Úloha: 
Spoločne so svojim systémovým partnerom, Robotec Engineering, automatizovala spoločnosť Rau AG v Bülachu dva obrábacie stroje v stiesnenom priestore, pričom samotná automatizácia mala zároveň zabrať čo najmenej miesta.

Riešenie: 
Robot s vizuálnym systémom v chápadle, namontovaný v uhle 90° na pojazdovej osi s dĺžkou 7,5 m nad strojmi, aby nebol obmedzený rozsah pohybu a automatizácia mohla byť čo najinovatívnejšia a najefektívnejšia.

Výsledok: 
Počas nočných zmien bez zamestnancov preberá ich úlohy robot M-20iB/25 a dokáže tak vybaviť 1,5-násobok práce prakticky v spánku.

STIAHNUŤ PDF

RAU AG Bülach

Herbert Wagner je vedúci výroby vo výrobnom podniku Rau AG v Bülachu s 80 zamestnancami a vysokým podielom učňov. Spoločnosť vlastní takmer 50 CNC strojov, na ktorých vyrába obrobky pre zákazníkov z rozličných odvetví. Ich sortiment je rozsiahly a preto okrem kvality a presnosti existuje aj ďalšia požiadavka, zdôrazňuje Herbert Wagner: „Okrem povrchovej techniky si vo firme robíme všetko sami. Preto sú pre mňa dôležité bezporuchové komponenty, ako napríklad roboty.“

Pokiaľ ide o vybavenie jeho výrobného závodu, Herbert Wagner je na strane Oscara Wildea: „Mám veľmi jednoduchý vkus. Uspokojím sa vždy s tým najlepším.” 

Dve komplexné sústružnícke centrá sa delia o automatizáciu.

Spoločnosť Rau teraz uviedla do prevádzky ďalšie zariadenie. Jej vývojový postup je dosť typický pre úzky dôverný vzťah, ktorý existuje medzi Wagnerom a Adrianom Albiezom, generálnym riaditeľom ich systémového partnera, Robotec Engineering. Keď Robotec Engineering inštaloval prvé roboty v spoločnosti Rau, títo dvaja spolupracovali už viac ako 20 rokov. Už vtedy padla voľba na FANUC.

Plán existoval už na začiatku projektu – v zásade – pretože pri všetkých záujmoch a účeloch v popredí vlastne vždy stojí úloha a jej riešenie. Namiesto rozsiahlych a aj tak nikdy kompletných technických požiadaviek venujú Wagner a Albiez svoj čas a svoju kreativitu optimálnemu utváraniu požadovaného riešenia. 
Albiez: „Takéto zariadenie vyvíjame v diskusii. Obvykle je to proces.“ Wagner vie, do čoho sa púšťa: „Bez Robotec Engineering ako nášho systémového partnera by sme to inak nedokázali.“ Zariadenie vzniklo s podporou spoločnosti Roth Technik, Sulgen. Majiteľ, Markus Roth: „Ponúkame všetky vedľajšie odbory automatizácie a staviame aj komplexné riešenia na kľúč. Táto malá strojárenská firma sa vyznamenala najmä pri vývoji chápadla. „Začíname so štandardnými komponentmi, ktoré prispôsobíme konkrétnej úlohe a ďalej ich vyvíjame. Napríklad integráciou kamery, ako to bolo v prípade spoločnosti Rau.
Robot M-20iB/25 použitý na novú automatizáciu má vlastný príbeh. Vo svojom prvom „živote“ , robot miesil cesto. 
Výsledkom spoločného projektu bolo zariadenie s dvojvretenovými obrábacími strojmi, prepojené robotom s dosahom 1 835 mm a nosnosťou 25 kg. Pre jednoduchý prístup k strojom bola nad stroje namontovaná pojazdová os s dĺžkou 7,5 m, na ktorej je robot namontovaný v uhle 90°. Relatívne nízky strop haly neumožňoval zavesenie robota. 

Umiestnenie robota nad stroje vyplynul z požiadavky na zachovanie neobmedzeného prístupu do priestoru medzi strojmi. Na zachovanie tejto prístupnosti aj počas prevádzky strojov bol nainštalovaný bezpečnostný program Dual Check Safety, skrátene DCS. Pomocou tohto softvéru sa dá tiež definovať rozsah pohybu robota a v prípade potreby aj zablokovať. Ak operátor v bunke potrebuje prístup k jednému stroju, tak táto oblasť je pre robota označená ako „neprístupná“. Na druhom stroji môže robot ďalej pracovať.   

Silná tvorba pridanej hodnoty

Na oboch dvojvretenových strojoch je možné plne variabilne obrábať tyčový materiál od polomeru 20 mm a od polomeru 65 mm ako prierezy tyče.

V súčasnosti sú stroje plne vyťažené na ďalšie dva mesiace. V tomto období sa budú vyrábať komponenty pre 4K projektorovú optiku, s ktorými má spoločnosť Rau celosvetový úspech. Podstatnou súčasťou úspechu rodinnej firmy so sídlom v Bülachu sú aj dodávky pre výrobcov osadzovacích automatov v polovodičovom priemysle. Tretinu svojho obratu dosahuje firma v Ázii.  Herbert Wagner: „S nákladmi nemáme vôbec žiadny problém.“ Rau AG, založená v roku 1955, si postupne vybudovala svoju silnú pozíciu. Opakovane sa zameriavali na komponenty so silnou tvorbou pridanej hodnoty. 
V popredí stoja materiály s nízkymi nákladmi na obrábanie. Herbert Wagner však podrobne preskúma nový komponent, či pasuje do jeho „rovnice“. A vďaka čomu je spoločnosť Rau tak špeciálna? Wagner: „Ak chcete dobrú službu za férovú cenu, sme partnerom pre vás. Poskytujeme kompletné služby pre diely alebo konštrukčné celky a zákazníkom vieme vďaka našim skúsenostiam poskytnúť podporu aj pri vývoji dielov.
Jedným zo zadaní pri vývoji zariadenia bolo, aby sme dokázali vyrábať široké spektrum dielov. Pevná automatizácia preto neprichádzala do úvahy. Z tohto dôvodu je okrem robota integrovaný aj vizuálny systém. Alebo presnejšie povedané: vizuálny systém je integrovaný do chápadla. Úloha: automatické rozpoznanie polohy a orientácie neobrobeného dielu v nádobe. „Nádoba“ v tomto prípade znamená kartónová škatuľa s priehradkami, v ktorých sa nachádzajú neobrobené diely a do ktorých sa uložia obrobené diely. Orientácia dielov v týchto priehradkách má toleranciu plus/mínus 20 mm. To, aby sa vôbec kartónová škatuľa používala na prenášanie dielov, je jedným zo zadaní zákazníka, v skutočnosti ide o prepravné balenie. „V tomto scenári neexistuje niečo také ako definovaná poloha uchopenia“, hovorí Albiez. 
Riešenie poskytuje namiesto toho kamera. Tým, že sa polohy uchopenia a požadované dopravné zariadenia nachádzajú medzi strojmi, kameru bolo možné umiestniť veľmi vysoko, pod pojazdovú koľajnicu robota. Alternatívne by bola nutná inštalácia kamery na oboch stranách. Prvá možnosť by však nepriniesla uspokojivé výsledky a druhá možnosť by bola príliš nákladná, s potrebou ďalšej kamery. Keďže však chápadlo vstupuje do stroja aj so všetkými trieskami a chladiacim mazivom, kamera by bola čoskoro „slepá“. Preto sa kamera umiestnila do chápadla a síce do boxu otváraného pneumatickým valcom. Adrian Albiez o výhodách riešenia: „Kameru možno nastaviť na optimálny dosah, nezavadzia a je vždy chránená.“ A Robotec Engineering tu priniesol ešte jednu konštrukčnú skúsenosť: všetky káble a hadice sú vedené vnútri chápadla. „To zabraňuje predčasnému opotrebovaniu vedení energie a médií.“ 
To, ako často a kedy sa zariadenie prestavuje, závisí ako všade, od stavu zákaziek. Vždy to však musí ísť rýchlo. Od začiatku bolo rýchle prestavenie jednou z najdôležitejších priorít. Wagner: „Pri známom výrobku trvá prestavenie na tomto zariadení menej ako 15 minút.“ Je to hlavne kvôli potenciálne požadovanému mechanickému nastaveniu čeľuste chápadla. Pri novom, ale podobnom výrobku, to tiež netrvá dlhšie ako jednu hodinu. 

Ak príde zákazka s novým obrobkom, obrábací program sa vytvorí na vlastnom programovacom stanovišti. Albiez: „Upúšťame pritom od učenia robota, pretože to stojí čas a je to náchylné na chyby.“ Robot sa namiesto toho parametrizuje. Pri sústružení to dosť dobre funguje, nie však na všetkých strojoch. Už existujúce programy je možné na stroji priamo vyvolať a prípadne potrebné vstupy je možné realizovať priamo na dotykovej obrazovke prehľadnej ovládacej jednotky.

Zarábajte aj počas zmeny bez zamestnancov 

Cieľom je vždy zariadiť zákazky tak, aby hneď bežali v automatizovanej zmene bez zamestnancov. Pretože čas od 17.00 do 7.00 nasledujúceho rána zodpovedá viac ako jednej a pol zmene so zamestnancami – s náležite vyššími nákladmi na personál. Z ekonomického hľadiska preto môže dávať zmysel ešte jedno dodatočné prestavenie, aby mohla nočná zmena prebehnúť automatizovane. 

Aby to však fungovalo aj v praxi, musí sa Wagner spoľahnúť tak na stroj, ako aj automatizáciu. Vyžaduje sa vysoká disponibilita a spoľahlivá prevádzka – kritériá, ktoré uľahčujú rozhodnutie v prospech robotov FANUC a CNC. Herbert Wagner, ktorý je zodpovedný aj za kvalitu, hovorí: „Možno sa tieto komponenty neintegrujú ľahšie, ale poznáme a ceníme si spoľahlivosť robotov FANUC.“ Ako príklad nám porozprával o 35-ročnej riadiacej jednotke stroja, ktorý potreboval novú obvodovú dosku plošných spojov. Získanie príslušného náhradného dielu od spoločnosti FANUC nebol vôbec žiadny problém: „Potrebný náhradný diel dostanem ešte aj po desaťročiach.

Strojový park sa zároveň pravidelne rozširuje a modernizuje. To však neznamená, že roboty putujú po dokončení svojej práce do šrotu. Aj pre staré roboty sa vždy nájde nejaká nenáročná úloha.

Flexibilita spoločnosti Rau ide dokonca tak ďaleko, že vlastne už dobre fungujúce zariadenie predali jeho doterajšiemu zákazníkovi. Tri roky prevádzkovala spoločnosť Rau toto zariadenie „vyslovene ziskovo“, konštatuje Wagner. Projekt pre automobilový dodávateľský priemysel potom opustili kvôli novým príležitostiam na trhu. Zjavne k obojstrannej spokojnosti.