Используйте навигацию

Компания Elburg Engineering использует специальный производственный модуль для перемещения, ориентации и машинной обработки компонентов для DAF

Задача: 
Автоматическое перемещение тяжелых отливок без участия человека в ходе процессов фрезеровки, сверления, нарезания резьбы метчиком и зачистки грата при производстве кронштейнов кабин для автомобилей DAF.

Решение:
Роботы FANUC R-2000iB/165F, оснащенные системой технического зрения и лазерной системой, осматривают, позиционируют и ориентируют отливки, а также загружают и выгружают их на станках в производственном модуле.

Результат:
Кронштейны обрабатываются с использованием одного зажимного приспособления. Оптимизированное взаимодействие между роботами и станками значительно сокращает общее время машинной обработки и повышает производительность модуля.


Автоматизация литья из металла 

Цех механической обработки в г. Элбург известен потребителям высококачественных изделий из металла.

В частности, он специализируется на обработке отливок из металла. Для цеха механической обработки это непростая задача: литье металла не является высокоточным процессом — возникают неизбежные отклонения в размерах изделий. Поэтому важно не только иметь четкие договоренности с литейным производством по поводу соблюдения контрольных размеров, но и обладать соответствующей компетенцией в области машинной обработки изделий.

Кронштейны кабин

Цех в г. Элбург в настоящее время, среди прочих видов работ, осуществляет машинную обработку таких изделий, как специальные кронштейны кабин для грузовых автомобилей DAF. Отливки, выпускаемые в лево- и правостороннем исполнении, подвергаются фрезеровке, сверлению, нарезанию резьбы и зачистке грата. Маартен Диксхоорн, сотрудник цеха механической обработки в г. Элбург, поясняет, что для выполнения требований DAF был разработан ГП-модуль, функционирующий 24 часа в сутки семь дней в неделю. Роботы становятся все более востребованными. Причина не только в экономической эффективности и возможности непрерывного производства, но и в лучших показателях в сфере охраны труда и техники безопасности. Кронштейны имеют достаточно большой вес. Их было бы слишком тяжело обрабатывать вручную в сменном режиме. Кроме того, могли бы возникнуть трудности при планировании занятости персонала. Количество станков и численность сотрудников всегда определяются на основе универсальной программы, поэтому привлечение людей с постоянных рабочих мест могло бы сказаться на других проектах.

Производственный процесс

Отливки поступают в ГП-модуль на стандартном европоддоне. Здесь отливки в лево- и правостороннем исполнении образуют пару. Затем робот FANUC R-2000iB/165F снимает отливки и укладывает их на смотровой стол. Это действие производится с помощью магнитного захватного устройства. На смотровом столе не только определяется точное положение и ориентация, но и проверяется фактическое наличие двух кронштейнов. Если это нет так, то в работу вмешивается оператор. При наличии двух кронштейнов второй робот — тоже FANUC R-2000iB, расположенный между тремя станками и BTU (устройством для сверления и нарезания резьбы метчиком), забирает их со смотрового стола и помещает в произвольное промежуточное положение перед одним из станков. Если станок свободен, то этот же робот помещает изделие в зажимное приспособление и ожидает готовности одного из станков начать обработку. Если станок готов, то робот разгружает его и помещает изделие в промежуточную станцию, чтобы можно было установить новые изделия прямо в свободный станок. Циклы машинной обработки длятся примерно двадцать минут, при этом перерывы между ними должны быть как можно короче. Станок выполняет следующий цикл, а ранее обработанное изделие перемещается с промежуточной станции назад в устройство для сверления и нарезания резьбы метчиком. Управление сервоосями устройства для сверления и нарезания резьбы метчиком производится самим роботом, поэтому устройство фактически является дополнительным узлом робота (седьмая и восьмая оси). Если вся обработка производится устройством для сверления и нарезания резьбы (BTU), то робот устанавливает изделие на монтажный стол. Первый робот, оснащенный механическим захватным устройством (как правило, сочетание магнитного захватного устройства и зажимного патрона не является идеальным), перемещает изделие на станцию зачистки грата. Фактически она представляет собой закрепленную на валу электродвигателя металлическую щетку, износ которой учитывается при движении робота. После зачистки изделие помещается на европоддон с готовой продукцией и весь цикл повторяется.

Поставка «под ключ»

«Многие устройства, входящие в состав системы, делают ГП-модуль уникальным», — говорит Штефаан Поппе, представитель компании Gibas. Он занимается интегрированием роботов и поставками станков с ЧПУ, поэтому участвует в разработке окончательной конструкции ГП-модуля. «Во-первых, для станков выполняются индивидуальные настройки, позволяющие производить обработку изделий подходящего размера при использовании высокотехнологичных пресс-форм, обеспечивающих относительно небольшой объем машинной обработки. Это делается для того, чтобы проект был экономически целесообразен. Качество также имеет значение: мы хотели обрабатывать кронштейны кабин, используя одно зажимное приспособление. В связи с этим важно понимать, как будут взаимодействовать роботы и станки. Благодаря тому, что операции по сверлению и нарезанию резьбы стали выполняться не на станках, а на устройстве BTU, цех механический обработки в г. Элбург смог отказаться от одного четырехосевого станка с ЧПУ, что, разумеется, оказалось экономически выгодным. Это также положительно влияет на общую длительность машинной обработки и производительность ГП-модуля. За счет оптимизации всего процесса мы смогли сократить длительность цикла обработки с 37 до 20 минут. Наконец, удалось заметно усовершенствовать систему технического зрения. Несмотря на сложные условия производства и на то, что изготавливаемая продукция должна обладать матовой поверхностью, а также другие нюансы, мы все же смогли добиться согласованной работы роботов. Первый робот оснащен системой технического зрения, а второй — лазерным датчиком, который позволяет обнаруживать изделие, даже если система технического зрения не срабатывает».

Партнерство

Иногда бывает важно, чтобы длительность погрузочно-разгрузочных операций была минимальной. В данном случае основное внимание было сосредоточено на непрерывности, качестве и надежности. В автомобильной промышленности всегда предъявляются жесткие требования к поставщикам. Цех механической обработки в г. Элбург, достигший такого уровня, в настоящее время тесно сотрудничает с компанией Gibas. Диксхоорн: «Мы привлекли компанию Gibas на ранней стадии, когда проект только начинал разрабатываться. Данный метод неоднократно доказывал свою эффективность. Нашим большим преимуществом является то, что мы знаем производственный процесс изнутри, обладаем компетенцией в области сложных отливок и занимаемся разработкой правильных пресс-форм, в то время как Gibas является не только интегратором роботов, но и поставщиком станков с ЧПУ "под ключ". Они могут адаптировать оборудование согласно нашим требованиям и наладить его бесперебойную согласованную работу». Поппе добавляет: «В нашем сегменте рынка приходится часто сталкиваться со схожими проектами, поэтому нельзя работать в традиционной связке "заказчик — поставщик". Нужно разрабатывать новые концепции и предвидеть изменения. Поэтому ГП-модуль меньшего размера сначала был разработан для производства более мелких партий кронштейнов кабин. Но поскольку мы все еще были заняты расширением, данный вопрос был поднят компанией DAF, и мы решили адаптировать ГП-модуль. Если исходная компоновка состояла из двух станков и одного робота, то нынешняя включает три станка и двух роботов. Такие быстрые перемены возможны только при налаженном взаимодействии». В заключение Диксхоорн подчеркивает, что в данной отрасли вовлечение на раннем этапе важно для получения заказов. «Иногда мы ведем совместную разработку, выстраиваем определенные концепции, и когда приходит запрос, мы можем оперативно представить предложение. Таким образом, мы обладаем преимуществом над конкурентами. Быстрая реакция — залог того, что мы не упустим ни одной важной детали. Однако все это требует действий, основанных на партнерстве и разделении рисков затраченного времени».

Жесткая роботизация

Мы задали Поппе вопрос о том, приводит ли использование роботов к большей гибкости производственного процесса и, кажется, ему есть что сказать «Естественно, применение роботов повышает гибкость, однако применительно к проектам серийного производства "под ключ", много времени и средств тратится на разработку решения для каждого конкретного изделия. Основным преимуществом является полная автоматизация процесса. Процесс должен протекать гладко и быть легко понятным для оператора. Кстати, это одна из причин, по которым мы выбираем в основном роботы FANUC. Они известны на рынке своей надежностью и удобством использования. И все же при необходимости обработки в ГП-модуле другого изделия вновь потребуется вложить средства в проектно-конструкторские работы. Поэтому я склонен называть это разновидностью жесткой роботизации — когда производство определенной продукции завершается, этот же робот можно использовать в новом проекте. Они еще слишком мало проработали и имеют очень большой ресурс».

ЦИФРЫ И НАДПИСИ

Управление сервоосями устройства для сверления и нарезания резьбы осуществляется таким же образом, как и управление седьмой и восьмой осями робота.
Кронштейны кабин располагаются попарно на европоддоне. Пары кронштейнов (левый и правый) в процессе обработки остаются вместе.
При позиционировании робота во время зачистки грата учитывается износ стальной щетки.
ГП-модуль для обработки кронштейнов кабин для DAF включает в себя три четырехосевых станка с ЧПУ и два робота FANUC R-2000iB/165F.