Zrobotyzowana stacja do nitowania haków

256

Automatyzacja i robotyzacja ma swoje silne zaplecze w fabrykach związanych z automotive, elektroniką czy branżą spożywczą. Przymiarki do poważnych inwestycji w roboty robi sektor meblarski, który oprócz solidnych maszyn do obróbki drewna, automatyzację omijał szerokim łukiem. Obecnie przyszedł wreszcie czas na branżę budowlaną. O ile ciężko zautomatyzować układanie cegieł czy wylewki podłogowe, o tyle można opracować inne ciekawe procesy związane z produkcją w tym sektorze. Na uwagę zasługuje fakt, że firmy z polskim kapitałem poważnie podchodzą do inwestycji w automatyzację.

Zrobotyzowane stanowisko do nitowania haków podrynnowych to absolutna nowość zaprojektowana w stajni Alnea. Czołowy producent blachodachówki i pokryć dachowych zlecił zaprojektowanie i budowę stanowiska automatycznego nitowania i pakowania haków, w kilkunastu kolorach i rozmiarach.

Współpraca dwóch robotów – KUKA KR 6 R700-2 i KUKA KR 10 R1420, pozwala na uzyskanie odpowiednio krótkich czasów produkcji. Stacja wyposażona jest w przenośnik taśmowy oraz dwie specjalne przegrody na palety z hakami. Podajnik wibracyjnyWibramet polskiej produkcji jest zasilany przez operatora przez specjalny dosyp. Nity są przemieszczane na pozycjonerze, na którym jest umieszczana blaszka.  Blaszki, najpierw sprawdzane przez system wizyjny Omron umieszczony na robocie, są odkładane na pozycjoner z nitem i przesuwane siłownikiem pod prasę.

Drugi robot jest wyposażony w specjalnie zaprojektowany chwytak do haków. Dwa stanowiska na palety pozwalają na ciągłą produkcję bez zatrzymywania stacji. System wizyjny pozycjonowania 3D Horus skanuje poszczególne warstwy haków, pobiera je i pozycjonuje, a następnie odkłada pod prasę, na której czeka już blaszka z nitem. Jest to istotny proces ze względu na dużą zmienność wygięcia haków i dedykowanych otworów pod nity. Odpowiednie algorytmy Oka dla robota ułatwiają pobranie haka ze skrzyniopalety bez potrzeby wcześniejszego pozycjonowania detali. Po pobraniu wszystkich haków z danej warstwy robot usuwa papierową przekładkę przez specjalny otwór. Po wybraniu haków z danej palety rozpoczyna proces na drugiej palecie.Jeden tacktime obecnie to 12 sekund na jeden hak.

Sprasowany nit z blaszką i hakiem odkładany jest do kartonu przez pierwszego robota. Kartony różnią się wymiarami, ale także liczbą i wielkością haków, które się mieszczą w danej warstwie, a dodatkowo robot układa też przekładki na poszczególnych warstwach. Stacja jest odpowiednio oczujnikowana. Brak kartonów, przekładek czy innych podzespołów jest sygnalizowany operatorowi poprzez sygnały dźwiękowe oraz odpowiednie komunikaty na ekranie HMI.

Ekran dotykowy HMI jest panelem sterowniczym dla operatora. Cała produkcja i zarządzanie jest intuicyjna i prosta. Każdy pracownik po przeszkoleniu może obsługiwać to stanowisko. Na uwagę zasługuje fakt, że stacja może produkować haki o średnicy 135, 155 i 165 mm w kilkunastu różnych kolorach. Maszynę obsługuje się przez proste menu w trybie manualnym lub automatycznym. Z poziomu ekranu Siemens Simatic można uzyskać wszelkie informacje dotyczące logowań i statusów.

Wszystkie drzwi dostępowe są wyposażone w odpowiednie czujniki otwarcia i zamknięcia. Klatka wygrodzeniowa firmy Troax zapewnia bezpieczeństwo osobom znajdującym się w pobliżu stacji.Bezpieczeństwo to jedna z bardziej istotnych kwestii, które mają olbrzymi wpływ na projekt zrobotyzowanej linii produkcyjnej. Atestowane wygrodzenia, odpowiednie oczujnikowanie i rozwiązania poka-yoke to najlepsza ochrona przez zagrożeniem zdrowia lub życia pracowników czy po prostu ludzkim błędem skutkującym uszkodzeniem stacji i produktów.

Możliwości zrobotyzowanego stanowiska do nitowania haków podrynnowych pokazują potencjał branży budownictwa i automatyzacji powtarzalnych procesów.

Komentarze ekspertów

dr Piotr Banacki, Sales Director CEE, Materialise NV

Robotyzacja i automatyzacja to procesy, których z pewnością największa dynamika rozwoju jest jeszcze ciągle przed nami w Polsce. Zarówno rosnące koszty pracy, jak i struktura demograficzna wskazują na nadchodzące zmiany w organizacji procesów produkcyjnych, na które warto się odpowiednio przygotować. Z jednej strony mamy do czynienia z optymalizacją i usprawnieniem procesu produkcyjnego poprzez zwiększoną automatyzację, z drugiej strony spotykamy się ze zwiększonym zapotrzebowaniem na szeroko pojęte oprogramowanie. Musi ono pozwalać na sprawne sterowanie systemami produkcyjnymi oraz szybką ich kalibrację i umożliwiać dynamiczne zmiany programu produkcyjnego.

W wielu gałęziach przemysłu obserwowany jest rozwój asortymentu produkcyjnego z jednoczesnym skróceniem serii produkcyjnej, co stanowi dodatkowe wyzwanie dla robotyzacji i automatyzacji. Dynamika zmian gwarantowana przez pracę ludzką będzie zastępowana przez dynamikę kalibracji robotów czy cobotów. Towarzyszącym wyzwaniem jest wzrastające zapotrzebowanie na precyzyjne i zdywersyfikowane narzędzia, chwytaki, grippery, wkładki, uchwyty wykorzystywane przez roboty i coboty w swojej pracy. Zdolności adaptacyjne ludzkiej dłoni ciągle jeszcze trudno zastąpić uniwersalnym narzędziem.

Stąd też wzrastającej automatyzacji i robotyzacji współtowarzyszy technologia druku 3d oferująca z jednej strony zautomatyzowaną i zrobotyzowaną produkcję pojedynczych detali bądź krótkich serii. Z drugiej strony, druk 3D to bardzo szerokie możliwości produkcji dedykowanych, przystosowanych do konkretnego produktu i procesu produkcyjnego narzędzi, chwytaków, gripenów, uchwytów, które wspierają automatyczną pracę ramienia robota. Ciekawym przykładem jest produkcja elastycznych chwytaków, z wydrukowanymi wewnętrznymi kanałami pneumatycznymi, montowanymi na robotach ABB, czy dedykowane uchwyty na różnych zaciskach firmy Schunk. Szerszy opis przypadków znajdziemy na stronach Materialise w zakładce cases.

Łukasz Szczepkowski, Regional Sales Manager KUKA Polska

Opisany projekt ALNEA doskonale pokazuje, jak na przestrzeni lat zmieniło się podejście do robotyzacji. Branże, które do tej pory nie korzystały z tego typu rozwiązań, dzisiaj wdrażają je na szeroką skalę. To duży krok w stronę Industry 4.0.

Podobnie, jak w branży automotive czy elektronicznej, wymagania, co do środków pozostają te same. Przedsiębiorcy inwestują w szybkie, elastyczne, niezwykle precyzyjne roboty, które można w prosty sposób zintegrować z już istniejącymi zaawansowanymi systemami. Celem jest rozszerzenie ich funkcjonalności i zwiększenie efektywności, mocy produkcyjnych nawet w bardzo wymagających warunkach pracy. Dodając do tego płynność procesów i minimalizację ryzyka awarii, inwestorzy mogą liczyć na realne zyski, stając się bardziej konkurencyjni zarówno na rynku lokalnym, jak i zagranicznym.

Źródło: Redakcja Automatyka Przemysłowa.pl