Задачата:
Добре известният производител на верижни триони STIHL, който се намира във Ваиблинген, близо до Щутгарт, произвежда също така и гама от бензинови ъглошлайфи. Тук е мястото, където колаборативният робот CR-35iA е пуснат в експлоатация. Ъглошлайфът тежи около 10 кг и без помощта на CR-35iA, операторът трябва сам да се справи с него. Това се оказва твърде голямо бреме за оператора.
Решението:
Използването на робота би трябвало да намали бремето за служителите на конвейера за опаковане на ъглошлайфи. На новия конвейер за опаковане задачата на робота е да вдигне ъглошлайфа от окачения конвейер, да извърши теста с разклащане и да го държи окачен, докато се извършва окончателната визуална инспекция. След това роботът поставя ъглошлайфа в кутия за транспортиране.
Резултатът:
Роботът освобождава служителите от бремето на конвейера за опаковане, движейки се със скорост от 250 мм/сек. И се заема с повдигането на тежки товари вместо работниците. Тъй като един ъглошлайф тежи около 10 кг, общото натоварване по време на една смяна за един работник е около 8 тона. Софтуера на FANUC „Line tracking” и опцията “Collision Guard”, които са вече добре познати на STIHL, опростяват процеса. STIHL работи с FANUC роботи в световен мащаб от 90-те години.
Изтегли PDF
Софтуера на FANUC „Line tracking” и опцията “Collision Guard” с CR-35iA
Колаборативен модел - STIHL поема по нов път с колаборативен робот на FANUC
Стотици роботи вече се употребяват от производителя на моторни триони STIHL, във Ваиблинген, близо до Щутгарт. Сега беше добавен и първият колаборативен робот. STIHL ясно е поел към разработването на технологии с използването на FANUC CR-35iА. Роботът освобождава служителите на конвейера за опаковане на ъглошлайфи от бремето.
Стартирането на производството отне само три дни. За това време определените количества вече бяха постигнати. Това се дължеше на добрата предварителна подготовка за първото внедряване на колаборативния робот от STIHL. Екипа за промишлена техника на компанията посвети цяла година в разработване на техническите изисквания и в подготовка на работното място на CR-35iA. Цялата интензивна подготовка даде резултат. Още през първата нощна смяна, роботът работи без нито една засечка. Екипът на Андре Ланж, отговорен за обслужването и планирането на хардуера, се възползва от добрите познания за роботите на FANUC, които са придобити чрез множеството вече внедрени техни приложения:
Товароразтоварването и програмирането са вече добре познати на екипа, което както Андре Ланж посочва"ни позволи да се съсредоточим върху прилагането на концепцията за колаборативна работа".
STIHL от години е поел по пътя на растежа
Миналата година производителят на верижни триони постигна рекорден приход от € 3.46 милиарда. Между 2015 и 2019 г. инвестициите на компанията в световен мащаб в развитието на продукта, производството и продажбите бе приблизително €1 милиард. От тях € 300 милиона бяха инвестирани само в компанията-майка - ясен ангажимент към немското производство. Асортиментът от продукти за професионалния потребител, включително ъглошлайфите, са произвеждани и опаковани в седалището на компанията във Ваиблинген. Тук е мястото, където колаборативният робот CR-35iA е пуснат в експлоатация.
На новия конвейер за опаковане задачата на робота е да вдигне ъглошлайфа от окачения конвейер, да извърши теста с разклащане и след това да го държи окачен, докато се извърши окончателната визуална инспекция . След това роботът поставя ъглошлайфа в готовата транспортна опаковка. В тази зона на сътрудничество роботът се движи с допустима скорост от само 250 мм/сек.
CR-35iA поема поема изпълнението на предизвикателни задачи
Преди въвеждането на робот на тази поточна линия, манипулирането и теста с разклащане са се извършвали ръчно от оператора.
Преди въвеждането на робот на тази поточна линия, манипулирането и теста с разклащане са се извършвали ръчно от оператора.По същество тестът с разклащане е звуков тест, при който ъглошлайфа се разклаща - но това е важна стъпка при осигуряване на качеството и окончателната инспекция. Ако при разклащането се чува звук от "прищракване", то тогава вакуумната глава е монтирана правилно и ъглошлайфа може да бъде опакован. Тъй като един ъглошлайф тежи около 10 кг, това възлиза на общо повдигнато тегло от около осем тона от един работник за една смяна. Следователно, роботът значително облекчава работника.
Персоналът на конвейера за опаковане участва в проекта от самото начало. Те не само можаха да дадат експертна оценка на тестовия етап, но също повлияха на дизайна и ергономичността. Маркус Вал от отдела за промишлена техника на STIHL и отговорен за изграждането на монтажните системи, ежедневно се занимаваше с роботите по време на периода на разработката: “Служителите на конвейера за опаковане дадоха много добри идеи, които бяха внедрени." Тъй като предложенията дойдоха директно от практическия опит, те лесно се възприеха както от инженерите, така и от операторите още от самото начало.
Окаченият конвейер има монтирани около 80 детайла. Но тъй като продължителността на тестването на всеки ъглошлайф в край на конвейера може да варира, не всички от монтираните детайли на непрекъснатия конвейер са заети. В някои случаи няколко поредни позиции остават свободни. Натоварената кука на окачения конвейер, от която вися ъглошлайфа, се разпознава от няколко видео камери по протежението на конвейерната лента и тази информация се предава на главния контролер и управлението. Роботът синхронизира скоростта си с конвейера чрез софтуера „Line Tracking” на FANUC и след това се задейства в точния момент. Маркус Вал разяснява: "Целта е да се оползотвори роботът колкото е възможно по-продължително, за да не работи на празен ход." Един от многото малки трикове, които се използват, е скоростта на закачане: Тя е проектирана да бъде променлива.
За да може роботът да се използва максимално, има и междинно складиране след висящия конвейер. Този буфер се използва, например, когато повече ъглошлайфи пристигат за опаковане, отколкото работникът може да инспектира, или ако той излезе в почивка. Тогава роботът работи напълно автоматично. Целта във всички ситуации е да се поддържа празен окаченият конвейер. Ако "снабдяването" от монтажната линия е по-малко, роботът работи, за да изпразни буфера. В тази позиция променливата е служителят. Времето за индивидуалните тестове може да варира.
Маркус Вал коментира: “Трябваше да оправим това с регулиращите съоръжения"
Ако роботът пропусне изделия, има различни сценарии. Роботът хваща ъглошлайфа за двете дръжки една след друга. Само когато е хванал и двете дръжки , само тогава роботът може да свали ъглошлайфа от окачения конвейер. Ако това не стане, той изчаква следващото изделие.
Ето защо, отбелязва Маркус Вал: "Ние проверяваме пълния повдигнат товар директно на грипера."
STIHL използва нова технология за производство
STIHL е разработил свой собствен грипер за захващане за CR-35iA. Той е базиран на конвенционалния грипер. Това обаче, не е видимо с просто око, тъй като грипера е покрит със защитен слой, който има допълнителен смекчаващ ефект при контакт с човека. За да се постигне това, беше необходимо производствените инженери във Ваиблинген да включат доста допълнителни техники. В резултат на това, грипера беше разработен като интерактивен елемент между човека и робота. Той показва на какъв режим се работи чрез светодиоди. Червеният светодиод свети, например, когато роботът работи във високоскоростен режим при 750 мм/сек. Безопасният колаборативен режим (Machine Robot Collaboration) се визуализира чрез син светодиод. Светещите бутони, разположени на грипера, позволяват на оператора да потвърди OK статус или NOK статус, ако е открил неизправност в ъглошлайфа, държан от грипера и той трябва да се изпрати за преработка. Ако роботът е в състояние на покой, защото скенерът е открил човек в зоната на безопасност, например, тогава функцията на грипера е деактивирана. В резултат оперативните изисквания 10 кг товароносимост и 750 мм/сек максимална скорост са постигнати.
Гриперите на роботите са снабдени със специални биометрични датчици и действат като взаимодействащ елемент между човека и робота
Усилията за системната интеграция, не само по отношение на грипера, поставят въпроса защо STIHL не разчита на какъвто и да е външен системен интегратор, а извършва интеграцията със собствения си персонал. За Маркус Вал отговорът е лесен: "Ние познаваме продуктите си, процесите и служителите в производството. И именно защото разговаряхме с хората в производството още в началния стадий, ние бяхме подготвени за различните ситуации, които могат да възникнат." Освен това, справянето с подобни продукти и бази данни както и запознаването със структурата на производството щеше да отнеме значително време на един външен интегратор. Както посочва Андре Ланж: "Ние нямаше да можем да определим нашите специфични изисквания предварително."
Способността да използваме колаборативния робот CR-35IA със стандартната система за управление на FANUC, точно както при жълтите му "колеги", се оказа едно от главните предимства: Технологията за контрол и потребителският интерфейс са едни и същи. Използваните компоненти на системата, като FANUC софтуерът "Line Tracking”, който е особено полезен за синхронизация с окачената конвейерна система, интеграцията на камерите или вече доказаната софтуерна опция “Collision Guard”, вече са добре познати и оценени от STIHL.
Именно в това STIHL има огромен опит. След първоначалното въвеждане на роботиката в средата на деветдесетте години, е натрупан много практически опит , особено със стотиците FANUC роботи, които работят във всички фабрики на STIHL по цял свят. Андре Ланж подчертава: “Ние прилагаме и следваме относително еднакви концепции в производството ни по целия свят. Производствените съоръжения, които се използват по света, като FANUC роботите, правят живота ни по-лесен на различни нива - от инженерството и програмирането, чак до обслужването."
"Очаква се в бъдеще да се увеличи употребата на роботи в производствените ни процеси," обяснява Ланж. Фактът, че колаборативната роботика понастоящем е на фокус, се дължи единствено на по-нататъшното развитие на съществуващата производствена стратегия, с нейното високо ниво на вертикална интеграция. Андре Ланж: "Ние винаги си задаваме въпроса: Как могат роботите да облекчат ежедневието на служителите? Колаборативната роботика е технология, която разкрива нови пътища: Сега имаме възможността хората да работят ръка за ръка с робота. Ние искаме да изпробваме това, за да се придвижим напред и да спечелим конкурентно предимство."
Аргументите, които Андре Ланж излага в полза на колаборацията между робота и машината, могат повече или по-малко да се приложат и за конвенционалната роботика. Все пак той ясно посочва, къде лежи ключовата крачка напред за STIHL: "Ние вече имаме голяма степен на автоматизация, но сега трябва да потърсим и запълним съществуващите пропуски. Тази технология разкрива нова перспектива за проектиране на производството."
Безопасността е с приоритет
CR-35iA се използва ежедневно в продължение на повече от половин година и удовлетвореността от робота е не само сред ръководителите на проекта Андре Ланж и Маркус Вал. Той също е изцяло приет и от служителите. Колаборативният робот е наричан на галено вътре в компанията с името„Хълк“ и е нещо, с което никой от служителите на STIHL не би искал да се раздели.
Сътрудничество със здравните органи и органите по безопасността в цял свят
CR-35iA се използва ежедневно в продължение на повече от половин година и удовлетвореността от робота е не само сред ръководителите на проекта, Андре Ланж и Маркус Вал. Той също е изцяло приет и от служителите. колаборативният робот е наричан на галено вътре в компанията с името„Хълк“ и нещо, с което никой от служителите на STIHL не би искал да се раздели.
Информация относно STIHL
STIHL Груп разработва, произвежда и разпространява моторизирано оборудване за горското и селското стопанство, както и за външно градинарство, строителната индустрия и за взискателния частен потребител. Гамата продукти е допълнена от VIKING асортимента за градинско оборудване. Продуктите се продават в повече от 160 страни чрез мрежа от упълномощени сервизни агенти - състояща се от 37 търговски и маркетинг филиали, около 120 вносители и повече от 45 000 оторизирани търговци. STIHL се произвежда в седем държави в света: Германия, САЩ, Бразилия, Швейцария, Австрия, Китай и Филипините. От 1971 г. STIHL е най-продаваната марка в света за моторни верижни триони. Компанията е основана през 1926 година и е със седалище във Ваиблинген, близо до Щутгарт. През 2016 STIHL генерира продажби от € 3.46 милиарда и има 14920 служители в цялия свят.
