Úloha:
Jansen AG je švajčiarska rodinná firma, ktorá už viac ako 50 rokov vyrába oceľové a plastové rúry. Počínajúc týmto rokom sa robot M-900iB/700 používa na modernizovanej vytlačovacej linke na výrobu geotermálnych sond a odvtedy sa manipulačné časy znížili na polovicu.

Riešenie:
S cieľom zvýšiť kapacitu a zefektívniť výrobné procesy spoločnosť Jansen použitím robota automatizovala manipuláciu s dokončenými zväzkami rúr. Robot umiestni zväzok rúr do polohy, kde je možné manuálne vykonať kompletné zváranie. Operátor potom zasunie príslušné konce rúr do blízkeho zváracieho stroja na plasty, v ktorom sa na vrchný a spodný koniec rúry navarí pätka sondy. Robot potom dopraví zväzok do paletizačnej stanice, kde sa zaistí.

Výsledok:
V spoločnosti Jansen AG je teraz v prevádzke najväčší robot vo Švajčiarsku. Po prvom kontakte so spoločnosťou FANUC Switzerland sa obrátili na systémového integrátora Robofact, ktorý zaviedol systém, najskôr v softvéri ROBOGUIDE a následne so spoločnosťou. Modernizácia závodu zvýšila výrobné a výkonové kapacity spoločnosti Jansen AG. Tým sa Jansen AG stala držiteľom svetového rekordu pre Švajčiarsko: nikde inde nie je na kilometer štvorcový inštalovaných viac geotermálnych sond než vo Švajčiarsku.
STIAHNUŤ PDF

Zabalené v kotúči

Jansen: 700 kg robot preberá manipuláciu s plastovými rúrami

Ako riadenie programov Švajčiarskeho federálneho úradu pre energetiku (SWF) uvádza na svojej webovej stránke, nikde inde nie je na kilometer štvorcový krajiny inštalovaných viac geotermálnych sond než vo Švajčiarsku – málo známy svetový rekord: a spoločnosť Jansen AG rozhodne hrá úlohu v tomto úspechu. Firma dodáva požadované geotermálne sondy.

Na získavanie geotermálnej energie sa do pôdy zapustí uzavretý potrubný systém. Soľanka v potrubnom systéme (zmes vody a nemrznúcej kvapaliny) sa napumpuje hlboko do podzemia, kde sa zohreje a odošle späť  v spätnom toku. Zohriata soľanka sa používa hlavne na vykurovanie a chladenie. Dĺžka dvojitých rúr s priemerom 40 mm, ktoré sa používajú na tento proces, môže ľahko dosiahnuť 100 m, 250 m alebo viac. Navinuté zväzky rúr môžu vážiť až 350 kg.

Jansen AG

Tento závod na výrobu oceľových rúr je už po tri generácie rodinnou firmou. Plastové rúry sa tu tiež vyrábajú už viac ako 50 rokov. Výrobný sortiment dnes tvoria oceľové a plastové profily aj rúry, pričom segment plastových výrobkov predstavuje oveľa menší podiel výroby. Ako však oba segmenty neustále rastú, v celej výrobe sa do popredia dostáva koncepcia kvality. V segmente oceľových výrobkov sú hlavnými ťahúňmi profily pre stavebníctvo a rúry pre automobilový priemysel.

Plastové rúry Jansen sa používajú hlavne na prepravu médií, pričom značný podiel sa využíva ako rúry pre geotermálnu energiu. Najdôležitejšími materiálmi sú polyetylén a polypropylén. Výroba sa vykonáva v 3-zmennej prevádzke, od pondelka ráno do soboty ráno. 

Zvýšená kapacita vďaka automatizácii

S cieľom zvýšiť kapacitu a zefektívniť výrobné procesy bola minulý rok modernizovaná vytlačovacia linka a použitím robota automatizovaná manipulácia s dokončenými zväzkami rúr. Jej základnú koncepciu a prvé priestorové usporiadanie vytvorili projektový manažér Manuel Frei a vedúci konštrukčného oddelenia Urs Brülisauer. Potom sa k slovu dostali spoločnosť FANUC Switzerland a systémový integrátor Robofact, ktorí sa krátko potom dohodli na koncepcii a jej realizácii. Dovtedy nemala spoločnosť Jansen AG vo vlastnej výrobe žiadnu skúsenosť s robotikou. Brülisauer: „V mnohých ohľadoch to bol pre nás skúšobný projekt. Na jednej strane sme s týmto na budúcnosť orientovaným projektom urobili prvý krok v robotike. Na druhej strane hrajú pri našom plánovaní nových závodov čoraz dôležitejšiu rolu ergonomické aspekty.“ Rovnako dôležité bolo, aby návrh výroby zostal v blízkej budúcnosti konkurenčnou výhodou” povedal vedúci konštrukčného oddelenia.
Robot pre veľké zaťaženie M-900iB od spoločnosti FANUC má užitočné zaťaženie 700 kg a dosah 2 832 mm.

Cieľom automatizácie bolo jednoducho povedané: „Automatizovať jednoduché procesy, vykonávať zložité manuálne úlohy.“ Pôvodne sa počítalo s veľmi rozsiahlym balíkom automatizácie, ale rýchlo bolo jasné: „Stopercentná automatizácia by bola technicky veľmi náročná a príliš nákladná.”

V spoločnosti Jansen je manipuláciou s ťažkými zväzkami rúr poverený robot znižujúci čas, ktorý by halový žeriav potreboval na dokončenie úlohy, na polovicu.

Najväčší robot vo Švajčiarsku

Pre výber robota bolo stanovených len niekoľko špecifikácií. Požadovaná nosnosť podľa úlohy a približný dosah podľa priestorového usporiadania závodu. Manuel Frei: „Taktiež sme chceli mať štandard, aby sme splnili rozpočtové požiadavky pre projekt.“ S týmto profilom požiadaviek kontaktoval spoločnosť FANUC Switzerland. Michael Schüpbach, vedúci predaja pre robotiku sa spojil so systémovým integrátorom Robofact, ktorý následne zaviedol systém. Skutočnosť, že tieto dve firmy, Jansen a Robofact, sú od seba len 40 minút jazdy autom, uľahčilo spoluprácu, najmä počas štádií predbežného a konečného prijatia.

V závode bol nainštalovaný robot pre veľké zaťaženie M-900iB od spoločnosti FANUC s nosnosťou 700 kg a dosahom 2 832 mm. Chápadlo navrhnuté a skonštruované spoločnosťou Robofact je vyhotovené tak, aby bola ešte k dispozícii rezerva aj v prípade, že maximálne zaťaženie 350 kg nie je vycentrované. To dáva zmysel, pretože v závode sa okrem výrobkov štandardnej dĺžky balia aj zákazkové výrobky. Preto je dôležité zachovať flexibilitu.

Aceasta se adaptează în timpul funcționării. Însă, termenul „adaptează” nu este în totalitate corect. De exemplu, în cazul în care conductele cu diametru de 40 mm sunt bobinate la diferite lungimi între 50 și 400 m, este necesar să se selecteze un program corespunzător în panoul de control organizat clar al sistemului. Toate celelalte date sunt memorate în program. În cazul în care sunt necesare alte diametre, este necesar numai să fie schimbat diametrul de 40 mm la 32 mm, iar sistemul trebuie să fie schimbat de pe linia de extrudare pe dispozitivul de bobinare. Durata: între două și două ore și jumătate, cel mai mult timp fiind necesar pentru reconversia sistemului de extrudare. Dispozitivul de bobinare și automatizarea creează diferite diametre fără vreo modificare.

Timpul de manipulare este redus la jumătate

Fără un transportor cu role, conductele din plastic care ies din linia de extrudare sunt bobinate precum un toron dublu și sunt tăiate la comandă. Începutul unei noi secțiuni de conducte este direcționat către cea de a doua stație de bobinare. După ce ajunge în stația de bobinare, pachetul de conducte este fixat cu ajutorul curelelor și apoi acesta se deplasează din stația de bobinare într-o poziție predefinită la robot. Robotul prinde rola și o pivotează în poziția în care procesul de sudare este realizat manual. Într-o mașină auxiliară de sudat, suportul sondei, o piesă în formă de U, este sudat la capătul inferior la începutul conductei care se înalță. În acest scop, operatorul introduce capetele corespunzătoare ale conductei în mașina de sudat plastic. În timp ce procesul de sudare în sine a rămas nemodificat, automatizarea cu ajutorul roboților a redus timpul de manipulare de la 15 la aproximativ șapte minute în prezent. Manipularea conform specificațiilor cu ajutorul unei macarale pentru aplicații interioare era mult mai complexă. După ce suportul sondei este sudat, capătul conductei duble este reconectat și robotul aduce pachetul finisat la stația de paletizare, unde este asigurat cu o folie termocontractibilă.

Roland Egli, Directorul General și proprietarul Robofact AG, Gossau: „Am instalat primul robot cu o capacitate de încărcare atât de mare în fabrica Jansen din Elveția.”  

Însă, construcția și programarea fabricii au fost comparabile cu fabrici mai mici. Un profil complet de mișcare a robotului a fost simulat de Roboguide. „Accesibilitatea în operațiunile manuale a fost o problemă majoră în conceperea procesului,” afirmă Egli. Pentru a preveni „deformarea la rece” a apărătoarei de siguranță, specialiștii în robotică din cadrul companiei Robofact s-au dedicat foarte intens temei „siguranței”. Spațiul de lucru este protejat de bariere de lumină și de scanerul de podea. O lumină albă indică angajaților accesul liber în zona de lucru. „Cu ajutorul soluțiilor noastre, personalul nostru poate lucru mult mai eficient,” concluzionează Brülisauer. „Am deveni mai rapizi și mult mai eficienți.” Au fost create capacități mai mari de producție prin simpla introducere a unui sistem dublu. În plus, randamentul în secțiunea de extrudare a crescut semnificativ cu ajutorul noului echipament. Cu toate acestea, după testele inițiale la viteza maximă, viteza robotului este limitată la 60% deoarece timpii de manipulare se reflectă oricum cu greu în durata ciclului.

Automatizarea totală a redus, de asemenea, și cheltuielile de personal. Potențialul de economisire constă, în principal, în lungimi mai reduse, deoarece aici numărul de operațiuni este mai mare.

Amortizarea va dura între trei și patru ani. Un lucru este deja clar: „Cu toată fabrica, suntem capabili să facem un pas important în dezvoltarea producției,” afirmă Manuel Frei. Înainte de toate, acest lucru vizează capacitatea de producție și eficiența fabricii. „Produsele adecvate, echipamentul eficient, calitatea ridicată și apropierea de piață” sunt pilonii succesului pentru Brülisauer.
Dispozitivul de prindere proiectat și construit de Robofact este realizat astfel încât să fie disponibilă o rezervă, inclusiv atunci când o încărcătură maximă de 350 kg nu este centrată.