Швейцарската часовникарска индустрия защитава легендарната репутация на своите ръчни часовници с етикета за качество "Swiss Made". По отношение на производствената технология това ниво на качество може да бъде постигнато само с бързи и прецизни системи за автоматизация. За тази цел Amax Automation AG реализира многофункционален палетизатор с роботизирани системи и системи за манипулиране, като например готовия за инсталиране робот Delta EXPT на Festo.
Според проучванията взискателните потребители от цял свят са готови да похарчат до 50 % повече за ръчен часовник, ако той носи етикета за качество "Swiss Made". Това обаче също така означава, че съгласно законодателството на швейцарския парламент повече от 60 % от производствените разходи за един висококачествен ръчен часовник трябва да бъдат направени в Швейцария.
Това е една от причините, поради които швейцарската часовникарска индустрия извършва все повече етапи на производство на часовници и части в Швейцария. Освен това фирмите доставчици в страните с ниско заплащане стават все по-непривлекателни поради нарастващите разходи за заплати. Освен това там често не е възможно да бъдат възпроизвеждани сложни ръчно произведени части. Загуби на качество се наблюдават и когато с фините заготовки се борави като с насипен материал. Това доведе до повече брак и по-високи разходи за почистване.
При местните производствени обекти часовникарската индустрия печели от това, че транспортните маршрути са по-бързи и по-кратки и управлението на производството е улеснено. При това палетизаторът на производителя на специални машини Amax осигурява надеждно и прецизно сортиране на фините заготовки за по-нататъшна обработка при галванизиране, боядисване, тампонен печат и монтаж. Високопрецизните части са различни за всеки тип и марка часовник и са изключително тънки, с дебелина от порядъка на десети от милиметъра.
Многофункционалният палетизатор е много гъвкав и бърз. Със скорост на цикъла от 120 части в минута той поставя до единадесет различни малки части в шест различни решетъчни тави или две различни тави Jedec. Другите части могат лесно да бъдат програмирани в режим на обучение посредством контролния панел и софтуера. Последващите процеси изискват най-висока степен на точност при поставянето на частите в тавите. Правилната страна на частите винаги трябва да е обърната нагоре в тавата. Две интегрирани системи от камери и специално разработена система за завъртане гарантират, че се поставят само правилно ориентирани части.
След това започва същинската операция на палетизиране. Интелигентната камера SBO..-Q открива позицията на частите на часовника върху конвейера и съобщава това на два робота Delta EXPT. Със специално разработен вакуумен хващач роботът Delta поема частите от лентата и зарежда решетъчни тави или тави Jedec в зависимост от приложението. Операцията обаче не е толкова проста, колкото изглежда: тъй като малките части са толкова леки, дори леко въздушно течение може да промени позицията им върху лентата. Освен това те са толкова тънки, че вакуумният хващач почти не може да различи частта от лентата. Затова безопасното производство изисква много прецизна и постоянна точност на последователността на движенията от манипулаторната система, така че позицията на частите върху лентата да не се влияе, но те все пак да могат да бъдат захванати безопасно. "Ето защо използването на правилната роботизирана техника също е от решаващо значение", обяснява Ролф Вирц, търговски директор на Amax.
"Беше ни ясно, че само робот с Delta кинематика може да постигне необходимата гъвкавост и скорост за поемане на малките части в работното пространство", продължава Вирц. "Отдавна бяхме хвърлили око на робота EXPT Delta на Festo, но до този момент нямахме подходящ проект за него. Оптималното съотношение между разходите и ползите и дългогодишното добро сътрудничество с Festo Швейцария бяха решаващите фактори", обяснява експертът по автоматизация Вирц.
"Благодарение на опита си в областта на пневматичната техника за автоматизация, на Festo вече беше възложено да разработи вакуумната система за захващане", споделя Вирц. Това изисква много опит, тъй като не е лесно да бъде създадено точно дозираният вакуум в точното време за импулса на захващане и изхвърляне. "Подходящо е, че Festo може да използва както пневматична, така и електрическа техника за автоматизация и че можем да създадем самостоятелен пакет за разработка от системата за захващане и робота. От наша страна това доведе до намаляване на броя на интерфейсите и свързаните с това разходи", разказва Вирц, описвайки предимствата на сътрудничеството с Festo.
Но преди паралелната кинематична система да може да заработи в палетизатора, бяха необходими още множество тестове за валидиране. "Затова се обърнахме за помощ към колегите си от Центъра за приложения в централата на компанията в Германия", разказва Даниел Мингер, инженер по продажбите в индустриалния клъстер за обработка на малки части и електроника във Festo Швейцария. Защото за постигане на 120 цикъла в минута бяха необходими два робота Delta: Първата паралелна кинематична система поема от лентата колкото може повече части, а втората − останалите. Камера за видеонаблюдение на Festo с интегриран PLC управлява и двете паралелни кинематични системи. Така е на теория.
На практика изглежда различно: При по-сложни задачи симулациите на екрана често не са достатъчни. След това са необходими тестове в Центъра за приложения на Festo. В реални условия времената на цикъла и точността на повторение се тестват на манипулаторни системи, като се използват заготовки на клиента, а движенията се записват с помощта на високоскоростната камера на Festo. По този начин софтуерът и хардуерът могат да бъдат точно съгласувани.
В случая с палетизатора Amax точността на спускане в тавата беше от особено значение. Поради това лабораторните условия на Центъра за приложения бяха идеални за анализиране на точността на установяване и получените времена на установяване на роботите Delta, за разработване на съответните софтуерни логаритми и за оптимизирането им за необходимите времена на цикъла.
Festo достави двата робота Delta EXPT като готова за инсталиране цялостна система с управлението на робота CMXR и контролера за мотор CMMP-AS в съответното контролно табло. Към това е добавена интелигентната система компактна камера SBOI...-Q, която оптически заснема частите върху лентата и предава данните за позицията към управлението на робота. Допълнителни готови за инсталиране системи за манипулиране поемат смяната на тавите. Електрическите оси от типа ELGR избутват тавите напред, а пневматичните цилиндри ги повдигат и затягат. Електрическата ос EGC-HD, известна със своята твърдост и прецизност, придвижва хоризонтално един механичен хващач. Хващачът повдига няколко части едновременно, завърта ги на 90° и ги полага в решетъчна тава. Вертикалното движение се поема от електрическата ос EGC.
Напълно монтирано, тествано и снабдено с функционална гаранция, Festo достави готовото за инсталиране системно решение директно към машината. "Използвахме инженерното ноу-хау на специалистите по автоматизация на Festo и спестихме много време по време на целия процес - особено по време на проверката и въвеждането в експлоатация", споделя Ролф Вирц, подчертавайки цялостното сервизно обслужване на Festo.
"С нашите индивидуални решения за автоматизиране често се движим на границите на технически познатото и възможното. Очакваме от нашите партньори голям новаторски дух и желание да работят с нас за разработване на специални предизвикателства или нови области на приложение. Намерихме такъв партньор в лицето на Festo", обяснява Вирц. "Роботът Delta EXPT е само един от многото примери за това, как Festo успява да ни предостави иновативни продукти, с които можем да се наложим на пазара", разказва търговският директор на Amax.
Според Вирц, благодарение на атрактивното съотношение между цена и производителност, паралелната кинематична система на Festo разширява технологията Delta в области, които преди това са били запазени за роботите Scara. Той използва пълноценно малката си подвижна маса и по-добрата достъпност, като същевременно впечатлява с високата си твърдост на системата и свързаната с нея точност на повторение.
Kirchbergstrasse 211
3400 Burgdorf
Швейцария
Сфера на дейност: автоматизация на монтажа и производството, производство на специални машини и манипулиране с чаши
Тази статия е публикувана в списанието за клиенти на фирма Festo тенденции в автоматизацията 2.2014