Robodrill şi roboţii FANUC sunt esenţiali în automatizarea flexibilă

Vullings, producător de sisteme și de produse de pulverizare pentru operații de strunjire și de frezare, era în căutarea unei mașini-unelte noi, rapidă și capabilă să proceseze componente de mici dimensiuni. Mașinile-unelte din secțiile de producție ale Vullings Metaalbewerking din Horst, Olanda, funcționează 24 de ore pe zi. Alegerea mașinilor, organizarea producției, programele CNC: toate se învârt în jurul automatizării. Mai exact, a automatizării flexibile, deoarece chiar și produsele unicat și de serie mică sunt fabricate în acest mediu de lucru cu un înalt grad de automatizare. Prin recomandările privind fiabilitatea centrelor de prelucrare ROBODRILL de la FANUC, societatea a ales o mașină α-ROBODRILL D21LiA5to, echipată cu un robot FANUC M-20iA cu sistem optic integrat, pentru a efectua operațiile de prelucrare și în timpul schimburilor de noapte, fără intervenție umană.

Sediul Vullings din Horst găzduiește două companii: Vullings Systemen BV, un producător tradițional de sisteme de pulverizare pentru sectorul horticol, dar proiectează și produce și echipamente personalizate, și Vullings Metaalbewerking BV, o companie subcontractantă care fabrică produse prin operații de strunjire și frezare, produse, de regulă, din oțel inoxidabil și alte oțeluri mai complexe.

Este, de asemenea, posibilă și prelucrarea maselor plastice. „Cele două companii se completează foarte bine,” explică directorul Jeroen Evers. „Organele de mașini sunt fabricate de divizia Metaalbewerking and Systemen BV Vullings, pe lângă mașinile produse pentru terțe părți, sistemele fiind utilizate pentru automatizarea diviziei Metaalbewerking.

7 zile pe săptămână, 24 de ore pe zi

Lansat în urmă cu 10 ani, acest concept de automatizare este acum integrat în toate aspectele activității și folosește, în acest moment, cinci roboți.

Centrele de prelucrare funcționează timp de 7 zile din 7, 24 de ore din 24. În timpul vizitei noastre, o mașină Robodrill era ocupată cu fabricarea brațelor pentru sistemele de pulverizare Champion. Un robot FANUC ia piesele turnate una câte una de pe banda de alimentare și le transmite mai departe mașinii. Sistemul optic, poziționat deasupra benzii, comunică robotului unde se află piesele și cum trebuie să fie preluate acestea. Odată ce prelucrarea brațului de pulverizare s-a terminat, robotul ia piesa și o așază pe o bandă de evacuare, unde sistemul optic caută un spațiu liber și comunică benzii că trebuie să realizeze acest spațiu. Operatorii verifică dacă sunt pregătite suficiente piese turnate până la sfârșitul zilei, astfel încât producția să poată continua pe durata întregii nopți.

Manipularea paleţilor

„Am început cu automatizarea a două mari centre de prelucrare,” explică Frank Gijsen, director pentru automatizarea proceselor de producție. „În jurul mașinilor am construit celule robotizate care conțin roboți FANUC R-2000iB și aproximativ 80 de locuri pentru produse. Operatorii au sarcina de a pregăti produsele și de a așeza piesele pe paleți. Roboții aduc paleții la mașini și apoi le îndepărtează. Componentele mici sunt apucate direct de roboți folosind un sistem optic FANUC, după care sunt așezate pe o bandă transportoare.”

20 de ani fără defecţiuni

„Pentru că pe celulele existente sunt deseori fabricate componente relativ mici, am căutat o mașină-unealtă nouă, rapidă, capabilă să prelucreze aceste piese mici,” continuă Jeroen Evers.

„Am ales Robodrill. Ne-am întâlnit cu companii care lucreaza cu aceasta mașina-unealta și cineva ne-a spus ca una din aceste mașini-unelte funcșionase timp de 20 de ani și ca niciodata nu a fost nevoie de intervenșia unui mecanic FANUC. Aceasta ne-a convins cu adevarat, pentru ca, daca vrei sa produci continuu, este esenșial sa ai mașini-unelte fiabile.”

„Dacă folosești integral timpul disponibil pentru producția planificată, nu îți mai rămâne timp pentru recuperarea unei întârzieri în producție în caz de defecțiune.”

Monitorizarea stării maşinii-unelte

Vulling acordă o atenție deosebită întreținerii preventive pentru a asigura disponibilitatea maximă a mașinii-unelte. Frank Gijsen: „Echipamentele FANUC au o funcție de monitorizare a stării pe care o utilizăm pentru planificarea acțiunilor de întreținere. Fiecare mesaj al echipamentului este   luat în serios pentru buna funcționare a mașinii și pentru a ne asigura că nu apare o defecțiune neașteptată. Uleiurile și sculele sunt, de asemenea, supuse monitorizării periodice.”

Frezarea simultană pe 5 axe

Pentru mașina α-Robodrill D21LiA5, a fost insta­lat un robot (M-20iA) cu sistemul optic FANUC integrat în echipamentul de comandă al robotu­lui. Mașina-unealtă și robotul sunt integrate com­plet în această celulă, care prelucrează piese mici. „Echipamentul de comandă a mașinii are o capacitate de calcul suficientă pentru funcționarea celulei. Celula robotizată nu mai are nevoie de un PLC sepa­rat,” explică Frank Gijsen.

„ La livrare, Robodrill a fost echipat cu o masă rotativă basculantă FANUC, care permite mașinii-unelte să realizeze prelucrarea cu 5 axe. Echipamentul de comandă permite acționarea simultană a celor 5 axe.”

 Implementarea acestui sistem cu 5 axe este o consecință a producției fără intervenție umană. Pe timpul nopții nu există un operator care să fixeze piesele într-o poziție diferită pentru fazele intermedi­are de prelucrare.

 Loturi cu o singură piesă

Frank Gijsen: „FANUC ne-a ajutat să setăm mașina-unealtă și pentru programare offline, uti­lizând un sistem CAM.” Pentru a reuși acest tip de automatizare flexibilă, iar aceasta este lecția învățată de Vullings, toate fazele procesului de producție trebuie adaptate pentru a fi compatibile între ele. Jeroen Evers: „Când primim o comandă pentru pro­ducerea unei singure piese, o considerăm un lot cu o singură piesă. Acest lucru înseamnă că, dacă același produs ar fi repetat pentru un lot mai mare de o sin­gură piesă, atunci acesta poate fi reprodus automat. Programele CAM nu conțin numai parametrii de producție ai mașinii-unelte, ci și datele de manipulare a robotului. Luăm în considerare, de la bun început, automatizarea, permițând celulelor de producție să lucreze complet autonom.”

Un mijloc de producţie tot mai flexibil

Deoarece conceptele de automatizare sunt masiv implementate la nivel intern, compania reușește să meargă mai departe cu concepția, oferind un mijloc de producție și mai flexibil. Frank Gijsen: „Obiectivul este acela de a realiza celule cu autoreglare, care posedă suficiente informații pentru a lua decizii. Deoarece noi înregistrăm în programele CAM și date precum dimensiunile semifabricatelor, celula de producție trebuie să fie capabilă să determine produsele ce trebuie fabricate pe baza unor loturi mici amplasate pe bandă. În mod normal, începi de la un grafic de producție, dar dacă un operator așază în mod incorect prea multe piese dintr-un produs pe bandă, mașina trebuie să fie capabilă să decidă ce produs frezează mai întâi, înainte de a lansa următoarea serie, care este gata pregătită în imediata vecinătate pe bandă.” În afară de aceasta, utilizăm la maxim posibilitățile sistemului optic și capacitatea de calcul cu care sunt dotate echipamentele de comandă FANUC.

Maşini-unelte cu grad înalt de tehnologizare

Vullings dorește să împărtășească pe cât posibil cunoștințele de automa­tizare flexibilă. În acest scop, sunt organizate vizite la companie, în special pen­tru studenți. Jeroen Evers: „Uneori credem că automatizarea reduce numărul locurilor de muncă, dar și reversul este valabil. Scopul nostru este ca oamenii să descopere compania noastră și modul nostru de lucru, în special pentru că este dificil să găsești personal calificat. Prelucrarea metalelor evocă adesea imagini negative ale unei munci grele și murdare, deși operatorii de aici lucrează pe mașini-unelte cu grad înalt de tehnologizare. Datorită volumelor mai mari pe care le putem realiza prin automatizare, trebuie să angajăm mai mult personal. Avem nevoie de oameni cu experiență în frezare și strunjire, deoarece aproximativ 20% din producția noastră se leagă de anumite produse speciale, ceea ce implică sarcini pe care nu are sens să le automatizăm.”

ATTILA BAGDI este Marketing Specialist FANUC Hungary Kft.