Spoločnosť Nelissen, špecialista na strojové obrábanie, si nainštalovala obslužného robota, aby tým naplnila zvyšujúce sa výrobné ciele

Úloha:
Keďže spoločnosť Fijn Mekaniek Nelissen mala nedostatok skúsených operátorov, hľadala riešenie, ktoré by pomohlo naplniť náročnejšie výrobné plány.

Riešenie:
V rámci riešenia tohto problému sa spoločnosť Nelissen rozhodla automatizovať obsluhu svojho sústružného CNC stroja Mazak Integrex 200-IV. Po zhodnotení systémového integrátora Robojob nainštalovali špecialisti na obrábanie 6-osový robot FANUC a integrovaný robotický systém na prácu so skľučovadlom.

Výsledok:
Roboty dokážu pracovať nepretržite, neunavia sa ani neochorejú a v prípade potreby budú pracovať aj cez víkend. Vďaka tomu majú operátori viac času na programovanie a nastavenie sústruhu CNC a vykonávanie iných úloh, na ktoré by spoločnosť Nelissen inak nevedela zabezpečiť pracovnú silu.


Pre nedostatok zamestnancov začala spoločnosť Nelissen využívať roboty

ŤAŽKÁ PRÁCA A K TOMU KÚSOK ŠŤASTIA

Spoločnosť Fijn Mekaniek Nelissen sa špecializuje na obrábanie na CNC strojoch. Využíva metódy ako sústruženie, frézovanie a elekroerozívne obrábanie. Jej zákazníci podnikajú v rôznych odvetviach. Medzi klientmi spoločnosti nie je len niekoľko výrobcov strojov, ale vyslúžila si dobré meno aj v automobilovom a leteckom priemysle. Okrem pôsobenia v týchto oblastiach spoločnosť Fijn Mekaniek Nelissen vykonáva núdzové opravy, čo je v perfektnom súlade s vysokou flexibilitou charakteristickou pre túto spoločnosť.

Záľuba v kove

Po rokoch práce ako majster sa Paul Nelissen v roku 1990 osamostatnil. Začínal s jedným CNC strojom na sústruženie a frézovanie. Ako sám hovorí: „Na začiatku je to z polovice o ťažkej práci a z polovice o šťastí.“ A šťastie bolo na jeho strane. Mladý podnik sa za krátky čas vypracoval na to, čím je dnes. Skúsenosti, ktoré tento podnikateľ nadobudol predtým, ako vstúpil do priemyslu výroby a spracovania kovu, sa bezpochyby podpísali pod jeho zdravý finančný prístup. Najlepšie však jeho a jeho firmu zosobňuje úprimné nadšenie z perfektných obrobkov, ktoré zodpovedajú predstavám klientov. „Nie všetkým sa to musí javiť ako niečo špeciálne, ale vytvoriť detailný diel z kusu kovu, ktorý presne zodpovedá požiadavkám klienta, je pre nás niečo nádherné.“

Nedostatok personálu

Túto filozofiu odovzdal aj svojim zamestnancom a predovšetkým operátorom CNC strojov. Obrat spoločnosti Fijn Mekaniek Nelissen rastie v priemere o 10 % ročne, takže jej prevádzka si vyžaduje stále viac strojov a ľudí. Nájsť však ľudí, ktorí budú dostatočne motivovaní naučiť sa túto vysoko technickú prácu, sa javí ako neprekonateľný problém.

OPERÁTOR CNC STROJA AKO ÚZKOPROFILOVÁ PROFESIA

„Aj dnes si ľudia predstavujú osobu, ktorá obsluhuje sústruh alebo frézu ako muža v špinavom zaolejovanom pracovnom odeve, ktorý sa po kolená brodí v kovových hoblinách,“ smeje sa Paul so štipkou cynizmu. Je to však veľmi ďaleko od pravdy. Pracovné prostredie je čisté, vo vzduchu sa nenesie ťažký olejový opar a pracovisko je takisto tiché. Jednoducho povedané, je to vysoko technické pracovné prostredie.

Malý záujem o profesiu

Nesprávne vnímanie profesie operátora CNC stroja má katastrofálny vplyv na rozhodovanie mladých ľudí, ktorí si hľadajú uplatnenie v priemyselnom odvetví. Do technickej výučby sa pustí málo študentov a ešte menej študentov túto výučbu aj dokončí. Z tohto mála ľudí nájsť takých, ktorí sú dostatočne motivovaní, inteligentní a dokážu pracovať proaktívne a nezávisle, je takmer nemožná úloha. Paul Nelissen: „Trvá to dva až päť rokov, kým operátorovi CNC stroja môžem zadať úplne samostatnú úlohu. A to je osoba, ktorá k nám už prišla s technickým vzdelaním.“

Monotónna práca

Nájsť správnych ľudí nie je jediný problém. Po určitom čase vykonávania práce je dôležité, aby operátora jeho práca stále bavila a prinášala mu zadosťučinenie. „V obrábaní spočíva tajomstvo krásy v spojení teórie a praxe, čím sa vytvorí nový obrobok. Výzvou pre skúseného operátora je takisto správne nastavenie stroja. Keď má túto úlohu úspešne za sebou a výroba sa spúšťa, je po zábave.  Ďalej nasleduje nakladanie a vykladanie stroja.

AUTOMATIZÁCIA

Na vyriešenie oboch problémov sa Paul Nelissen rozhodol automatizovať obsluhu svojho CNC sústruhu Mazak Integrex 200-IV. Proces zhodnotil systémový integrátor Robojob. Ako riešenie automatizácie bol navrhnutý 6-osový robot FANUC a systém IRS-CW, teda integrovaný robotický systém na prácu so skľučovadlom.

Popis nastavenia

Vyspelý stroj na sústruženie a frézovanie má dve skľučovadlá. Robot FANUC je umiestnený na pravej strane otvárania stroja a vďaka naklonenému nastaveniu neprekáža operátorovi. Vedľa robota umiestnená jednotka IRS-CW vkladá neobrobené diely do stroja, kde budú sústružené, a potom vyberá hotové diely. Prebieha to napríklad tak, že robot zoberie surový obrobok zo stojana a po automatickom otvorení dverí ho uloží na prvé skľučovadlo. Po dokončení činností v oboch skľučovadlách rameno robota zoberie hotový obrobok z druhého skľučovadla a položí ho na IRS-CW. Cyklus sa potom zopakuje.

Rameno robota

Je to robot FANUC M-120 iA, 6-osový priemyselný model s integrovanou konštrukciou. To znamená, že všetky ovládacie káble sú zabudované do ramena, aby tak uľahčovali pohyb a zabezpečovali neustálu ochranu káblov. Týmto spôsobom sú chránené aj pneumatické linky. Rameno ovláda operátor pomocou riadiacej jednotky R-30A a ovládacieho panela I-pendant. Keďže operátor CNC stroja neprogramuje robot, na nakladanie a vykladanie CNC strojov navrhol systémový integrátor Robojob špeciálne rozhranie. Toto ovládanie je súčasťou systému IRS-CW a tvorí prepojenie medzi vkladaním a vyberaním obrobkov a medzi robotom a strojom CNC. Čas nastavenia nového cyklu je až prekvapivo krátky. Nastavenie nakladania a vykladania nových obrobkov trvá v priemere 5 minút. Novovytvorené programy sa môžu, samozrejme, uložiť na neskoršie použitie, čo znova skracuje čas nastavenia. Vďaka krátkemu času potrebnému na nastavenie sa môže automatizovať spracovanie aj malých sérií.

Systém IRS-CW

Tento systém spravuje vkladanie surových komponentov a odoberanie hotových dielov. Komponenty s odlišnými rozmermi (priemer: 23 až 250 mm) sa môžu umiestňovať bez potreby použitia špeciálnej mriežky. V závislosti od robota jeden obrobok môže vážiť maximálne 50 kg. Obrobky sa ukladajú na naklonené dosky riadené servo systémom a využitím nastaviteľnej opory obrobkov zostávajú vo vzpriamenej polohe. Okrem toho je súčasťou štandardnej výbavy podnos na uniknutú kvapalinu, ktorá sa z neho vracia späť do stroja. Robot má predvolene primontované dve chápadlá (jedno chápadlo na surové produkty a jedno na hotové produkty), ktoré sú vybavené systémom na rýchlu výmenu úchytov chápadla vyvinutým systémovým integrátorom Robojob. Výmena úchytov chápadla trvá len pár sekúnd.

Rozšírenie

Do systému sa môže doplniť zásobník chápadla a systém na automatickú rýchlu výmenu celých chápadiel. IRS-CW sa môže tiež rozšíriť jednoduchým systémom nastavenia na automatické nakladanie a vykladanie osí. Je dôležité vedieť, že systém IRS-CW sa môže prispôsobiť takmer všetkým starým aj novým strojom CNC spoločnosti FANUC.

Zavedenie

Na zavedenie tohto systému sú potrebné dva dni. Za tým nasleduje jednodňové zaškolenie so zameraním sa na spoznávanie riadiacich jednotiek robota. V praxi zaučenie trvá oveľa menej. Operátor potom zvyčajne zvládne riadenie po niekoľkých hodinách práce.

Bezpečnosť

Opísané nastavenie je teraz chránené priehľadným uzáverom Troax s dvoma posuvnými dverami. Nevýhodou je, že toto riešenie zaberá veľa priestoru. Ak je periférny laserový skener nainštalovaný v robotovi, je možné, dokonca možno aj lepšie, nechať tento uzáver otvorený. Je to v súlade s normou nového robota. Tento skener neustále skenuje okolie a určuje, či sa plánovaný pohyb bude prelínať s naprogramovanou dráhou ramena robota. V prípade prelínania pohyb oneskorí alebo ho aj úplne zastaví. Umiestnenie robota a vysokozdvižného vozíka nemusí byť preto finálne. V súčasnosti v spoločnosti Fijn Mekaniek Nelissen prebieha štúdia, či dokáže Robojob vyrobiť mobilnú jednotku, aby toto nastavenie mohli využívať aj iné stroje.

VYHODNOTENIE

Cena zariadenia nie je pevne stanovená. V závislosti od typu robota a úrovne bezpečnosti by sa táto investícia mala pohybovať medzi 50 a 120 000 Eur. Je teda potrebné zvážiť náklady súvisiace s automatizáciou a zvýšený výnos. Odpočítame teda priemerné mzdové náklady vo výške 38 Eur. Na porovnanie, cena podobného nastavenia sa pohybuje v rozmedzí 3 až 8 Eur za hodinu bez odpísania sumy za robota. Potom platíte už len za spotrebu energie. Paul Nelissen: „Po nastavení robot vykonáva svoju prácu, neunaví sa ani neochorie, dokáže pracovať cez víkendy... a po reštartovaní automatizácie sa operátor môže venovať svojej práci: programovaniu a nastavovaniu stroja CNC.“ Tento systém si obchodného riaditeľa jednoznačne získal. „Je isté, že čoskoro tu bude nový stroj s robotom. Nemôže to byť nijak inak, keďže dnes buď automatizujete svoju prácu, alebo stratíte pozíciu na trhu. A o to druhé určite nemám záujem.“

Použité produkty spoločnosti FANUC