию входят максимально мощные роботы с шестью осями и открытой кинематической системой. Их отличает повышенная грузоподъемность и скорость обработки тяжелых грузов на расстоянии до 6,5 метров.
Специальные модели. К ним относят серию РА, то есть роботы, предназначенные для укладки грузов на поддоны. Машины нечувствительны к пыли и воде, так как все ключевые энергосистемы находятся внутри защищенного корпуса.
Коллаборативная робототехника. Одним из первых чувствительных коллаборативных роботов, выпущенных компанией Кука в серийном производстве, стал LBR iiwa. Устройство способно успешно работать вместе с человеком. Его двигатели способны моментально реагировать на возникающие препятствия и запоминать действия, которым их обучает оператор установки.

Обзор основных продуктов «Кука Роботикс»

KUKA KR 6 R900 SIXX CR (KR AGILUS)

Эта модель представляет собой высокоскоростной небольшой манипулятор, обладающий максимально возможной точностью. Она была разработана для работы в ограниченных пространствах на протяжении долгого времени. Этот робот подходит для использования в условиях лабораторий, серийном производстве мелких деталей и др., так как обладает предельно возможной точностью и не требует специального обслуживания. Робот оборудован распознающей системой первого поколения и может быть установлен на любой поверхности.

Его радиус составляет 901 мм, грузоподъемность – 6 кг, вес установки – 52 кг.

К достоинствам установки относят:

высокоточность;
обширную сферу применения;
отсутствие трудоемкого обслуживания;
возможность интеграции в масштабные производственные линии;
высокую скорость обработки деталей.

KUKA KR 3 R540 (KR AGILUS)

Предназначен для осуществления операций в ограниченных пространствах. Так же как и предыдущая версия, подходит для применения в лабораториях и для серийного производства самых маленьких деталей. Робот практически не нуждается в обслуживании и обладает максимально возможной точностью. Его радиус составляет 540 мм, грузоподъемность – до трех кг, собственный вес – 26 кг.

Сварочные роботы: применение и возможности

Сварочные роботы позволяют автоматически создавать металлические конструкции любой сложности: от велосипедной рамы до целого моста. Разнообразие моделей и возможность написать любое ПО для них способствуют тонкой кастомизации устройств под самые сложные проекты. В этой статье мы рассказываем о применении и возможностях роботов для автоматической сварки.

Автоматизация осуществляется ещё и с помощью 3D-печати. Принтеры сильно экономят время и затраты на рабочую силу. Активное применение этой технологии уже внедрено в работу американских и европейских производств.

Производителей робототехники слишком много, чтобы рассмотреть их всех в этой статье, так что упомянем лишь некоторых, самых известных: FANUC (Япония), KUKA (Германия), Hanwha (Южная Корея); также на рынке закрепляются производители коботов (co-bot — коллаборативный робот, спроектированный для работы с человеком), которые также могут быть модифицированы и применены для сварочных работ, такие как Universal Robots (Дания) и UFactory (Китай).

Как работает сварочный робот

Принцип работы устройств зависит от их типа, но всех роботов объединяет похожее строение.

Основу механизма составляет “рука” — нескольких металлических балок, соединённых с помощью подвижных элементов. На конце манипулятора находится рабочая головка, которая и осуществляет сварку.

Рука подвижна — чем больше на ней “суставов”, тем более сложную работу она способна выполнять. К устройству крепится оптический наводчик, позволяющий точно выбирать место для наложения шва.

Робот подключен к пульту управления, в котором установлено соответствующее ПО. Оно пишется для каждого проекта отдельно, что позволяет тонко кастомизировать возможности машины.

Виды сварочных роботов

Лазерные

Лазерная сварка применяется во многих областях: от автомобилестроения до конструирования космических кораблей. Её используют для создания деталей среднего и крупного размера.

Во время сварки лазер нагревает материал до температуры плавления. Луч фокусируется с помощью оптики и во время движения по прямой создаётся сварной шов. Для защиты от окисления используется инертный газ, обычно аргон.

Лазерная технология сочетается с другими видами соединения: точечной сваркой, склейкой и герметизацией.

Преимущества лазерной сварки:

Небольшие затраты, благодаря большой скорости соединения и высокому КПД;
Надежность — металл не подвергается ударам, не деформируется и не трескается;
Большая глубина шва при незначительной ширине.

Дуговые

Дуговой сварочный робот. Фото fanuc.eu.

Дуговая сварка — это обобщённый термин, включающий в себя такие методы, как MIG, TIG, MMA и другие. Во время работы устройства между электродом и металлом образуется электрическая дуга, которая расплавляет материал заготовки на свариваемых краях. Электрод может быть нерасходуемым и расходуемым. Во втором случае он плавится вместе с материалом и образует сварной шов.

Наиболее популярным методом дуговой нерасходуемой сварки является TIG с вольфрамовым электродом. Поскольку элемент не расплавляется, для защиты металла от окисления используют инертный газ, обычно аргон.

Главная проблема таких роботов — ПО, способное заставить машину правильно выполнить соединение деталей. Лучшие дуговые машины выпускают Kuka, Fanuc, Hanwha.

Точечные

Роботизированная точечная сварка — это самый распространённый вид контактной сварки Он применяется в производстве большинства металлических изделий.

Чаще всего роботы осуществляющие точечную сварку применяются в автомобильной промышленности, для соединения нескольких металлических листов. Но и в других отраслях такие машины востребованы.

Автоматизация точечной сварки — это быстрое, простое и недорогое решение. Роботы позволяют сэкономить на рабочей силе и времени производства.

Роботов для точечной сварки выпускают Kuka, Fanuc, Universal Robots и др.

Газовые

Преимуществом такого вида сварки является быстрое схватывание материала. Во время работы устройства газ непрерывно подаётся к сварочному наконечнику. Получается пламя, которое и служит источником нагрева. Металл раскаляется до температуры 2500-3000 градусов.

Газовая сварка — один из самых популярных видов соединения металлов в промышленности. Она легко интегрируется в роботизированные системы, поэтому автоматические устройства уже давно вошли в массовое производство. Благодаря роботам этот тип сварки — самый быстрый из существующих.

Сварочные роботы способны действовать в любом положении, что добавляет процессу гибкости. В современных устройствах есть защита от вредных паров, сварные швы обладают большой прочностью, а КПД машины позволяет извлекать из нее максимум пользы.

Плазменные

Технологии плазменной сварки применяются для сложных соединений. Благодаря высоким температурам сварка происходит практически мгновенно.

Роботизированная плазменная сварка (PAW) похожа на технологию TIG. Для работы используется сжатый ионизированный газ, проходящий через медное сопло. Тем самым достигается максимальная температура, позволяющая добиться минимального поперечного сечения сварного шва. Для плазменной сварки обычно используется тот же нерасходуемый вольфрам, что и для дуговой.

Роботы обеспечивают большую гибкость работы благодаря возможности настроить скорость и температуру.

Реальные примеры использования сварочных роботов

Мост, изготовленный с помощью сварочных роботов и 3D-печати

В течение трёх лет голландская компания MX3D работает над созданием самого необычного стального пешеходного моста в мире. Его каркас выполнен в виде скрученных металлических балок, создающих футуристический стиль. У конструкции будет реальное применение — её установят над каналом в Амстердаме.

Но самое интересное, что мост создаётся только с помощью сварочных роботов. Разработчики взяли аппараты, обычно применяемые в автомобильной промышленности и работающие на технологии дуговой сварки MIG.

В изготовлении используется метод 3D-печати. Программное обеспечение позволяет наращивать новые слои металла сложной формы по уже готовым макетам.

Первоначально планировалось установить роботов прямо над каналом и печатать мост на месте. Но, из-за сложности с реализацией, конструкция создается в мастерской.

Длина готового моста составляет 12,5 метров, на его создание ушло шесть месяцев. На печать затрачено 4500 кг нержавеющей стали и 1100 км проволоки. В 2019 году разработчики планируют ввести изделие в эксплуатацию.

Велосипед, напечатанный на 3D-принтере

Ещё один необычный пример использования сварочных роботов — велосипед из нержавеющей стали, сделанный с помощью 3D-технологий.

Это не первый байк, который изготавливается автоматическими системами. Раньше рамы делались на основе лазерной сварки из уже готовых компонентов. Этот же студенческий проект предусматривает использование 3D-печати вместе с роботизированной сварочной системой.

Робот создаёт шарик расплавленного металла, затем добавляет еще один поверх него, как только тот затвердеет. Таким образом появляются балки, которые свариваются, и получается рама.

Конечный продукт, под названием Arc Bicycle, весит примерно столько же, сколько обычный велосипед со стальной рамой, и вполне способен ездить по бездорожью.

Мини-робот от Kuka — один из самых маленьких и производительных аппаратов для автоматической сварки

Компактный размер этой модели позволит сэкономить рабочую площадь. Фото maschinenmarkt.vogel.de

Компания Kuka выпустила один из самых небольших стационарных сварочных роботов — WTG 1200. Размеры его рабочей ячейки всего 1200x800 мм — это самый маленький автоматический сварочный аппарат с технологией дуговой сварки.

Грузоподъёмность устройства — 6 кг, при этом оно оптимизировано для работы на особо высоких скоростях. Управление осуществляется с помощью пульта, можно включить автоматический или ручной режим.

Разработчики реализовали защиту для работников. Пока двери в камеру хранения материалов открыты, машина не запустится.

Устройство уже внедрено на различные производства. Как показала практика, с помощью этого робота производительность увеличилась до 50% благодаря высокой скорости работы системы.

Hyundai использует сварочных роботов в производстве кораблей

Hyundai Heavy Industries (HHI), одна из крупнейших судостроительных компании в мире, разработала миниатюрный сварочный робот для своих сотрудников. Устройство можно возить с собой, а потом прикрепить его к кораблю с помощью магнитов. Маленький робот увеличивает производительность труда в два-три раза.

Устройство весит всего 15 кг, высота — 15 см, длина — 50 см. Рабочая “рука” состоит из шести суставов, делающих её такой же подвижной, как и у человека. Устройство способно функционировать непрерывно, тем самым его производительность намного больше, чем у человека.

Небольшие размеры дают преимущество не только в транспортировке. Робот способен добраться до труднодоступных мест, где человек работать неспособен. HHI применяется не только в судостроении, но и в обслуживании морских нефтяных вышек. Поэтому робот получил несколько видов ПО, позволяющих ему выполнять различные действия на морских строительных площадках: резку стали, взрывные и покрасочные работы.

К тому же производительность увеличивается как минимум вдвое, так как один работник может одновременно контролировать двух-трех роботов.

Перспектива

Специалисты обещают, что сварочные роботы будут управляться с помощью мысли.

Учёные и инженеры планируют максимально автоматизировать процесс сварки. Уже сейчас разрабатывается технология, позволяющая управлять сварочным роботом силой мысли. Это возможно благодаря использованию нейроинтерфейса работающего по принципу энцефалографа.

Разработчики ставят задачу обезопасить процесс работы со сварочными роботами и ускорить создание металлических конструкций. Благодаря ЭЭГ человек будет находиться вдали от опасного производства, в связи с чем риск получить травму минимальный. Также увеличится скорость управления машинами, соответственно, вырастет КПД.

По словам разработчиков, объединение умов человека и машины позволит максимально эффективно использовать роботов для создания сложных конструкций. Машину не придётся программировать, что сильно сократит время на подготовку к работе — процесс будет осуществлять в реальном времени, с помощью мысли.

К человеку прикрепляются датчики ЭЭГ. Когда пользователь просматривает на экране компьютера фотографии соединений, которые потенциально могут быть сварены, программа распознаёт намерение, анализируя реакцию на нужный результат.

Пока технология испытывалась только в лаборатории, но в ближайшее время разработчики хотят внедрить её в промышленное производство для тестирования. Создатели утверждают, что их наработки помогут существенно снизить стоимость создания деталей с помощью роботов, особенно небольших партий. Из-за необходимости написания программ создание штучных продуктов неоправданно дорого. Использование живого оператора сократит стоимость процесса в десятки раз.

В будущем разработчики будут усложнять технологию, чтобы роботы могли создавать сложные конструкции без написания специализированного ПО.

Будущее автоматизированной сварки

Как показывают примеры, роботизация идёт полным ходом. Автоматические устройства уже давно стали неотъемлемой частью на производствах, а с появлением 3D-печати и новых ПО их возможности ограничиваются только человеческой фантазией.

Успехи энтузиастов и крупных компаний позволят уже в ближайшее время производить сложные конструкции с помощью автоматических систем. А это удешевит разработку, что скажется и на конечной цене.

Уже сейчас роботы используются в автомобильной промышленности, самолётостроении, в корабельной и космической отраслях.

Такие технологии, как управление системой с помощью мысли, будучи внедрёнными в массовое пользование, позволят создавать дешёвые детали для любых отраслей. Поэтому роботизированная сварка, ещё и дополненная 3D-печатью, скоро станет стандартом в работе с металлом.

Выбрать оборудование для автоматизации производства, в том числе сварочных роботов, получить исчерпывающую консультацию и сервис вы можете в Top 3D Shop.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал с отборными кейсами Роботизации и Автоматизации со всех уголков мира:

Промышленные роботы KUKA: специальные разновидности

Мир промышленных роботов KUKA гибок и многогранен. Неслучайно они так легко адаптируются для работы с различной продукцией и настраиваются под широкий спектр задач.

Наряду с универсальными промышленными роботами инженеры KUKA разработали несколько специализированных серий манипуляторов, которые предназначены для определенных условий производств или наилучшего выполнения определенной работы. Роботы специализированных конструкций выпускаются в разных классах грузоподъемности.

Сварочные роботы серии ARC и ARC HW

Сварочные роботы KUKA обеспечивают высокоточную сварку дуговым методом на производственных линиях и в сварочных секциях. Данный тип оборудования для сварки имеет грузоподъемность до 5 и до 16 кг и радиус действия 1,5 – 2 метра.

При наличии 6 осей это позволяет легко и быстро дотягиваться до всех точек сварки даже на деталях и изделиях со сложной геометрией и большой площадью. При этом они чрезвычайно компактны, не имеют выступающих контуров, а небольшой вес позволить разместить их на производстве без дополнительного укрепления фундамента.

Для сварочных роботов KUKA доступны:

— точечная сварка и пайка,

— сварка в среде защитных газов.

Особенного внимания заслуживают роботы для сварки в среде защитных газов (ARC HW). Они обладают уникальной конструкцией с пропускным отверстием в 58 мм. Этого вполне достаточно, чтобы дополнительные шланги для подачи газа размещались внутри тела робота, не выгибались, не перекручивались и были надежно защищены от повреждений.

Роботы для литейного производства (F)

Литейное производство требует специального оборудования, которое способно четко и надежно и гибко работать в условиях высоких температур цеха. Промышленные роботы Kuka серии F разработаны специально для манипуляций с горячими и хрупкими изделиями в сложных температурных условиях. Их использование позволяет исключить выполнение людьми вредной для здоровья работы, повысить качество и производительность.

Роботы для литейного производства выпускаются во всех классах грузоподъемности (от малой до сверхтяжелой). Самая мощная модель KR 1000 L750 TITAN F выдерживает нагрузки до 1000 кг и имеет радиус действия до 3,6 метров. В любом классе изделия Kuka отличаются компактностью, гибкостью, неизменной точностью и надежностью.

Данный тип может успешно применяться:

В металлургической промышленности;
В стекольной промышленности;
В судостроении;
В автопромышленности;
В машиностроении и в других областях, где используется высокотемпературное производство.

Роботы паллетоукладчики (PA)

Паллетоукладка – процесс актуальный практически для любого производства, связанного с выпуском готовой продукции, состоящей из однотипных единиц. Укладка продукции на паллеты, а также снятие изделий с паллет – задачи, с которыми легко справляются специальные модели Kuka PA.

В каталоге производителя паллетоукладчики представлены в широком диапазоне грузоподъемности (от 40 до 130 кг) и радиуса действия (от 2 до 3,6 м), а значит, вы можете подобрать их под условия конкретной продукции.

Идеальный баланс собственного веса и грузоподъемности: не перегружает производственную площадку.
Компактные размеры. Роботы отличаются специальной узкой конструкцией и не имеют выпирающих деталей, поэтому готовы работать даже в стесненных условиях.
Невероятно высокая скорость работы: например KR 180 R3200 PA при грузоподъемности до 180 кг способен производить до 27 циклов укладки в минуту, а KR 700 PA при грузоподъемности в 700 кг выполняет до 15 циклов в минуту.
Гибкая настройка. Конструкция позволяет крепить различные виды грузозахватов и отгружать изделия как вертикальными, так и горизонтальными рядами.

Процесс, скорость и качество укладки наглядно продемонстрирует следующее видео:

Обратите внимание! Специальная разновидность паллетоукладчика KR QUANTEC PA arctic предназначена для работы в условиях низких температур (от -30°С до +5°С). С его помощью можно организовать паллетирование непосредственно в морозильной камере на предприятиях пищевой промышленности.

Роботы Kuka для стерильных помещений (CR)

Высокотехнологичные производства, связанные с электроникой, научным оборудованием и т.п. нередко осуществляются в помещениях с высоким уровнем стерильности. Роботы Kuka в модификации для стерильных помещений избавят вас от необходимости приобретать специализированные решения по невероятно высокой цене.

Все возможности универсальных промышленных роботов разных классов грузоподъемности теперь доступны и в данном сегменте. Роботы для стерильных помещений покрыты специальной белой эмалью с отшлифованной поверхностью, на которую не оседают частицы. Предотвратить образование частиц в результате истирания при работе помогают специальные уплотнители.

Роботы высокой точности (HA)

Точность – неизменная черта всех роботизированных комплексов Kuka. Однако при работе с лазерными технологиями данный показатель требует особого совершенства. Высокоточные роботы Kuka сохраняют стабильность посторяемости ±0,05 мм даже в классе большой грузоподъемности (до 120 кг).

Это делает их эффективными инструментами производства, которое ведется с применением лазерных технологий. Также они подойдут для выполнения измерений при проверке параметров выпускаемой продукции.

Консольные роботы

Роботы консольной модификации предназначены для установки в качестве элемента оборудования или станка. Их можно закреплять на машинах литья под давлением, инструментальных станках и т.п.

Kuka выпускает два модельных ряда консольных роботов: K и KS. KS выступает более современной модификацией и обеспечивает при компактных размерах большую глубину рабочей зоны и меньшую продолжительность такта.

Межпрессовые системы (PRESS)

Данная разновидность роботов Kuka отличается увеличенным радиусом действия, поэтому их можно задействовать на загрузке и разгрузке крупных деталей, которые используются при производстве прессов.

Специализированные роботы Kuka – оборудование с параметрами, которые в полной мере отвечают конкретным условиям.

Примеры внедрения роботов Kuka в различные операции сварки и пайки

Промышленные роботы Kuka – точные, надежные и быстрые сварщики. Они с успехом заменяют ручной труд на многих европейских предприятиях. В данной статье мы расскажем вам, в каких операциях сварки и пайки можно задействовать роботы Kuka, с какими моделями лучше работать, а также приведем примеры удачного внедрения машин в производственный процесс.

Модели сварочных роботов Kuka

Для сварочных работ могут использоваться модели высокой грузоподъёмности, но в данном случае речь пойдёт в первую очередь о сварочных роботах малой грузоподъёмности.

1. Модель KR 5 arc рекомендуют, когда нужны относительно простые роботы для сварки (дуговой), паяльных работ, окраски и прочих манипуляций. Её полезная нагрузка равна 5 кг, дополнительная – 12, а максимальный радиус действия измеряется 1412 мм.

2. Роботизированный комплекс для сварки в среде защитных газов позволяет работать даже с очень сложными деталями крупных размеров, также и на большой глубине деталей. Для подачи газа используют различные комплекты шлангов. Это модель KR 5-2 arc HW с теми же параметрами веса и рабочего радиуса, что и у предыдущей. Такие роботы могут крепиться и на полу, и на потолке, эффективно выполняя пайку и сварку, в том числе и электродуговую. Сюда же относится KR 16 L8 arc HW.

3. KR 16 L8 arc HW входит в серию L вместе с KR 16 L6-2. Удлинённый манипулятор позволяет увеличить рабочую зону до 2016 мм и 1911 мм соответственно, но грузоподъёмность снижается (8 и 6 кг).

4. Целый комплекс работ может выполнять многофункциональный промышленный робот, представленный моделями KR 6-2 и KR 16-2 (в каталоге Kuka обозначаются как KR 6-3 и KR 16-3), которые могут настраиваться под десятки различных операций. Первая модель обладает полезной нагрузкой 6 кг и дополнительной – 10, с максимальным радиусом в 1611 мм. Вторая модель имеет такие же пределы дополнительной нагрузки, но полезная составляет 16 кг, а рабочая зона – 1610 мм.

5. Для скоростных работ, где требуется усиленная мощность, создан робот KR 16-3 S, у которого время такта сокращено на 18%. Он обладает грузоподъёмностью 16 кг и досягаемостью 1611 мм.

Также есть и другие модели с различными возможностями. Для машин малой грузоподъёмности масса груза может быть от пяти до 16 кг, а максимальная загрузка в пределах 36-48 кг.

Примеры внедрения сварочных роботов

1. Для высококачественной обработки металлов была разработана компактная универсальная секция для сварки на минимальной площади. В данном случае необходима секция, подходящая и для точечной сварки, и для работы в среде защитного газа. В её центре располагается Н-образный стол c вмонтированным в середину роботом KR 6-2. Благодаря поворотному столу обеспечивается беспрерывность: пока производится одно устройство, второе укомплектовывается.

2. Для компании Fronius было разработано решение, позволяющее усовершенствовать сварочный процесс CMT Twin. Он объединяет два метода дуговой сварки, и лучший эффект достигается с помощью робота KR 16-2. Используется два электрода, благодаря которым одновременно выполняет два процесса сварки с холодным переносом металла или же сочетается СМТ с MSG (пульсирующая дуга).

Для достижения результата используются такие компоненты: два источника питания, одна сварочная горелка и два контактных наконечника, изолированных друг от друга. Такая технология отличается стабильностью дуги. В итоге обеспечивается высокоскоростная сварка с минимумом брызг, глубоким проплавлением и оптимальным растрескиванием швов.

С гибкой и универсальной моделью KR 16-2 существенно расширяются возможности. Инструмент WorkVisual от KUKA позволяет охватить все этапы проектирования в программной среде, а дополнительное ПО даёт возможность ещё больше расширить функционал робота.

Также был разработан сварочный процесс WIG Plasma с включением модели KR 5 arc HW. Небольшая скорость и относительно низкая мощность плавления здесь балансируются максимальным качеством. Ровный сварочный шов, отсутствие брызг и шлака – то, что нужно для трубопроводов, напорных резервуаров и других изделий, где качество важнее всего. Если WIG не позволяет проварить один слой, то переходят на плазменную сварку, и меняется лишь головка горелки. Такое решение позволяет реализовать система KUKA KR C4.

3. В сварке автомобильных компонентов важно и соблюсти наилучшее качество, и сохранить производственную гибкость. AL-KO для этого задействует две идентичных универсальных сварочных секции от Robolution. Совместно с шестиосевым сварочным роботом KUKA KR 16 они обеспечивают отличную гибкость и качество.

4. Роботы Кука высокой грузоподъемности эффективно применяются компанией Stähli. С ними достигается автоматизация производственного процесса, а именно сварки шкафов, которую выполняет теперь робототехническая ячейка. Шкафы свариваются на специальном поворотном столе посредством контактной точечной сварки.

Рабочую установку в данном случае представляет конструкция из универсального центра точечной сварки совместно с KUKA KR 125. Радиус действия последнего и так превышает 2,4 м, но дополнительное удлинение руки на 400 мм позволяет в данном случае покрыть всё необходимое компании количество продукции.

Использование Х-образных клещей и медной пластины позволяет сделать сварочные точки невидимыми с внешней стороны. Угловые соединения осуществляются благодаря С-образным клещам, которые поворачиваются пневматически, за счёт чего сокращается путь к следующему углу. В результате существенно повышается производительность и обеспечивается высшее качество.

5. Промышленные роботы-манипуляторы активно используются в изготовлении компонентов, от которых зависит безопасность. Например, компания SBH ранее практиковала ручную сварку деталей, но для достижения постоянного качества и повышения гибкости была проведена автоматизация.

Теперь, пока шестиосевой робот с шарнирной рукой KR 6, выполняет сварку в одном месте, в другом рабочий берёт готовую деталь и снова подаёт её роботу. Большую роль здесь играют датчики касания. Такое переключение между двумя рабочими местами позволяет сэкономить 50% времени производственного процесса и сократить трудозатраты.

Вот так выглядит сварочный процесс в исполнении робота KUKA:

Мы разрабатываем проекты на основе промышленных роботов KUKA по автоматизации любых производственных процессов — сварка, фрезеровка, резка, покраска, сборка, паллетирование и пр.

Производственные роботы-манипуляторы KUKA – немецкое качество

Роботизация планомерно приходит во все сферы. Автоматические системы и устройства используют на заводах, крупных предприятиях, небольших цехах, а также на базах НИИ. Когда речь идет о качестве работы, то выбор падает на проверенного производителя. Например, на бренд KUKA. Это немецкая компания с огромной репутацией на рынке робототехники.

О фирме «Кука»

Компания KUKA – это немецкий производитель робототехники, известный во всем мире. Штаб-квартира бренда располагается в Аугсбурге. Компания является одним из трех основных поставщиков робототехники для нужд автомобилестроения в мире. В Европе KUKA носит статус ведущего поставщика. Всего по миру расположено порядка 25 дочерних компаний, которые занимаются дистрибуцией и обслуживанием техники бренда.

Штаб-квартира KUKA в Аугсбурге

Справка! Название KUKA является аббревиатурой словосочетания Keller und Knappich Augsburg. В ней указаны фамилии основателей компании, а также город, в котором находится головной офис.

Компания KUKA существует более 120 лет. Она появилась в городе Аугсбург в 1898 году. Основатели бренда – Иоханн Йозеф Келлер и Якоб Кнаппиш. Изначально фирма занималась только уличным освещением. Но позже интересы учредителей сдвинулись на области сварочного оборудования и инструментов. К 1966 году бренд стал лидером по производству коммунальной техники в Старой Европе. А в 1973 году свет увидел первый промышленный робот под названием FAMULUS. С 1980 года KUKA становится государственной компанией. В 1995 году она разделяется на две фирмы: KUKA и KUKA Welding (сейчас называется KUKA Systems).

Интересно! В 2016 году бренд перекупил китайский производитель бытовой техники Midea. Фирма из Поднебесной потратила на выкуп акций более $4 млрд.

Плюсы и минусы, особенности промышленных роботов-манипуляторов Kuka

Компания находится на острие технологий, предлагая конечному потребителю самые продвинутые модели. Роботы KUKA сочетают в себе передовые идеи мехатроники, которые работают с мобильными платформами, а также облачными сервисами. Роботизированные устройства просто инсталлировать и настраивать.

Основные плюсы бренда:

Широкая продуктовая линейка для решения практически любых задач роботизации – от фасовки и упаковки до лазерной резки и точечной фрезеровки.
Роботы-манипуляторы с большим спектром грузоподъемности. Устройства могут работать с очень мелкими деталями или обрабатывать автомобильные кузова и рамы.
Легкость интеграции. Роботы стандартизированы. Они легко встраиваются в действующее производство.
Мобильность и заменимость. Компания разработала специальную концепцию Industrie 4.0. KUKA для повышения удобства использования продукции на любом производстве.
Огромное количество подключаемых модулей и аксессуаров.

Минусов много меньше, но они также имеются:

Стоимость роботов-манипуляторов. KUKA – это довольно дорогостоящая, но надежная техника.
Совместимость компонентов и ремонтопригодность. Лучше использовать только оригинальные комплектующие и запчасти.

Роботизированные устройства KUKA по праву считаются одними из самых надежных, поэтому они редко ломаются и работают очень долго.

Информация! Более 1700 роботов бренда запустят на заводах концерна VW Group в 2021 году. Они будут заниматься кузовостроением и монтажом электромобилей марок Seat, Volkswagen, Audi.

Линейка роботов KUKA: от самых малогабаритных до гигантов отрасли

Немецкие промышленные роботы

Компания занимается разработкой и производством роботов-манипуляторов. Они различаются по грузоподъемности и объемам выполняемых задач. Есть как компактные модели, так и огромные манипуляторы для обеспечения производств автомобилестроения или металлообработки. В рамках данного обзора мы рассмотрим самые популярные модели роботов-манипуляторов от компании KUKA.

Робот KUKA KR 420 R3080 (KR 500 FORTEC)

Манипулятор сделан для работы с тяжелыми грузами. При этом он достаточно компактен и отличается хорошей производительностью. Устройство можно смонтировать как на пол, так и на потолок. В KR 420 R3080 инженеры сделали увеличенное рабочее поле, а также сместили расстояние центров тяжести. Версия Machine Tooling отлично подходит для фрезеровки тяжеловесных деталей. Модель Foundry берут для перемещения грузов в сталелитейной промышленности.

Робот способен решать множество задач: обрабатывать крупные детали и прочие объекты, работать с крупногабаритными грузами, заниматься загрузкой или разгрузкой палет, интегрироваться в рабочие процессы.

Дополнительная нагрузка, кг 50
Количество осей 6
Максимальный радиус действия 3076 мм
Монтажное положение на полу, потолке
Полезная нагрузка, кг 420
Система управления KR C4
Стабильность повторяемости ±0,08 мм
Тип защиты IP 65

Н3 Робот KUKA KR 270 R2700 ULTRA (KR QUANTEC ULTRA)

Робот-тяжеловес. Может работать с довольно габаритными и массивными грузами. Среди всей линейки KR отличается увеличенной мощностью. За счет этого он может поднимать грузы весом до 270 кг. Отличительная особенность линейки QUANTEC ULTRA – это увеличенная на 25 % продолжительность такта. Устройство выглядит, как младшие версии, но при этом оно намного надежней при максимальной загрузке манипулятора.

Данный робот может работать с крупными и тяжелыми деталями, обрабатывать и перемещать габаритные объекты, выставлять или сгружать палеты, интегрироваться практически во все рабочие процессы на предприятии.

Дополнительная нагрузка, кг 50
Количество осей 6
Максимальный радиус действия 2696 мм
Монтажное положение на полу
Полезная нагрузка, кг 270
Система управления KR C4
Стабильность повторяемости ±0,06 мм
Тип защиты IP 65

Робот модели KR 470 PA

Еще один робот для переноски тяжелых грузов. Также с легкостью перемещает габаритные предметы на большое расстояние. Робот довольно быстро работает. В основном его используют как палетоукладчик. Имеет самую большую продолжительность циклов среди устройств в большегрузном классе. Также отличается универсальностью.

Робот используют для разных целей: манипулирование грузами, разгрузка и погрузка палет, обработка деталей и проч. На устройстве установлены монтажные станины разной высоты. Благодаря этому он легко адаптируется под выполнение разных задач.

Дополнительная нагрузка, кг 50
Количество осей 5
Максимальный радиус действия 3150 мм
Монтажное положение на полу
Полезная нагрузка, кг 470
Система управления KR C4
Стабильность повторяемости ±0,08 мм
Тип защиты IP 54

Робот KUKA KR 6 R900 FIVVE (KR AGILUS)

Пятиосный робот для работы с негабаритными и легкими объектами. Серия KR AGILUS создана как компактное решение. Роботы из данной линейки ставят на ограниченных пространствах. При этом робот быстро решает поставленную задачу. Его берут для газовой варки, в качестве манипулятора мелких деталей.

Робот подойдет для мелкосерийного производства. Он найдет свое место в НИИ или лаборатории. Манипулятор обладает высокой точностью работы. Владельцы KR 6 R900 FIVVE отмечают надежность устройства. Модель не нужно часто обслуживать.

Дополнительная нагрузка, кг
Количество осей 5
Максимальный радиус действия 901 мм
Монтажное положение на полу, потолке
Полезная нагрузка, кг 6
Система управления KR C4 compact
Стабильность повторяемости ±0,03 мм
Тип защиты IP 54

Робот KUKA KR 30-3 CR

Данный робот построен на базе своего предшественника – модели KR 30-3. Устройство работает со средними грузами. Отличительная особенность – необходимость в стерильном рабочем помещении для установки робота. Модель используют в качестве погрузчика, упаковщика, обработчика пластмасс, а также для иных операций и манипуляций со среднетяжелыми грузами.

Дополнительная нагрузка, кг 35
Количество осей 6
Максимальный радиус действия 2033 мм
Монтажное положение на полу
Полезная нагрузка, кг 30
Система управления KR C4
Стабильность повторяемости ±0,06 мм

Интересно! Самый тяжеловесный робот-манипулятор компании (KR 1000 titan) способен перемещать груз массой до 1300 кг.

Какие роботы фирмы «Кука» используются в России?

Бренд довольно известен и популярен на территории России. Многие компании и предприятия отдают предпочтение KUKA. Роботы-манипуляторы используют как погрузчики, сварочные аппараты, фасовщики и прочие устройства. Рассмотрим области применения роботизированных механизмов на примере нескольких кейсов:

Завод Volgabus в 2019 году. Компания поставила амбициозные цели: производство 2000 единиц автобусов с возможностью выхода на отметку в 5000 единиц в год (на перспективу). Цеха перестроили и частично роботизировали. В частности, компания закупила 29 сварочных роботов от бренда KUKA. В результате время производства переднего модуля кузова сократилось в 30 раз.

Сварочные роботы на заводе Volgabus

Завод КАМАЗ в 2019 году. Менеджерами компании была поставлена задача: до конца 2019 года установить роботизированные позиции на более чем 900 местах. Известно, что производитель поставил одиннадцать роботов-сварщиков на обновленной линии по сварке картера моста. Также компания оснащает роботами KUKA собственные лаборатории. Одна из таких ячеек действует на базе Технического колледжа им. В.Д. Поташова.

Сварочный пункт с роботом KUKA

Завод «Автоваз» в 2020 году. Руководство компании решило обновить сварочную линию автомобилей LADA 4x4 в 5-дверной комплектации. В результате на конвейер поставили 6 промышленных манипуляторов от KUKA. Такое решение позволило сократить сборочные площади в 4 раза. При этом главный сварочный пункт отвечает за 850 точек сварки.

Сварка кузова LADA 4x4

Компания «Эметал». Организация занимается производством электротехнических шкафов. Руководство компании решило частично отказаться от ручного труда, а также скрестить старое оборудование с новыми роботизированными комплексами. Робот KUKA KR 60 был совмещен с машиной для контактной сварки МТ2202-1. В результате данного симбиоза производительность выросла на 40 %.

Сегодня все больше компаний обращают свое внимание на производительных и качественных роботов. И бренд KUKА, как правило, является приоритетным поставщиком данных устройств.

Информация! По данным компании QY Research, в мире будут продавать сварочных роботов на сумму $13,1 млрд к 2025 году.

Роботы компании KUKA известны по всему миру. Их выбирают за показатели качества и надежности. Бренд является лидером как по продажам, так и по скорости внедрения новых технологий. Сегодня модели роботов KUKA задействованы практически во всех сферах, от машиностроения до исследовательских лаборатории и НИИ.

Читайте также: