A feladat:
A Stuttgart közeli Waiblingen-ben lévő, jól ismert STIHL láncfűrész gyártó benzines vágótárcsás gépek választékát is gyártja. Itt van az, ahol a CR-35iA kollaboratív robot bekerült az üzembe. Egy vágótárcsás gép kb. 10 kg súlyú, és a CR-35iA segítsége nélkül a kezelőnek magának kell emelni. Mindeddig a kezelő számára ez nagy terhelést jelentett.
A megoldás:
A robot használata csökkenti az alkalmazottak terhelését a vágótárcsás gép csomagoló soron. A csomagoló soron a robot feladata levenni a vágótárcsás gépet a felfüggesztett szállítószalagról, elvégezni a rázáspróbát, és felfüggesztve tartani, amíg a végleges szemrevételezés pozitív eredménnyel befejeződik. Ezután a robot vágótárcsás gépet a kiszállító dobozba teszi.
Az eredmény:
A robot megszabadítja a csomagoló soron dolgozó alkalmazottakat a terhektől, miközben 250 mm/s sebességgel mozog. És átveszi a nehéz terhek megemelését a munkásoktól. Mivel vágótárcsás gép kb. 10 kg súlyú, a teljes továbbított terhelés egyetlen műszakban és egy alkalmazottra kb. 8 tonna. A FANUC “Line Tracking” [„vonalkövető”] szoftvere és a “Collision Guard” [„ütközésvédő”] opció, amelyeket a STIHL már ismer, egyszerűsítik a folyamatot. A STIHL a FANUC robotokkal az 1990-es évek óta dolgozik az egész világon.
PDF LETÖLTÉSE
Line Tracking szoftver és ütközésvédő opció a CR-35iA-hoz
Kollaboratív modell – a STIHL új utat nyit a FANUC kollaboratív robotjával
A robotok százait használják már a Stuttgart közeli, Waiblingen-i székhelyű STIHL motorosfűrész gyártónál. Most hozzáadták az első együttműködő robotot. A STIHL nagyot lépett előre a technológia fejlődésében a FANUC CR-35iA használatával. A robot csökkenti az alkalmazottak terhelését a vágótárcsás gép csomagoló soron.
A termelés beindítása mindössze három napig tartott. Ekkor már az előírt darabszámot el is érték. Ez a STIHL-nél a kollaboratív robot elindításának jó előkészítése miatt volt. A társaság saját termelési mérnökcsapata egy egész évet töltött a műszaki követelmények kifejlesztésével és a munkahely előkészítésével a CR-35iA számára. Minden intenzív előkészítés kifizetődik. Már az első éjszakai műszakban a robot egyetlen elakadás nélkül járt. Ez az, ahol a felelős csoportvezető André Lange a működés és a hardver tervezésénél előnyt nyert a FANUC robottechnológia közeli ismeretéből, amit sok alkalmazáson keresztül fejlesztettek ki:
Mind a kezelés mind a programozás a csapat számára otthonos feladat, ahogyan André Lange rámutat: „lehetővé tette számunkra az együttműködő munkahely terv bevezetését”.
A STIHL évek óta növekedő pályán van
Az utolsó évben a láncfűrész gyártó 3,46 mrd EUR rekord forgalmat ért el. 2015 és 2019 között a társasági beruházás termékfejlesztésbe, gyártásba és értékesítésbe az egész világon elérte az 1 mrd. €-t. Ebből 300 m €-t csupán a szülő társaságnál ruháztak be – világosan elkötelezve a német telephely iránt. Termékek választékát a profi használónak, benne a vágótárcsás gépekkel, gyártják és csomagolják a társaság székhelyén, Waiblingen-ben. Itt van az, ahol a CR-35iA kollaboratív robot bekerült az üzembe.
A csomagoló soron a robot feladata levenni a vágótárcsás gépet a felfüggesztett szállítószalagról, elvégezni a „rázáspróbát”, és felfüggesztve tartani, amíg a végleges szemrevételezés befejeződik. Ezután a robot a vágótárcsás gépet az előkészített kiszállító dobozba teszi. Ezen az együttműködő területen a robot csak a megengedett, 250 mm/s sebességgel mozog.
A CR-35iA megoldja a kihívó feladatok kezelését
Mielőtt ezen a munkaállomáson bevezették a robot kezelést, a kezelést és a rázáspróbát kézzel végezte az alkalmazott
A rázáspróba alapvetően egy halláspróba, amikor a levágó fűrészt megrázzák – de fontos lépés a minőségbiztosításban és a végső szemlézésben. Ha rázás közben kattogó zajt lehet hallani, a felszívó fej jól van felszerelve és a levágó fűrészt be lehet csomagolni. Mivel egy levágó fűrész kb. 10 kg súlyú, a teljes megemelt terhelés egyetlen műszakban és egy alkalmazottra kb. nyolc tonna. Ezért a robot jelentős könnyítést jelent az alkalmazottak számára.
A csomagolósor személyzetét bevonták a kezdetétől. Nemcsak képesek voltak szakértő felmérést adni a próba kialakításához, de befolyásuk volt a tervezésre és az ergonómiára is. Markus Wahl a STIHL termelés tervező osztályról volt felelős az összeszerelő rendszerek felépítéséért, napi rendszerességgel találkozott a robotokkal a fejlesztés időszakában: „A csomagolósor alkalmazottai sok jó ötletet adtak, amelyeket bevezettünk.” Mivel a javaslatok közvetlenül a gyakorlatból fakadtak, ez a mérnök szemével is értelmes volt és növelte az elfogadást a munkaerő részéről már a kezdetektől.
A felfüggesztett szállítószalag kb. 80 munkadarab felfogást tartalmaz. De mivel az egyes vágótárcsás gépek beállító munkájának időtartama a sor végi próbázás alatt változhat, a folyamatos szállítószalagon nem minden munkadarab felfogása foglalt. Alkalmanként számos helyen, egyik a másik után nem foglalt. A felfüggesztett szállítószalag terhelt kampóját, amelyen egy levágó fűrész függ, a szállítószalag pálya mentén számos kamerarendszer ismeri fel, és ezt az információt továbbítja a fő vezérlőnek és az adatkezelésnek. A robot szinkronizálja a sebességét a szállítószalaggal a FANUC „Line Tracking” szoftverével, és ezután a helyes pillanatban fogja meg. Ahogyan Markus Wahl magyarázza: „A cél a robot felhasználása annyira folyamatosan, amennyire lehet, hogy ne legyen üres ideje.”A sok kis trükk egyikét a függesztő sebességénél használták: Változóra tervezték.
Így a robot a legnagyobb mértékben kihasználható, van egy átmeneti tároló is a függesztő szállítószalag után. A puffert pl. akkor használják, ha több vágótárcsás gép érkezik a csomagoló állomásra, mint amennyit az alkalmazott szemlézni tud, vagy ha szünetet tart. Ekkor a robot teljesen automatikusan dolgozik. A cél minden helyzetben a függesztett szállítószalag üresen tartása. Ha az „utántöltés” az összeszerelő sorról kevesebb, a robot a puffer ürítésén dolgozik. A változó ezen a helyen az alkalmazott. Az egyes próbázás időtartamai változhatnak.
Ahogyan Markus Wahl megjegyzi: „Ezt rendbe kellett tennünk a vezérlés tervezésénél”
Ha a robot kihagy egy munkadarabot, többféle forgatókönyv létezik. A robot a vágótárcsás gépet a két fogantyúnál fogja meg, az egyiket a másik után. Csak ha mindkét fogantyút fogja, akkor tudja a robot levenni a levágó fűrészt a függesztett szállítószalagról. Ha nem ez történik, megvárja a következő alkatrészt.
Ami azért van, mert "Mi a teljes megemelt terhet közvetlenül a megfogónál ellenőrizzük."- jegyzi meg Markus Wahl.
A STIHL új technológiát használ a termelésben
A STIHL kifejlesztette a saját megfogóját a CR-35iA-hoz. Ez egy hagyományos megfogón alapul. Azonban nem látható közvetlenül, mivel a megfogónak burkolata van, így a védőrétegnek van egy kiegészítő csillapító hatása, ha emberekkel kerül érintkezésbe. Hogy ezt elérjék, a termelés mérnökeinek jelentős mennyiségű, további munkát kellett befektetni Waiblingen-ben. Az eredmény, hogy a megfogót egy ember-gép együttműködő elemmé fejlesztették. Ez így LED-ekkel jelzi, hogy melyik üzemmódban van. A piros LED világít pl., ha a robot a 750 mm/s nagy sebességgel jár. A biztonságos MRC (gép robot együttműködés) üzemmódot a kék LED jelzi. A megfogón lévő világító nyomógombok lehetővé teszik a kezelőnek az OK, vagy hasonlóan az NOK állapot megerősítését, ha hibát fedez fel, és a markolóban tartott vágótárcsás gépet átmunkáláshoz ki kell emelni. Ha a robot helyben áll, mivel a szkennerek egy személyt észleltek a biztonsági területen, akkor például a megfogó működése bénított. Ennek eredménye, hogy a törekvést az üzemi körülmények elérésére – 10 kg terhelés, 750 mm/s legnagyobb sebesség és meredek gyorsítóprofil – megnyerték.
A robot megfogók speciális tapintó érzékkel működnek, mint az ember és a robot közötti összekötő elem
Nemcsak a fogóba, hanem a rendszerintegrációba fektetett erőfeszítés után felmerül a kérdés, hogy a STIHL miért nem alkalmazott egy külső rendszerintegrátort, inkább vállalta a fejlesztést a házon belül. Markus Wahl számára a válasz nem igényel sok gondolkodást: „A termelő központban ismerjük a termékeinket, a folyamatainkat és az alkalmazottainkat. És mivel már nagyon korán beszéltünk a termelésben lévő emberekkel, ismerjük a különféle, lehetséges szituációkat.” Ezen felül az érintett termék és az összeszerelés adatbázisának megimerése, és az ismeretszerzés a termelőrendszer szerkezetéről jelentősen több időt igényelne egy külső integrátor számára. Ahogyan André Lange rámutat: „Nem lettünk volna képesek előre meghatározni a saját szükségleteink előírásait.”
A CR-35iA kollaboratív robot használatának képessége a normál FANUC vezérlő rendszerrel, ahogyan a sárga „kollégák” bebizonyították, az előnyök egyik legnagyobbika: A vezérlés technológiája és a használó határfelülete ugyanazok. A használt rendszer összetevők, mint a FANUC „Line Tracking” szoftvere, ami különösen hasznos a szinkronizáláshoz egy felfüggesztett szállítószalag rendszerrel, a kamerarendszer integrálása vagy a bevált „ütközésvédelem” szoftver opció, már mind jól ismert és elfogadott a STIHL-nél.
És ez az, ahol a STIHL-nek hatalmas tapasztalata van. A robotika a kilencvenes évek közepén történt első bevezetése óta nagymennyiségű know-how gyűlt össze a robotika tervezésben, különösen az egész világon, a STIHL létesítményekben dolgozó FANUC robotok százaival. André Lange hangsúlyozza: „Minden telephelyen viszonylag azonos termelési elveket adaptálunk. Az egész világon alkalmazott termelőberendezések, mint a FANUC robotok sok szinten teszik könnyebbé az életünket, kezdve a tervezéstől és programozástól egészen a szervizig.”
„Azt várjuk, hogy a jövőben a robotok használata növekszik a mi termelő eljárásainkban,” magyarázza Lange. A tény, hogy a kollaboratív roboton van most a figyelem középpontja, teljesen lemegy a meglévő termelő stratégiák továbbfejlesztéséhez a vertikális integráció magas szintjével. André Lange: „Mi mindig ezt kérdezzük magunktól: Hogyan könnyíthetik meg a robotok az alkalmazottak napi terheit? A kollaboratív robotok az a technológia, amely új utakat nyit meg: Most van lehetőségünk arra, hogy az emberek kéz-a-kézben dolgozzanak a robotokkal. Ki akarjuk próbálni ezt annak érdekében, hogy előre mozduljunk és versenyképessé váljunk.”
Az André Lange által az MRC mellett felhozott érvek többé-kevésbé alkalmazhatók a hagyományos robotikára. Azonban világosan rámutat, hogy a kulcsfontosságú előrelépés a STIHL számára: „Már most nagyfokú automatizálás van nálunk, mától keresnünk kell a meglévő hézagok betömését. Ez a technológia a termelő létesítmény tervezésének új hatókörét nyitja meg.”
A biztonság elsőbbségben
A CR-35iA naponta üzemben volt már több mint egy éve, a robottal szembeni elégedettség nem csak a projektvezetőké, André Lange-é és Markus Wahl-é. A munkaerő is teljesen elfogadta. Üzemen belül barátságosan csak Hulk-nak nevezik, az együttműködő robot olyan valami, amit egyetlen STIHL alkalmazott sem akar nélkülözni.
Megéri a nyílt együttműködés az OHS-el
A CR-35iA naponta üzemben volt már több mint egy éve, és a robottal szembeni elégedettség nem csak a projektvezetőké, André Lange-é és Markus Wahl-é. A munkaerő is teljesen elfogadta. Üzemen belül barátságosan csak Hulk-nak nevezik, a kollaboratív robot olyan valami, amit egyetlen STIHL alkalmazott sem akar nélkülözni.
A STIHL-ről
A STIHL csoport fejleszt, gyárt és értékesít motorizált berendezéseket az erdészet, a mezőgazdaság és a környezetépítés, az építőipar és az igényes magán használó számára. A termékválasztékot kiegészíti a VIKING kertiszerszámok választéka. A termékeket kizárólagosan árulja 160 országban a megbízott szerviz ügynökök hálózata – amely 37 csoport értékesítő és marketing kirendeltségből, kb. 120 importőrből és több mint 45 000 megbízott értékesítőből áll. A STIHL az egész világon hét országban termel: Németországban, az USA-ban, Svájc-ban, Ausztriában, Kínában és a Fülöp szigeteken. 1971 óta a STIHL volt a világon legtöbbet vásárolt motorosfűrész márkája. A társaságot 1926-ban alapították, és a székhelye Waiblingen-ben van Stuttgart közelében. 2016-ban a STIHL 3,46 mrd. € árbevételt generált az egész világon 14 920 alkalmazottal.
