Fókuszban az automatizált gépkiszolgálás

Egyértelmű, hogy a monoton, veszélyes munkafolyamatok robottal történő kiváltása növeli a termelés biztonságát és hatékonyságát, mivel teljes mértékben kizárja az emberi tényezőket. A robot nem hibázik, nem fárad el, képes napi 24 órában szünet nélkül dolgozni. Ha robottal helyettesítjük a könnyen automatizálható munkafázisokat, nem csupán más feladathoz juttatjuk gépkezelőinket, de nagy mértékben növeljük is a termelékenységet.

Szinte bizonyos, hogy a CNC megmunkáló gépek mellett végzett műveletek robottal történő automatizálása a modern gyártás világába való belépés első szintjét jelenti. Ez történhet gyárilag telepített automatizálás vagy utólagosan illesztett robotos kiszolgálás formájában is. A gyári automatizálás legtöbb esetben lineár pályás gantry (állványos) robottal történik. Ezeket a gépeket úgy tervezték és építették, hogy a robot eleve rá van illesztve a gépágyra. Ám az esztergaállomást utólagosan is "fel lehet okosítani" robotos kiszolgálással. Ez főként humanoid / karos robottal történik, kihasználva a robot nagyfokú flexibilitását. Hátránya, hogy a munkadarab csereideje általában hosszabb, mint a lineáris típusoké.

Melyek az alapfeltételei az utólagosan kialakított robotos automatizálásnak?

Fontos, hogy a gyártás teljes folyamatát felül kell vizsgálni az automatizálás szemszögéből. Ez nem is olyan egyszerű! Mert jó esetben mindent, amit a gépkezelő megcsinál, azt a robotnak is tudnia kell: a nyers alapanyag felvétele, a gyártási folyamat befejeződésének ellenőrzése, a gép ajtajának kinyitása, az elkészült alkatrész kivétele, a munkadarab megfogó készülékek tisztítása és ellenőrzése, a szerszámok állapotának ellenőrzése, a nyers darab pontosan tájolt gépbe helyezése, majd a gyártás indítása minden feltétel megléte esetén.

Természetesen mindez magas szintű szenzoros ellenőrzést jelent amellett, hogy a standard gép munkatér-ajtaját automata ajtóra kell cserélni, a munkadarab megfogó készülékeket felfekvés-figyeléssel és munkadarab-jelenlét ellenőrzéssel kell ellátni.

A gyártó programot is a szerszámok élettartama alapján kell elkészíteni. Ez azt jelenti, hogy a forgácsolási paramétereket olyan módon kell optimalizálni, hogy az összes szerszámot lehetőleg egyszerre kelljen cserélni vagy a gép képes legyen szerszámcsoportok kezelésére.

A robot megfogóját is úgy kell megtervezni, hogy mind a nyers darabot, mind az elkészült alkatrészt pontosan pozícionálni lehessen. Emellett sok esetben a gépkezelő az elkészült alkatrészt tisztítja, és fontosabb méreteit ellenőrzi. A tisztítást lefújató mosató állomásokon szoktuk elvégezni, de a mérés elvégzése már egy magasabb fokú automatizálást igényel, ugyanis az a mérőállomást is az elkészült alkatrész dedikált méreteihez kell tervezni. A modern gyártás utáni mérőállomások a mért eredmények alapján tudják korrigálni a gyártást, ezáltal kontroll alatt tudják tartani a kritikus méreteket.

Teljesen kizárható az ember a gyártásból?

Ugyan sok robotgyártónak vannak már kollaboratív robotjai, azonban ezek használata még nem terjedt el széles körben. Számos ipari szereplő szkeptikus a tökéletes munkabiztonság megvalósulásában, ezért gyártásautomatizáláskor többnyire hagyományos robotokat alkalmaznak. Ezek használatakor kötelező robot munkaterének elkerítése és biztonságos zóna kialakítása. Az automatizálás fokának emelése ugyan csökkenti az emberi beavatkozást, azonban teljesen felügyelet nélkül nem tud egyetlen ilyen rendszer sem működni. Ilyenkor a gépkezelőnek be kell lépnie a cellába és el kell végeznie a karbantartási, szerszámcsere feladatokat. A biztonságról a több körös biztonsági rendszer gondoskodik, amely robotkerítésből, fénykapukból és egyéb, a robot működését kizáró vagy megállító megoldásokból áll.

Tehát ha nem, akkor milyen szintjei lehetnek az automatizálásnak?

1. szint
A legegyszerűbb eset, amikor a CNC-gép, a robot, illetve a nyers és az elkészült munkadarabot tároló állomás egyetlen cellát alkot. Ilyenkor kerítés mögött helyezkedik el minden. A kerítésen kívülről kell az alapanyagot betölteni a cellába és a kerítésen kívülre érkezik meg az elkészült munkadarab. Ez többnyire szállítószalagokat vagy más alkatrésztovábbító elemeket jelent. A robotizálás meglehetősen merev feladat, a flexibilitás növelése az automatizálás további bonyolítását jelenti. Tehát ezekben az esetekben kisszámú és nagyon hasonló termékeket tudunk csak gyártani.

2. szint
Ha az alapanyagot azonosítani kell, ez már rugalmas automatizálást igényel, és a gyártási igényeknek megfelelő megmunkáló programra van szüksége mind a robotnak, mind a CNC esztergának. A készülékeknek és a szerszámozásnak is automatikus módon cserélhetőnek kell lennie. Ez esetben már elengedhetetlen a magasabb szintű digitális kommunikáció a rendszer elemei között.

3. szint
A rendszert tovább lehet fejleszteni a mérés ellenőrzés automatizálásával és selejt állomás kialakításával.

Egy állomás, több állomás

Az egyszerűbb egy robot - egy gép automatizálás esetén a robot és a CNC gép direkt módon kommunikál egymással. Egyszerűbb esetben csupán digitális be-és kimenetek útján. Több gép és állomás esetén viszont már ipari busz rendszerű kommunikációra és cellavezérlésre is szükség van. Az automatizálás szintjének meghatározása minden esetben részletes és átfogó műszaki és gazdasági elemzést igényel.