Используйте навигацию

Компания Nelissen, специализирующаяся на машинной обработке, устанавливает обслуживающий робот, чтобы иметь возможность наращивать объемы производства

Задача:
Компания Fijn Mekaniek Nelissen испытывала недостаток в квалифицированных операторах и поэтому искала новое решение для выполнения растущего числа заказов.

Решение:
Для того чтобы решить имеющуюся проблему, Nelissen решила автоматизировать обслуживание токарного станка с ЧПУ Mazak Integrex 200-IV при помощи робота. После консультаций с системным интегратором Robojob компания установила шестиосевой робот FANUC и интегрированную роботизированную систему для обработки изделия в зажимном патроне.

Результат:
Робот трудится в режиме 24/7, не болеет, не устает, а при необходимости может продолжать работу и в выходные. Это экономит время операторов, позволяя им заниматься программированием и настройкой токарного станка с ЧПУ, а также выполнять другие работы, которые в отсутствие робота было бы некому поручить.


Нехватка персонала вынуждает Nelissen обратиться к роботам

УПОРНЫЙ ТРУД И НЕМНОГО УДАЧИ

Fijn Mekaniek Nelissen — компания, специализирующаяся на машинной обработке на станках с ЧПУ. В число используемых технологий входят токарная обработка, фрезеровка и электроэрозионная резка. Клиентская база действительно разнообразная. Поэтому в число заказчиков компании входят несколько производителей станков.èle, Кроме того, компания заслужила определенную репутацию в автомобильной и авиационной промышленности. Наряду с этим, Fijn Mekaniek Nelissen выполняет работы по срочному ремонту, отлично сочетающиеся с высокой гибкостью, свойственной работе этой компании.

Страсть к металлу

Пол Нелиссен начал свое дело в 1990 году, проработав до этого много лет начальником цеха. Вначале у него был один токарный и один фрезерный станок с ЧПУ. Он говорит: «Вначале это было на 50% упорным трудом и на 50% удачей». Удача была на его стороне и вскоре молодое предприятие расширилось до сегодняшних размеров. Несомненно, прохождение бизнесменом бухгалтерских курсов перед выходом на рынок металлообработки также способствовало здравому финансовому подходу. Но его компания и он сам лучше всего характеризуются любовью и страстью к совершенству изделий, соответствующих спецификациям заказчика. «Это может показаться банальным, но когда из металлической заготовки получается готовое изделие, идеально соответствующее требованиям заказчика, — это нечто удивительное».

Нехватка персонала

Он также передает эту философию своим сотрудникам и, в частности, операторам станков с ЧПУ. Оборот компании Fijn Mekaniek Nelissen ежегодно растет в среднем на 10%, поэтому она постоянно испытывает необходимость в большем числе станков и сотрудников. Однако поиск людей с достаточной мотивацией для обучения этой высокотехнологичной работе представляет собой непреодолимую проблему.

ОПЕРАТОР СТАНКА С ЧПУ — ДЕФИЦИТНАЯ ПРОФЕССИЯ

«Сегодня токаря и фрезеровщика представляют как человека в грязной пропитанной маслом спецодежде, стоящего по колено в металлической стружке», — в шутку говорит он. На самом деле это далеко от истины. На рабочем месте чисто и тихо, а в воздухе нет масляного тумана. Вкратце, это высокотехнологичная рабочая среда.

Слишком мало выпускников

В то же время, неправильное восприятие профессии оператора станка с ЧПУ является роковым для молодежи, стремящейся найти работу в этой отрасли. Результатом низкого набора студентов на технические специальности является небольшой выпуск подготовленных специалистов. Найти среди небольшого числа выпускников мотивированного, грамотного и способного к проактивной и самостоятельной работе человека является почти невыполнимой задачей. Пол Нелиссен говорит: «До того, как я смогу дать работу оператору станка с ЧПУ с уверенностью, что он сможет справиться с ней совершенно самостоятельно, проходит от двух до пяти лет. И это я говорю о человеке с техническим образованием».

Однообразная работа

Поиск людей — это единственная проблема. Позже будет важно сделать работу оператора интересной и, в первую очередь, требующей полной отдачи. «В машинной обработке, получаешь удовлетворение от соединения теории с практикой, создавая изделие. Для опытного оператора интересной задачей также является настройка станка. Но когда все это позади и начинается производство, весь интерес пропадает.  После этого начинаются операции по загрузке и выгрузке изделий из станка.

АВТОМАТИЗАЦИЯ

В рамках решения обеих задач, Пол Нелиссен решил автоматизировать загрузку и выгрузку из своего токарного станка с ЧПУ Integrex 200-IV. Он обратился к системному интегратору Robojob. Выражаясь точно, решение заключалось в установке шестиосевого робота FANUC и системы IRS-CW, то есть интегрированной роботизированной системы для обработки изделия в зажимном патроне.

Описание принципа работы

Токарный и фрезерный станки современных моделей имеют по два зажимных патрона. Робот FANUC установлен слева от просвета станка в наклонном положении, не создающем помех оператору. Рядом с роботом установлен блок IRS -CW, управляющий подачей необработанных заготовок на токарную обработку и приемом готовых изделий. Например, робот берет со стеллажа необработанную заготовку и устанавливает ее в первый зажимной патрон (дверцы были предварительно автоматически открыты). При выполнении операций в обоих зажимных патронах, робот извлекает рукой готовое изделие из второго патрона и ставит его на IRS-CW. Затем цикл повторяется.

Рука робота

Используется 6-осевой промышленный робот FANUC M-120 iA с интегрированной конструкцией. Это означает, что все кабели управления проложены внутри руки, что облегчает движения робота и исключает повреждения кабелей. Аналогичным образом проложены и пневмолинии. Управление рукой осуществляется контроллером R-30A, пульт управления которого (I-pendant) находится на рабочем месте оператора. Поскольку оператор станка с ЧПУ не является программистом робота, то Robojob разработала специальный интерфейс для загрузки и выгрузки изделий из станков с ЧПУ. Данный контроллер является частью системы IRS-CW и служит связующим звеном между подачей и извлечением изделий, роботом и станком с ЧПУ. Настройка нового цикла выполняется за удивительно короткое время. В среднем, настройка операций загрузки и выгрузки нового изделия занимает около 5 минут. Разумеется, новые программы можно сохранить для дальнейшего использования, что позволит дополнительно сократить время настройки таких же операций в будущем. Короткое время настройки дает возможность автоматического перемещения даже при обработке небольших партий изделий.

Система IRS-CW

Данная система управляет подачей необработанных компонентов и сбором готовых изделий. Компоненты разных размеров (диаметром от 23 до 250 мм) могут устанавливаться на плиту без привязки к определенным точкам. В зависимости от робота, максимальный вес изделий составляет 50 кг. Изделия устанавливаются на наклонные плиты с сервоуправлением, при этом их вертикальное положение обеспечивается регулируемыми опорами. Кроме того, в стандартную комплектацию входит приемный поддон для сбора охлаждающей жидкости, которая затем направляется назад в станок. Робот был поставлен с двумя захватными устройствами (первое для необработанных заготовок и второе для готовых изделий), которые затем были оснащены системой быстрой смены зажимов, разработанной в Robojob. Смена зажимов захватного устройства занимает всего несколько секунд.

Расширение

В системе предусмотрена возможность установки магазина захватных устройств и автоматической системы для их быстрой смены. IRS-CW можно также расширить простой системой настройки автоматической загрузки и выгрузки осей. Важно знать, что IRS-CW с FANUC можно адаптировать почти ко всем старым и новым станкам с ЧПУ.

Монтаж

Монтаж данной системы занимает два дня, а затем проводится однодневное обучение по системе управления роботом. На практике, обучение занимает гораздо меньшее время. Обычно оператор осваивает процесс управления после двухчасовой работы.

Безопасность

В настоящее время, вышеописанное оборудование защищено прозрачным ограждением Troax с двумя надежными раздвижными дверцами. Недостатком такого решения является большая занимаемая площадь. Однако есть весьма высокая вероятность, что при оснащении робота периферийным лазерным сканером можно будет убрать это ограждение в соответствии с новыми стандартами в робототехнике. Этот сканер непрерывно сканирует окружающее пространство и при обнаружении движения проверяет, пересекает ли оно запрограммированную траекторию перемещения руки робота. Если это так, то система приостановит движение робота и, при необходимости, остановит его. Впрочем, место установки робота и накопителя не является окончательным. В настоящее время Robojob по запросу Fijn Mekaniek Nelissen изучает возможность мобильного исполнения робота и накопителей, что позволит использовать их также и для других станков.

ОЦЕНКА СТОИМОСТИ

Цена вопроса немалая — в зависимости от выбранной марки робота и системы безопасности затраты могут составить 50–120 тысяч евро. Таким образом, вопрос заключается в сравнении стоимости автоматизации с прибылью. Затем мы вычтем средние издержки на зарплату в размере 38 евро. Для сравнения, себестоимость производства на сопоставимом оборудовании до момента списания робота составляет, как минимум, от 3 до 8 евро в час. Впоследствии вы платите только за электроэнергию. Пол Нелиссен говорит: «Однажды настроенный робот просто делает свою работу, и при этом никогда не болеет, не устает и работает по выходным. В случае перезапуска процесса автоматизации оператор выполняет свои непосредственные функции — программирование и настройку станка с ЧПУ». Очевидно, что руководитель компании доволен этой системой. «Почти точно могу сказать, что скоро появится новый станок с роботом. По-другому и быть не может, так как речь идет о выборе между автоматизацией или переносом производства. А в переносе я не заинтересован».

Продукция FANUC в работе