Используйте навигацию
Задача:
Jansen AG — это швейцарское семейное предприятие, которое свыше 50 лет изготовляет стальные и пластиковые трубы. Начиная с этого года, на модернизированной экструзионной линии для производства геотермальных зондов стал использоваться M-900iB/700, благодаря чему время переноса мотка сократилось вдвое.

Решение:
С целью увеличения мощности и оптимизации производственных процессов компания Jansen автоматизировала перенос готовых мотков труб при помощи робота. Робот размещает мотки труб в положение, при котором всю сварку можно выполнить вручную. Затем оператор вставляет соответствующие концы трубы в размещенную рядом машину для сварки пластиковых материалов, в которой ножка зонда приваривается к верхнему и нижнему концу трубы. Дальше робот переносит моток к станции укладки на поддоны, где он скрепляется между собой.

Результат:
Самый крупный в Швейцарии робот в настоящее время работает в компании Jansen AG. После первого контакта с FANUC Швейцария установилось сотрудничество с системным интегратором, компанией Robofact, которая реализовала систему: сначала в ROBOGUIDE, а потом - в компании. Модернизация завода повысила производительность и эксплуатационные показатели Jansen AG. Это позволило Jansen AG сделать Швейцарию мировым рекордсменом: нигде в мире не установлено столько геотермальных зондов на квадратный километр, как в Швейцарии.
DOWNLOAD PDF

Уложены в моток

Jansen: 700-килограммовый робот выполняет перенос пластиковых труб

Согласно отчетам об управлении программами Швейцарской Федеральной энергетической администрации (SWF), представленным на их веб-сайте, нигде в мире нет столько геотермальных зондов на квадратный километр, как в Швейцарии — малоизвестный мировой рекорд. И компания Jansen AG, безусловно, сыграла в этом достижении значительную роль. Эта компания поставляет необходимые геотермальные зонды.

Для извлечения геотермальной энергии закрытая трубная система укладывается в почву на глубину. Раствор, содержащийся в трубопроводной системе (смесь воды и антифриза), прокачивается глубоко под землей, где он нагревается и отправляется назад в обратном потоке. Нагретый раствор используется главным образом для нагревания и охлаждения. Двойные трубы, используемые для процесса с диаметром 40 мм, могут легко достичь длины 100 м, 250 м и более. Трубные мотки могут весить до 350 кг.

Jansen AG

Этот завод по производству стальных труб был семейным предприятием в течение трех поколений. Кроме того, здесь свыше 50 лет производятся и пластиковые трубы. Сегодня предприятие выпускает как профили, так и стальные и пластиковые трубы, но пластик занимает значительно меньшую долю производства. С ростом обоих сегментов концепции качества уделяется первоочередное внимание во время всего производства. Профили для строительной отрасли и трубы для автомобильной отрасли представляют собой важнейшие стальные компоненты.

Пластиковые трубы Jansen используются, в первую очередь, для транспортировки носителя, причем значительная часть их применяется в качестве труб для геотермальной энергии. Важнейшими материалами являются полиэтилен и полипропилен. Производство осуществляется с утра понедельника до утра субботы в три смены.  

Повышенная производительность благодаря автоматизации

В прошлом году с целью увеличения мощности и оптимизации производственных процессов экструзионная линия была модернизирована, а перенос готовых мотков труб был автоматизирован с использованием робота. Его основную концепцию и первую компоновку разработали руководитель проекта Мануэль Фрай и руководитель инженерно-технического отдела Урс Брюлазауэр. Тогда Fanuc Швейцария и системный интегратор Robofact начали действовать, согласившись на эту концепцию и ее дальнейшую неотложную реализацию. До того времени компания Jansen AG никогда ранее не использовала робототехнику в своем производстве. Брюлазауэр: "Это во многих отношениях был пилотный проект для нас. С одной стороны, с этим проектом, ориентированным на будущее, мы предприняли первый шаг в робототехнике. С другой стороны, эргономичные аспекты имеют все большее значение при планировании нами новых заводов." Также важно и то, что дизайн продукции "может сохранить конкурентное преимущество в ближайшем будущем", - сказал руководитель инженерно-технического отдела.
Робот Fanuc M-900iB для работы в тяжелом режиме имеет грузоподъемность 700 кг и радиус рабочей зоны 2832 мм.

Говоря по-простому, целью автоматизации было: "Автоматизировать простые процессы, обеспечить выполнение сложных ручных заданий". Сначала предусматривался очень большой комплект средств автоматизации, но быстро стало ясно: "Стопроцентная автоматизация была бы технически очень трудоемкой и слишком дорогой." 

В компании Jansen перенос тяжелых мотков труб делегируется роботу, который выполняет его вдвое быстрее, чем бы это делал кран, предназначенный для эксплуатации в помещении.

Самый крупный робот в Швейцарии

Для выбора робота имеется лишь несколько спецификаций. Задание и приблизительный диапазон радиуса рабочего зоны согласно компоновке завода определили необходимую грузоподъемность. Мануэль Фрай: "Кроме того, мы хотели иметь стандарт для удовлетворения бюджетных требований к проекту". С этими требованиями мы обратились к "Fanuc Швейцария". Майкл Шюббах, директор по продажам, ответственный за робототехнику, связался с системным интегратором — компанией Robofact, которая затем реализовала систему. Тот факт, что две компании, Jansen и Robofact, находящиеся всего в 40 минутах езды друг от друга, лишь способствовал сотрудничеству особенно на стадиях предварительной и окончательной приемки.

На предприятии установлен робот M-900iB для тяжелых условий эксплуатации от фирмы Fanuc с грузоподъемностью 700 кг и диапазоном радиуса рабочей зоны 2832 мм. Захват, спроектированный и сделанный компанией Robofact, изготовляется таким образом, что еще остается запас, даже когда максимальная нагрузка 350 кг не центрируется. Это целесообразно, поскольку на заводе, в придачу к стандартным продуктам, упаковываются и нестандартные, поэтому важно поддерживать гибкость. 

Он адаптируется во время работы. Однако термин "адаптируется" не является полностью корректным. Например, если наматываются трубы диаметром 40 мм, но разных длин - от 50 до 400 м, то достаточно лишь выбрать соответствующую программу на наглядной панели управления системы. Все остальное хранится в программе. Если же нужны другие диаметры, то их необходимо изменить лишь из 40 мм до 32 мм, а систему превратить из экструзионной линии в наматыватель. Длительность: два-два с половиной часа, с модернизацией экструзионной системы, занимающей большую часть времени. Сам наматыватель и автоматика образуют разные диаметры без изменения.

Время переноса уменьшается вдвое

Без подающего вала пластиковые трубы, поступающие из экструзионной линии, наматываются в виде двойной пряди и отрезаются согласно требованию. Начало новой секции трубы направляется на вторую намоточную станцию. Моток труб на намоточной станции скрепляется вместе упаковочными полосками, а потом проворачивается от намоточной станции к роботу в заранее определенное положение. Робот схватывает моток и возвращает его в положение, при котором вся сварка выполняется вручную. В соседней сварочной машине ножка зонда, которая является по существу желобчатой частью, приваривается к нисходящему концу и к началу восходящей главной трубы. Для этого оператор вставляет соответствующие концы труб в машину для сварки пластиковых материалов. Хотя в самом процессе сварки ничего не изменилось, автоматика робота сократила время переноса материала на данный момент от 15 до приблизительно 7 минут. Обычная манипуляция с краном, предназначенным для эксплуатации в помещении, была намного сложнее. Как только ножка зонда приваривается, конец двойной трубы опять подсоединяется и робот переносит готовый моток на станцию укладки на поддоны, где он скрепляется вместе термоусадочной пленкой.

Роланд Эгли, управляющий директор и владелец компании Robofact AG, Госсау: "На заводе Jansen мы установили первый в Швейцарии робот с такой высокой грузоподъемностью."  

Однако строительство и программирование завода были сравнимыми с небольшими предприятиями. Roboguide имитировал полный профиль движения робота. "В процессе проектирования большой проблемой была возможность выполнять ручные операции", - говорит Эгли. Однако с целью предотвращения "холодной деформации" защитного ограждения специалисты по роботам в Robofact глубоко занялись темой "безопасности". Место работы защищено световыми барьерами и сканером пола. Белый свет указывает работникам, что доступ к рабочей зоне является свободным. "Благодаря избранному нами решению мы можем намного эффективнее использовать свой персонал", - подытоживает Брюлазауэр. "Мы стали более быстрыми и эффективными". Большие производственные мощности был созданы с введением двухпрядевой системы. Кроме того, благодаря новому оборудованию была существенно повышена пропускная способность в секции экструзии. Однако после начальных испытаний с максимальной скоростью скорость робота была ограничена до 60%, потому что время переноса в любом случае почти не отображается в цикле переноса.

К тому же полная автоматизация уменьшила расходы на персонал. Экономия возможна, в первую очередь, с меньшими длинами, поскольку здесь больше ручных операций.

Амортизация будет длиться от трех до четырех лет. Одно уже четко понятно: "На всем заводе мы смогли сделать большой шаг в развитии производства", - говорит Мануэль Фрай. Это, прежде всего, касается производственных мощностей и эффективности завода. "Правильные продукты, эффективное оборудование, высокое качество и близость к рынку" — это компоненты успеха для Брюлазауэра.
Захват, спроектированный и сделанный в компании Robofact, изготовляется таким образом, что еще остается запас, даже если максимальная нагрузка 350 кг не центрирована.