Kolaboratívny model: spoločnosť STIHL otvára brány kolaboratívnym robotom FANUC
V závodoch výrobcu motorových píl, STIHL, so sídlom vo Waiblingene blízko Stuttgartu sú v prevádzke už stovky robotov. A teraz svoju rodinu robotov rozšírili aj o prvý kolaboratívny robot. STIHL urobil rázny krok vpred k technologickému vývoju, keď sa rozhodol pre FANUC CR-35iA. Robot odbremeňuje pracovníkov baliacich liniek so skracovacími pílami.
Spustenie výroby trvalo len tri dni. Už po troch dňoch sa podarilo vyrobiť stanovený počet kusov, a to vďaka dobrej príprave na prvotné uvedenie kolaboratívneho robota do prevádzky v spoločnosti STIHL. Tím výrobných inžinierov zo STIHLU sa celý rok venoval vypracovaniu technických požiadaviek a príprave pracoviska na spustenie robota CR-35iA. A intenzívna príprava priniesla ovocie. Už na prvej nočnej zmene išlo všetko ako po masle. Práve vtedy sa ukázalo, do akej miery pomohla tímu vedúceho skupiny, Andrého Langa, ktorý má na starosti servis a plánovanie hardvéru, osobná skúsenosť s robotickou technológiou spol. FANUC, ktorú využívajú v mnohých oblastiach:
Pred zavedením robota na pracovisku linku obsluhovali a výrobky testovali operátori manuálne.
„Shake test“ je v podstate akustický test, pri ktorom robot potrasie pílou, no zároveň ide aj o dôležitú časť kontroly kvality a výslednej kontroly. Ak počas trasenia počujete pílu cvaknúť, nasávacia hlava je správne namontovaná a píla sa môže zabaliť. Jedna skracovacia píla váži okolo 10 kg, pričom jeden pracovník za zmenu prenesie až cca osem ton. Práve preto robot výrazne pracovníkom uľahčuje prácu.
Pracovníci baliacej linky boli súčasťou projektu hneď od začiatku. Nielen že mohli odborne zhodnotiť prípravu testu, no zároveň sa podieľali aj na projektovaní a ergonómii. Markus Wahl, výrobný inžinier v STIHLE, ktorý je okrem toho zodpovedný aj za návrh montážnych systémov, sa s robotmi počas vývoja stretával každý deň. „Pracovníci baliacej linky prišli s mnohým vylepšeniami, ktoré sme neskôr použili.” Tieto vylepšenia vychádzali priamo z praxe, preto boli relevantné aj po inžinierskej stránke, a vďaka nim zamestnanci túto zmenu pozitívne prijali od samého začiatku.
Na zastavenom dopravníku sa nachádza približne 80 lôžok na upevnenie obrobkov. Dĺžka zásahov v rámci EOL testoch na jednotlivých pílach sa však môže líšiť, preto na spustenom dopravníku nie je vždy upevnených až 80 obrobkov. Niekedy býva zopár po sebe nasledujúcich lôžok prázdnych. Nieľko kamerových systémov pozdĺž dráhy dopravníka zaznamená hák na zastavenom dopravníku, na ktorom visí píla, a prenáša tieto údaje do hlavného ovládania, a ukladá do správy údajov. Rýchlosť robota sa zosynchronizuje s rýchlosťou dopravníka prostredníctvom sledovacieho softvéru Line Tracking a robot v správnom okamihu zodvihne pílu. Ako vysvetľuje Markus Wahl: „Naším cieľom je využívať robota v čo najsúvislejších intervaloch, aby nemal žiadne prestoje.” Jedným z malých „zlepšovákov“ je variabilná rýchlosť závesu.
Robot môžu vďaka tomu využívať v plnom rozsahu a zároveň dočasne uložiť pílu za dopravníkom. Táto funkcia sa využíva, keď sa napríklad v baliacej stanici nahromadí viacero píl, ako dokáže pracovník skontrolovať alebo keď má prestávku. V tomto prípade robot pracuje úplne automatizovane. Cieľom vo všetkých staniciach je, aby bol dopravník prázdny. Ak z montáže prichádza menej píl, robot zatiaľ vyprázdni dočasné úložisko. Premennou je v tomto prípade pracovník. Časy testov jednotlivých píl sa môžu líšiť.
Markus Wahl dodáva: “Na tomto sme sa museli dohodnúť s oddelením riadenia.”
Ak by robotu ušiel obrobok, načrtajú sa iné katastrofické scenáre. Robot uchopí pílu za obe rúčky, jednu po druhej. Len ak drží obe rúčky, môže robot zdvihnúť pílu zo zastaveného dopravníka. Ak sa tak nestane, musí počkať na ďalší kus.
Ak vezmeme do úvahy úsilie vynaložené na systémovú integráciu (nielen chápadla), načrtá sa otázka, prečo STIHL nevyužil služby externého systémového integrátora, ale rozhodol sa riešiť vývoj interne? Podľa Markusa Wahla je odpoveď veľmi jednoduchá: „Poznáme svoje produkty, svoje procesy a svojich zamestnancov vo výrobnom závode. Na základe toho, že sme zapojili aj ľudí z výroby už v prvotnom štádiu projektu, máme prehľad o situáciách, ktoré môžu nastať.“ Okrem toho externý integrátor by sa musel oboznámiť s našimi produktovými a montážnymi databázami a naštudovať si štruktúru nášho výrobného procesu, čo by stálo veľmi veľa času. André Lange poznamenal: „Naše špecifické požiadavky by sme nevedeli stanoviť vopred.“
Kompatibilita kolaboratívneho robota CR-35iA so štandardným ovládacím systémom FANUC, rovnako ako v prípade jeho „žltých kolegov”, sa ukázala ako jedna z najväčších výhod. Technológia ovládania a používateľské rozhranie sú úplne rovnaké. STIHL už systémové komponenty (ako napr. softvér Line Tracking od FANUCU), ktorý je užitočný najmä pri synchronizácií robota so zastaveným dopravníkom, integráciu kamerových systémov alebo osvedčený softvér Collision Guard veľmi dobre poznal a vedel ich oceniť.
Práve v tejto oblasti má STIHL rozsiahle skúsenosti. Od počiatkov robotiky v polovici deväťdesiatych rokov sa robotické inžinierstvo v spoločnosti STIHL značne vyvíjalo, najmä vďaka stovkám FANUC robotom vo všetkých prevádzkach STILHU po celom svete. André Lange zdôraznil: „Zavádzame a riadime sa relatívne jednotnými výrobnými konceptmi vo všetkých závodoch. Výrobné zariadenia, ktoré používame po celom svete, ako napríklad roboty FANUC, nám zjednodušujú prácu v rôznych oblastiach, či už ide o inžinierstvo, programovanie alebo servis.“
