Přesné jako švýcarské hodinky

Rychlá paletizace s robotem Delta EXPT

Legendární pověst svých náramkových hodinek si švýcarský hodinářský průmysl chrání štítkem kvality „Swiss Made“. Této úrovně kvality technické výroby lze dosáhnout pouze s rychlým a přesným automatizačním zařízením. Společnost Amax Automation AG vytvořila multifunkční paletizátor - s robotickými a manipulačními systémy, jako je hotový robot Delta EXPT Festo připravený k instalaci.

Podle průzkumů jsou nároční spotřebitelé z celého světa ochotni utratit až o 50 % více za náramkové hodinky, pokud jsou označeny značkou kvality „Swiss Made“. To však také znamená, že podle právních předpisů švýcarského parlamentu musí více než 60 % výrobních nákladů na pravé švýcarské náramkové hodinky pocházet ze Švýcarska.
To je jeden z důvodů, proč švýcarský hodinářský průmysl provádí pro hodinky a jejich části stále více výrobních kroků ve Švýcarsku. Kromě toho jsou dodavatelské společnosti v zemích s nízkými mzdami stále méně atraktivní, protože mzdové náklady stoupají. Navíc zde často není možná reprodukovatelnost náročných, ručně vyráběných dílů. Došlo také ke ztrátám kvality, protože s jemně vylisovanými částmi se zacházelo jako se sypkým materiálem. To vedlo k většímu množství neshodných dílů a vyšším nákladům na čištění.

Při výrobě v tuzemsku jsou pro hodinářský průmysl výhodné rychlejší a kratší přepravní cesty a snazší kontrola výroby. Paletizátor od výrobce speciálních strojů Amax zajišťuje spolehlivě a přesně tříděné jemné polotovary pro další zpracování při galvanickém pokovování, lakování, tamponovém tisku a montáži. Velmi přesné díly se liší pro každý typ a značku hodinek a jsou extrémně tenké, s tloušťkou v desetinách milimetru.

Maximální přesnost

Multifunkční paletizátor je velmi přizpůsobivý a rychlý. S rychlostí 120 dílů za minutu umístí až jedenáct různých malých dílů do šesti různých zásobníků Gittertray nebo dvou různých zásobníků Jedec. Další části lze snadno naučit pomocí ovládacího panelu a softwaru. Následující procesy vyžadují vysokou míru přesnosti při umísťování dílů do zásobníků. Správná strana dílů musí v zásobníku vždy směřovat nahoru. Dva integrované kamerové systémy a speciálně vyvinutý systém pro otáčení zajišťují ukládání pouze správně orientovaných dílů.

Těžko se odlišuje od pásu

Poté začíná skutečný proces paletizace. Inteligentní kamera SBO..- Q detekuje polohu hodinových součástek na běžícím pásu a hlásí to dvěma robotům Delta EXPT. Se speciálně vyvinutým vakuovým chapadlem vezme robot Delta součástky z pásu a v závislosti na aplikaci je umístí do zásobníků Gitter nebo Jedec. Proces však není tak jednoduchý: Jelikož malé části jsou velmi lehké, může jejich polohu na pásu změnit prostý průvan. Jsou také tak tenké, že vakuové chapadlo jen těžko rozlišuje mezi částí a pásem. Spolehlivá výroba proto vyžaduje velmi přesné a stále stejné sekvence pohybů manipulačního systému, aby se neovlivňovala poloha dílů na pásu, ale přesto je bylo možné spolehlivě uchopit. „Proto má použití správné robotické technologie zásadní význam,“ vysvětluje Rolf Wirz, výkonný ředitel společnosti Amax.

Robot s kinematikou Delta

„Bylo nám jasné, že pouze robot s kinematikou Delta může dosáhnout přizpůsobivosti a rychlosti potřebné k vybírání malých dílů z pracovní oblasti,“ pokračuje pan Wirz. „Již dlouho jsme sledovali robota Delta Festo EXPT, ale do té doby pro něj neexistoval vhodný projekt. Optimální poměr nákladů a přínosů a dlouhodobá dobrá spolupráce se společností Festo Switzerland byly rozhodujícími faktory,“ vysvětluje expert na automatizaci, pan Wirz.

„Společnost Festo již má zkušenosti s technologií pneumatické automatizace, takže byla pověřena vývojem vakuového uchopovacího systému,“ říká Wirz. To vyžaduje spoustu zkušeností, protože není snadné vytvořit správnou dávku podtlaku ve správný čas pro úchop i pro vyfukovací impulz. „Hodí se, že Festo zvládá pneumatickou i elektrickou automatizační technologii, takže můžeme vytvořit samostatný vývojový balíček z uchopovacího systému a robota. Z naší strany to také vedlo ke snížení počtu rozhraní a souvisejících nákladů,“ popisuje pan Wirz výhody spolupráce se společností Festo.

Jemné doladění v aplikačním centru Festo

Než však mohl Tripod začít v paletizátoru pracovat, bylo pro ověření nutné provést mnoho testů. „Proto jsme požádali o pomoc naše kolegy v aplikačním centru v sídle společnosti v Německu,“ říká Daniel Minger, obchodní technik klastru pro manipulaci s malými součástkami a elektronický průmysl ve společnosti Festo Switzerland. K dosažení taktu 120 cyklů za minutu byli nutní dva roboti Delta: První Tripod zachytí na pásu tolik dílů, kolik dokáže, druhý vezme zbytek. Kamera Festo s integrovaným řízením PLC řídí oba Tripody. Tak praví teorie.

V praxi to ale vypadá jinak: u složitějších úkolů jsou simulace na obrazovce často nedostatečné. Pak se vyžadují testy v aplikačním centru Festo. Doba cyklu a opakovatelná přesnost se testují za reálných podmínek na manipulačních systémech s výrobky zákazníka a pohyby se zaznamenávají vysokorychlostní kamerou Festo. Takto lze vzájemně přesně koordinovat software a hardware.

V případě paletizátoru Amax byla přesnost umístění v zásobnících zvláště kritická. Laboratorní podmínky v aplikačním centru byly proto ideální pro analýzu přesnosti umístění a z ní plynoucího času pro uklidnění robotů Delta, pro vývoj odpovídajících softwarových logaritmů a pro jejich optimalizaci pro požadované doby cyklu.

Technické know-how šetří spoustu času

Společnost Festo dodala dva roboty Delta EXPT jako kompletní systém připravený k instalaci s robotickým řízením CMXR a ovladači motorů CMMP-AS v příslušném rozvaděči. Nechyběl ani inteligentní kompaktní kamerový systém SBOI… -Q, který opticky detekuje součástky na pásu a předává robotickému řízení údaje o poloze. Zásobníky vyměňují další hotové manipulační systémy připravené k instalaci. Elektrické pohony ELGR posouvají zásobníky dopředu, pneumatické válce je zvedají a upínají. Elektrický pohon EGC-HD, známý svou tuhostí a přesností, pohybuje vodorovně mechanickým chapadlem. Chapadlo zvedá několik částí současně, otočí je o 90 ° a uloží je do zásobníku Gitter. Svislý pohyb vykonává elektrický pohon EGC.

Dodáváme hotové, kompletně sestavené, otestované řešení se zárukou funkce. Vše je připraveno k přímé instalaci na stroj. „Využili jsme technické know-how specialistů na automatizaci Festo a ušetřili jsme tak spoustu času v celém procesu - zejména při testování a uvádění do provozu,“ vyzdvihuje pan Rolf Wirz komplexní služby poskytované společností Festo.

Nové území pro technologii Delta

„S individuálními automatizačními řešeními jsme často na hranici toho, co je technicky známé a proveditelné. Od našich partnerů očekáváme velké nadšení pro inovace a ochotu spolupracovat s námi na speciálních úkolech či v nových aplikačních oblastech. Takového partnera jsme našli ve společnosti Festo,“ vysvětluje pan Wirz. „Robot Delta EXPT je jen jedním z příkladů toho, jak nám Festo dokáže poskytovat inovativní výrobky, s nimiž se můžeme prosadit na trhu,“ říká výkonný ředitel společnosti Amax.

Podle pana Wirze rozšiřuje Tripod Festo technologii Delta do oblastí, které byly dříve vyhrazeny jen robotům Scara – nabízí totiž atraktivní poměr ceny a výkonu. Velkou roli hraje malá pohybující se hmotnost a lepší přístupnost, přesvědčí také svou vysokou tuhostí a s tím spojenou opakovatelnou přesností.

Amax Automation AG

Kirchbergstrasse 211
3400 Burgdorf
Švýcarsko

Oblast činnosti: automatizace montáže a výroby, konstrukce jednoúčelových strojů a manipulace s kelímky

Tento článek vyšel v časopisu pro zákazníky společnosti Festo trends in automation 2.2014

  1. Fotografie: Martin Jeker
Přehled