Pod štítkom kvality „Swiss Made“ sa skrýva legendárna reputácia náramkových hodiniek, ktoré prináša na trh švajčiarsky hodinársky priemysel. Túto úroveň kvality je možné dosiahnuť iba pomocou rýchlych a presných automatických zariadení. Spoločnosť Amax Automation AG preto využila multifunkčný paletizátor s robotickými a manipulačnými systémami, ako je Delta robot EXPT od spoločnosti Festo pripravený na inštaláciu.
Podľa prieskumov sú nároční zákazníci z celého sveta ochotní minúť až o 50 % viac na náramkové hodinky, ktoré majú značku kvality „Swiss Made“. To však podľa právnych predpisov vydaných švajčiarskym parlamentom znamená, že viac ako 60 % výrobných nákladov na tieto ušľachtilé náramkové hodinky musí vzniknúť vo Švajčiarsku.
To je jeden z dôvodov, prečo švajčiarsky hodinársky priemysel vykonáva čoraz viac krokov pri výrobe hodiniek a ich častí vo Švajčiarsku. Okrem toho sú dodávateľské spoločnosti z krajín s nízkymi mzdami čoraz neatraktívnejšie z dôvodu rastúcich mzdových nákladov. Navyše tam často nie je možné dosiahnuť reprodukovateľnosť náročných, ručne vyrobených dielov. Kvalita sa znížila aj tým, že s jemne lisovanými časťami sa manipulovalo ako so sypkým materiálom. Preto bolo čoraz viac hodiniek odmietnutých a muselo sa robiť dodatočné čistenie.
V domácom výrobnom závode ťaží hodinársky priemysel z rýchlejšej a kratšej dopravy a ľahšej kontroly výroby. Paletizátor spoločnosti Amax vyrábajúcej špeciálne stroje zaisťuje spoľahlivé a presné vytriedenie jemných dielov na ďalšie spracovanie pri galvanickom pokovovaní, lakovaní, tampónovej tlači a montáži. Mimoriadne presné diely sú pre každý typ hodiniek a značiek rôzne a s hrúbkou v desatinách milimetra sú aj extrémne tenké.
Multifunkčný paletizátor je veľmi flexibilný a rýchly. S rýchlosťou cyklu 120 dielov za minútu ukladá až jedenásť typov malých dielov do šiestich mriežkových tácok alebo dvoch tácok Jedec. Ostatné diely sa dajú ľahko naučiť pomocou ovládacieho panela a softvéru. Nasledujúce procesy vyžadujú vysoký stupeň presnosti pri umiestňovaní dielov na tácky. Na tácke musí diel smerovať vždy smerom nahor. Dva integrované kamerové systémy a špeciálne vyvinutý systém otáčania zaisťujú, aby sa umiestnili iba správne orientované časti.
Potom sa začne samotný proces paletizácie. Inteligentná kamera SBO..-Q deteguje polohu dielov hodín na dopravníku a hlási to dvom Delta robotom EXPT. So špeciálne vyvinutým vákuovým uchopovačom odoberá Delta robot diely z pásu a v závislosti od aplikácie ich naloží do mriežkovej tácky alebo do tácky Jedec. Proces však nie je taký jednoduchý, ako sa zdá. Keďže diely sú veľmi ľahké, aj prievan môže zmeniť ich polohu na páse. Sú tiež také tenké, že vákuový uchopovač skoro nedokáže rozlíšiť diel od pásu. Pre bezpečnú výrobu preto musí manipulačný systém vykonávať veľmi presné a konštantné pohyby, aby sa nezmenila poloha dielov na páse, ale aby sa dali bezpečne uchopiť. „Preto je veľmi dôležité využiť správnu robotickú techniku,“ vysvetľuje Rolf Wirz, výkonný riaditeľ spoločnosti Amax.
„Bolo nám jasné, že iba robot s Delta kinematikou môže dosiahnuť flexibilitu a rýchlosť potrebnú na vyberanie malých častí v pracovnej oblasti," pokračuje Wirz. „Už dlhšie sa nám páčil Delta robot EXPT od spoločnosti Festo, no zatiaľ sme preň nemali vhodný projekt. Rozhodli sme sa preň pre jeho optimálny pomer nákladov a výhod a dlhoročnú dobrú spoluprácu so spoločnosťou Festo Schweiz,“ vysvetľuje expert na automatizáciu Wirz.
„Na základe skúseností s pneumatickou automatizačnou technikou bola spoločnosť Festo poverená vývojom vákuového uchopovacieho systému,“ hovorí Wirz. Skúsenosti boli naozaj potrebné, pretože nie je ľahké nastaviť, aby sa správnou dávkou vákua vytvoril v správnom čase uchopovací a odovzdávací impulz. „Je výborné, že Festo ovláda aj pneumatickú, aj elektrickú automatizáciu, a z uchopovacieho systému a robota dokážeme vytvoriť samostatný vývojový balík. Potrebovali sme menej rozhraní, čím nám odpadli súvisiace náklady,“ opisuje Wirz výhody spolupráce so spoločnosťou Festo.
Skôr ako mohol byť tripod uvedený do prevádzky v paletizátore, bolo potrebných veľa testov. „Preto sme požiadali našich kolegov v aplikačnom centre v sídle spoločnosti v Nemecku o podporu,“ hovorí Daniel Minger, technický predajca pre Industry Cluster manipulácia s malými dielmi a elektronikou vo Festo Schweiz. Na to, aby bolo možné dosiahnuť 120 cyklov za minútu, boli nevyhnutné dva Delta roboty. Prvý uchopuje čo najviac dielov z pásu a druhý berie zvyšok. Oba riadi kamera Festo s integrovaným PLC. To je teória.
V praxi to ale vyzerá inak. Simulácie na obrazovke často nestačia na zložitejšie úlohy. V takom prípade sú potrebné testy v aplikačnom centre Festo. Časy cyklov a opakovateľná presnosť sa testujú na manipulačných systémoch v reálnych podmienkach s obrobkami zákazníka a pohyby sa zaznamenávajú vysokorýchlostnou kamerou Festo. Tak je možné navzájom presne skoordinovať softvér a hardvér.
V prípade paletizátora Amax bola zvlášť kritická presnosť umiestnenia na tácky. Laboratórne podmienky v aplikačnom centre boli preto ideálne na analýzu presnosti umiestnenia a výsledných časov ustálenia Delta robotov, ako aj na vývoj zodpovedajúcich softvérových logaritmov a optimalizáciu na požadované časy cyklu.
Spoločnosť Festo dodala oba Delta roboty EXPT ako kompletný systém pripravený na inštaláciu s kontrolérom robotov CMXR a kontrolérom motora CMMP-AS v príslušnej rozvodnej skrini. Okrem toho sa využil inteligentný kompaktný kamerový systém SBOI…-Q, ktorý zaznamenáva diely na páse a posiela údaje o ich polohe riadeniu robotov. Na výmenu tácok sa využívajú ďalšie manipulačné systémy pripravené na inštaláciu. Elektrické osi typu ELGR tlačia tácky dopredu, pneumatické valce ich zdvíhajú a upínajú. Elektrická os EGC-HD, známa svojou tuhosťou a presnosťou, pohybuje vodorovne mechanickým uchopovačom. Uchopovač zdvihne niekoľko častí súčasne, otočí ich o 90° a umiestni ich do mriežkovej tácky. Elektrická os EGC sa stará o vertikálny pohyb.
Spoločnosť Festo dodala systémové riešenie, ktoré bolo kompletne zostavené, otestované a s funkčnou zárukou, pripravené na inštaláciu priamo do stroja. „Využili sme projektovacie know-how špecialistov na automatizáciu spoločnosti Festo, a tým sme ušetrili veľa času počas celého procesu, najmä počas testovania a uvedenia do prevádzky,“ hodnotí Rolf Wirz komplexné služby poskytované spoločnosťou Festo.
„S našimi vlastnými automatizačnými riešeniami sme často na hranici toho, čo je technicky známe a uskutočniteľné. Od našich partnerov očakávame veľké nadšenie pre inovácie a ochotu spolupracovať na riešení špeciálnych požiadaviek alebo nových oblastí použitia. Takého partnera sme našli v spoločnosti Festo,“ vysvetľuje Wirz. „Delta robot EXPT je iba jedným z mnohých príkladov toho, ako nám spoločnosť Festo dokáže poskytovať inovatívne produkty, pomocou ktorých sa môžeme presadiť na trhu,“ hovorí výkonný riaditeľ Amaxu.
Podľa Wirza tripod od spoločnosti Festo svojím atraktívnym pomerom ceny a výkonu prináša technológiu Delta do oblastí, ktoré boli predtým vyhradené pre roboty Scara. Naplno využíva malú pohybovanú záťaž a lepšiu prístupnosť a zároveň presviedča vysokou tuhosťou a s tým spojenou opakovateľnou presnosťou.
Kirchbergstrasse 211
3400 Burgdorf
Schweiz
Oblasť činnosti: automatizácia montáže a výroby, výroba špeciálnych strojov a manipulácia
Tento článok sa objavil v časopise pre zákazníkov Festo „trends in automation“ v čísle 2.2014