Как будет выглядеть производство будущего?
Взгляд KUKA Robotics

Во всем мире ведется огромная работа по созданию заводов будущего. Производство будущего предусматривает интеллектуальные, связанные процессы промышленного производства и транспортировки на основе киберфизических производственных систем (CPPS). Проще говоря, такие заводы, используя передовые способы взаимодействия, самостоятельно и интеллектуально реагируют на меняющиеся задачи. Заводу завтрашнего дня необходимо организовывать и непрерывно оптимизировать свои производственные процессы. Это позволит противодействовать негативным последствиям еще одного процесса: демографических изменений. Из-за падения рождаемости и старения населения современных индустриальных обществ необходимы принципиально новые решения. Без «умных заводов» просто невозможно достичь требуемого роста производительности, а также эффективно использовать имеющиеся природные ресурсы.

Заводу завтрашнего дня необходимо организовывать и непрерывно оптимизировать свои производственные процессы

Компания KUKA разрабатывает ключевые технологии для создания новых высокопроизводительных и эргономичных рабочих мест. Роботы-коллеги, системы мобильной помощи, автономные транспортные средства и интеллектуально связанные системы автоматизации поддерживают людей в рабочей среде, снимая с них избыточную нагрузку. Сотрудничая со специалистами различных отраслей, KUKA уже внедряет гибкие цифровые процессы производства, открывающие новые возможности в конкурентной среде. Они навсегда изменят способы производства.

Концепция матричного производства

Рост спроса на уникальные изделия меняет современную промышленность. Нестабильная рыночная ситуация еще более повышает актуальность экономичного выпуска малых партий продукции. Например, в автомобилестроении все чаще возникает задача выпуска как можно большего числа моделей и комплектаций при переменных объемах партий. Концепция матричного производства обеспечивает максимальную гибкость по всей цепочке выпуска изделия. При смене программы выпуска технологическая система автоматически перестраивается на ходу. Это делает возможным выпускать партии уникальных изделий в рамках массового производства.

Концепция матричного производства обеспечивает максимальную гибкость по всей цепочке выпуска изделия

В матричном производстве применяются стандартные производственные ячейки, которые размещаются в узлах сетки. При этом число таких ячеек может быть практически любым. Такие ячейки оснащаются универсальным технологическим оборудованием и способны выполнять все основные операции. Например, в ячейках устанавливаются промышленные роботы и поворотные столы с необходимой технологической оснасткой. Кроме того, ячейки оснащаются и специализированным оборудованием. Заготовки и оснастка перевозятся автоматическими тележками между ячейками.

В матричном производстве заготовки и оснастка перевозятся автоматическими тележками между ячейками

Наличие сквозной интеллектуальной цифровой магистрали, объединяющей все процессы создания продукции, позволяет легко и быстро переналаживать производственные ячейки на выпуск новых изделий, не прерывая производства.

Преимущества для заказчика:

• Масштабируемость общей производительности предприятия, которая меняется поэтапно в соответствии с размером технологической системы
• Масштабируемость числа выпускаемых исполнений: концепция матричного производства отличается высокой гибкостью
• Масштабируемость при выпуске разнородной продукции в соответствии с изменяющимся спросом
• Универсальность: простой и надежный запуск производства новых изделий
• Модульность: снижение затрат на техническое обслуживание благодаря высокой эксплуатационной готовности, применению хорошо знакомого оборудования, удобству обслуживания и малой номенклатуре запасных частей

Новые роботы для заводов будущего

Промышленные роботы серии KR QUANTEC

KR QUANTEC – это инновационное поколение роботов, задающее новые стандарты как в традиционном, так и в цифровом производстве. Универсальные роботы KUKA находят применение практически во всех отраслях - от автомобилестроения и литейного производства до медицинского сектора.

Серия промышленных роботов KR QUANTEC

Роботы KR QUANTEC относятся к классу высокой грузоподъемности и демонстрируют широкое портфолио параметров грузоподъемности и радиуса действия.

Размер рабочей зоны и грузоподъемность роботов KR QUANTEC

Области применения

Широкий выбор исполнений — например с консольным или потолочным монтажом, а также для работы в литейных цехах — позволяет роботам выполнять множество специализированных задач.

Роботы KR QUANTEC могут применяться для выполнения следующих операций:

• Нанесение клеящих, уплотняющих средств и подобных материалов
• Крепление и спрессовывание
• Манипуляции на металлообрабатывающих станках
• Лазерная резка
• Лазерная сварка
• Пайка
• Механическая обработка
• Измерение, испытание и проверка
• Сборка, укладка и загрузка
• Укладка на палеты
• Прочие типы сварки
• Штамповка, ковка и гибка
• Упаковка и комплектование
• Водоструйная резка
• Точечная сварка
• Манипуляции на машинах для переработки пластмасс
• Манипуляции на машине для литья металла под давлением

Число деталей и узлов в новом поколении роботов сокращено на величину, достигающую 50%, а простая модульная конструкция позволяет быстро изготавливать роботов на заказ.

Низкая общая стоимость владения

Роботы серии KR QUANTEC помимо небольших начальных затрат и невысоких расходов на техническое обслуживание отличаются низким энергопотреблением. Среди конструктивных мер, направленных на снижение простоев и уменьшение трудоемкости технического обслуживания — упрощение механических приводов, применение инновационных деталей, узлов и материалов. Плавные контуры запястья манипулятора и малая занимаемая площадь существенно упрощают эксплуатацию роботов. В итоге эксплуатационные расходы удалось значительно снизить. В частности, в несколько раз была повышена средняя наработка на отказ TrafficSoft ADC: балансировщик нагрузки с высокой скоростью работы и минимальными аппаратными требованиями

Высокая гибкость

Промышленные роботы серии KR QUANTEC получили функцию «выбор оптимального режима перемещения». Это программно задаваемые режимы, оптимизирующие траекторию перемещения робота в соответствии с конкретной решаемой задачей.

Например, «режим траектории» заметно повышает точность перемещения по непрерывным траекториям. «Динамический режим» позволяет повысить скорость и тем самым сокращает время цикла. Эти и другие режимы, а также возможность модернизации с повышением грузоподъемности и наличие различных специализированных исполнений делают роботов KR QUANTEC исключительно гибкими.

Мобильные роботы KMR iiwa

KMR iiwa – это комбинация из чувствительного робота легкой конструкции LBR iiwa и мобильной гибкой платформы. KMR расшифровывается как KUKA Mobile Robotik (мобильная робототехника KUKA). Как свидетельствуют название и отдельные компоненты, KMR iiwa отличается высокой мобильностью и гибкостью.

Мобильный робот KMR iiwa

Производственные процессы постоянно меняются. Поэтому мобильные роботизированные системы должны быть еще более гибкими. Максимальная подвижность и автономный принцип работы позволяют существенно оптимизировать производство.

Преимущества

• Возможность комбинирования позволяет создавать индивидуальное комплексное решение. Модульная система KMR iiwa обеспечивает ряд возможностей комбинирования технологии робота, мобильных платформ и промышленных компонентов.
• Чувствительность: семь специальных датчиков шарнирного момента на каждой оси робота легкой конструкции LBR iiwa делают его чувствительным к своему окружению. Он перемещается безопасно и без защитного ограждения – при любом наружном контакте он сразу же останавливается.
• Автономность: благодаря лазерным сканерам мобильная платформа тоже может перемещаться полностью самостоятельно. Она контролирует свое окружение. Если на ее пути находится человек или предмет, она сразу же реагирует.
• Подвижность: специально разработанные колеса Илона обеспечивают мобильной платформе многонаправленное перемещение и вращение на 360 градусов. Колесо состоит из нескольких роликов, расположенных под углом 45 градусов к оси. Такая подвижность сокращает время передвижения и предотвращает простои в производственном процессе.
• Точность: даже в условиях ограниченного пространства KMR iiwa достигает точности позиционирования +/- 5 мм.
• Интеллектуальность: с помощью KUKA.NavigationSolution KMR iiwa надежно объезжает любое препятствие и находит новый путь. Платформа определяет свое местоположение в режиме реального времени на основании данных лазерных сканеров системы безопасности и датчиков частоты вращения колес, на самостоятельно созданной карте своего окружения.
• Независимость: питание транспортного средства и робота осуществляется за счет литий-ионных аккумуляторных батарей.
• Удобство для пользователя: KUKA Sunrise Cabinet, многокинематическая система управления для транспортного средства и робота, упрощает управление и использование KMR iiwa на практике.

Мобильная платформа KUKA 1500

KMP 1500 – многонаправленная мобильная платформа, автономно и гибко перемещающаяся в пространстве. В комбинации с новейшей системой управления KUKA Sunrise она предлагает для промышленности будущего модульные, универсальные и, прежде всего, мобильные решения производства.

Мобильная платформа KMP 1500

На заводе будущего не будет заданных маршрутов и жестких процессов. Интеллектуальные автономные транспортные средства будут оснащать роботов и механизмы инструментами прямо «на лету», позволяя производству функционировать с немыслимой ранее гибкостью. Мобильная роботизированная платформа KMP 1500 является новым элементом матричного производства будущего.

Преимущества

KMP 1500 - многонаправленная мобильная платформа, рассчитанная на автоматизацию в Industrie 4.0.

Преимущества для заказчиков:

• Неограниченность и точность маневрирования. Приводная техника KUKA omniMove позволяет KMP 1500 перемещаться с места во всех направлениях. Эта усовершенствованная технология колеса позволяет выполнять точное позиционирование до +/- 5 мм даже в условиях ограниченного пространства. Это позволяет создавать компактные и высокоточные решения автоматизации в логистике.

• Автономное и гибкое складское управление. KMP 1500 самостоятельно доставляет необходимые детали или возвращает обработанные детали на склад. KUKA.NavigationSolution позволяет системе передвигаться в пространстве свободно без классических элементов наведения на траекторию и навигации. Это упрощает интеграцию в изменяющихся условиях, повышая тем самым экономичность управления логистическими процессами.

• Сила, безопасность и надежность. С грузоподъемностью до 1500 кг KMP 1500 безопасно перемещает продукцию на протяжении всего производственного процесса. Она соответствует всем необходимым нормам безопасности и обладает максимальной гибкостью. Встроенные лазерные сканеры безопасности делают возможным автономное передвижение на протяжении всего процесса производства.

Кузова весом до 1500 кг не являются для KMP 1500 проблемой