Naloga:
Jansen AG je švicarsko družinsko podjetje, ki že več kot 50 let proizvaja jeklene in plastične cevi. S tem letom so začeli z uporabo robota M-900iB/700 na sodobni liniji za iztiskanje za proizvodnjo geotermalnih sond in od takrat se je čas rokovanja razpolovil.

Rešitev:
Za povečanje zmogljivosti in racionalizacijo proizvodnih procesov je družba Jansen avtomatizirala rokovanje s končanimi zvitki cevi z robotom. Robot postavi zvitke cevi v položaj, kjer je možno vse varjenje opraviti ročno. Operater nato vstavi ustrezne konce cevi v bližnji stroj za varjenje plastike, kjer je podnožje s sondo privarjeno na vrhnji in spodnji konec cevi. Robot nato pripelje zvitek do postaje za paletiziranje, kjer se zvitek zavaruje.

Rezultat:
Največji robot v Švici danes deluje v podjetju Jansen AG. Po prvem stiku z družbo FANUC Switzerland so se obrnili na sistemskega integratorja Robofact, ki je sistem implementiral, najprej v programu ROBOGUIDE in nato še v podjetju. Posodobitev obrata je izboljšala proizvodnjo in zmogljivost družbe Jansen AG. Tako je družba Jansen AG Švici zagotovila poseben svetovni rekord: nikjer na svetu ne namestijo več geotermalnih sond na kvadratni kilometer kot v Švici.

PRENOS DATOTEKE PDF

Kot na svoji spletni strani poroča programsko vodstvo švicarske zvezne uprave za energijo (SWF) je v Švici največ nameščenih geotermalnih sond na kvadratni kilometer zemljišča - skoraj neznan rekord: in družbe Jansen AG zagotovo igra vlogo pri tem dosežku. Družba dobavlja želene geotermalne sonde.

Za pridobivanje geotermalne energije se zaprt cevni sistem potopi v prst. Slanica v cevnem sistemu (mešanica vode in sredstva proti zamrzovanju) se črpa globoko pod zemljo, kjer se segreje in vrne nazaj v povratnem toku. Segreta slanica se uporablja predvsem za ogrevanje in hlajenje. Dolžina dvojnih cevi, uporabljenih pri procesu s premerom 40 mm, lahko dosega 100 metrov, 250 metrov ali še več. Zvitki navitih cevi lahko tehtajo do 350 kilogramov.

Jansen AG

Ta obrat za izdelavo jeklenih cevi predstavlja že tretjo generacijo družinskega podjetja. Tukaj se že več kot 50 let proizvajajo tudi plastične cevi. Danes predstavljajo dejavnost podjetja profili in cevi iz jekla in plastike, pri čemer plastični segment predstavlja dosti manjši delež proizvodnje. Ker pa oba segmenta naraščata, je kakovost prioriteta skozi vso proizvodnjo. Profili za gradbeni sektor in cevi za avtomobilsko industrijo so stalnica jeklenega programa.

Plastične cevi Jansen se pretežno uporabljajo za prenos medijev, znaten delež pa se uporablja za geotermalne cevi. Najpomembnejši surovini sta polietilen in polipropilen. Proizvodnja poteka v treh izmenah od ponedeljka zjutraj do sobote zjutraj. 

Povečane zmogljivosti na račun avtomatizacije

Za povečanje zmogljivosti in racionalizacijo proizvodnih procesov je družba Jansen lani posodobila linijo za iztiskanje in avtomatizirala rokovanje s končanimi zvitki cevi z robotom. Osnovne vidike in prve načrte posodobitve sta pripravila projektni vodja Manuel Frei in tehnični vodja Urs Brülisauer. Nato sta v igro stopila Fanuc Switzerland in sistemski integrator Robofact, ki sta kmalu po tem potrdila zasnovo in implementacijo. Do takrat družba Jansen AG še ni imela izkušenj z roboti v proizvodnji. Brülisauer: »To je bil za nas pilotni projekt na več načinov. Po eni strani smo s tem projektom, usmerjenim v prihodnost, ubrali prve korake v robotiki. Po drugi strani pa ergonomski vidiki igrajo vedno pomembnejšo vlogo pri načrtovanju novih obratov.« Ravno tako pomembno je bilo, da lahko zasnova proizvodnje »ohrani konkurenčno prednost v bližnji prihodnosti,« pravi tehnični vodja.

Robustni robot M-900iB Fanuc zmore prenesti obremenitev do 700 kilogramov in ima doseg do 2.832 milimetrov.

Cilj avtomatizacije je bil, enostavno rečeno, naslednji: »Avtomatizacija enostavnih procesov, upravljanje z zapletenimi ročnimi nalogami.« Prvotno si je družba zamislila zelo obsežen paket avtomatizacije, a je kmalu postalo jasno: »Stoodstotna avtomatizacija bi bila tehnično zelo zahtevna in predraga.”

Pri družbi Jansen smo rokovanje s težkimi zvitki cevi prepustili robotu, kar razpolovi čas, ki bi ga za isto nalogo potreboval notranji žerjav.

Največji robot v Švici

Za izbor robota so imeli le nekaj specifikacij. Zahtevano obremenitev je narekovala naloga, približni doseg pa tloris obrata. Manuel Frei: »Želeli smo uporabiti standardno rešitev, da bi ostali znotraj proračuna, odmerjenega za projekt.« S takim profilom zahtev se je obrnil na Fanuc Switzerland. Michael Schüpbach, vodja prodaje, zadolžen za robotiko, se je obrnil na sistemskega integratorja Robofact, ki je sistem nato implementiral. Dejstvo, da sta podjetji Jansen in Robofact le 40 minut vožnje narazen, je sodelovanje olajšalo, še posebej v fazah pred prevzemom in med končnim prevzemom.

V obratu so namestili robustnega robota M-900iB Fanuc z obremenitvijo 700 kilogramov in dosegom 2.832 milimetrov. Prijemalo, ki ga je zasnovala in zgradila družba Robofact, je izdelano tako, da je na voljo še nekaj rezerve, tudi če maksimalna obremenitev 350 kilogramov bremena ni povsem v središču. To je smiselno, saj v obratu poleg standardnih dolžin pakirajo tudi izdelke, narejene po meri, zato je nujno, da so ohranili to prilagodljivost.

Prilagaja se med delovanjem. Izraz »prilagaja« sicer ni popolnoma točen. Na primer, če so cevi s premerom 40 milimetrov navite na različne dolžine, med 50 in 400 metrov, je potrebno le izbrati ustrezni program na pregledni nadzorni plošči sistema. Vse ostalo je shranjeno v programu. Če so potrebne cevi z drugim premerom, je potrebno le spremeniti program s 40 na 32 milimetrov, sistem pa se mora ustrezno preklopiti, od linije za iztiskanje do navijalnika. Trajanje: dve uri do dve uri in pol, večina časa gre na račun prilagajanja sistema za iztiskanje. Navijalnik in samodejno delovanje lahko izdelujeta različne premere brez prilagoditev.

Čas rokovanja je razpolovljen

Brez nosilnega zvitka so plastične cevi, ki prihajajo iz linije za iztiskanje, dvojno navite in narezane po naročilu. Začetek novega odseka cevi je usmerjen proti drugi postaji za navijanje. Na postaji za navijanje se zvitek cevi pritrdi s pakirnimi trakovi in nato odkotali do robota v predhodno določenem položaju. Robot prime valj in ga prestavi v položaj, kjer je vse varjenje izvedeno ročno. V sosednjem varilnem stroju se podnožje s sondo, ki je v bistvu del v obliki črke U, privari na spodnji konec cevi ter na začetek cevi, ki je usmerjen navzgor. V ta namen operater vstavi ustrezni konec cevi v stroj za varjenje plastike. Medtem ko se pri procesu varjenja ni spremenilo nič, je robotska avtomatizacija skrajšala čas rokovanja na tej točki s 15 na okoli 7 minut. Običajno rokovanje z notranjim žerjavom je bilo dosti bolj zapleteno. Ko je sonda privarjena, se konca dvojne cevi ponovno povežeta, robot pa končani zvitek prinese do postaje za paletiziranje, kjer ga zavarujejo s skrčljivim ovojem.

Roland Egli, generalni direktor in lastnik družbe Robofact AG iz kraja Gossau: »V obratu Jansen smo namestili prvega robota v Švici s tako veliko zmogljivostjo bremena.” 

Izgradnja in programiranje obrata pa sta bili primerljivi z manjšimi obrati. Program Roboguide je simuliral celoten profil premikanja robota. »V procesu snovanja je bila zelo pomembna dostopnost za ročne operacije,« pravi Egli. Da pa bi se preprečilo »hladno deformacijo« varoval, so se strokovnjaki za robote pri podjetju Robofact predano posvetili varnosti. Predelek je zavarovan s svetlobnimi ovirami in talnim čitalnikom. Bela lučka obvesti delavce, da je dostop do delovnega območja neoviran. »Z izbrano rešitvijo lahko zaposlene izrabimo dosti učinkoviteje,« zaključi Brülisauer. »Postali smo hitrejši in bolj učinkoviti.« Že samo z uvedbo dvojnega sistema povezovanja smo dosegli večjo zmogljivost proizvodnje. Poleg tega se je z novo opremo bistveno povečal pretok na liniji za iztiskanje. Po prvotnih preizkusih pri polni hitrosti pa so hitrost robota omejili na 60 %, saj se čas rokovanja skorajda ne odraža v celotnem času proizvodnega ciklusa.

Celotna avtomatizacija je znižala tudi stroške za zaposlene. Potencialni prihranki večinoma ležijo v krajših razdaljah, saj je tukaj delež ročnih operacij večji.

Amortizacija bo trajala tri do štiri leta. Ena stvar pa je že jasna: »S celotnim obratom smo naredili velik korak v razvoju te proizvodnje,« pravi Manuel Frei. V prvi vrsti to zadeva proizvodne zmogljivosti in učinkovitost obrata. »Pravi izdelki, učinkovita oprema, visoka kakovost in bližina tržišča,« so za Brülisauerja gradniki uspeha.

Prijemalo, ki ga je zasnovala in zgradila družba Robofact, je izdelano tako, da je na voljo še nekaj rezerve, tudi če maksimalno breme 350 kilogramov ni povsem v središču.