Les robots compacts Kuka de la gamme KR Agilus sont précis, agiles et rapides. En tant que systèmes agiles, ces unités de manutention à cinq et six axes possèdent des durées de cycle courtes et une haute répétabilité, en particulier pour les tâches de placement (« pick-and-place »). Les servomoteurs synchrones de la gamme AKM de Kollmorgen jouent un rôle majeur pour atteindre ce niveau de performance et de précision hautement dynamique. Une ingénierie collaborative a permis aux deux entreprises de réduire le volume d’installation des moteurs par rapports aux modèles standard, de mettre en œuvre des applications spécifiques aux robots et d’optimiser l’intégralité de la chaîne d’approvisionnement.
Aussi rapides que les machines polyvalentes, les robots de la gamme KR Agilus sont particulièrement adaptés aux applications industrielles générales. Avec un poids mort de 51 kg, le modèle de base peut supporter des charges jusqu’à 6 kg. Ces robots compacts sont donc idéaux pour l’automatisation des processus dans les secteurs du conditionnement, de l’électronique, de l’alimentation et des produits pharmaceutiques.
Le succès de ces robots est dû à leur cycle court et à leur extrême précision, rendue possible par l’aptitude de Kollmorgen à modifier ses servomoteurs haute performance pour s’adapter aux besoins spécifiques de Kuka. En tant que partenaire d’ingénierie collaborative, Kollmorgen a ajusté la conception de ses servomoteurs synchrones pour les adapter parfaitement aux articulations des robots KR Agilus.
Kuka recherchait un fabricant de moteurs capable d’équiper des moteurs sur mesure d’une densité de puissance élevée. Les moteurs AKM sont réputés pour leur rapport couple/volume extrêmement élevé. En adaptant sa technologie la meilleure de sa catégorie aux exigences strictes de Kuka, Kollmorgen a réussi à augmenter la densité de puissance de la solution et à solidifier un partenariat productif.
Le projet a rapidement évolué vers une ingénierie collaborative. L’objectif était de trouver des moyens de mettre en œuvre des améliorations de performance sur mesure et des adaptations d’assemblage structurel sans sacrifier les avantages de la production industrielle de série.
Même s’il n’était pas possible de satisfaire les exigences de Kuka avec des moteurs prêts à l’emploi, l’équipe souhaitait éviter un projet de développement à pleine échelle et tous les risques que cela implique. En préservant la standardisation, la disponibilité et la qualité deviendraient essentielles.
L’objectif était d’optimiser les moteurs standard en effectuant des modifications contrôlées. Avec des adaptations sur mesure telles que les réducteurs de tension des câbles, les coussinets de palier modifiés, les configurations de connecteurs spécifiques à Kuka ou les trous spéciaux percés dans l’arbre de sortie, un constructeur de moteurs pourrait préserver de manière fiable l’essentiel de sa standardisation. Mais est-ce encore possible lorsque toute la géométrie de la conception est fondamentalement transformée ?
Niché dans l’articulation du poignet
C’est précisément ce que Kollmorgen a réussi avec le plus petit servomoteur de sa gamme AKM. Déjà très petit initialement, ce moteur a dû être encore affiné pour s’insérer de manière compacte dans l’articulation du poignet du robot.
Le processus d’ingénierie collaborative a débuté avec des modèles 3D et des contours externes et au final, a nécessité un travail avec des données de fabrication détaillées. Désormais, seuls les composants internes du moteur AKM1 du robot KR Agilus sont identiques à ceux de son homologue de la gamme de produits standard.
En outre, le spécialiste du système de mouvement fabrique des moteurs pour la fonderie de robots basée à Augsbourg dans des cellules de production optimisées avec processus de test et procédures de contrôle qualité personnalisés, ainsi que des emballages spécifiques destinés au transport des moteurs directement de la ligne d’assemblage jusqu’à Kuka.
Pour compléter son profil de gestion de la qualité, la filiale de Kollmorgen installée à Brno, en République tchèque, a organisé une analyse des modes d’échec et de leurs effets (FMEA) pour les deux processus coordonnés.
L’ingénierie avec un objectif commun
Kollmorgen considère l’optimisation de la chaîne d’approvisionnement comme un élément de sa stratégie de conception de solutions de mouvement qui non seulement offre la performance requise, mais qui s’intègre parfaitement dans la gestion de la chaîne d’approvisionnement du client.
Ainsi, le KR Agilus est le seul robot de sa catégorie à être doté de la fonctionnalité Safe Operation (fonctionnement fiable) de Kuka, laquelle simplifie de manière spectaculaire les interactions homme-robot. Pour obtenir cette capacité, Kollmorgen a travaillé avec son fournisseur de freins pour offrir un frein moteur spécialement adapté qui agit à la fois comme un frein de maintien et un frein d’urgence.
Bénéficiant de l’expertise en ingénierie de son propre fournisseur, Kollmorgen a conçu la solution de mouvement optimale pour la tâche spécifique à réaliser, tout en simplifiant également les défis de la chaîne d’approvisionnement pour son client.
Servomoteurs AKM : accélération, contrôle et précision élevés
Le servomoteur spécialement adapté utilisé par les robots AR Agilus de Kuka est basé sur la gamme AKM de Kollmorgen. Ces servomoteurs à haute accélération et aimant permanent sont disponibles dans 28 combinaisons de boîtier standard et de montage pour faciliter la conception de machines compactes. Également dotés d’une fonction de réduction de l’énergie, d’une précision de contrôle extrêmement élevée et d’une haute disponibilité, ils sont compatibles avec toutes les tensions couramment utilisées grâce à leurs bobines de stator spécifiquement adaptées.
Pour une configuration vraiment personnalisée de ces servomoteurs synchrones, Kollmorgen propose une gamme modulaire de tailles et de puissances nominales, ainsi que d’autres options spéciales. En conséquence, un grand nombre de configurations de moteurs à aimant permanent sont possibles dans la gamme AKM en utilisant des composants standard éprouvés.
