Forrás: FANUC, Sikertörténetek az automatizálás világából
Nagyon kevés olvasónk tudhatja, hogy az Isomo az ISOlation Modern rövidítése. Ez egy jól ismert márka a habosított polisztirol lemezek piacán, Belgiumban pedig az egyik általános típusát Styrofoamnak hívják. Az Isomo-lemezeket Kortrijkban gyártják. A gyár 1956-ban kezdett üzemelni, és a mai napig a Vereecke család tulajdonában van.
Az Isomo a termelés negyven százalékát Belgiumban értékesíti. Ezt követi Franciaország, amely fontos lerakat és olyan potenciálisan növekedő piac, ahol a lehetőség a kisméretű termékekben rejlik. Tavaly ez a piac ugrásszerűen megnőtt, és a lehetőséget a lehető leggyorsabban ki kellett használni. A probléma abban rejlett, hogy a meglévő csomagolósor szűk keresztmetszetté vált a kisméretű termékek számára, így nem tudott hozzájárulni ahhoz, hogy a cég erre a piacra belépjen és ott pénzt keressen. Ezért kezdetben a félig kézzel történő gyors csomagolást emberek végezték, hogy be lehessen lépni az új piacra. 2011 augusztusa óta egy új, robotokkal felszerelt gyártósor működik, amely gyorsan és nyereségesen képes kezelni a kisméretű termékeket. A csomagolókapacitás megduplázása mellett (mivel ez volt a szűk keresztmetszet) a gyártókapacitás is nőtt, és a részleg háromról két műszakra állhatott vissza. A félmillió eurós beruházás eredményeképpen a növekvő francia piac jelentős üzleti sikereket jelent.
Az új robotok installációjáról szóló megbeszélésen a következő műszaki szakemberek és a vezetőség részéről a következő személyek voltak jelen: az Isomo részéről Thierry Vereecke, ügyvezető igazgató és Dieter Werniers, műszaki vezető, a Fraxinus (az új csomagolósor tervezője és kivitelezője) részéről Hans Van Essche, megbízott igazgató és Jelle Parmentier, projektmérnök, és a FANUC (a robotok gyártója) részéről Peter Kiekens és Annelies Vander Hulst.
Az Isomo-lemezek gyártása
Az Isomo-lemezek alapanyaga habosított polisztirol. Ez az anyag a BASF találmánya volt még az 1950-es években, de miután a szabadalom lejárt, a legkülönbözőbb cégek forgalmazzák. Két alaptípusa van: a fehér, tiszta polisztirol és a fekete, feketeszén-adalékkal rendelkező polisztirol. Az utóbbi jobb szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik (és hangszigetelő is). A végső jellemzőktől függően a polisztirolhoz adalékanyagokat adnak (pl. tűzálló fajták gyártásához).
Az alaptermék porcukorkristály méretű, polisztirolból készült külső fallal rendelkező mikrocellákból áll, és pentángáz a térfogatnövelő közeg. Hő hatására a térfogatnövelő közeg a cellák méretét akár ötvenszeresére növelheti, miközben levegő kerül a cellákba. A gyártás első lépéseként az említett port egy kamrába téve gőz befújásával nagyobb üreges polisztirol gyöngyökké alakítják, ahol a gyöngyök mérete a térfogatnövelés során befújt gőztől függ. A megvalósított térfogatnövelés a végső lemez elvárt sűrűségének függvénye. A gyöngyöket meghatározott ideig szárítják, majd tárolósilókba helyezik a további feldolgozáshoz.
A második lépés során a megfelelő súlyú gyöngyöket a tárolósilóból egy formába helyezik légi szállítással. A gyöngyök térfogatát még tovább növelik levegő befújásával. A korlátozott térfogat miatt (a forma mérete 6 x 1,2 m x 1 m) a megnőtt gyöngyök egymásnak nyomódnak, és egyetlen homogén, belül levegős (a térfogat mintegy 95%-a levegő) blokká olvadnak össze, amelyet a zárt, egymáshoz tapadó polisztirol gyöngyök tartanak össze.
Ezeket a szigetelőanyagként szolgáló blokkokat még napokig tárolják, amíg a teljes reakció le nem zajlik. A harmadik lépés a blokk felvágása. A három lépés: Először sűrűség szerint. Az ügyfél kérése és a termék felhasználása szerint különböző sűrűségek lehetségesek, az egyetlen mm-től (szigetelő tapéta) a néhány tíz cm vastagságig (falszigeteléshez). A blokkok mozgatása miatt az embernek célszerű tartania magát az azonos lemezvastagsághoz, de maximum a három különböző vastagsághoz. Ezt követi a kívánt szélesség (a szélesség jellemzően 1,2 m vagy 1 m, illetve mostanában 0,6 m). Az utolsó munkaállomáson a blokkokat a megfelelő hosszúságúra vágják. Korábban a jellemző hossz 2 m volt, manapság egyre gyakrabban különböző, 33 cm-nél nagyobb darabokra van szükség. A vágás mechanikusan történik előfeszített rézhuzalok segítségével, amelyeket az elektromos ellenállásukat kihasználva felmelegítenek. A kifeszített huzalt végig kell húzni a blokkon, ami a művelet során megolvad, így a vágás egyidejűleg záróréteget is képez és sima felületet is eredményez. A huzal helyzetét kézzel állítják be. A blokkok egy irányított szállítószalagon mozognak a három munkaállomás között, a vágásuk pedig automatikusan történik.
Referenciák alapján
A következő lépés a csomagolás. A lemezek korábban főleg 2 m hosszúságúak voltak (gyakran üreges falak szigetelésére), és ezek csomagolására (amely egy műanyagfilm segítségével történt, hogy megkönnyítsék egyszerre több lemez szállítását) az 1980-as évek végére egy gépet vásároltak. A levágott blokkokat egy szállítószalag szállítja a csomagológéphez. A gép ott lerakodja a lemezeket, amelyeket kézzel a fóliázógépre helyeznek, körbetekerik fóliával, majd lezárják. A csomagokat ezután kézzel áthelyezik a raklapra.
Franciaország fontos piac volt a házi barkácsolók miatt, akik kisebb méretű lemezeket és kisebb csomagokat igényeltek. A felújításokhoz és a falszigetelésekhez ugyancsak kisebb méretű lemezeket használtak. A nagyméretű lemezek esetén 60 m2/óra sebességet lehetett elérni, de ez a sebesség a kisebb lemezek esetén mindössze 30 m2/órára csökkent. Ennek köszönhetően a vágógép többnyire állt. Más szóval a teljes termelési teljesítmény túl drasztikusan esett vissza, és a kisebb méretű termékek egységköltsége túl magassá vált, így nem lehetett eladási árat számolni.
Hogy ne veszítsék el ezt a piacot, 2010 végére úgy döntöttek, hogy a kisméretű termékek számára egy külön csomagolósort állítanak be. Az Isomo a Descón, az első, jónak talált csomagológép gyártóján keresztül ismerte meg a Fraxinus nevű céget. A vállalat a Seco csomagológépei alapján tervezte és építette meg azt a robotizált csomagolósort, amelynek segítségével egyszerre három vastagságot lehetett csomagolni.
Két robot egy sorban
Az új robotizált gyártósorban két robotállás van, mindkettő FANUC-410iB/300 robottal felszerelve (a közös maximális terhelés 300 kg). A robot kiválasztását a maximális súly, a munkatartomány és a robotra ható különböző erők határozzák meg. A meghatározott számú méretre vágott lemezt tartalmazó, de egymás után különböző méretű rakásokból álló csomagok (amelyekben a lemezek vastagsága eltérő lehet) a vágógépből egy szállítószalagra kerülnek. Az első robotállásban a lemezek rakásonként kirakodva kerülnek át a következő szállítószalagra, amely továbbítja a rakást a kirakodóállásba. A robot a megfogóegységei segítségével felveszi a megfelelő számú lemezt, és áthelyezi a csomagológépbe tartó görgősorra. Ha a rakásban a megadott vastagságú lemezek száma kevesebb, mint a csomagolóban lévő mennyiség, akkor a robot az egyik várakoztatóállásba helyezi azokat. Ha a megadott vastagságból egy csomagra elegendő számú lemez van valamelyik várakozó állásban, akkor a robot az adott csomagot a várakoztatóállásból továbbküldi a csomagológépbe.
A görgősoron eljut a fóliázógépbe, amely egy filmréteget teker a csomag köré, majd szorosan lezárja azt. A csomagológép ciklusideje nyolc másodperc. Szándékosan nem a zsugorfóliázást választották, hogy a hőszigetelő lemezek ne sérüljenek meg (megolvadhatnának a magas hőmérsékleten). A becsomagolt lemezek a görgősoron továbbhaladnak a második robothoz, amely a megfelelő raklaphoz használatos minta szerint egymásra rakodja a csomagokat. A gyártósoron három különböző vastagság dolgozható fel és rakodható három különböző raklapra. A két robot között egy címkenyomtató és -ragasztó eszköz található, hogy a csomag megfelelően fel legyen címkézve.
Számítógépes és PLC-vezérlés együtt
Az egész gyártósor vezérelése és működtetése egy számítógépről történik. A számítógép Etherneten keresztül támogatja a címkenyomtatót, a robotvezérlőt, a csomagológép vezérlőjét és a PLC-t (Siemens S7), amely a többi gépet működteti a sorról. A PLC működteti a pneumatikus megfogóegységeket, a beadagolást szolgáló szállítószalagot és a kivezető görgősorokat. A görgősorokat SEW-hajtóműves motor és lánchajtás egyszerre hajtja. Sebességét egy Lenze-frekvenciaváltó vezérli, amely a PLC-vel Profibuson keresztül kommunikál.
Manapság a kezelőnek minden beérkező levágott blokkhoz ki kell választania a számítógépen a „kezelés módját”. Ezek előre felvitt programok, amelyek közül a beérkező blokk típusa és vágási mintája, valamint a kívánt csomagolási minta szerint kell választani. A jövőben szeretnénk, ha ez a vezérlő vonalkód-leolvasóval, egy központi vállalatirányítási rendszer segítségével működne. A szoftver már adott. A Fraxinus által kifejlesztett felügyeleti rendszer grafikus felülete elég részletes, így lehetővé teszi a munka vizuális nyomon követését és az esetleges üzemzavarok észrevételét.
Pneumatikus megfogóegységek
A megfogóegységeket a Fraxinus kifejezetten személyre szabta. A megfogóegység-rendszer kettős: az egyik oldalon az Isomo-lemezek két oldalfalnak nyomódnak, míg a megfogóegység felőli falaknál tűk nyomódnak bele a lemezbe (hogy az ne essen össze a művelet során). Az oldalfalak és a tűk működését pneumatikus hengerek (Festo) segítik.
Ehhez a művelethez szervós orsótengelyeket is lehetett volna választani. Ennek az előnye az lett volna, hogy hatodik tengelyként a robotvezérlőbe lehetett volna integrálni, azonban ez túl nagy költségekkel járt volna, különösen azért, mert a szokásos árrésnek nagyon alacsonynak kell lennie (manapság kétféle blokkszélességgel dolgoznak, 100 és 120 cm).
Szakaszos indulás
A Fraxinusszal 2010 decemberében vették fel a kapcsolatot. A robotizált gyártósor első tervei alapján (itt tehát még egy lemezvastagság volt blokkonként) az Isomo 2011 januárjában megrendelte a berendezést. A részletes terv elkészülte után döntöttek úgy, hogy a csomagonként háromféle vastagság megengedésével növelik a gyártósor rugalmasságát. Márciusban elkezdődhetett a tényleges építkezés.
A helyszíni installációt két részletben végezték el. Az első fázisban a rakásokat szétválogató robotot és a csomagológépet helyezték üzembe 2011. június 6-án. A csomagok raklapra rakodása továbbra is kézzel történt, de a csomagolás így is elég gyorsan történt (szerencsére, mert a június forgalmas hónap). A végső darab, a rakodást végző robot 2011 augusztusában készült el és indult el sikeresen. A csomagolósor sebességnövekedése jelentős. A soron óránként 60 m3, néhány típus esetén 80 m3 termék csomagolása lehetséges, vagyis kétszer annyi, mint korábban. Az éjszakai műszak így megszüntethető.
www.fanuc.eu