Forrás: FANUC, Sikertörténetek az automatizálás világából
Egyik specialitásuk az öntvények megmunkálása. Egy mérnöki műhely számára ez nem a legkönnyebb feladat: az öntvények nem a pontosságukról nevezetesek, és az alkotóelemeknél szükségszerűen méretbeli eltérések adódhatnak.

Éppen ezért nemcsak az öntödével kialakított, referenciaméretekre vonatkozó jó együttműködés fontos, hanem a feldolgozási folyamatot is alaposan ismerni kell az alkatrészek megfelelő megmunkálásához.

Vezetőkabin-szerelvények

Az elburgi műhelyben jelenleg gyártott egyik alkatrészcsoport a DAF haszongépjárműveibe készülő különleges szerelvények. Az öntvényeket, amelyek bal- és jobbkezes változatban is elérhetők, marják, fúrják, menetfúrják és sorjázzák. Maarten Dijkshoorn, az Elburg Engineering Workshop munkatársa elmondta, hogy a DAF követelményeinek való megfelelés érdekében olyan cella kifejlesztésére volt szükség, amely a nap 24 órájában, a hét minden napján üzemel. Ezért még inkább szükség volt a robotokra. Nem pusztán azért, mert ez költséghatékony megoldás folyamatos feldolgozás esetén, de egészségügyi és biztonsági szempontból is előnyösebb. A szerelvények tömege meglehetősen nagy, a megmunkáláshoz mégis a felemelésük a legjobb megoldás. Ilyen esetekben a teher túl nagy ahhoz, hogy a műszakban dolgozó kezelőszemélyzet kézzel felemelhesse. Ezenfelül a személyi állomány tervezése során is gondok lennének. A géppark és az alkalmazottak számának meghatározása mindig egy univerzális menetrend alapján történik, és más projekteknél erőforráshiány jelentkezne, ha a fix munkáktól vonnánk el embereket erre a célra.

Termelési folyamat

Az öntvények szabványos euro-raklapon kerülnek a robotcellába. A bal és jobb oldali változatok itt egy párt alkotnak. Az öntvényeket ezután egy FANUC R-2000iB/165F robot áthelyezi egy megtekintőasztalra. Ez egy mágneses megfogóval történik. A megtekintőasztalon nem csak a pontos pozíció és orientáció meghatározására kerül sor, de azt is megvizsgálja a rendszer, hogy mindkét szerelvény ténylegesen jelen van-e. Ha nincsenek, akkor beavatkozásra kerül sor. Ha jelen vannak, akkor egy második robot – szintén egy FANUC R-2000iB, amely három gép és egy fúró-csapoló egység (BTU) között helyezkedik el – felemeli őket a megtekintőasztalról, és elhelyezi őket egy szabad közbülső pozícióban az egyik gép előtt. Ha egy gép szabaddá válik, akkor ugyanez a robot elhelyezi a munkadarabot a megfogókészülékben, és mindaddig vár, amíg az egyik gép készen nem áll a megmunkálásra. Ha a gép elkészült, a robot leveszi a munkadarabot, és elhelyezi a közbülső állomáson, hogy lehetőség legyen új alkatrészeket elhelyezni közvetlenül az üres gépbe. A megmunkálás hozzávetőleg húsz percet vesz igénybe; az ezt követő szünetnek a lehető legrövidebb ideig kell tartania. A gép tovább fut, és a korábban megmunkált alkatrészeket a rendszer eltávolítja a közbülső állomásról, majd visszahelyezi egy fúró-csapoló egységre. A fúró-csapoló egység szervotengelyeit maga a robot vezérli, így a BTU gyakorlatilag a robot kiterjesztéseként funkcionál (hetedik és nyolcadik tengely). Ha minden megmunkálási művelet befejeződött a BTU egységen, a robot az alkatrészt a szerelőasztalra helyezi. Az első robot, amely most egy mechanikus megfogóval van felszerelve (a mágneses és mechanikus megfogó kombinálása általában nem optimális megoldás), az alkatrészt a sorjázó állomásra helyezi. Ez gyakorlatilag nem más, mint egy motorra szerelt drótkefe, és a robot mozgása kompenzálja a drótkefe kopását. A sorjázás után az alkatrész egy euro-raklapra kerül a késztermékkel, és a teljes ciklus kezdődik elölről.

Kulcsra készen

„A rendszerben számos olyan megoldás szerepel, amely egyedivé teszi a robotcellát” – mondta Stefaan Poppe, a Gibas munkatársa. Mint robotintegrátor és a CNC-gépek szállítója, komoly szerepet játszik a robotcella végső kialakításában. „Először is egyedi módosításokat végeztünk a gépeken, hogy azok alkalmasak legyenek a megfelelő alkatrészméret kezelésére, kombinálva a viszonylag kis gépen feldolgozott kis formákkal. Ez a projekt gazdasági megvalósíthatóságával is kapcsolatban van. A minőség szintén fontos szerepet játszott: a kabinszerelvényeket egyetlen megfogással akartuk feldolgozni. Ebből következően fontos, hogy a robotok és gépek hogyan működnek együtt egymással. Azáltal, hogy lehetővé vált a fúrási-csapolási műveletek BTU-egység használatával történő végrehajtása a gépeken kívül, az Elburg Engineering Workshop megszabadulhatott a négytengelyes CNC-egységtől, ami a gazdaságosság szempontjából természetesen előnyt jelent. Mindez pozitív hatással van a teljes megmunkálási időre és a robotcella kapacitására is – a teljes folyamat optimalizálásával a szükséges időt 37 percről 20 percre sikerült leszorítani. Végezetül a vizuális feldolgozás terén is sikerült néhány jelentősebb eredményt elérnünk. Tehát a nehéz ipai környezet és az „ormótlan” munkadarab ellenére, sok finomítással ugyan, de végezetül sikerült megoldani a robotok zökkenőmentes együttműködését. Az első robotot vizuális, a másodikat pedig lézeres érzékelővel láttuk el, így még abban az esetben is érzékelhető a munkadarab, ha a vizuális rendszer nem működik.

Partnerkapcsolat

Néha fontos a megmunkálási időt a lehető legrövidebbre csökkenteni. Ebben az esetben a figyelem középpontjában főként a folyamatosság, a minőség és a megbízhatóság állt. Az autógyártás mindig komoly követelményeket támaszt a beszállítókkal szemben. Az e követelményeknek megfelelő Elburg Engineering Workshop rendkívül elégedett a Gibassal kialakított magas szintű együttműködéssel. Dijkshoorn: A Gibast már a kezdetektől fogva bevontuk a projekt kialakításába. Ez a módszer már számos alkalommal eredményes volt. Nagy előny, hogy házon belül ismerjük a folyamatot, ismerjük az összetett öntvényeket, és törekszünk a megfelelő formák kialakítására, míg a Gibas nem csupán egy robotintegrátor, de a CNC-gépek kulcsrakész szállítója is. Képesek adaptálni a robotokat a követelményeinkhez, és képesek biztosítani azok problémamentes, kölcsönös kommunikációját. Poppe hozzátette: „A mi iparágunkban, ahol gyakran szembesülünk hasonló projektekkel, nem lehet a hagyományos ügyfél-szállító kapcsolatban dolgozni. Új koncepciókat kell kidolgozni, és előre látni kell a piac változásait. Így először egy kisebb robotcellát fejlesztettünk ki, kisebb számú kabinszerelvény gyártásához. Mivel a bővüléssel kapcsolatos feladatok még terítéken voltak, és a kérdés a DAF irányából is felmerült, ezért úgy döntöttünk, hogy módosítjuk a robotcellát. Míg az eredeti kialakításban két gép és egy robot szerepelt, mostanra három gép és két robot vált szükségessé. Ilyen gyors módosítások csak úgy valósíthatók meg, ha a szereplők megfelelően értik egymást. Dijkschoorn következtetésként azt emelte ki, hogy a megrendelésekhez elengedhetetlen az iparágban való mielőbbi jelenlét. „Gyakran bizonyos koncepciókra alapozva együtt fejlesztünk, így új megkeresés esetén rendkívül gyorsan tudjuk elkészíteni az ajánlatot.” Ily módon előnyhöz juthatunk a versenyben. Gyorsan kell kapcsolni, nehogy „lemaradjunk a hajóról”. Ennek persze előfeltétele a partnerkapcsolatban való aktív részvétel és az időráfordítás által jelentett kockázat megosztása.

Merevebb robotizálás

Arra a kérdésünkre, hogy a robotok használatával a folyamatok rugalmasabbak lesznek-e, Poppe megfogalmazott néhány fenntartást. „Természetesen a robot rugalmas, azonban a kulcsrakész tömeggyártási projektek esetén rengeteg pénzt és időt fektetünk egy adott termékre vonatkozó megoldás kifejlesztésébe. A legnagyobb előny, hogy a folyamat teljes mértékben automatizált. Ezért a működésnek zökkenőmentesnek a rendszernek pedig egyszerűen kezelhetőnek kell lennie. Mellesleg ez az egyik oka, hogy legtöbbször a FANUC robotjait választjuk. Azok ugyanis köztudottan megbízhatók és felhasználóbarátok. Ugyanakkor ez nem befolyásolja azt a tényt, hogy ha új terméket kell gyártani a robotcellával, akkor ismét költségekkel járó mérnöki munkára van szükség. Ezért inkább ezt afféle merevebb robotizálásnak nevezzem, amelynél egy termék gyártásának megszűnése esetén, (ugyanazt) a robotot egy másik projektben is fel lehet használni. Ha túl kevés dolguk akadt, és még sokkal több üzemóra teljesítésére képesek.

ÁBRÁK ÉS FELIRATOK

A fúró és a csapoló egység szervotengelyeit a robot hetedik és nyolcadik tengelyeként vezérli a rendszer.
A kabinszerelvények egy euro-raklapon párban állnak rendelkezésre. A párok (jobb és bal) a termelés során együtt maradnak.
A robot sorjázási pozíciója a drótkefe kopásához igazodik.
A DAF számára gyártott kabinszerelvények gyártási cellája három darab négytengelyes CNC-gépből és két FANUC R-2000iB/165F robotból áll.

www.fanuc.eu