facebook LinkedIN LinkedIN - follow

Kolaborativní roboty: Potenciál automatizace v průmyslu kovů a obrábění

Universal RobotsKo­la­bo­ra­tiv­ní ro­bo­ty, ne­bo­li ko­bo­ty, vyt­vá­ře­jí dal­ší pří­le­ži­tos­ti pro au­to­ma­ti­za­ci ob­rá­bě­ní ko­vů. Jsou cha­rak­te­ris­tic­ké je­jich schop­nos­tí pra­co­vat ve spe­ci­fic­ké vý­rob­ní ob­las­ti, po bo­ku pra­cov­ní­ků. Dá­le pak rych­lou imp­le­men­ta­cí a snad­ným pře­su­nem na no­vé úko­ly. V ne­pos­led­ní řa­dě i in­tu­i­tiv­ním pro­gra­mo­vá­ním a ob­slu­hou. Mo­hou fir­mám všech ve­li­kos­tí po­mo­ci v pro­ce­sech ja­ko je ob­slu­ha stro­jů, kons­truk­ce, ne­bo sva­řo­vá­ní.


Neustálý technologický vývoj a pokrok udělal z průmyslu kovů a obrábění jeden z nejvíce konkurenčních oborů. Novou výzvou pro celou řadu společností se stalo zvyšování produktivity a vytíženosti strojů, bez jakýchkoliv kompromisů.

Nejdůležitější statistikou pro výrobu kovů je tzv. celková účinnost zařízení (OEE), která vyjadřuje míru provozuschopnosti a prostojů stroje v rámci jeho výrobního cyklu. OEE je nyní hlavní hnací silou dalšího zvyšování produktivity strojírenských firem. Výrobci v průmyslu kovů nejčasteji hledají zařízení, které mohou pracovat 24 hodin denně bez jakýchkoli poruch a s minimálním časem potřebným pro opětovnou instalaci nebo přeprogramování na jiný úkol. Takové zařízení může podstatně zvýšit OEE, optimalizovat výrobu a zvýšit produktivitu zaměstnanců.

Aby toto bylo možné splnit, kolaborativní roboty nabízí výrobcům a dodavatelům skvělou kombinaci flexibility a přesnosti, dokonce i v procesech které doposud nebylo možné automatizovat. Mají možnost pracovat 24 hodin a jejich opakovatelnost pohybu činí pouze 0.03 mm (v případě Universal Robots). To umožňuje společnostem využít maximální rozsah jejich výrobní kapacity a udržet konzistentní kvalitu. Kompaktní konstrukce pak umožňuje využít koboty i ve stísněných pracovních podmínkách.

Podle průzkumu „SMEs Barometer robotizace“, provedeného v Česku na jaře 2020 i mezi společnostmi zabývajícími se obráběním kovů vyplývá, že mezi důležitými faktory motivujícími malé a střední podniky k robotizaci je zlepšení výkonnosti výroby (93,5 %). Dále společnosti zmiňovaly: eliminace výrobních chyb (75,8 %) a zvýšení kvality produkce (75,8 %), posílení konkurenceschopnosti (74,4 %), zkrácení dodací lhůty (70,5 %), zvýšení produkce (66,6 %), standardizace procesu (60,2 %), obtížnost při hledání a udržení zaměstnanců (57,7 %), zvýšení výrobní bezpečnosti (56,3 %) a zvýšení produkční flexibility (50,1 %).

Poznámka: Průzkum „SMEs Barometr robotizace“ byl proveden společností SC&C na skupině 196 malých a středně velkých výrobních firem v České republice. Průzkum byl proveden metodou CATI na základě zadání společnosti Universal Robots.

Příklady aplikací

Společnost Baumruk & Baumruk s.r.o. je česká firma zabývající se sériovou kovovýrobou. Společnost potřebovala automatizovat zakládání drobnějších dílů do frézovacích center, ale s ohledem na těsné uspořádání výrobního prostoru neměli možnost stroje jakkoli ohradit nebo doplnit o světelné závory. Zároveň ale společnost chtěla centra i nadále využívat částečně bez robota, a musel tak být zachován bezpečný přístup pro lidskou obsluhu. Nyní využívá dva kolaborativní roboty UR10 pro příležitostné zakládání drobných dílů do obráběcích strojů, které mohou být jinak zakládány i ručně. Kolaborativní robot na pracovišti využívá pneumatický dvouprstový gripper a dva upínače. Protože se pracuje vesměs s ocelovými díly, tak se využívá převážně magnetické upínání. Pracovníci nyní nemusejí trvale stát u obráběcího stroje a vykonávat rutinní úkoly, tzn. založení a vyjmutí dílů. Připraví jen díly do zásobníku na několik hodin práce a následně provádí namátkovou kontrolu. Pracovník se může mezitím věnovat nastavení dalších strojů, řešení akutních problémů, atd.

Pro BJ-Gear, předního světového výrobce převodů, je jedinou cestou, jak posílit konkurenceschopnost a zachovat výrobu v Dánsku, optimalizovat a automatizovat každým možným způsobem. „Naším cílem je provádět co možná největší část procesů a výroby bez jakéhokoli lidského zásahu – od polotovaru po hotový obrobek,“ říká Bjørn Sommer, ředitel závodu BJ-Gear. Do výroby BJ-Gear byla dosud implementována čtyři řešení na bázi robotické techniky UR. Jedním z nich je robot UR5, vybavený běžnou nástřikovou pistolí a používaný k natírání předběžně smontovaných převodů. Další dva roboti UR5 modernizovali a automatizovali staré strojní zařízení ve výrobě BJ-Gear. Jeden robot plně automatizoval proces odstraňování otřepů, označování ozubených kol a dokončování obrobků pro další zpracování. Druhý provádí úkony současně na třech strojích – soustruhu, řezačce a mycím stroji – což umožňuje společnosti BJ-Gear vyrábět 100 kusů najednou bez lidského zásahu. Nejmladším přírůstkem do týmu BJ-Gear je UR10. Používá se pro automatizační procesy s obrobky, které váží více než 5 kilogramů.

Mnoho dalších případových studií dobře popisuje všestrannost řešení automatizace pomocí kolaborativní robotiky. Díky jednoduchosti programování a používání jsou koboty v rukou firem nástrojem, který jim pomáhá se rychleji rozvíjet a obstát v náročné konkurenci na trhu.

Pavel Bezucký Pavel Bezucký
Autor článku je Area Sales Manager společnosti Universal Robots.