Společnost LVMH Group pomocí robotu Robodrill zajišťuje bezchybnou kvalitu svých exkluzivních hodinek značky Bulgari.

Zadání:
Částečně automatizovat výrobu luxusních hodinek a šperků s cílem dosáhnout maximální kvality a přesnosti. Z hlediska časové náročnosti a efektivity to musí být smysluplné i v případě velmi malých výrobních sérií. 

Řešení:
Frézovat pouzdra a jiné součásti hodinek na obráběcích centrech Robodrill. Ta se díky své přirozené flexibilitě a jednoduchosti nastavování i používání na výrobu součástí hodinek výborně hodí.

Výsledek:
Díky důvtipnému řešení nástrojů a upínání u robotu Robodrill je smysluplné automatizovat i velmi malé výrobní série. Jakmile je jednou nějaký obrobek nastaven, změna nástrojů probíhá velmi rychle.


Čas na automatizaci

Společnost Bulgari se při výrobě hodinek spoléhá na robustní výrobní zařízení.

Každý, kdo na zápěstí nosí hodinky v ceně odpovídající ceně robotu, požaduje dokonalost. A i v případě, že je s luxusními hodinkami spojeno rukodělné řemeslo, dává z hlediska kvality smysl malou část výroby automatizovat.

Na jaře roku 2011 společnost LVMH Group od italské rodiny Bulgari koupila většinový podíl v jejím podniku. Šperky a hodinky s typickým logem „Bvlgari“ se tak staly ozdobou nabídky luxusního zboží tohoto francouzského výrobce. Před firmou Bulgari, založenou v roce 1884 řeckým stříbrotepcem Voulgarisem, získal její nynější majitel i značky Louis Vuitton, Moët a Hennessy.

Fakt, že ze všech možných míst se největší prodejna Bulgari nachází v Tokiu, však nemá vůbec nic společného s tím, že jsou tyto hodinky vyráběny na strojích FANUC a s pomocí robotů FANUC. Hodinky Bulgari se vyrábějí, jak také jinak, ve Švýcarsku. Ústředí v Neuchâtelu podporuje několik poboček. Organizační složka Bulgari Haute Horlogerie SA zaměstnává asi 500 pracovníků a využívá několik starších robotů. Kdykoliv jsou v „tvůrčím středisku“ v Neuchâtelu navrženy nové hodinky, obdrží Andreas Schneider, který má na starost výrobu v La Chaux-de Fonds, výkresy a 3D data v programu CAD. Podle nich nejprve vytvoří upínací přípravky a držáky obrobků. Poté podrobně naplánuje výrobu. Tento plán je zároveň základem programu CNC pro stroj Robodrill.

Občas, například na veletrhu Baselworld, což je největší a nejdůležitější výstava hodinek na světě, firma Bulgari představí speciální model hodinek vyrobený v malé sérii. Pojem „série“ je v tomto případě poněkud relativní, protože modelu z roku 2014 bylo vyrobeno pouhých 10 kusů určených pro sběratele – a kupci byli známi už dlouho předtím, než vznikl první kus. Výrobní postup je i u tak vzácných předmětů stejný jako u modelů prodávaných ve velkých počtech. I pouzdra drahých sběratelských hodinek jsou frézována na strojích Robodrill. Andreas Schneider: „Specializujeme se na malé série a dokonce jsme se je naučili vyrábět hospodárně.“

Ciferníky hodinek Bulgari se skládají z několika vrstev a jsou tak složité, že je vyrábí samostatný výrobní provoz. Další pak k hodinkám vyrábí řemínky. Pouzdro, ciferník a zadní kryt pouzdra se vyrábí v La Chaux de Fonds. Design a výkresy vznikají v ústředí v Neuchâtelu, jednotlivé součásti jsou tam poté odeslány a smontovány.

Kromě miniaturní sběratelské edice se jako desetikusové vyrábějí i zkušební série. Běžné výrobní série značky Bulgari mají 20 až 1000 hodinek. Andreas Schneider vysvětluje řešení automatizace: „Od počtu 100 kusů je výroba částí pouzdra prováděna robotickými buňkami.“ Skutečnost, že je automatizace zisková i u malých sérií, je dána důvtipným řešením nástrojů a upínání. Jakmile je totiž nějaký obrobek jednou nastaven, změna nástrojů probíhá velmi rychle. U opakujících se součástí, pro něž jsou nástroje a upínky již hotovy a připraveny, netrvá ani dvě hodiny.

I u nové součásti je však prvotní nástrojařský postup velmi rychlý. Je třeba zvážit několik věcí, například: Jaké druhy nástrojů jsou potřeba? Kde obrobek upnout, zevnitř nebo zvenku? Pak jsou podle údajů CAD vyfrézovány upínací vložky. Tento krok lze značně urychlit, jsou-li ve skladu dostupné prefabrikované upínací vložky ve standardních průměrech jako polotovary. Již v této fázi je stroj FANUC Robodrill velice užitečný, jak zdůrazňuje vedoucí obrábění: „Všechno děláme na stroji Robodrill. Naprosto a úplně.“ Evidentně je to pro něj tak přirozené, že to ani nepotřebuje popisovat celými větami.

Obráběcí nástroje jsou pak vloženy do zásobníku stroje Robodrill s kapacitou 21 nástrojů a zásobník je vložen do stroje. Standardní nástroje jsou vloženy podle seznamu materiálu a uloženy samostatně. Do nástrojové sady určitého obrobku jsou zařazeny pouze speciální nástroje. Schneider: „I speciální nástroje se nicméně snažíme používat opakovaně. Pokud například potřebujeme speciální frézovací nástroj, vždy si položíme otázku: Jsou i jiné součásti, u nichž bychom jej mohli využít?“ Jakmile jsou nástroje i upínací vložky připraveny, je před strojem Robodrill nastaven robot a provedena konfigurace periférie robotu podle toho, na jaké paletě lze obrobek přemísťovat a kolik součástí se vejde na jednu paletu.

Výroba založená na poptávce

Po dokončení zakázky jsou upínací vložky specifické pro daný obrobek, paleta i úchopový prvek uloženy do regálu a poté do skladiště nástrojů. To mimochodem vypadá jako běžný regálový systém, ač jsou v něm uloženy předměty značné hodnoty. To si zaslouží zmínku, protože materiály jsou ve firmě Bulgari ze zřejmých důvodů skladovány v trezoru.

Při skutečném obrábění, a to i v případě velmi cenných částí pouzdra, se používá velmi běžný postup – alespoň pokud jde o obrábění. Pouzdro je podle typu soustruženo nebo frézováno, přičemž nejprve jsou jako referenční rozměry nebo referenční prostor použity základní rozměry. Schneider dodává, že pokud jde o přesnost, určí vždy „Chef de Polisagge“ (aneb hlavní leštič), na kolik setin přesně je třeba pracovat. Ve strojovém parku je šest strojů FANUC Robodrill, což jsou všechno pětiosá obráběcí centra vybavená řídicí jednotkou FANUC CNC 31i-Model A5. Je-li potřeba přesnost, jsou stroje FANUC jednoznačnou volbou. Ostatní pětiosé stroje provádějí méně podstatné výrobní úkoly. Před několika lety dokonce výrobní experti ve firmě Bulgari modernizovali starý stroj Kitamura s řídicí jednotkou CNC FANUC předchozí generace na novou řídicí jednotku CNC řady 0-M umožňující pětiosý provoz. Schneider k tomu dodává: „Funguje to, ale nepříliš rychle.“

Obecným pravidlem je, že materiál do strojů lze plnit i ručně, například pokud není k dispozici program nebo pokud robot přestane pracovat – což se ovšem nestává téměř nikdy. Cílem nicméně není o několik desetin sekundy zkrátit dobu cyklu. „Prioritami jsou kvalita a přesnost. U tak cenných obrobků není zkracování doby cyklu příliš podstatným argumentem,“ tvrdí Schneider, přesvědčený o moudrosti svého rozhodnutí. Připouští, že použití robotů by nepřineslo žádné výhody zkrátka proto, že by musely jen čekat na to, až budou moci ze stroje vyjmout další součást. U sérií o 10 či 20 tisících kusech by to však byl zcela jiný příběh.

Jak je dobře vidět z desky stroje Robodrill, obrábění součástí hodinek není právě snadná práce. Každopádně se skládá z mnoha jednotlivých kroků. Schneider: „Mnoho součástí vyžaduje pětiosé obrábění. Proto skutečně oceňujeme, jak hladce na řídicí jednotce FANUC CNC 31i-A5 vše jde.

Roboty jsou typ LR Mate 200iBs a již jsou několik let v provozu. Robot instalovaný u stroje Robodrill má spoustu času. Obráběcí cykly trvají různou dobu, zhruba však vyžadují 90 sekund či déle. „Robot se tedy rozhodně nenadře,“ říká Schneider a (se smíchem) dodává: „Zapínáme ho, když k nám někdy přijde návštěva.“

Po ofrézování je obrobek vyleštěn. Někdy je také třeba odstranit otřepy. K tomu firma Bulgari používá dva různé postupy. Záleží zejména na tom, zda mají mít příslušné součásti hodinek lesklý nebo saténový povrch. To, jak kvalitně proběhlo soustružení či frézování, lze poznat teprve poté, kdy příslušnou součást dostane do ruky leštič. „Stává se to jen zřídka, ale pokud při obrábění dojde k chybám, jsou vidět až po vyleštění. To už je ale většina postupů s přidanou hodnotou dokončena.“ I ten nejlepší výrobní postup však není imunní vůči chybám materiálu. Jenže zlato ani platina nejsou materiály, z nichž by člověk mohl vyrobit dva či tři obrobky navíc, jen tak pro jistotu. Takový luxus si lze dovolit jen při rozběhu výroby. Kritériem kvality jsou koneckonců i spolehlivé dodávky.