Společnost Energoinwest SERWIS využívá roboty ARC Mate 100iC k masové výrobě zubů pro korečky rypadel

Zadání: Automatizovat lokální výrobu zubů pro korečky rypadel v povrchovém hnědouhelném dole v Polsku.

Řešení: Tři svářeče, kteří dříve zuby vyráběli, převést na jiné svářecí úkony, a nasadit na efektivní svařování náhradních zubů podle náročných standardů roboty FANUC ARC Mate 100iC.  

Výsledek: Přechodem z ručního na robotické svařování se podařilo navýšit denní objem výroby z 30 na 70 kusů. Značně se zvýšila opakovatelnost a kvalita svarů a vzhledem k tomu, že roboty ARC Mate produkují preciznější svary než ruční svářeči, podařilo se uspořit i materiálové náklady.


Energoinwest SERWIS

Společnost Energoinwest SERWIS dobývá hnědé uhlí, které pak nachází uplatnění především jako  palivo v elektrárnách Pątnów I, Pątnów II a Konin. První robotizovaná svářecí stanice byla v tomto hnědouhelném dole zprovozněna již v roce 1992. Později byly instalovány další roboty. Díky robotizaci se podařilo úspěšně automatizovat výrobu některých strojních součástí, které se při těžbě uhlí opotřebovávají, takže vyžadují pravidelnou výměnu. Společnost zjednodušila proces dodávky zubů pro korečky důlních rypadel do povrchových dolů, což mělo značný dopad na plynulost těžby. Níže prezentovaná případová studie vychází z informací, které poskytl vedoucí oddělení P-2 ve společnosti Energoinwest SERWIS, pan Stanisław Nożewski.

Jak se průmyslové roboty podílejí na dobývání uhlí?

Samozřejmě nepřímo. Při těžbě uhlí musíme nejdříve odstranit skrývku, což je vrstva nad ložiskem. K tomuto účelu využíváme rypadla. Rypadla používají korečky, které jsou osazeny hranami či zuby pro rozrušování nabírané zeminy. Výrobu zubů, které interně označujeme jako výměnné zuby ZWN-1 a ZWN-1M, se nám podařilo automatizovat. To nám umožnilo zlepšit flexibilitu a opakovatelnost výroby. Navíc též vykazujeme nižší spotřebu svařovacích materiálů.

Co se týče flexibility výroby, používané roboty (FANUC ARC Mate 100iC) disponují pamětí pro mnoho programů. Chceme-li tedy přejít na výrobu jiného dílu (kratšího zubu typu ZWN-1 nebo delšího zubu typu ZWN-1M), operátor jednoduše přepnutím spínače navolí odpovídající program.

Pokud jde o opakovatelnost výroby, průmyslový robot aplikuje identické svary přesně ve stejných místech. Ruční svařování často nezaručuje dostatečnou opakovatelnost ani kvalitu, takže mnohdy bývá zapotřebí provádět opravy. Plýtvá se drahocenným časem a vznikají zbytečné náklady, což ve výsledku znamená nižší efektivitu výroby.

Automatizace omezila také počet zbytečně silných svarů, jimž se při ručním svařování nelze vyhnout. Svářeč obvykle na každém svaru nechává jistou rezervu kvůli pevnosti – spotřebuje se pak ale více svařovacího materiálu, než by bylo nutné. Robot umí využívat materiál precizněji a efektivněji, což znamená značné úspory.

Když pomineme úspory, jak automatizace výrobního procesu ovlivnila efektivitu vašeho provozu?

Ročně vyrobíme přibližně 25 000 zubů. Na takovou kapacitu bychom normálně potřebovali tři až čtyři zaměstnance. Nyní zvládají vyrábět stejný počet zubů dva průmyslové roboty. Rozdíl je ale v tom, že k jejich obsluze stačí jeden člověk! Musím také zmínit, že roboty jsou vysoce produktivní. Člověk je schopen za den svařit 30 zubů, robot jich za stejný čas zvládne 70, což více než dvakrát tolik.

Průmyslové roboty v našem provozu pracují na dvě směny, dohromady šestnáct hodin denně. Nepotřebují přestávky na oběd, neznají absenci ze zdravotních důvodů a neplatí se za ně sociální pojištění – prostě jen pořád pracují. Nehrozí tudíž riziko výpadků těžby v důsledku chybějících náhradních zubů.

Znamená to tedy, že zavedení robotů ve vaší společnosti vedlo ke snížení počtu zaměstnanců?

V prvé řadě bych chtěl zdůraznit, že se nikdo nestal nadbytečným, ba naopak: lidí se nám nedostávalo. Dříve jsme museli na stanice pro ruční svařování nasazovat další zaměstnance, abychom udrželi tempo výroby. Přicházelo však stále více úkolů a prostě jsme nestíhali. Dva instalované roboty nám v tomto směru značně ulevily. Naprogramovali jsme je na svařování zubů korečků a zaměstnance převedli na jiné úkoly, jako například svařování hran. Nakonec jsou oba procesy mnohem rychlejší.

Vyhnuli jsme se výpadkům, ale ze zavedení robotů ve výsledku těží i naši zaměstnanci. Robotizace výroby zubů navíc pozvedla obecnou úroveň bezpečnosti v našem oddělení. V současné době jsou naše pracoviště vybavena odsavači výparů. V případě stanic pro ruční svařování bylo odvádění výparů mnohem obtížnější. Operátoři robotizovaných stanic již nejsou vystavováni ultrafialovému ani infračervenému záření. Roboty nám umožnily přeřadit pracovníky nejen z náročných a namáhavých procesů, ale také z pracovišť, která byla velmi škodlivá z pohledu zdraví.

Z robotizace těží samozřejmě také vedení. Dokud jsou roboty plně funkční, máme jistotu, že provádějí naprogramované úkony. Pokud si oddělení údržby vyžádá 200 zubů pro korečky do druhého dne – a tak to v našem dole chodí – máme téměř 100% jistotu, že je dostane. Průmyslový robot neonemocní a nikdy neopouští své pracoviště.

Povedou vás stávající zkušenosti s roboty k dalším investicím do podobných zařízení?


Plánujeme pořídit další dva průmyslové roboty. Dva jsou minimum, protože nevíme, jak dlouho ještě budou fungovat starší roboty z 90. let. Vyvstane-li potřeba výměny, určitě pořídíme několik dalších.

Rád bych objasnil, že se další robotizace vůbec nebojíme, a jsme rádi, že jsme se odvážili vydat tímto směrem. Roboty FANUC pracují spolehlivě od roku 2009, jsou plně funkční a bezporuchové. Navíc už máme se zaváděním a používáním robotů bohaté zkušenosti. Patrně nejvýznamnější je ale skutečnost, že při hromadné výrobě a vysokém počtu zpracovávaných obrobků mají investice do robotizovaných svářecích stanic velmi rychlou návratnost. Naše investice se nám vrátila během jediného roku.


Použité produkty FANUC