Ingineria mecanică susţine viziunea
Automatizarea proceselor este esenţială pentru producătorii pe bază de contract
Fabricarea pieselor sofisticate din material plastic este strâns legată de automatizare la Wild & Küpfer AG. Roboţii FANUC cu şase axe contribuie, de asemenea, la valoarea adăugată – nu în ultimul rând datorită fiabilităţii lor şi raportului bun preţ-calitate.
Ceea ce fondatorul companiei, Tobias Wild, a început iniţial în 1975 la o fermă de porci din Glarnerlang s-a dezvoltat într-o companie tehnologică foarte căutată în Europa. Wild & Küpfer AG se prezintă acum ca o companie modernă şi extrem de inovatoare. Rareori când am efectuat un raport am văzut o fabrică atât de curată şi de bine organizată ca W&K.
Wild & Küpfer AG este producător de piese din material plastic cu o calitate tehnică ridicată, numărând în prezent 140 de angajaţi. Cea mai mare parte a zonei de producţie de 23.000 m² este dedicată Diviziei Tehnice. Puţin mai mică, totuşi inovatoare, este a doua divizie a companiei, Divizia Medicală. În această divizie, angajaţii lucrează în continuare şi acum în condiţii de „Mediu steril Clasa 8”. În viitorul foarte apropiat, clasificarea va fi sporită la „Clasa 7”. Daniel Hartmann, Manager de proiect şi Director de Automatizare la Wild & Küpfer AG: „Continuăm să extindem treptat această divizie. Şi există previziuni bune că vom putea implementa diverse proiecte de automatizare în anii următori şi că vom continua în vederea implementării Industriei 4.0 (termen tehnic german pentru „Internetul Obiectelor”).” Procesarea maselor plastice la un nivel atât de ridicat se bazează pe procese bine gândite, de la proiectare, la construcţie şi producţie, până la asamblare şi include o asigurare sistematică a calităţii, orientată către procese. Cea mai recentă inovaţie: investiţia într-un scanner CT utilizat la Wild & Küpfer AG pentru măsurarea pieselor şi a ansamblurilor turnate prin injecţie. Acest dispozitiv este utilizat pentru măsurarea şi analiza defectelor la ansambluri. Hartmann: „Ne permite, de asemenea, să vizualizăm detalii care, până acum, nu erau măsurabile şi accesibile.” De asemenea, departamentul de proiectare a uneltelor, unul dintre pilonii companiei, se bazează pe echipamente de înaltă performanţă. Un exemplu în acest sens îl constituie procedura de Laser Cusing. Deoarece pulberile metalice sunt depuse strat după strat în cadrul acestei proceduri, conductele de răcire pot fi fabricate cu unelte ce nu pot fi produse folosind metodele tradiţionale.
Când Hartmann a venit la Schmerikon şi a fuzionat compania în 2004, automatizarea robotică se afla încă în fază incipientă. Şi, deşi volumele de unităţi pentru proiectele iniţiale erau uşor peste limita de calcul, proprietarii Wild & Küpfer au văzut în ea o abordare nepreţuită: „Clienţii au recompensat creşterea calităţii obţinută prin automatizare.” Nimeni nu se gândeşte cu adevărat la o „a doua carieră” a unui robot văzut în turul fabricii. În momentul automatizării producţiei şi asamblării unui produs iniţial, acesta se afla deja pe piaţă de opt ani. Situaţia actuală: clientul anticipează încă zece ani pentru timpul de producţie. Totuşi, chiar şi o celulă ca aceasta este supusă modificărilor. Pentru volumele mai mari de unităţi, s-au integrat roboţi suplimentari. În prezent, roboţii sunt o privelişte obişnuită în unităţile de producţie bine iluminate.
În acest sens, compania încearcă să utilizeze componente standardizate, cum ar fi roboţii, ori de câte ori este posibil, după cum afirmă Daniel Hartmann: „Standardizarea ajută la întreţinerea echipamentelor, la menţinerea costurilor pentru piesele de schimb la un nivel redus. În plus, se poate menţine un nivel ridicat de disponibilitate, deoarece putem interschimba elementele sau ansamblurile sistemelor, după cum este necesar.” Şi al treilea motiv este important pentru el: „După părerea mea, standardizarea determină concentrarea pe anumite produse/echipamente şi stimulează, astfel, parteneriatul cu furnizorii.” Cu toate acestea, furnizorii trebuie să fie competitivi. Deoarece principiile companiei includ, de asemenea, menţinerea în mod activ a două surse de achiziţie sau aprovizionare pentru fiecare produs, pentru competitivitate orientată către piaţă, totul fiind, totuşi, menţinut în spiritul parteneriatului.
Aer proaspăt prin automatizare
Pentru asamblarea unităţilor PCB ale motoarelor, Wild & Küpfer AG a pus în funcţiune o nouă linie de asamblare. Modulul de asamblat face parte dintr-un sistem de acţionare pentru sistemele de ventilaţie din domeniul tehnologiei construcţiilor, existând numeroase variante care diferă din punct de vedere al specificaţiilor tehnice, dar şi în ceea ce priveşte diametrele lor exterioare. La fel ca alte linii anterioare de asamblare, aceasta este implementată de Robotec Solutions din Seon, Elveţia.
„Există mai multe celule sofisticate din punct de vedere al rutinelor”, declară Daniel Hartmann. Celula Robotec este, totuşi, un exemplu al modului în care standardele de bază pot fi combinate într-o celulă flexibilă. Nivelul de complexitate din celulă nu este foarte ridicat, deoarece se unesc „doar” două elemente. Piesele turnate prin injecţie sunt livrate în cutii. Elementele de aprovizionare sunt prezente în tăvi şi asamblarea se realizează pe o masă de indexare rotativă, cu mai multe staţii.
Totuşi, operatorii vor fi atraşi mai mult de anumite detalii. De exemplu, primul robot scoate cadrele din cutia în care sunt livrate în straturi. Sistemul integrat FANUC iRVision ajută robotul să recunoască stratul şi poziţia. Totuşi, pentru a permite întotdeauna poziţionarea exactă a cadrului în suportul pentru piesa de prelucrat de pe masa de indexare rotativă, sistemul utilizează un dispozitiv auxiliar de centrare mecanică. O unitate PCB plasată acolo culisează în poziţia sa definită, ghidată, de unde este iar selectată de către robot. Este simplu, dar eficient. Un al doilea robot LR Mate cu sistem de detectare vizuală fixează motoarele plasate în tăvi pe elementele cadrului. Ambele componente sunt „nituite la cald” una pe cealaltă şi, pe o staţie ulterioară a mesei de indexare rotative, sunt supuse unei inspecţii vizuale şi tactile. După această inspecţie de validare a versiunii corecte de motor şi a dimensiunilor instalaţiei, al treilea robot poate plasa ansamblul într-o unitate de transport. Modelul celor trei roboţi este LR Mate 200iD, cu versiune de braţ lung şi sarcină utilă de 7 kg. În această versiune, roboţii cu şase axe au o rază de lucru de 911 mm. Cele trei panouri de operare sunt amplasate pe partea din faţă a celulei. Sistemul este operat la nivel central printr-un ecran tactil GE, într-un controler de înalt nivel pentru celulă.
Tehnologie cu senzori pentru controlul calităţii
Calitatea şi caracterul complet ale ansamblului sunt inspectate imediat în celula Robotec. Inspecţia este efectuată pe baza principiului: cât mai simplu şi mai sigur cu putinţă. În funcţie de operaţie, se utilizează un sistem iRVision, un senzor optic Keyence sau un cap de măsurare de bază.
Există în prezent trei variante diferite de ansambluri produse pe sistem. O schimbare se realizează într-o clipită, după cum confirmă Daniel Hartmann: „Programul poate fi schimbat în câteva minute. Suporturile pentru piesele de prelucrat au fost, de asemenea, echipate cu un sistem de schimbare rapidă, care permite comutarea la alt tip, pentru a continua în mod eficient.” Programul poate fi îmbunătăţit în orice moment, în cazul în care se adaugă alt tip. Detaliu util: Toate suporturile pentru piesele de prelucrat sunt depozitate într-o zonă compactă şi, mai ales, la îndemână, sub masa rotativă. Pentru a împiedica amestecarea lor, acestea au o culoare eloxată distinctă. Compania nu îşi asumă riscuri în timpul unei schimbări de format. Un cod de bare este tipărit pe „planurile de operare”, documentele însoţitoare ale unei comenzi. Toate informaţiile necesare sunt stocate aici. Dacă sistemul este gol, se poate iniţia noua comandă.
Wild & Küpfer AG lucrează cu Robotec Solutions de mai mulţi ani. Daniel Hartmann: „Relaţia reciprocă este marcată de un nivel ridicat de parteneriat. De asemenea, acesta este tipul de relaţie pe care îl avem şi cu clienţii. La Schmerikon, am dobândit de-a lungul anilor foarte multă experienţă în domeniul automatizării. Elementele cheie ale fabricilor sunt parţial concepute şi produse la nivel intern, de către noi”, afirmă hartmann. Totuşi, el precizează, de asemenea, că proiectarea uneltelor, tehnologia de turnare prin injecţie şi asamblarea produselor ultraperformante sunt competenţele fundamentale – şi nu construcţia liniilor de asamblare. Referitor la generarea roboţilor colaborativi, Managerul de Proiect are idei clare: Pentru volumele mai mici de unităţi, celulele inovatoare cu sisteme de schimbare rapidă devin din ce în ce mai interesante. În soluţii precum acestea, se intenţionează ca roboţii să preia operaţiile repetitive şi să gestioneze funcţionalităţile proceselor. Ca măsură auxiliară, personalul operator este menit să ofere flexibilitate. Hartmann: „În plus, conectarea în reţea a roboţilor, celulelor şi sistemelor de control devine un subiect din ce în ce mai relevant în ceea ce priveşte Industria 4.0.”
