Obrábění | 10. 11. 2020

Kolaborativní roboty – Potenciál automatizace v průmyslu kovů a obrábění

Kolaborativní roboty, neboli koboty, vytvářejí další příležitosti pro automatizaci obrábění kovů. Jsou charakteristické jejich schopností pracovat ve specifické výrobní oblasti, po boku pracovníků. Dále pak rychlou implementací a snadným přesunem na nové úkoly. V neposlední řadě i intuitivním programováním a obsluhou. Mohou firmám všech velikostí pomoci v procesech jako je obsluha strojů, konstrukce, nebo svařování. 

Výrobci z celého světa investují do automatizace. Podle průzkumu “SMEs Barometer robotizace”[1], provedeného v Česku na jaře 2020 i mezi společnostmi zabývajícími se obráběním kovů vyplývá, že mezi důležitými faktory motivujícími malé a střední podniky k robotizaci je zlepšení výkonnosti výroby (93,5 %). Dále společnosti zmiňovaly: eliminace výrobních chyb (75,8 %) a zvýšení kvality produkce (75,8 %), posílení konkurenceschopnosti (74,4 %), zkrácení dodací lhůty (70,5 %), zvýšení produkce (66,6 %), standardizace procesu (60,2 %), obtížnost při hledání a udržení zaměstnanců (57,7 %), zvýšení výrobní bezpečnosti (56,3 %) a zvýšení produkční flexibility (50,1 %).

Aplikace

Neustálý technologický vývoj a pokrok udělal z průmyslu kovů a obrábění jeden z nejvíce konkurenčních oborů. Novou výzvou pro celou řadu společností se stalo zvyšování produktivity a vytíženosti strojů, bez jakýchkoliv kompromisů.

Nejdůležitější statistikou pro výrobu kovů je tzv. celková účinnost zařízení (OEE), která vyjadřuje míru provozuschopnosti a prostojů stroje v rámci jeho výrobního cyklu. OEE je nyní hlavní hnací silou dalšího zvyšování produktivity strojírenských firem. Výrobci v průmyslu kovů nejčasteji hledají zařízení, které mohou pracovat 24 hodin denně bez jakýchkoli poruch a s minimálním časem potřebným pro opětovnou instalaci nebo přeprogramování na jiný úkol. Takové zařízení může podstatně zvýšit OEE, optimalizovat výrobu a zvýšit produktivitu zaměstnanců.

Aby toto bylo možné splnit, kolaborativní roboty nabízí výrobcům a dodavatelům skvělou kombinaci flexibility a přenosti, dokonce i v procesech které doposud nebylo možné automatizovat. Mají možnost pracovat 24 hodin a jejich opakovatelnost pohybu činí pouze 0.03 mm (v případě Universal Robots). To umožňuje společnostem využít maximální rozsah jejich výrobní kapacity a udržet konzistentní kvalitu. Kompaktní konstrukce pak umožňuje využít koboty i ve stísněných pracovních podmínkách.

Příklady aplikací

Společnost Baumruk & Baumruk s.r.o. je česká firma zabývající se sériovou kovovýrobou. Společnost potřebovala automatizovat zakládání drobnějších dílů do frézovacích center, ale s ohledem na těsné uspořádání výrobního prostoru neměli možnost stroje jakkoli ohradit nebo doplnit o světelné závory. Zároveň ale společnost chtěla centra i nadále využívat částečně bez robota, a musel tak být zachován bezpečný přístup pro lidskou obsluhu. Nyní využívá dva kolaborativní roboty UR10 pro příležitostné zakládání drobných dílů do obráběcích strojů, které mohou být jinak zakládány i ručně. Kolaborativní robot na pracovišti využívá pneumatický dvouprstový gripper a dva upínače. Protože se pracuje vesměs s ocelovými díly, tak se využívá převážně magnetické upínání. Pracovníci nyní nemusejí trvale stát u obráběcího stroje a vykonávat rutinní úkoly, tzn. založení a vyjmutí dílů. Připraví jen díly do zásobníku na několik hodin práce a následně provádí namátkovou kontrolu. Pracovník se může mezitím věnovat nastavení dalších strojů, řešení akutních problémů, atd.

Pro BJ-Gear, předního světového výrobce převodů, je jedinou cestou, jak posílit konkurenceschopnost a zachovat výrobu v Dánsku, optimalizovat a automatizovat každým možným způsobem. „Naším cílem je provádět co možná největší část procesů a výroby bez jakéhokoli lidského zásahu – od polotovaru po hotový obrobek,“ říká Bjørn Sommer, ředitel závodu BJ-Gear. Do výroby BJ-Gear byla dosud implementována čtyři řešení na bázi robotické techniky UR. Jedním z nich je robot UR5, vybavený běžnou nástřikovou pistolí a používaný k natírání předběžně smontovaných převodů. Další dva roboti UR5 modernizovali a automatizovali staré strojní zařízení ve výrobě BJ-Gear. Jeden robot plně automatizoval proces odstraňování otřepů, označování ozubených kol a dokončování obrobků pro další zpracování. Druhý provádí úkony současně na třech strojích – soustruhu, řezačce a mycím stroji – což umožňuje společnosti BJ-Gear vyrábět 100 kusů najednou bez lidského zásahu. Nejmladším přírůstkem do týmu BJ-Gear je UR10. Používá se pro automatizační procesy s obrobky, které váží více než 5 kilogramů.

Mnoho dalších případových studií dobře popisuje všestrannost řešení automatizace pomocí kolaborativní robotiky. Díky jednoduchosti programování a používání jsou koboty v rukou firem nástrojem, který jim pomáhá se rychleji rozvíjet a obstát v náročné konkurenci na trhu. Více informací o využití kobotů v průmyslu kovů a obrábění můžete najít v e-booku.

[1] Průzkum “SMEs Barometr robotizace” Byl proveden společností SC&C na skupině 196 malých a středně velkých (SMEs) výrobních firem v České republice. Průzkumu se zúčastnily firmy z těchto průmyslových odvětví: kovoprůmysl a strojírenství; zpracování plastů a chemických produktů; potravinářské a tabákové produkty; zpracovatelé dřeva a dřevěných výrobků (včetně nábytku); textilní a oděvní průmysl; elektrický a elektronický; stavební materiály; automobilový průmysl; papírenský a tiskařský průmysl; sklářský a keramický průmysl,kamenoprůmysl a zpracování minerálů. Průzkum byl proveden metodou CATI. Průzkum byl proveden na základě zadání společnosti Universal Robots.

Pavel Bezucký, Area Sales Manager, Universal Robots