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冷轧工业机器人

机器人技术是众多制造行业所采用的一种尖端的技术。在冷轧工业中,由于生产流程和钢卷的尺寸及重量的限制,它们还没有得到像在其他工业那样的广泛应用。然而,威尔斯(Waelzholz)正通过一项全球投资计划,积极推动公司自动化技术的引进,在众多关键细节方面提高质量以及灵活性。

作为冷轧领域的技术领导者,系统地推动其生产技术的进步是威尔斯的重中之重。该战略的一个组成部分是致力于机器人应用的国际化投资计划。现在当人们提到工业机器人的应用时,很快能够得出的结论是使用工业机器人的主要原因是为了提高生产流程的效率。然而,对于威尔斯来说,重心则主要在于质量和灵活性。正如物流经理,同时负责在德国哈根(Hagen)工厂引进机器人技术的Ernst Martin vom Bovert博士所说:

自动化流程在冷轧行业已经存在了很长一段时间。然而,过去对传统机器人应用的需求并不多——主要是由于产品的重量限制。这在过去几年中却发生了明显的变化,部分原因是我们客户产品相关标准的提升。”

全球自动化战略

近年来,客户的质量标准全面提高,而且这种情况还将继续。除了严格保障不同批次交付的材料性能稳定性外,客户需求还涉及到精确无瑕的边缘,特别是在带钢尺寸非常薄以及表面要求较高的情况下。此外,定制的包装解决方案需要相当高的灵活性。这是机器人应用可以充分发挥其能力的一个领域。负责在普列滕贝格工厂引进第一台机器人的项目经理Lukas Okon解释了其中的挑战:

“我们早在2018年就已经开始在工厂开发机器人应用,因为机器人的使用在细节上非常具有挑战性。激光定位检测就是众多挑战中的一个例子——因为我们的高光泽带钢无法用传统方法检测,所以我们最终与供应商合作开发了一种特殊的解决方案。”

如今,公司已经在其位于德国普列滕贝格和卡贝尔的工厂以及位于巴西圣保罗的生产工厂使用机器人。作为全球自动化战略的一部分,威尔斯将根据其迄今为止取得的经验,在全球各地的工厂推广更多的应用。

对材料非常友好

哈根窄带钢厂使用的包装线展示了威尔斯正在开发的机器人应用的潜力。在这个工厂,设计重量约为250公斤的钢卷,过去通过使用磁力提升系统从运输架上进行人工拣取,然后堆叠时“卷芯朝上”,即平放在托盘上。此外,在带钢间的保护的层垫也需要人工放置。现在,这项任务是由一个机器人来完成的,它可以交替地为一个单元内的两个工作站供料。在这个过程中,机器人在磁性夹持器的帮助下,一次从一个最多可容纳10个钢卷的架子上取下一个钢卷。这样操作时,夹钳会自动居中,然后将钢卷精确地放置在托盘上。正如vom Bovert博士所解释的:

一个激光传感器系统测量被选中的钢卷,确保非常精确地夹住它的内孔。当把它们放在托盘上时,机器人会非常精确地将钢卷放在其他钢卷的顶部。这种高精度对我们来说尤为重要,因为它使流程对材料极其友好,确保边缘和钢卷表面不会受到损坏。

普列滕贝格工厂也在使用一种类似的解决方案。在这里,公司正在同时研究另一个自动化解决方案:将机器人集成到带钢切割过程中。这一项目最特别的是,机器人将自动从刀片架上取下所需的刀片组,执行分切操作,并在加工过程中检查刀片锋利度及其他参数。

非常灵活

为卡贝尔和普莱滕贝格开发的组合夹持器都能满足各种各样的要求。正如vom Bovert博士所解释的:

例如,卡贝尔工厂使用的标准版本的机器人配备了一个四臂磁性夹持器。我们在其夹持器头部安装有四个平行的机械夹持器和四个真空夹持器,这意味着我们现在可以使用三种夹持技术——磁性、机械和气动。这意味着我们有很大的灵活性,可以应对不同的需求。

另一个优点是,尽管组合夹具的总重量高达几百公斤,但机器人可以移动和堆叠钢卷的旋转半径达到2.80米。像威尔斯使用的机器人单元并不是现有的产品——是公司与机器人自动化专家并结合大量自有的专业知识共同开发了这些装置。

威尔斯德国哈根工厂使用的机器人系统

全球生产-质量稳定

另一方面,巴西工厂的团队测试了一种不同的应用,然后决定永久使用。在这里,一个机器人于2020年被添加到一台矫直机上。机器人的工作是以生产线的高速度堆垛切割成一定长度的材料,但又以一种不会损坏产品、对材料友好的方式进行,因此随后就可以将其运送给客户。公司在世界范围内的各种应用经验,现在正在纳入威尔斯机器人投资计划。正如vom Bovert博士所解释的:

我们的使命是始终可靠地满足客户的要求——在多个批次中具有无与伦比的同样的精度,并明确承诺从我们全球的每一个工厂向我们的国际客户提供相同的质量。这是我们的核心能力之一。我们正在通过工业机器人的应用进一步增强这一能力。