V strojni tovarni Machine Fabriek Elburg uporabljajo posebno celico za ravnanje s sestavnimi deli za podjetje DAF, njihovo orientacijo in strojno obdelavo

Naloga: 
Izdelati nastavke za pritrjevanje kabin za podjetje DAF; ravnanje s težkimi ulitki mora biti pri procesih rezkanja, vrtanja, rezanja navojev in posnemanja robov avtomatizirano in brez človeškega posredovanja.

Rešitev:
Roboti za ravnanje FANUC R-2000iB/165F, opremljeni z vidom in laserskim sistemom, pregledujejo, pozicionirajo in orientirajo ulitke ter jih nalagajo na stroje v celici ter jih razlagajo z njih.

Rezultat:
Nastavki za pritrjevanje kabin so obdelani z enim vpenjanjem. Poenostavljena interakcija med roboti in obdelovalnimi stroji je občutno zmanjšala celoten čas strojne obdelave in povečala zmogljivost celice.


Avtomatizirano ulivanje kovin 

Strojno tovarno Machine Fabriek Elburg poznajo vsi uporabniki vrhunskih kovinskih izdelkov.

Obdelava odlitkov je ena izmed njihovih posebnosti. To ni preprosto opravilo za inženirsko delavnico: ulivanje ni zelo natančno delo in pri sestavnih delih so lahko vidne razlike pri dimenzijah. Zato je pomembno vzdrževati dobre dogovore z livarno glede referenčnih dimenzij, ob tem pa tudi poznati prvotni proces za ustrezno strojno obdelavo komponent.

Nastavki za pritrjevanje prostora za potnike

Ena od komponent, ki se trenutno obdeluje s strojem v delavnici v Elburgu so posebni nastavki za pritrjevanje prostora za potnike za komercialna vozila DAF. Na odlitkih, ki so na voljo v dveh različicah, levi in desni, se izvede rezkanje, vrtanje, rezanje navojev in posnemanje robov. Maarten Dijkshoorn iz tovarne Machine Fabriek Elburg je povedal, da je bilo za izpolnitev zahtev podjetja DAF najprej treba razviti celico, ki lahko deluje 24 ur na dan, in to vse dni v tednu. Roboti so bolj iskani kot kdaj koli prej. Roboti niso le cenovno ugodna izbira za neprekinjene procese, ampak so tudi boljša rešitev za zagotavljanje zdravja in varnosti delavcev. Nastavki so zelo težki, zato so roboti najboljša izbira za njihovo dvigovanje. Obremenitev je v teh primerih prevelika, da bi jih osebje vsako izmeno ročno nameščalo. Poleg tega bi lahko prišlo do težav pri načrtovanju razporejanja osebja. Strojni park in število zaposlenih vedno temeljita na univerzalnem programu, zato bi se pri drugih projektih lahko pojavile težave, če bi delavce z določenih delovnih mest premestili na to mesto.

Proizvodni proces

odlitki so dostavljeni v celico na standardni evropaleti. V tej fazi sta leva in desna različica skupaj v paru. Odlitke nato robot FANUC R-2000iB/165F s palete prestavi na pregledovalno mizo. To se izvede z magnetnim prijemalom. Na pregledovalni mizi se ne določi le natančne pozicije in orientacije, temveč se tudi preveri, ali sta dejansko prisotna dva nastavka. V nasprotnem primeru je potreben poseg. Če sta oba nastavka na ustreznih mestih, ju drugi robot, prav tako FANUC R-2000iB, ki je nameščen med tremi stroji ter enoto za vrtanje in rezanje navojev, pobere s pregledovalne mize in ju postavi na prosto vmesno pozicijo pred enega od strojev. Če je stroj prost, robot postavi obdelovanec v vpenjalno enoto in počaka, da je eden od strojev pripravljen za strojno obdelavo. Če je stroj pripravljen, robot razloži sestavne dele in jih postavi v vmesno postajo, da lahko nove sestavne dele postavi neposredno v prazen stroj. Strojna obdelava traja približno dvajset minut, premor po obdelavi pa naj bi bil čim krajši. Stroj se znova zažene, sestavne dele, ki so bili strojno obdelani pa se odstrani iz vmesne postaje in prenese nazaj v enoto za vrtanje in rezanje navojev. Servoosi enote za vrtanje in rezanje navojev krmili sam robot, tako da ta enota dejansko deluje kot podaljšek robota (sedma in osma os). Če se celotna obdelava izvede na enoti za vrtanje in rezanje navojev, robot prenese sestavni del na montažno mizo. Prvi robot, ki je opremljen z mehanskim prijemalom (kombinacija magnetnega prijemala in vpenjala običajno ni idealna), prenese sestavni del na postajo za posnemanje robov. To je dejansko le jeklena krtača, nameščena na motor, tako da gibanje robota kompenzira obrabo krtače. Ko je posnemanje robov na sestavnem delu končano, se ga postavi na evropaleto s končanimi izdelki in celoten cikel se začne znova.

Sistemi na ključ

»V sistemu je veliko funkcij, zaradi katerih je ta celica edinstvena,« pove Stefaan Poppe iz družbe Gibas. Kot izvajalec integracije robotov in dobavitelj strojev CNC je v veliki meri vključen v končno zasnovo celice. »Najprej se vsak stroj posebej prilagodi po meri, da bo lahko v vseh primerih upravljal z deli določene velikosti skupaj s pametnimi kalupi in relativno majhnim strojem. To se izvede glede na gospodarsko izvedljivost projekta. Pomembno vlogo ima tudi kakovost: Nastavka za pritrjevanje kabin smo želeli obdelati z enim vpenjanjem. Pri nadaljevanju postopka je zelo pomembno, kako roboti in stroji sodelujejo. Če bi bilo mogoče postopke vrtanja in rezanja navojev z enoto za vrtanje in rezanje navojev opravljati zunaj strojev, bi se lahko tovarna Machine Fabriek Elburg znebila štiriosnega stroja CNC, kar seveda zagotavlja gospodarsko prednost. Ima pa tudi pozitiven vpliv na celoten čas strojne obdelave in kapaciteto celice. Z optimizacijo celotnega procesa bi lahko čas, ki je potreben, skrajšali s 37 minut na 20 minut. Prav tako so bili doseženi tudi pomembni uspehi na področju robotskega vida. Tako nam je kljub težkim razmeram v industrijskem okolju in težavnim monotonim izdelkom s številnimi podobnimi različicami uspelo, da roboti sodelujejo brez težav. Prvega robota smo opremili z vidom, drugega pa z laserskim senzorjem, tako da se obdelovanec zazna tudi v primeru, ko sistem vida ne deluje pravilno.«

Partnerstvo

»Včasih je pomembno, da je čas ravnanja z izdelki čim krajši. V tem primeru smo se osredotočili predvsem na neprekinjenost, kakovost in zanesljivost. V avtomobilski panogi za dobavitelje vedno veljajo visoke zahteve. Ker smo te zahteve lahko izpolnili, je tovarna Machine Fabriek Elburg zadovoljna z visoko stopnjo sodelovanja s podjetjem Gibas.« Dijkshoorn je povedal še: »Podjetje Gibas smo vključili že v zgodnji fazi začetne zasnove tega projekta. Ta metoda je že večkrat obrodila sadove. Velika prednost je, da imamo interno znanje o procesu, poznamo zapletene ulitke in se ukvarjamo z razvojem ustreznih kalupov. Gibas pa ne zagotavlja le integracije robotov, ampak je tudi dobavitelj strojev CNC na ključ. Stroje lahko prilagodijo našim zahtevam in zagotovijo, da vsi stroji med seboj komunicirajo brez težav.« Poppe dodaja: »V naši panogi se pogosto srečujemo s podobnimi projekti, pri čemer ni mogoče vzdrževati običajnih odnosov med stranko in dobaviteljem. Razvijati je treba nove pristope in predvideti spremembe na trgu. Tako je bila najprej razvita manjša celica za proizvodnjo manjšega števila nastavkov za pritrjevanje kabin. Ko smo še vedno delali na razširitvi, je podjetje DAF zaostrilo zahteve, tako da smo se odločili, da bomo celico prilagodili. Prvotna zasnova je zajemala dva stroja in enega robota, zdaj pa se je povečala na tri stroje in dva robota. Takšne hitre spremembe je mogoče uvesti le, če je medsebojno poznavanje res dobro.« Dijkshoorn je za zaključek poudaril, da je zgodnja vključenost v panogo pomembna za prejemanje naročil. »Včasih se razvijamo vzporedno s panogo, izpeljujemo določene koncepte, tako da lahko v primeru povpraševanja zelo hitro pripravimo ponudbo. Tako je mogoče obdržati prednost pred konkurenco. Hitro preklapljanje je ključno pri zagotavljanju, da se ne zamudi priložnosti. Osnovna zahteva je, da delujemo na podlagi partnerstva, pri čemer si delimo tveganje vloženega časa.«

Toga robotizacija

Ko smo Poppa vprašali, ali je z uporabo robotov proces tudi prilagodljivejši, je izrazil nekaj zadržkov. »Seveda so roboti prilagodljivi, vendar se v primeru projektov masovne proizvodnje na ključ veliko časa in denarja vloži v projektiranje rešitve za en določen izdelek. Glavna prednost je popolnoma samodejno delovanje. Delovati mora brez motenj, operaterju pa omogočati preprosto upravljanje. To je tudi eden od razlogov, zakaj se tako pogosto odločamo za robote FANUC. Na trgu so znani po svoji zanesljivosti in prijaznosti do uporabnika. Vendar to ne spremeni dejstva, da morate znova nositi stroške projektiranja, če želite v isti celici izdelovati drugačen izdelek. Zato bi ta sistem raje poimenoval stroga robotizacija: ko se izdelek čez čas neha proizvajati, je mogoče (istega) robota uporabiti za nov projekt. Opravila niso bila preveč zahtevna in robotom je ostalo še veliko obratovalnih ur, ki jih lahko opravijo v svoji življenjski dobi.«

ŠTEVILKE IN NASLOVI

Servoosi enote za vrtanje in rezanje navojev se krmili kot sedmo in osmo os robota.
Nastavki za pritrjevanje kabin so pripravljeni v parih na evropaleti. Pari (levi in desni nastavek) med proizvodnjo vedno ostanejo skupaj.
Pozicija robota za posnemanje robov se prilagodi glede na obrabo jeklene krtače.
Proizvodna celica za nastavke za pritrjevanje kabin za podjetje DAF je sestavljena iz treh štiriosnih strojev CNC in dveh robotov FANUC R-2000iB/165F.