Roboty FANUC a stroj ROBODRILL jako základ flexibilní automatizace
V dílnách firmy Vullings Metaalbewerking v nizozemském Horstu běží stroje 24 hodin denně. Pokud jde o výběr strojů, organizaci výroby a programy CNC systémů, všechno se točí kolem automatizace. Konkrétně kolem flexibilní automatizace, neboť v tomto silně automatizovaném prostředí probíhá i malosériová a kusová výroba.
V areálu Vullings v Horstu sídlí vlastně dvě divize. Vullings Systemen BV je tradičním producentem postřikových systémů pro odvětví zahradnictví, ale také navrhuje a vyrábí zařízení na zakázku. Vullings Metaalbewerking BV je subdodavatelem obrobků pro soustružení a frézování, zpravidla z nerezu nebo jiných speciálních ocelí. Zvládá také obrábění plastů. „Tato dvojice se skvěle doplňuje,“ vysvětluje ředitel Jeroen Evers. “Strojní součásti vyrábí divize Metaalbewerking a Systemen BV zase kromě strojů pro třetí strany vyrábí i systémy, které se používají při automatizaci v divizi Metaalbewerking.”
7 dnů v týdnu, 24 hodin denně
Koncept automatizace spuštěný před 10 lety je nyní integrován do všech aspektů podnikání a v současnosti zahrnuje pětici robotů.
Obráběcí centra se otáčejí 7 dnů v týdnu, 24 hodin denně. Během naší návštěvy zrovna stroj ROBODRILL vyráběl raménka pro postřikové systémy Champion. Robot FANUC sbírá jednotlivé odlitky z podávacího dopravníku a ukládá je do stroje. Optický systém umístěný nad dopravníkem informuje robot o poloze dílů a vhodném postupu sběru. Po dokončení obrábění robot uchopí postřikové raménko a uloží je na výstupní dopravník. Optický systém vyhledává volné místo a podle potřeby instruuje dopravník, aby nějaké vytvořil. Obsluha na konci dne jen zkontroluje, zda je připraven dostatek odlitků, aby výroba mohla pokračovat celou noc.
Manipulace s paletami
„Začali jsme automatizací dvou velkých obráběcích center,“ vysvětluje Frank Gijsen, manažer automatizace výrobních procesů. “Mezi stroje jsme umístili robotické buňky vybavené roboty FANUC R-2000iB a přibližně 80 pozicemi pro produkty. Obsluha odpovídá za přípravu produktů a ukládání dílů na palety. Roboty odnášejí palety ke strojům, kde je vykládají. Roboty osazené systémem vidění FANUC přímo sbírají menší díly a ukládají je na dopravník.”
20 let bez poruchy
„Vzhledem k tomu, že ve stávajících buňkách se často vyrábějí poměrně malé produkty, hledali jsme rychlý stroj, který je zvládne,“ pokračuje Jeroen Evers. „Rozhodli jsme se pro ROBODRILL. Setkávali jsme se s firmami, které s tímto strojem pracují, a kdosi nám řekl, že jeden z těchto strojů funguje již 20 let, aniž by za celou dobu bylo nutné jedinkrát přivolat mechanika z firmy FANUC. To nás přesvědčilo, protože pro nepřetržitou výrobu potřebujete spolehlivé stroje. Pokud všechen dostupný čas používáte pro plánovanou výrobu, nezbývá vám žádná rezerva pro výpadky v případě poruchy.”
Monitorování stavu stroje
Firma Vullings věnuje značnou pozornost preventivní údržbě, aby byla zaručena maximální doba provozuschopnosti stroje.
Frank Gijsen: „Řízení FANUC disponuje funkcí monitorování stavu strojů, čehož využíváme k plánování úkonů údržby. Každá zpráva od stroje je brána velmi vážně. Je to pro dobro stroje i proto, aby nedošlo k neočekávané poruše. Pravidelně monitorovány jsou i nástroje a olej.“
Simultánní frézování v pěti osách
Ke stroji α-ROBODRILL D21LiA5 byl instalován robot (M-20iA) s optickým systémem FANUC, který je zabudován do jeho řídicí jednotky. V této buňce, která pracuje s menšími produkty, dochází k plné integraci stroje s robotem.
„Řízení stroje disponuje dostatečným výpočetním výkonem pro chod buňky. Robotizovaná buňka již nevyžaduje samostatný PLC kontrolér,” vysvětluje Frank Gijsen.
Stroj ROBODRILL byl při dodání vybaven naklápěcím stolem a rotačním stolem FANUC, aby mohl realizovat pětiosé obrábění. Řízení stroje umožňuje simultánní ovládání všech pěti os.
Implementace pětiosého obrábění je logický důsledek požadavku na výrobu bez zásahu člověka. V noci tu není nikdo, kdo by v mezifázích obrábění upínal díly do jiné pozice.
Kusová výroba
Frank Gijsen: „Společnost FANUC nám rovněž pomohla s nastavením stroje pro offline programování s využitím systému CAM.”
U tohoto druhu flexibilní automatizace je nutné sladit všechny aspekty výroby tak, aby do sebe dokonale zapadaly. To zjistila i firma Vullings.
Jeroen Evers: „K objednávkám výroby samostatného dílu přistupujeme jako k sérii jednoho produktu. To znamená, že kdybychom měli vyrobit vícekusovou sérii stejného produktu, budeme schopni jej automaticky reprodukovat.
Programy CAM obsahují nejen výrobní parametry určené pro stroj, ale také data pro manipulaci robotem. Promýšlíme automatizaci od samého počátku, takže výrobní buňky mohou pracovat naprosto samostatně.“
Stále flexibilnější výrobní prostředek
Vzhledem k tomu, že koncepty automatizace jsou do značné míry implementovány interně, může firma dále rozvíjet jejich design. Výsledkem je mnohem vyšší flexibilita výrobní základny.
Frank Gijsen: „Na konci chceme docílit autoregulačních buněk, které budou mít dostatek informací k vlastnímu rozhodování. Do programů CAM zaznamenáváme také data typu rozměrů vstupních materiálů, takže buňka musí být schopná poznat, které produkty mají být vyráběny, už podle velikosti bloků uložených na dopravník. Samozřejmě, že vycházíme z harmonogramu výroby, ale pokud obsluha náhodou uloží na dopravník více kusů určitého vstupního produktu, stroj musí být schopen rozhodnout, co se má před přechodem na další sérii, která je přichystána dále na dopravníku, ještě vyfrézovat.”
Kromě toho se snažíme maximálně využívat možností optického systému a výpočetního výkonu řídicích jednotek FANUC.
Technicky vyspělé stroje
Firma Vullings by ráda rozšířila povědomí o flexibilní automatizaci tak daleko, jak jen to půjde. Za tímto účelem organizuje exkurze určené zejména studentům.
Jeroen Evers: „Někdy se domníváme, že automatizace připravuje lidi o práci, ale často je opak pravdou. Chceme, aby lidé poznali naši firmu a náš způsob práce, protože je velmi obtížné najít kvalifikované pracovníky. Obrábění kovů často vyvolává odmítavé představy o těžké a špinavé práci, i když naši zaměstnanci pracují na technicky vyspělých strojích. Nabíráme další lidi, protože díky automatizaci dosahujeme vyšší propustnosti. Potřebujeme zkušené frézaře a soustružníky, protože přibližně 20 % naší výroby je spojeno s velmi specializovanými produkty vyžadujícími úkony, u nichž automatizace není efektivní.”
