Используйте навигацию

Швейцарский производитель пластмассы Wild & Küpfer AG выполняет сборку движущихся печатных плат с помощью гибкого роботизированного модуля

Задача. Создание новой сборочной линии для сборки движущихся печатных плат. Установка роботов для работы с поддонами, укладки и ориентации деталей, осмотра деталей в сборе.

Решение. Решение, предоставленное швейцарской компанией Robotec Solutions, включает погрузочно-разгрузочные роботы LR Mate 200iD с тремя руками и грузоподъемностью 7 кг. Первый робот с системой FANUC iRVision извлекает движущуюся каретку из коробки и размещает ее в держателе изделий. Второй робот LR Mate с системой iRVision размещает движущиеся печатные платы в каретках. После горячей клепки третий робот проверяет изделия в сборе и размещает их на транспортировочном поддоне.  

Результат. Решение показывает, как гибкий модуль может отвечать всем основным стандартам. Сокращена продолжительность цикла; в ходе работы проводится проверка качества и целостности сборки. Возможность изменения параметров за несколько минут обеспечивает повышенную гибкость решения.

Механическая конструкция поддерживает техническое зрение

 

Автоматизация процесса имеет особое значение для предприятий-субподрядчиков

 

В Wild & Küpfer AG считают автоматизацию процесса изготовления пластиковых деталей важным аспектом своего производства. Шестиосевые роботы FANUC не только отличаются надежностью и оптимальным соотношением цены и качества, но и расширяют возможности автоматизации.

 

Предприятие, основанное Тобиасом Вильдом в 1975 г. в маленьком сарае на востоке Швейцарии, превратилось в технологическую компанию, продукция которой востребована по всей Европе. Сегодня Wild & Küpfer AG — это современная и инновационная компания с прозрачной и хорошо организованной системой производства.

 

Wild & Küpfer AG занимается производством высококачественных деталей из пластмассы. Штат компании на сегодняшний день насчитывает 140 человек.  Большая часть производственной площади, составляющей 23 000 м², выделена для технического подразделения. Второе по величине подразделение компании занимается производством инновационных деталей для медицинской промышленности. Рабочие помещения этого подразделения соответствуют стандарту чистоты класса 8. В ближайшем будущем показатели чистоты помещения планируется повысить до класса 7. Даниэль Хартманн (Daniel Hartmann), руководитель проектов и начальник отдела автоматизации Wild & Küpfer AG говорит: «Мы продолжаем расширять это подразделение. Вероятно, в ближайшие годы мы сможем реализовать ряд проектов по автоматизации производства. Мы также будем продолжать работу в области реализации концепции "Промышленность 4.0" (нем. Industrie 4.0; термин появился в Германии и используется в рамках концепции Интернета вещей)». Высокий уровень переработки пластмассы объясняется качественной организацией всех процессов: от разработки и проектирования до производства и сборки. На каждом этапе регулярно проводится проверка качества с учетом особенностей конкретной операции. Последнее приобретение компании: компьютерный сканер, который используется для измерения отлитых под давлением деталей и сборных изделий. С помощью этого устройства Wild & Küpfer AG измеряет сборные изделия и проводит анализ дефектов. Хартманн говорит: «Сканер позволяет визуализировать детали, которые прежде не поддавались измерению». Один из приоритетных отделов компании — отдел технологий изготовления инструментов — также опирается на оборудование с высокими рабочими характеристиками, в том числе предназначенное для лазерного плавления металла. При лазерном плавлении порошковый металл накладывается слой за слоем, что дает возможность найти оптимальное положение охлаждающих каналов инструмента. Это невозможно при применении традиционных методов.

 

Когда в 2004 г. Хартманн перебрался в Шмерикон и устроился на работу, компания только вступила на путь роботизации производства. Но, несмотря на минимальный объем роботизации, владельцы компании — Вильд и Кюпфер — уже говорили о том, что заказчики отметили повышение качества продукции. Такого результата удалось добиться исключительно благодаря автоматизации производства. Никто и не думает об утилизации или перепрофилировании робота. С момента первого этапа автоматизации производства и сборки робот «живет» на рынке вот уже восемь лет. Более того, заказчик ожидает, что приобретение прослужит ему еще 10 лет. Однако даже такие роботизированные модули нуждаются в некоторой модификации. В целях увеличения объема производства были интегрированы дополнительные роботы. Сегодня уже никто не удивляется, когда видит действующего робота в ярко освещенном цехе.

 

Компания всегда старается использовать стандартизированные компоненты, в том числе роботы. Даниэль Хартманн объясняет: «Стандартизация помогает обеспечить должный уровень технического обслуживания и сократить расходы на запасные части. Кроме того, мы можем поддерживать высокий уровень доступности, поскольку элементы и детали систем взаимозаменяемы». Хартманн отмечает еще одно преимущество: «Мне кажется, что стандартизация позволяет сосредоточиться на производстве конкретного продукта или оборудования, что способствует укреплению отношений с поставщиками». Однако каждый поставщик должен заботиться о собственной конкурентоспособности. Компания принципиально пользуется услугами двух поставщиков каждого продукта, внося тем самым вклад в сохранение конкуренции на рынке. Хотя, конечно, главным приоритетом компании остается атмосфера партнерства.

 

Новые тенденции в автоматизации

 

Для сборки движущихся печатных плат компания Wild & Küpfer AG ввела в эксплуатацию новую сборочную линию. Модуль является частью приводного механизма системы вентиляции здания, поэтому у компании было множество вариантов конструкции, каждый из которых имел собственные технические параметры и внешние габариты. Как и в случае с другими сборочными линиями, сборкой модуля занялась компания Robotec Solutions (Зеон, Швейцария).

 

«Существует множество вариантов модулей, которые сложны с точки зрения эксплуатации», — говорит Даниэль Хартманн.  Гибкий модуль Robotec — это пример того, как сочетание простых технологий и стандартов может стать оптимальным решением. Относительная простота модуля обусловлена тем, что по сути он состоит из двух компонентов. Детали, отлитые под давлением, доставляются в коробках. Элементы системы подачи доставляются на поддонах и собираются на делительно-поворотном столе с несколькими сборочными станциями.

Однако некоторые детали заслуживают отдельного внимания. Например, первый робот извлекает каретки из коробки, в которой они уложены слоями. Встроенная система FANUC iRVision помогает роботу распознать слой и положение каретки. Чтобы обеспечить точное расположение каретки в держателе изделий на делительно-поворотном столе, система использует инструмент механического центрирования. Печатная плата проскальзывает в направляющие в необходимом положении, откуда ее поднимает робот. Процесс прост, но эффективен. Второй робот LR Mate с системой технического зрения берет двигатели с поддона и устанавливает их на каретках. Оба компонента скрепляются методом горячей клепки и отправляются на следующую станцию делительно-поворотного стола, где проходят визуальную и тактильную проверки. После проверки, в ходе которой определяются версия двигателя и размеры установки, третий робот размещает сборное изделие на транспортировочном поддоне. Модуль состоит из трех роботов модели LR Mate 200iD с длинной рукой и грузоподъемностью 7 кг. Роботы этой модели имеют шесть осей с рабочим охватом 911 мм. В передней части модуля расположены три пульта управления. Управление системой осуществляется с сенсорного экрана GE верхнего контроллера.

 

Сенсорные технологии и контроль качества

 

Модуль Robotec обеспечивает контроль качества и целостности изделий на месте. Проверка проводится по принципу «максимум простоты и удобства». В зависимости от конкретной задачи используется система iRVision, оптический датчик Keyence или стандартный датчик.

 

В настоящее время система обеспечивает производство сборных изделий трех типов. Переключение между типами изделий выполняется очень быстро. Даниэль Хартманн подтверждает это: «Изменение программы занимает несколько минут. Держатели изделий оборудованы системой быстрой замены, что обеспечивает эффективный и быстрый переход на производство изделий другого типа». Если компания решит начать производство изделий другого типа, программу можно изменить в любое время. Немаловажный факт: все держатели изделий хранятся в компактном виде под поворотным столом. Во избежание путаницы каждый держатель имеет анодное покрытие своего цвета. Никаких рисков при смене формата. Штрих-коды указываются в сопроводительной документации к заказу. Здесь же указана вся необходимая информация. Если система пуста, можно оформлять новый заказ.

 

Компания Wild & Küpfer AG уже несколько лет сотрудничает с Robotec Solutions. Даниель Хартманн говорит: «В основе крепкого сотрудничества лежат хорошие взаимоотношения. Мы придерживаемся этого же принципа и в отношениях с заказчиками. В Шмериконе мы приобрели огромный опыт в области автоматизации. Основные компоненты установок частично производятся прямо у нас на заводе». Хартманн также подчеркивает, что основными направлениями деятельности компании являются изготовление инструментов, литье под давлением и сборка профессиональных инструментов, а не проектирование сборочных линий. Руководитель проектов имеет четкое представление о будущем роботов на производстве. Среди производителей небольших партий изделий все большую популярность приобретают инновационные модули с системой быстрой замены инструментов. В этой сфере роботы будут выполнять стандартные повторяющиеся задачи и участвовать в процессах погрузки и разгрузки. Повышенная приспособляемость производства будет поддерживаться людьми. Хартманн говорит: «В рамках концепции "Промышленность 4.0" идея взаимодействия роботов, автоматизированных модулей и систем управления становится все более реальной».

Хартманн уверен: контроллеры роботов FANUC предоставляют все необходимое. «Теперь мы получаем доступ к станку через веб-браузер. Это очень полезное новшество и очередной шаг на пути к системе производства, управляемой по сети».

Лазерное плавление металла

Лазерное плавление металла — это технология плавления однокомпонентных металлических порошковых материалов с помощью лазера. Эта процедура позволяет создавать компоненты инструментов путем поэтапного наложения слоев на основе металлических материалов. Стандартная толщина слоя: 20–50 мкм. Продуманный подход к экспонированию обеспечивает беспроблемное изготовление основ даже для крупногабаритных инструментов. Еще одно преимущество данной технологии заключается в возможности особого расположения охлаждающих каналов при изготовлении трехмерных деталей сложной формы. Таким образом, инструмент получает надлежащий уровень охлаждения, что позволяет создавать менее подверженные скручиванию детали и сократить продолжительность цикла.

Продукция FANUC в работе