Senzitivní robot automatizuje kalibraci měřidel

U specialistů na měřicí techniku ve společnosti Perschmann Calibration přebírá citlivý robot KUKA LBR iiwa osazování přístroje pro měření souřadnic a automatizuje tím kalibrační proces. Měřidla jsou opatřena kódy, které kalibračnímu zařízení sdělují, jaké zkoušky je nutno provést.

„Lidský vlas je silný asi 50 µm, pavoučí vlákna asi 5 µm. Přesnost, se kterou ve společnosti Perschmann Calibration Messmittel kalibrujeme, dosahuje hodnoty cca 0,5 µm,“ vysvětluje Dr. Detlef Rübesame, vedoucí technologie ve společnostl Perschmann Calibration. Vedoucí kalibrační služby z Braunschweigu se specializuje na kalibraci ručních měřicích prostředků. Mezi jinými se zde zkoušejí měřidla s vysokým stupněm přesnosti, jako jsou trny, nebo nastavovací kroužky. Tato měřidla se musí v pravidelných intervalech kalibrovat. Kmenovou skupinu zákazníků společnosti tvoří především klienti z klasického strojírenství a dále z oborů automobilové a letecké výroby. Tito zákazníci používají měřidla ve svých výrobních procesech pro zajištění kvality.

Aby byly splněny mezinárodní standardy kvality, musí se měřicí prostředky pravidelně kalibrovat podle normy ISO 9001. Přesnost práce by mohly ovlivnit malé částečky prachu nebo kolísající teplota. Proto se udržuje na konstantní hodnotě nejen teplota v měřicím prostoru, ale po určitý definovaný čas se klimatizují i vlastní měřidla, takže nemůže docházet v měření k žádným odchylkám.

Přidaná hodnota

Podniky střední velikosti, jako je společnost Perschmann Calibration, se zaměřují na řešení orientovaná na budoucnost, aby byly konkurenceschopné. „Podnik Hexagon, výrobce přístrojů pro měření souřadnic, nám ve spolupráci se společností KUKA představil koncept, jak můžeme náš kalibrační proces automatizovat a tím jej učinit příznivější pro zákazníka, kterému budeme moci zkalibrovat v kratším čase velký počet různých měřicích prostředků. Tohoto nápadu jsme se ihned chytili,“ zdůrazňuje Detlef Rübesame.

Od prosince 2017 firma Perschmann Calibration používá systém KUKA flexFELLOW, do kterého je vestavěný senzitivní robot KUKA LBR iiwa (intelligent industrial work assistant – inteligentní průmyslový pracovní asistent). Tento systém je schopný uchopit jemně kterýkoliv typ měřidla nacházejícího se ve vozíku, který obstarává jejich přísun a přemístit jej k zařízení Hexagon KMG za účelem kalibrace. Robot schopný spolupráce s člověkem pracuje ve třísměnném provozu.

Plně automatizovaný kalibrační proces

„Ultra přesný měřič souřadnic Leitz PMM-C je ideálním zařízením pro náročné měřicí úkoly. Kalibruje spolehlivě a se zvýšenou přesností v submikrometrovém rozsahu různé měřicí prostředky,“ říká Felix Balzer z firmy Hexagon Manufacturing Intelligence.

Výhody, které získává firma Perschmann použitím řešení založeného na využití robota, jsou mnohostranné: celý kalibrační proces se zkrátí a může být orientovaný na zákazníka, protože zpracování různých měřicích prostředků už není při použití lehkého robota KUKA žádný problém. „Automatizace zde má smysl, protože pracujeme s velkými počty kusů. Kromě toho je celé zařízení nastaveno tak, že může po delší čas pracovat autonomně,“ vysvětluje Detlef Rübesame. Důležitou otázkou, která vyvstala při plánování změny v této službě, bylo, jak bude moci měřič souřadnic KMG a robot LBR iiwa rozeznat a uspořádat měřidla s různými geometrickými tvary. Tuto otázku řeší přímo samotné měřidlo tím, že řídí celý proces měření. Za využití speciálního datového kódu, DataMatrix Code (DMC), předává důležité informace o druhu měřidla do měřiče souřadnic, který na základě potřebných informací sám spustí proces měření. Zásah pracovníka už není v tomto případě potřebný.

Další výhodou tohoto zařízení je, že pozná, kdy je zásobník prázdný a samostatně přisune další. Toto je reálná přidaná hodnota, protože robot může autonomně pokračovat v práci i během noci.

Manipulace za pomoci citlivého robota

„Přístroj pro měření souřadnic Leitz PMM-C se vyznačuje jedinečnou technologií pohyblivého stolu (Moving-Table-Technology), při které je portál pevný a pohybuje se měřicí stůl. Tím se zajistí vysoká míra tuhosti i dlouhodobé tepelné stability, což je základem ultrapřesného měření,“ dodává Felix Balzer.

Kromě měřiče je systém vybaven zařízením KUKA flexFELLOW. Jedná se o kompletní řešení sestávající z robotické platformy, na které je nainstalovaný robot LBR iiwa. K tomu náleží ještě dvě transportní jednotky se stohovatelnými zásobníky. Nejprve se robot přesune k první jednotce a zjišťuje, zda se v jednotlivých přihrádkách nacházejí měřidla. Poté je postupně uchopí a přemístí ve správné poloze ke čtečce. Kromě oskenování se měřidlo ještě ofoukne vzduchem, aby se z něj odstranil případně ulpělý prach a měření tak nebylo zatíženo chybou. Poté, co je měřidlo identifikováno, upne je robot do upínacího přípravku a přístroj pro měření souřadnic začne s kalibračním procesem. Když je proces u konce, uchopí robot měřidlo znovu a umístí je do druhé transportní jednotky. Během toho dojde k předání informací o kalibračním procesu do počítače, který vystaví pro každou součást certifikát.

S robotem KUKA LBR iiwa má firma Perschmann Calibration možnost kalibrovat měřidla celých 24 hodin, a to dokonce ve dvou různých režimech. Během dne je práce organizována v bezpečném režimu člověk-robot, zatímco v noci robot pracuje v plně automatizovaném režimu. Automat v tomto případě pracuje s desetinásobnou rychlostí, neboť pro provoz bez přítomnosti osob platí jiné bezpečnostní předpisy.