Přední německá firma na obrábění kovů Haeberle představila svou novou automatizovanou výrobní buňku. 

   

Zadání: Vyvinout kompaktní a efektivní automatizovanou výrobní buňku pro aplikace obrábění.

Řešení: Integrací inteligentního úložného systému a pětiosého robotu FANUC LR Mate s obrácenou montáží do kompaktní buňky se strojem FANUC Robodrill firma CNC Haeberle uplatnila nový dynamický přístup k víceúčelovému obrábění. Toto uspořádání buňky je natolik flexibilní, že se dokáže přizpůsobit různě početným sériím. V buňce, která zabírá jen skromnou podlahovou plochu, lze provádět složité obrábění ve velkém objemu. 

Výsledek: Zajímavý nový produkt s rozmanitými aplikacemi.    


Když Švábové hledají, jak ušetřit

Na zákazníky dělá nová automatická výrobní buňka a její obrovská flexibilita dojem.

Firma CNC Häberle, smluvní výrobce a systémový integrátor, spojila v novém obráběcím systému nové myšlenky s dlouholetými zkušenostmi. Výsledkem je automatická výrobní buňka, kterou chce poprvé představit na veletrhu AMB.

Rainer Häberle si velmi dobře uvědomuje, že „dlouhodobě úspěšné produkty“ smluvní výrobci nenajdou jen tak někde na stromech, ani ve sklíčidlech svých strojů. Proto je důležité udržovat flexibilní strojní park umožňující reagovat na poptávku a vydělávat.

Na veletrhu AMD 2014 představí firma CNC Häberle z Laichingenu prototyp výrobní buňky považované z pohledu smluvního výrobce za ideální. Je flexibilní v každodenním provozu, vyžaduje jen malou plochu, je prověřená a připravená k dodání na klíč a lze ji uvést do provozu bez složité montáže. Po dokončení montáže a záběhu v Laichingenu je výrobní buňka dodána zákazníkovi „v jednom kuse“. Není třeba, aby mechanici, elektrikáři a programátoři v místě určení plýtvali drahocenným časem na debaty o tom, jak stroj správně zapojit. Dnes přijmete dodávku a zítra začnete vyrábět – – Häberle konečně tomuto často zmiňovanému přání dává reálnou podobu. Další výhodou standardizovaného designu (závislého na poptávce) je kratší doba dodání.

Základní myšlenkou této buňky je schopnost flexibilně reagovat na různé velikosti výrobních šarží. Určena je pro malé až středně velké šarže. Kombinace robotů a úložných jednotek poskytuje potřebnou flexibilitu a díky použitému typu automatizace je ekonomicky výhodná. A funguje. Stejně efektivně lze vyrábět jak složité obrobky s velkými nároky na změny nástrojů, tak i velké série s relativně jednoduchými parametry. Rainer Häberle: „Chceme vytvořit buňku, která dokáže obojí, protože jako smluvní výrobce obojí potřebujeme.“ A navíc na co nejmenší ploše.

To jsou přesvědčivé argumenty k tomu, aby člověk zvolil základní stroj Robodrill α-D21LiA5, který už sám o sobě má velmi umírněné nároky na prostor. Firma Häberle pomocí osvědčených a standardizovaných os rozšířila standardní trojosý robot Robodrill na pětiosý stroj. Byl odstraněn postranní panel stroje a jako úložné zařízení by osazen karusel speciálně vyvinutý a vyrobený firmou Häberle. Mezi nimi se nachází robot LR Mate 200iD ve své nové verzi s třídou ochrany IP67K. Ten zajišťuje manipulaci ve stísněném prostoru.

Úložná jednotka navíc nabízí výkonné funkce. Nástroje a obrobky lze umístit do pěti úrovní karuselu. V základní verzi postačuje 21 nástrojových pozic stroje Robodrill. V úložné jednotce pak lze na jedné úrovni umístit až dvanáct držáků s předupnutými obrobky. Rozhodnutí o uložení nástrojů a obrobků pro obrábění, a tedy o obsazení karuselu, nemusí být konečné. Úrovně v karuselu jsou v pravidelných intervalech opatřeny vývrty, do nichž lze podle potřeby upevnit vhodné držáky, případně je vyměnit.

To je výhodné i firmu Häberle: „Stroj lze téměř zcela smontovat – včetně automatizace – ještě předtím, než se zákazník v konečné fázi montáže rozhodne pro určitou konfiguraci nástrojů.“ A pokud se po nějakém čase obráběcí úloha změní, lze zařízení přizpůsobit a například uspořádat nástroje do dvou řad na úroveň namísto do jedné. Poté jsou pro příslušného zákazníka instalovány vhodné držáky.

Obrobky připravené v systému upínání v nulovém bodě lze zpracovávat náhodně a v libovolném pořadí. Aby nebylo nutno měnit pro různé obrobky příslušenství, jsou držáky obrobků vybaveny standardizovanou sběrací pomůckou. To šetří náklady za různé sběrací přípravky a čas potřebný na jejich výměnu dokonce i v případě, že by byl přípravek měněn paralelně s obráběním. Při předvádění stroje ve firmě AMB Häberle ukazuje, že sběrač dokáže do stroje vložit různá upínací zařízení. „Pokud potřebné rozměry obrobku překračují možnosti, lze samozřejmě integrovat další sběrače. Je to jen otázka ceny,“ říká Rainer Häberle.

Tato buňka se strojem Robodrill je schopna pracovat s obrobky o užitečném rozměru až 150 mm × 150 mm × 150 mm. Häberle spatřuje možné využití linky s těmito parametry v oblasti lékařské technologie – jednou z možností je výroba zubních implantátů. V takových aplikacích je třeba mít po ruce velký počet nezpracovaných disků. Takové obrábění implantátů je značně komplexní, a nejen kvůli tomu, že se používá velmi tvrdý materiál. To je důvod, proč jsou v plně automatickém režimu, například přes víkendy, používány protilehlé nástroje, které lze snadno uložit do karuselu. Společnost CNC Häberle v rámci poskytovaných služeb zajišťuje určení, s jakými dobami cyklu lze takové obrobky obrábět.

Automatizace však není všude: standardní „provozní režimy“ zahrnují i ruční zakládání. To je něco, co musí zajistit smluvní výrobce. „Není nic snazšího,“ potvrzuje Rainer Häberle. Není třeba robotickou buňku odklánět na stranu ani není třeba otevírat žádné bezpečnostní dveře. Je-li třeba upnout součást ke zpracování, zajistí přístup naprosto běžné odemykací tlačítko. O veškeré zabezpečení se starají bezpečnostní funkce integrované v zařízení FANUC CNC.

Ne vždy je však možná úprava jakéhokoli stávajícího stroje Robodrill. Protože aby bylo možno nabídnout takový kompletní balíček, je třeba provést určitá přednastavení. Cílem firmy Häberle je co nejvíce používat standardizaci a pracovat s co nejméně komponenty a součástmi. „Pokud tam nějaká součást není, nemůže se porouchat.“ Pětiosý stroj s 21 nástrojovými pozicemi, robot a úložná jednotka jsou tedy zároveň robustní a díky jejich všestranným vlastnostem je lze efektivně využít pro řadu různých obráběcích úloh. Pro ty, kdo dávají přednost menší flexibilitě a méně úložným pozicím, je k dispozici základní pětiosá verze bez robotického výtahu pro ukládání palet.

„Všichni vědí, co stroj Robodrill dokáže,“ říká Rainer Häberle s důvěrou v dobrou informovanost svých zákazníků. Prý se jim stačí zmínit, že dokážete rychle zpracovat řádek programového kódu nebo provést kvalitní obrysové broušení, ale to „oni už vědí“. Jednu přednost však výslovně zdůrazňuje. „Při normálním provozu lze robot plně ovládat ze stroje Robodrill.“ Ze svých vlastních výrobních činností ví, jak rychlý přístup k určité funkci robotu někdy obsluha potřebuje. Třeba je jen potřeba otevřít nebo uzavřít příslušenství, protože vzalo špatný nástroj, nebo po nouzovém vypnutí stáhnout nástroj. Není potřeba k tomu používat ruční ovládací panel robotu. Buňka nicméně obsahuje samostatnou řídicí jednotku robotu.

Stroj a robot jsou propojeny pomocí interní sítě FL-Net. Výměna dat a informací probíhá prostřednictvím rozhraní FL-Net, což není nic jiného než polní sběrnice. Tuto výměnu podporuje funkce „Propojení s robotem“, která samozřejmě funguje oběma směry. Protože stejně jako lze ovládat robot pomocí rozhraní CNC, lze také prostřednictvím ručního ovládacího panelu robotu získat informace o stroji.

Nový je i instalovaný robot. Pro účely této kompaktní buňky získal Häberle jeden z prvních modelů robotu LR Mate 200iD ve verzi IP67K. Tento robot od firmy FANUC je vybaven tak, aby bylo možno ho čistit tlakem až 100 barů. Lože a vnitřek robotu jsou natlakované, což brání průniku chladicího média či jakýchkoli pilin. Hmotnost 25 kg dokonale odpovídá maximálnímu užitečnému zatížení 7 kg v zápěstí a dosahu 717 mm. Velmi užitečné je i připojení konektorem na spodní straně. Protože je robot ve stroji instalován v zavěšené poloze, lze nahoru vedoucí kabelové spoje vést přímo ze skříně stroje.

To, jak Häberleho nápady ocení jiní smluvní výrobci, se ukáže na veletrhu AMB.