Opravilo:
Dobro poznani proizvajalec verižnih žag STIHL, s sedežem v Waiblingenu, v bližini Stuttgarta, proizvaja tudi bencinske brusilno-rezalne stroje. Tu je bil v delovni proces vključen sodelujiči robot CR-35iA. Brusilno-rezalni stroj tehta okoli 10 kg in brez pomoči CR-35iA mora operater z njim rokovati sam. Izkazalo se je, da je to velika obremenitev za operaterja.
Rešitev:
Uporaba robota naj bi zmanjšala obremenitev na operaterja na pakirni liniji brusilno-rezalnega stroja. V novi pakirni liniji je naloga robota, da odstrani rezalni mlinček iz transportnega traku, opravi test s tresenjem ter ga zadrži, dokler vizualna kontrola ni pozitivno zaključena. Nato robot položi brusilno-rezalni stroj v škatlo za pošiljanje.
Rezultat:
Robot delavce v pakirni liniji razbremeni bremena pri gibanju s hitrostjo 250 mm/s. In od delavcev prevzame dviganje težkega bremena. Ker posamezen brusilno-rezalni stroj tehta okoli10 kg, je skupna prenesena obremenitev delavca na izmeno okoli 8 ton. Programska oprema »Line Tracking« podjetja FANUC in opcija »Collision Guard«, ki sta bili podjetju STIHL že poznani, proces poenostavita. STIHL dela z roboti FANUC pri opravljanju svojih dejavnosti po vsem svetu že od 1990-ih.
Prenesite datoteko PDF
Programska oprema Line Tracking in opcija Collision Guard pri CR-35iA
Sodelujoči model - STIHL si s sodelujočim robotom FANUC odpira nove možnosti
Več sto robotov je že v uporabi pri proizvajalcu motornih žag STIHL, s sedežem v Waiblingenu, v bližini Stuttgarta. Sedaj je bil dodan prvi sodelujoči robot.STIHL je z uporabo FANUC CR-35iA naredil očiten korak naprej v tehnološkem razvoju. Uporaba robota zmanjša obremenitev na operaterja na pakirni liniji brusilno-rezalnega stroja.
Zagon proizvodnje traja le tri dni. Do takrat so dosegli že določeno število kosov. Razlog je dobra priprava na prvo uvajanje sodelujočega robota pri podjetju STIHL. Proizvodno-inženirska ekipa podjetja je celo leto razvijala tehnične zahteve in pripravljala delovno mesto za CR-35iA. Vsa ta intenzivna priprava se je izplačala. Celo v prvi nočni izmeni je robot deloval brez kakršnihkoli težav. Tu je ekipa vodje, Andreja Langea, ki je odgovoren za načrtovanje storitev in strojne opreme, izkoristila poznavanje robotske tehnologije FANUC, kar so pridobili z več aplikacijami:
Rokovanje in programiranje sta za ekipo povsem naravna, zaradi česar smo se, kot izpostavi André Lange, »lahko osredotočili na izvajanje koncepta delovnega mesta za sodelovanje«.
STIHL je na poti rasti že več let
Lansko leto je proizvajalec verižnih žag dosegel rekordni promet 3,46 milijarde €. V letih med 2015 in 2019, je bila investicija tega svetovnega podjetja v razvoj proizvodnje, proizvodnjo in prodajo vredna približno 1 milijarda €. Od tega je bilo 300 milijonov € vloženih le v matično podjetje – očitna predanost nemški lokaciji. Številni izdelki za profesionalno rabo, vključno z brusilno-rezalnimi stroji, so izdelani in pakirani na sedežu družbe v Waiblingenu. Tu je bil v delovni proces vključen sodelujiči robot CR-35iA.
V novi pakirni liniji je naloga robota, da odstrani brusilno-rezalni stroj iz transportnega traku, opravi test »s tresenjem« ter ga zadrži, dokler vizualna kontrola ni pozitivno zaključena. Robot nato položi brusilno-rezalni stroj v že pripravljeno škatlo za pošiljanje. Na tem sodelujočem območju se robot premika le z dovoljeno hitrostjo 250 mm/s.
CR-35iA opravlja zahtevne naloge
Pred uveljavitvijo robota za rokovanje na tej delovni postaji, je rokovanje in test tresenja ročno opravil operater.
Pravzaprav je test s tresenjem zvočni test, kjer se stroj strese - vendar gre za pomemben korak pri zagotavljanju kakovosti in zadnje kontrole. Če se ob tresenju sliši »klikajoč« zvok, potem je sesalna glava nameščena pravilno in se brusilno-rezalni stroj lahko zapakira. Ker posamezni brusilno-rezalni stroj tehta okoli 10 kg, v eni izmeni znese okrog osem ton dvignjene teže na zaposlenega. Torej robot predstavlja očitno razbremenitev zaposlenega.
Osebje pakirne linije je bilo v projekt vključeno od samega začetka. Ne le, da so lahko pripomogli s strokovnimi nasveti pri testiranjih, vendar so lahko vplivali tudi na dizajn in ergonomijo. Markus Wahl iz Proizvodno-inženirskega oddelka v podjetju STIHL in odgovoren za gradnjo sistemov za sestavljanje, je bil dnevno v stiku z roboti v razvojnem obdobju: »Zaposleni na pakirni liniji so predstavili veliko dobrih idej, ki smo jih uresničili.« Ker so predlogi prišli neposredno iz praktičnih izkušenj, so bili tehnično smiselni, hkrati pa so povečali sprejemanje med delovno silo že od samega začetka.
Transportni trak ima nekje 80 mest za montažo obdelovancev. Vendar se trajanje prilagajanja dela na vsakem brusilno-rezalnem stroju, med končnim testiranjem linije, lahko razlikuje, niso vsa mesta za montažo obdelovancev zasedena. Občasno je več položajev, eden za drugim, nezasedenih. Nosilni kavelj na transportnem traku, na katerem visi brusilno-rezalni stroj, prepozna več sistemov kamer na transportni liniji in ta podatek se prenese v glavni krmilnik ter v bazo za upravljanje s podatki. Robot sinhronizira svojo hitrost s transportnim trakov preko programske opreme »Line Tracking« FANUC, in ga nato v pravem trenutku zagrabi. Markus Wahl razloži: »Cilj je kar se da nepretrgoma uporabiti robota tako, da nima nobenega časa mirovanja.« Eden malih uporabljenih trikov je hitrost kavlja: Mora biti zasnovano tako, da se lahko spreminja.
Da se lahko robota kar najbolj uporabi, je po transportnem traku s kavlji nemudoma na vrsti shranjevanje. To varovalo se uporabi, če več brusilno-rezalnih strojev pride na postajo za pakiranje, kot jih delavec lahko pregleda, ali če gre na odmor. Potem robot dela popolnoma avtomatsko. Cilj je v vseh situacijah, da je transportni trak prazen. Če je »polnjenje« linije sestavljanja manjše, robot deluje dokler se ne sprazni. Spremenljivka ne tem položaju je delavec. Čas za individualno testiranje se lahko spreminja.
In kot komentira Markus Wahl: »To smo morali popraviti s krmilno tehniko«
Če robot zgreši obdelovanca, je možno več scenarijev porušitve. Robot zagrabi dva brusilno-rezalna stroja za dva ročaja, enega za drugim. Šele ko zagrabi oba ročaja, lahko robot odstrani brusilno-rezalni stroj s transportnega traku. Če se to ne zgodi, počaka na naslednji del.
Zato Markus Wahl pripomni: »Polno obremenitev pri prijemalu preverimo, ko je dvignjeno.«
STIHL v proizvodnji uporablja novo tehnologijo
STIHL je razvil svoje oprijemalo za CR-35iA. Osnovano je na konvencionalnem prijemalu. Kljub temu ni odprto in se ga ne vidi, saj ima prevleko, tako da ima zaščitna plast še dodaten zaviralni učinek, ko pride v stik s človekom. Da so to dosegli, so morali proizvodni inženirji v Waiblingenu vložiti veliko dodatnega inženirskega dela. Rezultat tega je, da je bilo prijemalo zasnovano kot interaktivni element med človekom in strojem. V katerem načinu je vedno prikaže LED osvetlitev. Rdeča LED lučka zasveti, ko robot dela v visokohitrostnem načinu pri 750 mm/s. Varen način MRC (Machine Robot Collaboration) je prikazan z modro LED lučko. Osvetljeni potisni gumbi, ki se nahajajo na prijemu, omogočajo operaterju status potrditve OK ali podobno status NOK, če odkrije kakšno napako in je potrebno brusilno--rezalni stroj zaustaviti ter ga odstraniti za ponovno obdelavo. Če robot obstoji, ker so skenerji zaznali osebo v varnostnem območju, na primer, potem se funkcija prijemala deaktivira. Rezultat tega je obvladovanje truda za dosego zahtev za delovanje – 10 kg nosilnost, 750 mm/s maksimalna hitrosti in profil strmega pospeševanja.
Robotska prijemala, s posebnim haptičnim zaznavanjem, delujejo kot interakcijski element med človekom in robotom
Trud, vložen v integracijo sistemov, ne le za prijemalo, postavlja vprašanje, kot je zakaj se STIHL ni zanesel na zunanjega integratorja sistema, in je razvoj raje izvedel v podjetju. Markus Wahl za odgovor ne potrebuje dolgega razmisleka: »Poznamo naše izdelke, naše procese in naše zaposlene v proizvodnem centru. In ker smo že v zgodnjih fazah govorili z ljudmi v proizvodnji, poznamo tudi različne situacije, ki se lahko zgodijo.« Poleg tega bi za obdelavo relevantnih baz podatkov o izdelkih in sestavljanju ter pridobivanje znanja o strukturi proizvodnega sistema zunanji integrator potreboval veliko časa. In kot izpostavi André Lange: »Svojih specifičnih zahtev ne bi mogli določiti vnaprej.«
Zmožnost uporabe korporativnega robota CR-35iA z normalnim sistemom krmiljenja FANUC se je, kot pri njegovih rumenih »kolegih«, izkazal za eno največjih prednosti Tehnologija krmiljenja in uporabniški vmesnik sta enaka. Uporabljene sestavne dele sistema, kot je programska oprema »Line Tracking« FANUC, ki je še posebno uporabna za sinhronizacijo s transportnim trakom, integracija sistema kamer ali dokazana opcija programske oprema »Collision Guard«, podjetje STIHL že zelo dobo pozna in jih ceni.
In tu ima STIHL zelo veliko izkušenj. Od prve uveljavitve robota v sredini 90.-ih, se je nabralo veliko znanja v robotskem inženiringu, zlasti z več sto roboti FANUC, ki delajo v vseh STIHL tovarnah po svetu. André Lange to poudari: »Na vseh lokacijah smo sprejeli in sledili relativno enotnim proizvodnim konceptom. Proizvodna oprema, ki se uporablja po vse svetu, kot so roboti FANUC, lajša življenje na različnih ravneh, od inženiringa do programiranja, pa vse do storitve.«
»Pričakovati je, da se bo v prihodnosti uporaba robotov v naših proizvodnih procesih povečala,« obrazloži Lange. Dejstvo, da je sodelujoča robotika trenutno v središču pozornosti, pomeni le nadaljnji razvoj obstoječe proizvodne strategije z visoko stopnjo vertikalne integracije. André Lange: »Vedno si postavljamo vprašanje: Kako lahko roboti olajšajo vsakodnevne obremenitve zaposlenih? Sodelujoča robotika je tehnologija, ki odpira nove možnosti: Sedaj imamo možnost, da ljudje delamo z roko v roki z roboti. To smo želeli preizkusiti, da bi lahko šli dlje in pridobili konkurenčno prednost.«
Argumenti, ki jih poda André Lange v prid MRC, skoraj v enaki meri veljajo za konvencionalno robotiko. Kljub temu jasno izpostavi ključne korake za naprej za podjetje STIHL: »Imamo že visoko stopnjo avtomatizacije, vendar moramo sedaj strmeti k temu, da zapolnimo obstoječe vrzeli. Ta tehnologija odpira nove možnosti za zasnovo novih proizvodnih obratov.«
Varnost ima prednost
CR-35iA je vsakodnevno deloval več kot pol leta, in zadovoljstvo z robotom ni le med projektnima vodjema Andréjem Langeom in Markusom Wahlom. V celoti ga je sprejela tudi delovna sila. Sodelujoči robot, ki ga ljubkovalno v podjetju kličejo Hulk, je nekaj kar nobeden od zaposlenih v podjetju STIHL noče zamuditi.
Odprto sodelovanje z vodstvom OHS je dragoceno
CR-35iA je vsakodnevno delal več kot pol leta, in zadovoljstvo z robotom ni le med projektnima vodjema Andréjem Langeom in Markusom Wahlom. V celoti ga je sprejela tudi delovna sila. Sodelujoči robot, ki ga ljubkovalno v podjetju kličejo Hulk, je nekaj kar nobeden od zaposlenih v podjetju STIHL noče zamuditi.
O podjetju STIHL
STIHL Group razvija, proizvaja in distribuira motorizirano opremo za gozdarstvo in kmetijstvo, kot tudi za krajinsko vrtnarjenje, gradbeništvo in zahtevnega zasebnega uporabnika. Izbor izdelkov dopolnjuje široka paleta vrtnarske opreme VIKING. Izdelki se ekskluzivno prodajajo v več kot 160 državah preko mreže pooblaščenih agentov - sestavljajo jih 37 skupin podjetij za prodajo in trženje, okoli 120 uvoznikov in več kot 45.000 pooblaščenih prodajalcev. STIHL proizvaja v sedmih državah po svetu: Nemčija, ZDA, Brazilija, Švica, Avstrija, Kitajska in Filipini. Od leta 1971 je podjetje STIHL najbolj prodajana znamka motornih žag na svetu. Podjetje je bilo ustanovljeno 1926 in ima svoj sedež v Waiblingenu blizu Stuttgarta. V letu 2016 je STIHL ustvaril za 3,46 milijard € prodaje, s 14.920 zaposlenimi po vsem svetu.
