Навигация

Специализирана в обработка на метали, фирма Nelissen инсталира обслужващ робот, за да успее да изпълни растящите производствени цели

Заданието:
Изправена пред недостиг на квалифицирани оператори, фирма Fijn Mekaniek Nelissen трябваше да намери ново решение, за да може да изпълни увеличаващите се поръчки.

Решението:
За разрешаване на проблема Nelissen реши да автоматизира обслужването на своя струг Mazak Integrex 200-IV с ЦПУ. След консултации с интегратора на системи Robojob, машинните специалисти инсталираха 6-осов робот на FANUC и интегрирана роботизирана система за патронна обработка.

Резултатът:
Роботите работят денонощно, не се разболяват, нито се изморяват и ако поръчките го налагат, ще продължат да работят и през уикенда. По този начин, операторите имат повече време за програмиране и настройване на ЦПУ струга и за извършване на други задачи, чието изпълнение в противен случай би било проблем за Nelissen.


Недостигът на персонал кара Nelissen да използва роботи

УПОРИТА РАБОТА И МАЛКО КЪСМЕТ

Fijn Mekaniek Nelissen е компания, която се специализира в обработката с машини с ЦПУ. Използваните технологии са струговане, фрезоване и нишково-ерозийна обработка. Клиентската база е наистина разнообразна. Компанията има не само няколко машиностроители сред клиентите си, но и печели добра репутация в автомобилната и авиационната промишленост. Освен тези сектори, Fijn Mekaniek Nelissen извършва спешни ремонти – нещо, което идеално се съгласува с високата гъвкавост, с която се характеризира компанията.

Страст към метала

Пол Нелисен започва да работи за себе си през 1990 г., след като няколко години е главен настройчик. Той започва само с една машина с ЦПУ за струговане и фрезоване Както сам споделя: „Началото е 50% упорита работа и 50% късмет.“ И късметът е на негова страна – младото предприятие скоро се разраства до съвременните си мащаби. Обучението за счетоводител, което бизнесменът преминава, преди да влезе в металообработващата промишленост, също така му осигурява сериозен финансов подход. Това, което характеризира него и компанията му, е любовта и страстта към идеално обработения детайл, който отговаря на изискванията на клиента. „Може да не изглежда нещо специално, но да произведеш завършен детайл от метален блок, който да отговаря напълно на клиентските изисквания, е нещо прекрасно.“

Недостиг на персонал

Тази философия той предава и на служителите си и особено на операторите на машините с ЦПУ. Оборотът на Fijn Mekaniek Nelissen расте средно с по 10% на година, така че той се нуждае от все повече машини и хора. Намирането на хора, които да са достатъчно мотивирани, за да се научат на тази високоспециализирана технологична работа, изглежда непреодолим проблем.

ОПЕРАТОР НА ЦПУ – ТЕЖКА ПРОФЕСИЯ?

„Днес представата за стругар или фрезист все още е за човек с мръсен, омазан с масло комбинезон, затънал до колене сред метални стружки“, казва той смеейки се, но и с доза цинизъм. „Но това е далеч от истината. Работното място е чисто, във въздуха няма маслена мъгла, нито се чува шум. Накратко, това е високотехнологична работна среда.“

Прекалено малко специализирани кадри

Грешната представа за професията на оператора на ЦПУ е пагубна за младите хора, които са се насочили към професия в промишлената сфера. Ниския поток на студенти към техническите институти означава, че се произвеждат малко такива специализирани кадри. Да избереш работник от малко на брой кадри, който да е мотивиран, интелигентен и да може да работи инициативно и независимо, е почти невъзможна задача. Пол Нелисен: „Нужни са две до пет години, преди да мога да дам работа на оператор на ЦПУ, за когото да знам, че ще я изпълнява напълно независимо. При това говоря за някой, който е с техническо образование.“

Монотонна работа

Намирането на хора не е единственият проблем. Впоследствие е важно работата да е приятна за оператора и преди всичко да има предизвикателства. „При машинната обработка удоволствието се крие в свързването на теорията с практиката, чрез създаването на обработен детайл. За опитния оператор предизвикателството е и в това да настрои машината. Когато това остане зад гърба ти и започне действителното производство, приятната страна изчезва.  Това, което следва, е зареждане и разтоварване на машината.

АВТОМАТИЗАЦИЯ

За да се справи с двата проблема, Пол Нелисен реши да автоматизира зареждането и разтоварванетона своя струг Mazak Integrex 200-IV с ЦПУ. Той се обърна към системния интегратор Robojob. Конкретното решение се състоеше от 6-осен робот на FANUC и IRS-CW система, което означава „интегрирана роботизирана система за зареждане на патронник“.

Описание на подравняването

Усъвършенстваната машина за струговане и фрезоване има два патронника. Роботът на FANUC стои от лявата страна на вратата на машината, а наклонения му монтаж гарантира, че няма пречки за оператора. До робота се намира модулът IRS -CW, който зарежда заготовките, които ще се струговат, както и взимането на готовите детайли. Например, роботътвзима заготовка от стелаж и го поставя в първия патронник на машината, след като вратите й вече са се отворили автоматично. Когато бъдат изпълнени операциите в двата патронника, ръката на робота взима готовия детайл от втория патронник и го поставя на IRS-CW. След това цикълът се повтаря.

Ръката на робота

Роботът е FANUC M-120 iA – 6-осен промишлен модел с интегрирана конструкция. Това означава, че всички кабели са поставени в ръката за улесняване на движението и осигуряване на защита през цялото време. Пневматичните линии също са защитени по този начин. Ръката се управлява чрез контролер R-30A с панел за управление (I-pendant), разположен близо до оператора. Тъй като операторът на ЦПУ не е програмист на роботи, Robojob проектира специален интерфейс, предназначен за зареждане и разтоварване на машини с ЦПУ. Това управляващо устройство е част от системата IRS-CW и осъществява връзката между зареждането и изваждането на обработваните детайли, робота и машината с ЦПУ. Времето за настройка на нов цикъл е изненадващо кратко. Средното време за настройка на зареждане и разтоварване на нов обработван детайл е около 5 минути. Разбира се, новоразработените програми могат да се съхраняват за използване по-късно, което още повече намалява времето за настройка при повтарящи се дейности. Краткото време за настройка прави автоматичната работа възможна дори и за малки серии.

Система IRS-CW

Тази система управлява зареждането на заготовките и взимането на готовите детайли. Компоненти с различни размери (диаметър: 23 до 250 мм) могат да се поставят без необходимост от ориентиране в координатна система. За избрания робот максималното тегло на обработвания детайл е 50 кг. Заготовките се захващат чрез сервоуправлявани плоскости и се задържат изправени със специални регулируеми опори. Освен това, като стандарт е осигуренсъд за изтеклата охлаждаща течност, която се връща към машината. Роботът е снабден с две захващащи устройства - едно за заготовката и едно за готовия детайл.Те са оборудвани със система за бърза смяна на захватите на захващащото устройство, разработена от Robojob. Смяната на захватите на захващащото устройство отнема само няколко секунди.

Разширяване

Системата може да се оборудва допълнително с магазин за захватите и автоматична система за бърза смяна за цялостни захващащи устройства. IRS-CW може също така да се разширява със система за опростена настройка за автоматично прикачане и разкачане на осите. Важно е да се знае, че IRS-CW с FANUC може да се приспособи за почти всички стари и нови машини с ЦПУ.

Разполагане

Инсталирането на тази система отнема два дни и е последвано от еднодневно обучение, посветено на опознаването на управлението на робота. На практика, обучението отнема много малко време. Обикновено, операторът научава как да работи с контролера след няколкочасова работа.

Безопасност

Описаният комплекс понастоящем е защитен от прозрачна преграда на Troax с две защитни плъзгащи се врати. Недостатъкът е, че това решение заема много пространство. В съответствие с новия стандарт за роботи, тази преграда е възможно да се премахне, ако на робота се инсталира периферен лазерен скенер. Този скенер непрекъснато следи околната зона и се определя дали засечено движение ще влезе в програмираната траектория на робота. В този случай системата забавя движението. Ако е необходимо, системата спира робота напълно. Разположението на робота и на мястото за подреждане не е нужно да е окончателно. В момента от Robojob проучват възможността да направят мобилни робота и стелажите във Fijn Mekaniek Nelissen, така че комплексът да може да се използва и за други машини.

ОЦЕНКА

Цената не е от най-ниските. В зависимост от избрания тип робот и начина на обезопасяване, инвестицията е между 50 и 120 хиляди евро. Затова въпросът е да се претеглят разходите за автоматизацията спрямо печалбите. След това изваждаме средни разходи за възнаграждение от 38 евро. За сравнение себестойността на аналогичен комплекс варира между 3 и 8 евро на час, поне до пълната амортизация на робота. След това се заплаща само за потреблението на енергия. Пол Нелисен: „Веднъж настроен, роботът си върши работата.Той никога не боледува, нито се изморява, работи през уикендите... В случай на подмяна на автоматизирания процес, операторът се заема със същинската си работа: програмиране и настройване на машината с ЦПУ.“ Бизнес мениджърът е явно завладян от тази система. „Скоро ще има нова машина, с робот, това е сигурно. Не може да бъде другояче, защото днес въпросът стои така: автоматизиране или преместване на производството. А ние нямаме интерес от второто.“

Използвани продукти на FANUC