A svájci óraipar a „Swiss Made” minőségi címkével védi karóráinak legendás hírnevét. Gyártástechnológiai szempontjából ez a minőségi szint csak gyors és precíz automatizálási rendszerekkel érhető el. Az Amax Automation AG egy többfunkciós palettázó gépet fejlesztett ki erre a célra, olyan robot és handling rendszerekkel, mint a Festo azonnal telepíthető EXPT delta robotja.
Felmérések szerint az igényes fogyasztók a világ minden táján akár 50%-kal is hajlandóak többet költeni egy karórára, ha az a „Swiss Made” minőségi címkét viseli. A címke használata a svájci jogszabályok szerint azonban azt is megköveteli, hogy a nemes karórák gyártása során a hozzáadott érték 60%-ának Svájcban kell keletkeznie.
Ez az egyik oka annak, hogy a svájci óraipar az órák és alkatrészek egyre több gyártási lépését Svájcban végzi el. Emellett az alacsony bérszínvonalú országokban működő beszállítók egyre kevésbé vonzóak az emelkedő bérköltségek miatt. Ráadásul az igényes, kézzel gyártott alkatrészek reprodukálhatósága itt gyakran nem adott. Az is a minőség kárára megy, ha a könnyű, stancolt alkatrészeket ömlesztett anyagként mozgatták. Ez a selejtarány emelkedéséhez és magasabb tisztítási költségekhez vezetett.
A hazai gyártási telephelyeken az óraipar a gyorsabb és rövidebb szállítási útvonalak és az egyszerűbb gyártásellenőrzés előnyeit élvezheti. Az Amax speciális gépgyártó palettázó gépe megbízhatóan és precízen válogatott könnyű, stancolt alkatrészeket továbbít a galvanizálás, festés, tamponnyomás és összeszerelés során történő további feldolgozáshoz. A nagy precizitású alkatrészek az egyes óratípusok és -márkák esetében eltérőek, és rendkívül vékonyak, vastagságuk a tizedmilliméteres tartományba esik.
A többfunkciós palettázó gép rendkívül rugalmas és gyors. A 120 alkatrész/perces ciklussebességgel akár tizenegy különböző apró alkatrészt is elhelyez hat különböző rácsos tálcára vagy két különböző JEDEC-tálcára. További alkatrészek könnyen betaníthatók a kezelőpult és a szoftverek segítségével. A rákövetkező folyamatok a legnagyobb precizitást igénylik az alkatrészek tálcákba helyezésekor. Az alkatrészeknek mindig a megfelelő oldalukkal kell a tálcába kerülniük. Ennek érdekében két integrált kamerarendszer és egy speciálisan kifejlesztett forgatórendszer biztosítja, hogy csak a helyesen tájolt alkatrészek kerüljenek lerakásra.
Ezután kezdődik a tényleges palettázás. Az SBO..-Q intelligens kamera érzékeli az óraalkatrészek helyzetét a szállítószalagon, és ezt jelenti két EXPT delta robotnak. A Delta robot egy speciálisan kifejlesztett vákuum megfogóval veszi fel az alkatrészeket a szállítószalagról, majd az alkalmazástól függően rácsos vagy JEDEC-tálcákra helyezi azokat. A folyamat azonban nem olyan egyszerű, mint amilyennek hangzik: Mivel az apró alkatrészek rendkívül könnyűek, akár egy szellő is megváltoztathatja helyzetüket a szalagon. Ezenkívül olyan vékonyak, hogy a vákuum megfogó alig tudja azokat megkülönböztetni a szalagtól. A biztonságos gyártáshoz ezért a handling rendszer mozgássorozatainak rendkívül precíznek és állandónak kell lenniük, hogy az ne befolyásolja az alkatrészek helyzetét a szalagon, de mégis biztonságosan megfogja azokat. „Ezért is kulcsfontosságú a megfelelő robottechnológia alkalmazása” – állítja Rolf Wirz, az Amax ügyvezetője.
„Egyértelmű volt számunkra, hogy csak egy delta kinematikával rendelkező robot képes elérni a munkaterületen lévő apró alkatrészek felszedéséhez szükséges rugalmasságot és sebességet” – folytatja Wirz. „Már régóta szemeztünk a Festo EXPT delta robotjával, de eddig nem volt olyan projektünk, amihez szükségünk lett volna rá. A végső lökést végül az optimális ár-érték arány és a svájci Festo-val való sokéves kiváló együttműködésünk adta meg” – magyarázza az automatizálási szakértő.
„A pneumatikus automatizálástechnikában szerzett tapasztalatai révén a Festo már ismerte a vákuum megfogórendszerek kifejlesztésének fortélyait” – mondja Wirz. Ehhez nagy tapasztalatra van szükség, mivel nem könnyű feladat a megfelelő időben a megfelelő mennyiségű vákuumot létrehozni a megfogó és kidobó impulzushoz. „Ezért is jött kapóra, hogy a Festo mind a pneumatikus, mind az elektromos automatizálástechnikába erős, mi pedig képesek vagyunk a megfogórendszerből és a robotból egy önálló fejlesztési csomagot alkotni. Számunkra ez az interfészek redukálását és az ezzel járó munka csökkentését is eredményezte” – meséli Wirz a Festo-val való együttműködés előnyeiről.
Mielőtt azonban üzembe lehetett volna helyezni a párhuzamos kinematikát a palettázó gépben, még számos validálási tesztet kellett elvégezni. „Ezért a vállalat németországi központjának Application Centerénél dolgozó munkatársak segítségét kértük” – meséli Daniel Minger, a svájci Festo apró alkatrészek handlingje és elektronika ipari klaszterének értékesítési mérnöke. A 120 ciklus/perc eléréséhez ugyanis két delta robotra volt szükség: Az első párhuzamos kinematika annyi alkatrészt vesz fel a szalagról, amennyit csak tud, a második pedig a maradékot. Mindkét párhuzamos kinematikát egy integrált PLC-vel ellátott Festo kamera vezérli. Legalábbis ez volt az elmélet.
A gyakorlat azonban másképp néz ki: A bonyolultabb feladatokhoz gyakran elégtelennek bizonyulnak a képernyőn végzett szimulációk. Ilyenkor a Festo Application Centerben végzett tesztekre van szükség. Itt valós körülmények között tesztelik a ciklusidőket és az ismétlési pontosságot az ügyfél munkadarabjaival és a handling rendszerekkel, a mozgásokat pedig a Festo nagysebességű kamerájával rögzítik. Ilyen módon pontosan összehangolható egymással a szoftver és a hardver.
Az Amax palettázó gépe esetében különösen a tálcákra való lehelyezés pontossága volt kritikus. Az Application Center laboratóriumi körülményei ideálisnak bizonyultak a delta robotok beállítási pontosságának és az ebből eredő beállítási idők elemzéséhez, a megfelelő szoftveres logaritmusok kidolgozásához és a szükséges ciklusidőkhöz való optimalizálásához.
A Festo a két EXPT delta robotot azonnal telepíthető komplett rendszerként szállította a vezérlőszekrénybe szerelt CMXR robotvezérlővel és CMMP-AS motorvezérlővel együtt. Ezekhez társult még az SBOI...-Q intelligens kompakt kamera rendszer, amely optikai úton érzékeli a szállítószalagon lévő alkatrészeket, majd a robotvezérlőnek továbbítja a pozícióadatokat. A tálcacserét további telepítésre kész handling rendszerek végzik. Az ELGR típusú elektromos tengelyek előre tolják a tálcákat, majd pneumatikus hengerek emelik meg és rögzítik azokat. A merevségéről és precizitásáról ismert EGC-HD elektromos tengely vízszintesen mozgat egy mechanikus megfogót. A megfogó egyszerre több alkatrészt emel fel, elforgatja őket 90°-kal, majd egy rácsos tálcába helyezi. A függőleges mozgatást EGC az elektromos tengely végzi.
A Festo a készre szerelt, tesztelt és működési garanciával ellátott, azonnal telepíthető rendszermegoldást közvetlenül a géphez szállította. „A Festo automatizálási szakembereinek mérnöki szaktudását kihasználva rengeteg időt takarítottunk meg a teljes folyamat, különösen a tesztelés és az üzembe helyezés során” – hangsúlyozza Rolf Wirz a Festo átfogó szolgáltatásainak előnyeit.
„Egyedi automatizálási megoldásainkkal gyakran a technika ismert és megvalósíthatósági határait feszegetjük. Partnereinktől nagyfokú innovációs készséget várunk, valamint hajlandóságot arra, hogy közösen különleges kihívásokkal küzdjünk meg vagy új alkalmazási területeket dolgozzunk ki. A Festo-ban pont ilyen partnerre találtunk” – nyilatkozza Wirz. „Az EXPT delta robot csak egy példa a sok közül arra, hogy a Festo képes olyan innovatív termékeket adni a kezünkbe, amelyekkel előnyre tehetünk szert a piacon” – állítja az Amax ügyvezető igazgatója.
Wirz szerint vonzó ár-érték arányának köszönhetően a Festo párhuzamos kinematika olyan területekre is kiterjeszti a delta technológiát, amelyek korábban a SCARA robotok számára voltak fenntartva. Teljes mértékben kihasználja az alacsony mozgatott tömegben és a jobb hozzáférésben rejlő előnyöket, ugyanakkor a rendszer nagy merevsége és az ezzel járó kiváló ismétlési pontossága is lenyűgöző.
Kirchbergstrasse 211
3400 Burgdorf
Svájc
Tevékenységi terület: Összeszerelés és gyártásautomatizálás, speciális gépgyártás és pohárhandling
Ez a cikk a Festo Trends in Automation című ügyfélmagazinjának 2014/2. számában jelent meg