İsviçre plastik uzmanı Wild & küpfer AG, otomatik montaj hattını kullanarak motor PCB'ler monte ediyor

Görev: Motor PCB'ler için yeni bir montaj hattı oluşturmak. Bu işlem tepsi taşımanın, parça yerleştirmenin ve yönlendirmenin yanı sıra, son montajı inceleyen robotları içerir.

Çözüm: İsviçre tabanlı Robotec Solutions'un sağladığı çözüm, 7 kg taşıma yükü kapasitesine sahip üç adet uzun kollu LR Mate 200iD taşıma robotu olmuştur. FANUC iRVision, ilk robotun motorlu taşıyıcıları kutulardan çıkarmasına ve bunları iş parçası tutucularına yerleştirmesine olanak verir. Daha sonra ikinci iRVision donanımlı LR Mate, motor PCB'lerini taşıyıcılara yerleştirir. Sıcak perçinlemeden sonra, üçüncü robot son montajı onaylar ve bir taşıma birimine yerleştirir.  

Sonuç: Bu çözüm, temel standartların esnek bir hücreye nasıl birleştirilebileceğini göstermektedir. Döngü sürelerinin azaltılması, kalite ve tamlık kontrolleri işlemin bir parçası olarak yapılmaktadır. Kurulum, maksimum esneklik için birkaç dakika içerisinde değiştirilebilir.

Makine mühendisliği, vizyonu destekler

 

Proses otomasyonu, fason imalatçılar için çok önemlidir

 

Karmaşık plastik parçalar üretmek, Wild & Küpfer AG'de otomasyonla yakından ilişkilidir. Altı eksenli FANUC robotları ayrıca – özellikle güvenilirlikleri ve anıldığı gibi "paranın karşılığını verdikleri" için, katma değere katkıda bulunmaktadırlar.

 

1975 yılında Glarnerlang'da Tobias Wild tarafından bir domuz ahırında kurulan şirket, bugün tüm Avrupa'da oldukça rağbet gören bir teknoloji şirketine dönüşmüştür. Wild & Küpfer AG şu an, kendisini modern ve oldukça yenilikçi bir şirket olarak sunmaktadır. Bir rapor hazırladığım sırada, nadiren W&K'dekiler kadar temiz ve iyi düzenlenmiş fabrika tesisleri ile karşılaşmışımdır.

 

Wild & Küpfer AG teknik olarak yüksek kalitede plastik parçalar üretmektedir ve şu an 140 çalışanı bulunmaktadır.  23.000 m² genişliğindeki üretim alanının büyük kısmı Teknik Bölüm için tahsis edilmiştir. Görece daha küçük, fakat oldukça modern olan ikinci sektör ise Tıbbi Bölümdür. Bu bölümde, çalışanlar hala "Temiz Oda Sınıfı 8" koşullarında çalışmaktadır. Çok yakın bir zamanda, bu sınıflandırma "Sınıf 7"ye yükseltilecektir. Wild & Küpfer AG'de Proje Müdürü ve Otomasyon Müdürü olan Daniel Hartmann şunları demiştir: "Bu bölümü yavaş yavaş genişletmeye devam ediyoruz. Önümüzdeki yıllarda çeşitli otomasyon projeleri yürütebilecek ve Industry 4.0 (Nesnelerin İnterneti anlamına gelen Almanca kelime) uygulanması yönünde ilerlemeye devam edeceğiz gibi gözüküyor. Bu kadar yüksek seviyedeki plastik işleme, geliştirme aşamasından inşaat ve üretime ve en sonunda montaja kadar iyi planlanmış işlemlere dayalıdır ve sistematik, sürece odaklı kalite güvencesi içerir. En son yenilik: Wild & Küpfer AG'de enjeksiyon kalıplı parçalar ve montajları ölçmek için kullanılan CT yazıcısına yapılan yatırım. Bu cihaz, montajların ölçümü ve hata analizi için kullanılmaktadır. Hartmann: "Ayrıca, bugüne kadar ölçülemeyen ve erişilemeyen detayları görünebilir kılmamıza olanak vermektedir." Benzer şekilde, şirketin dayanak noktalarından biri olan takım mühendisliği bölümü de yüksek performanslı ekipmanlarla çalışmaktadır. Bunlardan biri laser cusing yöntemidir. Bu prosedürde metalik toz birer tabaka halinde güçlendirildiği için, geleneksel yöntemlerle üretilemeyen soğutma kanalları, takımlarda üretilebilmektedir.

 

Hartmann 2004 yılında Schmerikon'a gelip şirkete katıldığında, robot otomasyonu henüz ilk evrelerindeydi. İlk projeler için birim hacimleri, hesaplanan sınırın yalnızca biraz üzerinde ise de, şirketin sahipleri Wild ve Küpfer burada çok değerli bir yaklaşım fark ettiler: "Müşteriler otomasyon yoluyla kalite elde etmeyi ödüllendirdi." Hiç kimse, tesis turunda gördüğü bir robotun "ikinci bir kariyeri" olduğunu etraflıca düşünmüyor. İlk ürünün üretimi ve montajı otomatik hale getirildiğinde, zaten sekiz yıldır piyasada olmuş oluyordu. Şimdiki durum: müşteri, üretim zamanına on sene daha eklenmesini bekliyor. Fakat, bir hücre bile değişime maruz kalmaktadır. Gittikçe artan birim hacimleri için, ek robotlar entegre edilmiştir. Günümüzde, robotlar canlı üretim tesislerinde sıkça görülebiliyor.

 

Burada, Daniel Hartmann'ın da onayladığı gibi, şirket mümkün olduğunda robotlar gibi standartlaştırılmış bileşenler kullanmaya çalışıyor: "Standardizasyon, yedek parça maliyetlerini düşük tutarak ekipman bakımına yardımcı oluyor. Ayrıca, ihtiyaç olduğunda sistem öğelerini veya montajları birbirinin yerine kullanarak yüksek derecede kullanılabilirlik sağlamaya olanak veriyor." Hartmann, üçüncü bir nedeni de önemli buluyor: "Bana göre, standardizasyon belirli ürünlere/ekipmanlara yoğunlaşmayı teşvik ederek tedarikçilerle ortaklık kurmaya destek oluyor." Bununla beraber, tedarikçilerin rekabetçi olması bekleniyor. Şirketin ilkeleri arasında piyasanın yönlendirdiği bir rekabete sahip olmak amacıyla her ürün için iki adet satın alma veya tedarik kaynağı bulundurmak yer alıyor ve bunların hepsi, ortaklık ruhu ile sürdürülüyor.

 

Otomasyon vasıtasıyla tazelik

 

Wild & Küpfer AG, motor PCB'lerinin montajı için yeni bir montaj hattını faaliyete geçirmiştir. Montaj edilecek bu modül, bina teknolojisindeki havalandırma sistemleri için bir sürücünün bir parçasıdır ve teknik özellikler bakımından ve dış ebatları bakımından farklılık gösteren çok sayıda varyantı bulunur. Önceki birkaç montaj hatlarında olduğu gibi, bu da Seon, İsviçre'den Robotec Solutions tarafından uygulanmaktadır.

 

Daniel Hartmann, "Rutinler bakımından daha da karmaşık hücreler bulunmaktadır", demiştir.  Robotec hücresi,temel standartların esnek bir hücreye nasıl birleştirilebileceğinin bir örneğidir. Hücredeki karmaşıklık düzeyi çok yüksek değildir, bunun nedeni "yalnızca" iki öğenin birleştirilmiş olmasıdır. Enjeksiyon kalıplı parçalar kutu içerisinde teslim edilir. Tedarik bileşenleri, tepsiler üzerinde sunulur ve montaj, birçok istasyona sahip döner indeksleyici tabla üzerinde yapılır.

Fakat uygulayıcılar kolayca belirli detaylara kendilerini kaptıracaklardır. Örneğin, ilk robot tabaka halinde teslim edilen taşıyıcıları kutularından çıkarır. Entegre FANUC iRVision sistemi, robotun tabakayı ve konumu fark etmesine yardımcı olmaktadır. Taşıyıcının, tam olarak döner indeksleyici tabla üzerindeki iş parçası tutucusuna yerleştirildiğinden emin olmak için ise, sistem mekanik merkezleme yardımı kullanmaktadır. Buraya yerleştirilen bir PCB, yönlendirilmiş ve tanımlanmış konumuna sürüklenir ve burada bir kez daha robot tarafından alınır. Bu basit ve etkili bir işlemdir. Bir görüş sistemine sahip ikinci bir LR Mate, tepsilerin üzerindeki motorları taşıyıcı öğelere yerleştirir. İki bileşen de "sıcak perçinlenmiştir" ve döner indeksleyici tablanın daha ötesindeki bir istasyonda görsel ve dokunsal incelemeye tabi tutulurlar. Doğru motor versiyonu ve montaj boyutlarını onaylamak için yapılan bu incelemeden sonra, üçüncü robot montajı bir taşıma birimine yerleştirebilir. Üç robotun modeli de 7 kg taşıma yükü kapasitesine sahip uzun kollu LR Mate 200iD'dir. Bu versiyonda, altı eksenli robotlar 911 mm'lik çalışma alanına sahiptir. Üç adet işletim paneli, hücrenin on tarafında bulunmaktadır. Sistem, en üst düzet hücre kontrolöründe bulunan GE dokunmatik ekran vasıtasıyla merkezi olarak işletilir.

 

Kalite kontrol için sensör teknolojisi

 

Montajın kalitesi ve tamlığı, Robotec hücresi tarafından anında incelenmektedir. İnceleme, şu ilkeye uygun olarak yapılmaktadır: mümkün olduğunca kolay ve güvenli. Göreve bağlı olarak, bir iRVision, bir optik Keyence sensörü veya temel bir sonda kullanılır.

 

Şu anda sistemde üretilmekte olan üç farklı montaj değişkeni bulunmaktadır. Daniel Hartmann'ın da onayladığı üzere, flaşta bir değişiklik meydana gelir: "Program birkaç dakika içerisinde değiştirilebilmektedir. İş parçası tutucuları da, etkin bir şekilde ilerleyebilmek için başka bir türe geçişi mümkün kılan bir hızlı değişim sistemi ile donatılmıştır." Başka bir türün eklenmesi durumunda, program her an iyileştirilebilmektedir. Yararlı detay: Tüm iş parçası tutucuları, döner tablanın altında bulunan, alandan tasarruf eden ve hepsinden önemlisi kullanışlı olan bir alanda muhafaza edilmektedir. Karışmalarını önlemek amacıyla, ayırt edici ve anotlanmış bir renge sahiplerdir. Şirket, bir format değişikliği sırasında işini şansa bırakmamaktadır. "Çalışma planları" üzerine bir barkod basılıdır, the accompany documents of an order. Gerekli tüm bilgiler burada muhafaza edilmektedir. Sistem boş ise, yeni bir sipariş başlatılabilir.

 

Wild & Küpfer AG, Robotec Solutions ile birkaç senedir çalışmaktadır. Daniel Hartmann: "Karşılıklı ilişki, yüksek seviyede ortaklık ile mümkündür. Bu tür bir ilişkiyi müşterilerimizle de sürdürmekteyiz. Schmerikon'da yıllar içerisinde, otomasyon konusundaki uzmanlığımız oldukça artmıştır. Tesislerin ana öğelerinin bir kısmını şirket içinde biz tasarlamakta ve üretmekteyiz", demektedir. Ayrıca esas yeterliliğin montaj hatlarının inşasından ziyade takım mühendisliği, enjeksiyon kalıbı teknolojisi ve gelişmiş ürünlerin montajı olduğunu vurgulamaktadır. Ortak çalışma robotları neslini de göz önünde bulunduran proje müdürünün açık fikirleri vardır. Daha küçük birim hacimleri için hızlı değişim sistemleri ile donatılmış yenilikçi hücreler gittikçe önem kazanmaktadır. Bu tür çözümlerde, robotların tekrar eden görevleri yerine getirmesi ve proses işlevlerini ele alması amaçlanmaktadır. Benzer bir ölçüt olarak, işletme personelinin esneklik sağlaması beklenmektedir. Hartmann: "Ayrıca, robotların, hücrelerin ve kontrol sistemlerinin ağ kurması, Industry 4.0 hususunda günden güne artan bir uygulanabilirliğe sahip olmaktadır."

Başlangıcı, FANUC robotlarının kontrolörlerinde tamamlanmış olarak görmektedir: "Artık makineye bir Web tarayıcısı yoluyla erişebiliyoruz. Bu, olumlu bir gelişmedir ve ağ tabanlı üretim yolunda atılmış bir adımdır."

Laser Cusing

Laser cusing, bir lazer kullanarak tek bileşenli metalik toz malzemelerini eritmek anlamına gelir. Bu prosedür, metalik malzemeli takım öğelerinin birer tabaka halinde güçlendirilmesine olanak verir. Tipik bir tabaka kalınlığı 20 ve 50 µm arasındadır. Karmaşık bir etki stratejisi, büyük takım çekirdeklerinin bile kusursuz şekilde üretilmesine olanak verir. Bu teknolojinin avantajlarından biri, özellikle 3D alandaki karmaşık şekiller için, soğutma kanallarının hedeflenen bir yolda düzenlenebilmesidir. Takım, en iyi şekilde soğutulabilir. Bu, eğrilmeye daha az meyilli ve daha kısa döngü sürelerine sahip parçalar oluşturur.

Kullanılan FANUC ürünleri