奥地利的Zimm有限公司是一家生产高品质丝杠传动变速箱的企业。这种装备在机械设备的使用场合中非常高效、但却非常不引人注目：例如它被“隐藏”在汽车维修厂汽车升降平台的下方。现在，这家总部地址位于奥地利Lustenau市的机械设备制造商已经利用全自动化生产技术制造这种变速箱了。Grob公司生产制造的五轴铣削加工中心确保了能够以极高的加工精度生产丝杠传动变速箱的箱体类零件，即各种尺寸规格的铝合金和铸铁的立方体形零件。该设备的特别之处是：五轴加工中心与两台库卡机器人一起在一个自动化生产单元中协同工作。

图1 Grob集团公司生产制造的五轴加工中心确保能够非常精确地完成铝合金和铸铁零件的高精度切削加工，整个过程由加工单元的计算机控制

自动化降低生产成本、提高产品质量

Vischer & Bolli有限公司的自动化技术负责人Marcel Haltiner先生在介绍Zimm公司所用自动化解决方案时说道：“以前，在处理托盘上的原材物料时通常都是人工手动完成毛坯和成品零件的装与卸。一方面要耗费很长的时间，另一方面也带来了昂贵的成本费用。同时员工还始终需要手动捆紧、固定好托盘上的物资。”现在的情况就完全不同了。代替Zimm公司员工手工处理托盘的是一个托盘升降系统：用于存放零件毛坯和最终成品的升降系统高度4 m，充分利用了生产车间内的可用空间，可以存放许多原材料和加工后的成品。

与其相连的自动化加工单元就可以开始工作了。首先是一台KR Quantec机器人从升降系统的托盘上抓起一个零件毛坯、将其放到上料工作台上，然后机器人将四个毛坯自动定位到加工中心的夹具中，并将夹具移送到铣削加工中心里。

在铣削加工中心加工这四个零件的同时，KR Quantec机器人又忙着在另一个夹具中装夹毛坯。一旦零件的两个侧面铣削完毕，机器人就会将它们放置到下料工作台上。在这里，另一个KR Aqilus机器人负责完成成品零件的去毛刺和清理工序。

图2 镀锌专业厂Sulz公司利用紧凑型的库卡焊接机器人为用户提供技术支持和更好的服务

利用机器人完成焊接任务

当四个成品零件完成了上述所有加工工序之后，KR Quantec机器人会将它们整齐地放入托盘升降系统的成品零件托板上。“自动化使我们能够在夜间和周末实现无人值守的产品生产。这就极大地提高了我们的生产能力和产品竞争力。”Zimm公司的生产经理Hardy Ponudic先生说。

图3 KMR Cybertech机器人能够快速、精准地完成设备上下料；大大减轻了设备操作者的劳动强度、让他们能集中精力干好自己的重要工作

Sulz有限公司是一家专门从事镀锌的专业企业。该公司中也有一个使用了库卡机器人的自动化加工单元。在将该加工单元的成品移交给其它企业继续加工之前，Sulz公司要完成该零件的镀锌、组装和发货。当Zimm公司的一个长期用户希望就近找到一个技术可靠的焊接解决方案时，总经理Bernd D. Euschen先生决定为这家长期用户提供技术支持。但Sulz公司的65名员工中没有一人是焊工；而要找到一名合格的焊工也相当困难。因此Zimm公司决定投资购置一台带有库卡焊接机器人的焊接加工单元。Euschen先生与巴登符腾堡州Oberkirch地区的库卡机器人合作伙伴Kiwi自动化有限公司的总经理Christoph Welle先生探讨了自动化焊接机器人的问题：结构紧凑的焊接机器人单元，长度尺寸3.980 m，宽度2.365 m，高度2.445 m；在很小的占地面积上提供了很高的焊接性能。焊接工作站中安装使用的是纤细的、运动非常精准的库卡KR Cybertech nano焊接机器人。它有着同类型机器人中最小的焊接机械手，却有着最高的重复定位精度。作为焊接机器人的控制系统，Euschen先生和Welle先生选择了Fronius公司开发的TPS 400i通信系统，并事先利用库卡公司的Kuka Sim软件对焊接机器人单元的焊接位置和焊接工作循环进行了测试。

“焊接机器人的焊接质量非常好。”Euschen先生说。现在，这一焊接单元1个月就可以完成10 000件产品的焊接了。这一决策也有着很好的经济效益：“我们事先进行了经济核算，大约2.5年就能收回焊接机器人系统的全部投资。但我们决定在1.5～2年的时间里就可以收回投资了。”Euschen先生补充说道。

图4 细长的结构设计、很高的重复定位精度，KR Cybertech焊接机器人能够焊接出非常完美的焊缝

虽然自动上下料和自动化装配技术领域已经取得了长足的进步，但在加工设备灵活的自动装夹刀夹方面才刚刚起步。面向全球的著名企业Heller集团公司与库卡公司合作开展了一个旨在缩小刀具装夹自动化差距的试点项目。

图5  KMR Cybertech机器人将移动平台与机器人的优势整合到一起了。机械手准确地握住刀具，将其装入机床刀具库合适的刀位或者刀夹中

移动机器人技术推动了装夹自动刀具的进程

Heller集团公司负责托盘和机器人自动化技术的Robert Eber先生介绍说：“在刀具装夹领域有很大的自动化潜力。”集团公司在全球五大生产基地生产着最先进的数控机床和加工设备用刀具。为了确保Heller产品的市场竞争力，Heller公司与库卡公司合作开发了一整套创新性的自动化解决方案：加工设备的创造者可以利用Certa开发设计的计算机确定完成某用户合同需要使用哪些刀具。在Certa计算机的控制下，库卡公司生产制造的KMR Cybertech机器人会从车间刀具库中取出相应的刀具。安装了KMR Cybertech机器人的移动平台在全向驱动技术的帮助下会将取出的刀具送达需要的机床设备处。坚固耐用、而且运动精确的机械手准确的握住刀具，将其装入机床刀具库合适的刀位或者刀夹中。机床刀具库中的各个刀具就开始“登台演出”了。

图6  五轴铣削加工中心可以生产加工30多种不同的铝合金和铸铁零件；每一批次的产品数量在1~200件之间

KMR Cybertech机器人不仅仅能够完成刀夹的装夹任务而且也可以在切削加工过程中换刀。当Certa计算机发出某机床的某刀具磨损指令之后，KMR Cybertech机器人就会移动到相应设备旁边、取出磨损的刀具、走到车间刀具库那里取出新的刀具并将其重新安装到机床刀具库的规定刀位处。“这一自动化解决方案省去了设备操作者往返车间刀具库之间的行走时间、省去了装夹刀具的时间。这使他们能够更加关注自己的重要工作。”Robert Eber先生说。