Aktuální vydání

celé číslo

06

2020

Automatizace v potravinářství a farmacii

celé číslo

Roboty KUKA vyrobily dřevěný pavilon inspirovaný mořským ježkem

Unikátní dřevěný pavilon, jehož konstrukce je inspirována skořápkou mořského ježka, zaujala návštěvníky loňské výstavy urbanismu a architektury Bundesgartenschau (BUGA) v německém Heilbronnu. Střecha pavilonu je složena se z mnoha desek, jejichž rozměry rostou nezávisle na sobě podle jejich polohy ve skořápce. Pavilon o rozměru 30 m nemá uvnitř žádné nosníky a podpěry. Byl navržen v Ústavu pro výpočetní design a stavbu Univerzity ve Stuttgartu (ICD). Systémový integrátor, BEC GmbH vypracoval výrobní postup založený na spolehlivých robotech KUKA. Kromě dvouosého polohovacího zařízení DKP-400 se uplatnily dva roboty KUKA KR 500 Fortec, které se používají k sestavování, lepení a frézování složek.

Obr. 1. Dřevěný pavilon v areálu Bundesgartenschau v Heilbronnu

„Tvary, materiály a struktury, které se vyskytují v přírodě, často vykazují vyšší stupeň materiálové účinnosti a funkčnosti než konvenční způsoby konstrukce,“ říká profesor Achim Menges, ředitel ICD. Stejně jako v případě mořského ježka je každý z 376 prvků pavilonu zcela jedinečný. Skládají se z dřevěných panelů a trámů z vrstveného řeziva. Uvnitř jsou kazety duté a jejich tvar se mění: jsou zde pětiúhelníkové, šestiúhelníkové a sedmiúhelníkové prvky, každý o tloušťce 16 cm. Výroba tak různorodých komponent by bez automatizace nebyla možná.

Roboty vyrábějí komponenty plně automaticky

„Informace týkající se jednotlivých komponent jsou generovány pomocí softwaru a přenášeny do robotu,“ vysvětluje Matthias Buck, ředitel společnosti BEC GmbH.

V systému spolupracují bezchybně dva roboty KUKA KR 500 Fortec: nejprve robot 1 zvedne dýhovaný panel a umístí jej na KUKA dvouosý polohovač DKP-400. Panel je upevněn k polohovatelnému zařízení pomocí vakuové upínací technologie. Zatímco robot 2 nanáší lepidlo na základní panel, robot 1 zvedne nosník. Po jejich slepení je robot 2 navíc bezpečně spojí dřevěnými hřebíky. Tyto pracovní kroky se opakují, dokud nejsou všechny nosníky kazet spojeny.

Obr. 2. Jednotlivé kazetové prvky jsou sestavovány pomocí polohovacího zařízení DKP-400

Poté robot 1 vyjme krycí panel ze zásobníku a umístí jej na lepidlo, které mezitím robot 2 aplikoval na nosník. Krycí panel je robotem 2 upevněn také pomocí hřebíků. Následně robot 1 umístí částečně kompletní kazetu na zásobník lisu. Jakmile ztuhne lepidlo, robot znovu zvedne kazety a umístí je na DKP-400. Robot 2 začne frézovat rohové obrysy a spoje a vrtat otvory pro „cvočky“. Po dokončení všech frézovacích prací robot umístí kazetu do zásobníku hotových dílů.

 

Výhody použití robotů při výrobě dřevěných konstrukcí

Lepidlo zůstává tekuté pouze po omezenou dobu a roboty jsou při jeho nanášení schopny dodržet specifické podmínky, jako je správné množství, rovnoměrnost rozetření, rychlost a spolehlivost. Kazeta váží až 200 kg, takže roboty ulehčují lidem práci.

Obr. 3. Robot KR 500 Fortec automaticky zvedá laminované dýhované panely a trámy

Další výhodou je, že užitím robotů lze při frézování dosahovat tolerance rozměrů menší než 0,3 mm. Roboty pracují efektivně, hospodárně a s velkou přesností, což umožňuje preciznost v částech tvořících pavilon. Roboty jsou také výjimečně přizpůsobivé: „Máme dokonce možnost provést změny v konstrukčním plánu určitých prvků během výrobního procesu,“ zdůrazňuje Matthias Buck.

 

Budoucnost robotů v dřevařském průmyslu a stavebnictví

Matthias Buck věří, že systém má před sebou velkou budoucnost: „Se svými ideálními přepravními rozměry může být systém dokonce nastaven a používán v prostorách výrobce nebo na staveništi.“ Pro roboty je tedy ve stavebnictví a dřevařskému průmyslu mnoho příležitostí. V současnosti se v těchto odvětvích automatizace využívá jen zřídkakdy. S využitím robotických systémů bude možné řešit rostoucí požadavky na větší množství a cenově dostupná řešení. Robot by se mohl v podstatě stát praktickým kolegou, který pomůže při náročných pracovních postupech.

(KUKA)