W jedności siła
Wykorzystanie robotów w procesie produkcyjnym
Robot i stanowisko obróbki mogą być sterowane za pomocą tego samego oprogramowania. Samowystarczalne stanowisko wiertniczne w centrum produkującym pokrywy łożyska w fabryce Siemens w niemieckim Bad Neustadt pokazuje, jak to działa.
Współpraca pracowników, robotów i CNC
Jak łatwo i efektywnie korzystać z pracy robotów logistycznych w połączeniu z obrabiarkami CNC? Jedną z odpowiedzi na to pytanie ma Peter Zech - szef działu odlewnictwa kokilowego i produkcji z wykorzystaniem maszyn specjalnych w Bad Neustadt. Wraz ze swoim zespołem, Zech odświeżył proces produkcji pokryw i osłon łożysk wykorzystujący tokarkę i wiertarkę. „Komponenty produkowane przez stary system były bardzo dobrej jakości, jednakże sam system nie był wystarczająco efektywny”, tłumaczy Peter. „Dostępność obrabiarek pozostawiała wiele do życzenia, a wiertarka musiała być przygotowywana do produkcji ręcznie - to był bardzo monotonny proces”.
Zupełnie przeorganizowana tokarka połączona ze stacją wiertniczą
Na początku zespół zastanawiał się nad zakupem nowego centrum tokarskiego, które mogłoby być wykorzystywane w całym procesie produkcyjnym. Jednakże powtarzająca się operacja wiercenia, którą stacja wiertnicza zakończyłaby podczas jednego etapu, wydłużyłaby czas trwania produkcji, a dodatkowo taka inwestycja byłaby zbyt kosztowna. Kolejnym pomysłem było zastąpienie Index GE42 nową tokarką. Ostatecznie jednak, najlepszym rozwiązaniem okazało się być wykorzystanie nowych napędów SINAMICS, silników SIMOTICS oraz układu CNC SINUMERIK. Volker Ress, brygadzista w dziale odlewnictwa kokilowego tak wyjaśnia ten wybór: „Od momentu przeprowadzenia kapitalnego remontu, jakość i precyzja jaką oferowała GD42 była dla nas w pełni zadowalająca. Poza tym, ogólny koszt obsługi tego rozwiązania był znacznie niższy niż zakup nowej obrabiarki.”
Pełen zakres logistyki podczas obróbki komponentu
Modernizacja samej tokarki nie była jednak wystarczają dla Petera Zecha i Volkera Ressa. Według nich, robot powinien wykonywać wszystkie zadania związane z przenoszeniem komponentów wewnątrz niezależnej stacji tokarsko-wiertniczej - od momentu pierwszego umieszczenia komponentu w stacji do usunięcia go z obszaru roboczego. Szybko zorientowali się, że najlepszym robotem dla tego typu zadań będzie uznany na rynku KR Agilus firmy KUKA. „Inne roboty mogą wykonywać te same ruchy”, potwierdza Peter Zech, „ale KUKA jest znana ze swojej wysokiej jakości. Bezproblemowa integracja robotyki ze środowiskiem obrabiarki jest w ich przypadku jedyna w swoim rodzaju. Połączenie robota KUKA z SINUMERIK 840D sl sprawiło, że osiągnęliśmy nasz cel.”
CNC steruje pracą robota
Rozwiązanie bazuje na interfejsie oprogramowania Run MyRobot /Handling, który został wspólnie opracowany przez inżynierów Siemiens i KUKA. Jego główną zaletą jest fakt, że może być łatwo obsługiwany przez operatorów obrabiarek. Potwierdza to inżynier z obszaru mechatroniki i prac serwisowych Martin Leutbecher: „Run MyRobot /Handling jest świetny! Dzięki niemu możemy sterować robotem KUKA poprzez SINUMERIK Operate korzystając z naszego standardowego panelu lub z ręcznego terminalu HT8. Nie musimy używać żadnego innego systemu sterowania robotem, którego obsługa byłaby dla nas nowością.”
Oznacza to, że cały proces produkcji wykorzystujący robota i obrabiarkę może zostać zaprogramowany offline, bez utraty dostępności stanowiska tokarsko-wiertniczego. W przypadku takich zadań jak przygotowanie do produkcji, szkolenia oraz wycofywanie robota korzystamy z HT8 jako centralnej jednostki sterującej. Timo Rössler, technik w obszarze produkcji CNC, podkreśla jeszcze jedną zaletę tego rozwiązania: „Operatorzy mogą wejść do stanowiska roboczego w każdym momencie. Nawet wtedy, gdy zajmują się sterowaniem pracy robota.” Zapewnia im to wbudowana funkcja SINUMERIK Safety Integrated. Dzięki niej, robot porusza się z kontrolowaną prędkością.
W pełni zautomatyzowane stanowisko obróbcze
Po przygotowaniu procesu produkcji, stanowisko tokarsko-wiertnicze jest w stanie wyprodukować średnio od 400 do 500 komponentów w trakcie każdej zmiany. Następnie produkt zastępuje się innym. „W ten sposób jesteśmy w stanie utrzymać optymalne poziomy magazynowe”, wyjaśnia Timo Rössler. Taśma transportowa przenosi jednorazowo ok. 70 półfabrykatów - wystarczająco dużo, aby zostawić obrabiarkę bez nadzoru na 2 do 3 godzin. W tym czasie operator jest w stanie obsłużyć dwie inne linie produkcyjne i przeprowadzić wyrywkowe testy jakości. Po dostarczeniu odpowiedniej ilości półfabrykatów, stanowisko robocze działa w pełni automatycznie - system wizualny zauważa półfabrykat i przesyła dane na temat jego lokalizacji do robota, który chwyta komponent w sposób pozwalający mu na przeniesienie go do Index GE42 we właściwej pozycji.
Po otworzeniu się tokarki, robot najpierw wykorzystuje spodnią stronę wymiennego chwytaka do złapania ukończonego komponentu, a następnie przenosi półfabrykat. Następnie przenosi komponent poddany operacji toczenia na stanowisko wiertarskie, kolejno wierci w nim kilka otworów lub gwintów za jednym razem. Po tej operacji, robot przenosi w pełni obrobiony komponent i sięga po kolejny półfabrykat umieszczony na taśmie transportowej. Proces powtarza się do momentu zmiany produktu.
Zgrany zespół
Run MyRobot /Handling sprawia, że operator, obrabiarka i robot stanowią zgraną drużynę. Jaki jest sekret tego sukcesu? Operatorzy, którzy w większości przypadków są operatorami maszyn, są w stanie sterować dwiema fundamentalnie odmiennymi technologiami dzięki systemowi SINUMERIK.
Pytania lub sugestie? Napisz do nas!
Masz propozycję na kolejny tutorial wideo, przykład obróbki komponentu lub artykuł online? Koniecznie nam o tym powiedz!