Firma Energoinwest SERWIS używa robotów ARC Mate 100iC do masowej produkcji zębów czerpaka koparki.

Zadanie: automatyzacja produkcji zębów czerpaka koparki w kopalni odkrywkowej w Polsce.

Rozwiązanie: Przesunięcie trzech pracowników, którzy ręcznie wykonywali zadania związane ze spawaniem do innych prac i wykorzystywanie robotów FANUC ARC Mate 100iC do spawania zębów na wymianę zgodnie z obowiązującymi standardami.  

Wynik: Poprzez przejście ze spawania ręcznego na automatyczne produkcja zębów wzrosła z 30 do 70 dziennie. Powtarzalność i jakość spawania znacznie wzrosła oraz, ponieważ roboty ARC Mate wykonują bardziej precyzyjne spojenia niż spawacze, zmniejszone zostało również zużycie materiału.


Energoinwest SERWIS

Energoinwest SERWIS wydobywa węgiel brunatny używany jako główne paliwo w elektrowniach Pątnów I, Pątnów II i Konin. Pierwszą zrobotyzowaną stację spawalniczą w kopalni węgla oddano do użytku w roku 1992. W kolejnych latach została zainstalowana większa liczba robotów. Dzięki wprowadzeniu robotów w kopalni udało się z sukcesem zautomatyzować produkcję niektórych części maszyn, które zużywały się w czasie wydobywania węgla i należało je ciągle wymieniać. Umożliwiło to firmie usprawnienie podaży zębów czerpaka do kopalni, co miało znaczny pozytywny wpływ na ciągłość wydobycia. Poniższe studium przypadku powstało na podstawie informacji uzyskanych od pana Stanisława Nożewskiego, Kierownika departamentu P-2 w firmie Energoinwest SERWIS.

W jaki sposób roboty przemysłowe są wykorzystywane do wydobywania węgla?

Oczywiście nie bezpośrednio. Aby wydobyć węgiel, najpierw musimy usunąć nadkład — glebę nad pokładami mineralnymi. W tym celu używamy koparek. Są one wyposażone w koła czerpakowe, a czerpaki posiadają narożniki lub zęby, które rozdrabniają glebę zbieraną do czerpaków. Zautomatyzowaliśmy produkcję zębów (wewnętrznie są one nazywane wymiennymi zębami ZWN-1 i ZWN-1M). Pozwoliło nam to zwiększyć elastyczność i powtarzalność produkcji. Odnotowaliśmy również spadek popytu na materiały spawalnicze.

A jeżeli chodzi o elastyczność produkcji, używane przez nas roboty (FANUC ARC Mate 100iC) mają dużą pojemność i pozwalają na przechowywanie wielu programów. Zatem jeżeli chcemy tylko zmienić typ wytwarzanego komponentu (może to być krótki ząb ZWN-1 lub długi ząb ZWN-1M), wystarczy, że operator wybierze odpowiedni program, zmieniając położenie przełącznika.

Ponieważ roboty przemysłowe stosują identyczne spawy w tych samych miejscach, możemy mówić o powtarzalności wytwarzania. Ręczne spawanie często nie gwarantuje wystarczającej powtarzalności i jakości spawów, zatem w wielu wypadkach konieczne jest dokonywanie poprawek. Powoduje to stratę cennego czasu i generowanie niepotrzebnych kosztów i skutkuje obniżeniem efektywności produkcji.

Automatyzacja pozwoliła również ograniczyć liczbę za grubych spawów, które częściej występowały przy spawaniu ręcznym. Spawacz zwykle zakłada margines bezpieczeństwa w odniesieniu do każdej wykonywanej spoiny ― zużywa więcej materiału, niż jest to konieczne. Robot jest bardziej precyzyjny i efektywny, jeżeli chodzi o zużycie materiałów, a to oznacza istotne oszczędności.

Jaki wpływ, oprócz oszczędności, ma automatyzacja na efektywność produkcji?

Produkujemy około 25 000 zębów rocznie. W tym celu normalnie potrzebowaliśmy od trzech do czterech pracowników. Teraz korzystamy z dwóch robotów przemysłowych, które produkują taką samą liczbę zębów. Różnica jest taka, że obsługuje je tylko jedna osoba! Należy także wspomnieć, że skuteczność tych robotów jest bardzo wysoka. Pracownik może zespawać do 30 zębów dziennie, a robot w tym samym czasie ― 70, to ponad 100 % więcej.

Roboty przemysłowe w naszej fabryce pracują w systemie dwuzmianowym, razem szesnaście godzin dziennie. Nie potrzebują przerwy na obiad, nie chorują, nie domagają się świadczeń socjalnych ― cały czas pracują. W konsekwencji nie ma możliwości zastoju w pracach wydobywczych związanego z brakiem zęba na wymianę.

Czy to oznacza, że implementacja robotów w firmie pociągnęła za sobą redukcję zatrudnienia?

Po pierwsze i najważniejsze, chciałbym podkreślić, że nie sprawiło to, że ktoś stał się zbędny ― nie mieliśmy wystarczającej liczby osób do pracy. Wcześniej musieliśmy obsadzać stacje robocze ręcznego spawania dodatkowymi pracownikami, aby utrzymać produkcję, ale cały czas dochodziły nowe zadania i po prostu nie nadążaliśmy z pracą. Dwa zainstalowane roboty spowodowały, że zmniejszyła się ilość pracy do wykonania. Zaprogramowaliśmy je do spawania zębów kubełkowych i przesunęliśmy pracowników do innych zadań, takich jak spawanie rogów. W wyniku tego, oba procesy zaczęły przebiegać szybciej.

Czyli nie tylko uniknęliśmy zwolnień, ale ogólnie pracownicy skorzystali na implementacji robotów. Należy także zwrócić uwagę, że robotyzacja produkcji zębów podniosła ogólny poziom bezpieczeństwa w dziale. Aktualnie nasze stacje robocze są wyposażone w okapy, które usuwają opary spawalnicze. W przypadku ręcznych stacji spawania usuwanie tych oparów było trudniejsze. Obecnie operatorzy zautomatyzowanych stacji roboczych nie są narażeni na promieniowanie ultrafioletowe lub podczerwone. Roboty nie tylko pozwoliły nam przesunąć pracowników z uciążliwych i trudnych procesów, ale także ze stanowisk niebezpiecznych dla zdrowia.

Oczywiście są także korzyści dla kadry zarządzającej. Jeżeli roboty są w pełni sprawne, możemy być pewni, że wykonają zaprogramowane zadania. Jeżeli, tak jak w przypadku naszej kopalni, dział konserwacji potrzebuje 200 zębów kubełkowych na następny dzień, mamy prawie 100% pewności, że one będą gotowe, Robot przemysłowy nie zachoruje i jest w miejscu pracy na czas.

Czy dotychczasowe doświadczenia z robotami zachęcają Państwa do dalszego inwestowania w taki sprzęt?


Planujemy zakup dwóch kolejnych robotów przemysłowych. Co najmniej dwóch, ponieważ nie wiemy jak długo stare, zakupione w 1990 r., roboty będą pracować. Jeżeli będą one wymagały wymiany, na pewno kupimy więcej.

Chciałbym także jasno powiedzieć, że nie mamy żadnych obaw związanych z robotyzacją i cieszymy się, że udało nam się ją zrealizować. Roboty FANUC pracują niezawodnie od 2009 r., są w pełni funkcjonalne i bezawaryjne. Poza tym mamy znaczące doświadczenie w zakresie wdrażania i użytkowania robotów. Ale prawdopodobnie najważniejszym aspektem jest to, że inwestycja w robotyzację stacji roboczej w przypadku dużej produkcji i dużego zapotrzebowania na obrabiane przedmioty szybko się zwraca. My uzyskaliśmy zwrot z inwestycji w ciągu roku.


Używane produkty firmy FANUC