Letos již podruhé oslovujeme čtenáře stránek Technického týdeníku a snad i naše budoucí obchodní partnery s řešením problému chybějících kvalifikovaných brusičů a leštičů, s řešením realizace opakované vysoké kvality produkce a v neposlední řadě i s maximalizací produkce při zachování vysoké kvality.
Robotické broušení a leštění je oproti manipulaci a pick-and-place aplikacím specificky zaměřené pouze na provádění povrchových úprav, a to zejména v sériových produkcích. Pokud bychom měli vyjmenovat obráběný materiál nebo materiály, které je možno tímto způsobem obrábět, zjistíme, že možnosti jsou doslova obrovské. Realizujeme úlohy s hliníkem, různé druhy nerezů, ocelí, slitin, rozmanité tvary a druhy dřeva, překližek či dýh. Z plastů jsou to např. ABS, RTM nebo karbony. Testovali jsme i výrobky z polypropylenu či „vyfukované plasty“.
To jsme si vyjmenovali některé materiály. A co si pod těmito materiály můžeme představit za výrobky? Na vyjmenování celé škály výrobků by nám prostor tohoto článku nestačil. Proto zmíníme jen několik typických představitelů: rozmanité svařence a konstrukce z oceli nebo jiných materiálů. Mohou to být jak kabiny pracovních strojů, tak i malé spoje, např. svařených drátů. U hliníkových výrobků zajišťujeme finalizaci svarů a finalizaci povrchů pod lakování. U odlitků to pak jsou odstraňování konstrukčních nálitků a finální scelování povrchů. Velmi častým požadavkem je začištění svarů u nerezů a scelení celých pohledových ploch. Nábytkářský průmysl se zajímá o broušení masivu nebo lepených vrstev (např. židle) a o leštění finálních polyuretanových laků.
Na plastech vyhlazujeme přelitky na spojovacích rovinách, odstraňujeme mastnotu zbylou z forem vstřikolisů, provádíme pohledové povrchové úpravy (např. brýlové obruby vyžadují i šest rozdílných kroků a brusiv). Na přelitky máme vyvinutý specifický proces jejich odstraňování abrazivními kartáči. U lakovaných povrchů řešíme broušení polotovarů pod plniče (tmely), broušení a leštění vrstev plničů a leštění všech vrstev laků. Máme vyvinutý postup zjištění chyb lakovaných vrstev a pracovní postup odstranění chyby tak, aby vrstva šla znovu nalakovat.
CO JE ROBOTICKÉ PRACOVIŠTĚ
Prakticky denně se setkáváme s představou zákazníka, že robotické broušení jsou pouze robot a bruska. To je samozřejmě pravda, avšak robotické pracoviště je mnohem rozsáhlejší. Zkusíme ho tedy krátce a srozumitelně popsat. Robot je osazen prvkem pro kompenzaci přítlačné síly, který umožňuje volit průběžně přítlačnou sílu na obráběný povrch. Podle povahy prováděné operace se instaluje správná bruska (excentrická, pásová atd.). Pokud to pracovní postup vyžaduje, je možno buď měnit několik nástrojů na robotu, nebo instalovat více robotů, případně robot vybavit lineární posuvnou osou (pohyb např. podél dlouhých obrobků).
Naše know-how poskytuje rychlé a precizní změny síly kladené na obráběný díl v rozsahu 0–800 N (samozřejmě omezené na rozsah potřebný pro konkrétní díl), a to prostřednictvím kontaktní příruby. U plastů naprosto běžně zvládáme opakovaně i síly okolo 1 N. Polotovary musíme také nějak naskladnit před provedením broušení nebo leštění, musíme je dopravit k robotu a upevnit na podkladové desce. Následně musíme obrobky různě naklápět nebo polohovat tak, aby robot provedl požadovanou operaci co nejrychleji a nejjednodušeji. Obrobky pak expedujeme od robotu směrem k výstupnímu skladu. Těmto účelům nejlépe vyhovují na zakázku navrhované karuselové zakladače, vibrační třídiče a různé druhy dopravníků či otočných stolů.
Celý tento výrobní proces je řízen výkonným procesorem a sledován mnoha senzory nebo kamerovými systémy. Nesmíme zapomenout na odsávací nebo přetlakové jednotky, zbavující pracovní prostor a výrobek nečistot. U plastů navrhujeme i odstraňování nečistot ionizačními jednotkami. Doplníme safety prvky a pohybovými skenery zabraňujícími neoprávněnému pohybu osob uvnitř pracoviště a nakonec vše ohradíme bezpečnostním plotem nebo zapouzdříme pláštěm se vstupními a výstupními vraty a centrálním odsáváním.
Je tedy jasné, že na konstrukci pracoviště, které umí brousit a leštit, se v obrovské míře podílejí hlavně technologové a konstruktéři, kteří musejí být znalí celé problematiky. Není jen tak možné koupit si robotické rameno a začít brousit. Také tvorba SW pro samotné broušení a leštění a pro implementaci všech konstrukčních skupin buňky je vysoce sofistikovanou a komplikovanou záležitostí s velkou časovou náročností.
JAK SE TO U NÁS OBVYKLE DĚLÁ
Přicházejí za námi klienti, kteří narazili na hranice velikosti opakované produkce a potřebují zvýšit kvalitu provádění povrchových úprav. V posledních letech je stále významnější nedostatek kvalifikovaných pracovníků. V mnoha oborech je také potřeba zbavit se nekorektních polotovarů nebo, chcete-li, zmetků. Naše technologie jsou řešením. Nejprve si se zákazníkem popovídáme o jeho představách a vyptáme se na jeho potřeby a možnosti (o produkci, její kvalitě, prostorových předpokladech, navazujících technologiích atd.).
Následují analýza velikosti produkce a směnnosti a definice rozsahu zautomatizování celého výrobního procesu. V případě, že pracovní operace broušení a leštění jsou již prováděny, pak sledujeme i současný pracovní proces. Následuje návrh (layout) pracoviště a 3D simulace pracovní operace, kterou se ověřuje vhodnost navržené koncepce. Ne vždy výrobek umožňuje použití optimálního vřetena nebo nástroje (špatný přístup k obráběné ploše, nástroj se prostě „nedostane“ k obrobku ve správné poloze). V tom případě se hledají kompromisní řešení. S klientem vše ještě jednou probereme a po odsouhlasení pracovního postupu a vybavenosti pracoviště je zákazníkovi předložena cenová nabídka. Náš zákazník má také možnost ověřit si, že navržená koncepce je plně funkční. Provádíme totiž testy ověření kvality provedení brusu či leštění.
Posledním bodem je dodávka kompletního pracoviště na klíč. Každý projekt je individuální, klient nejprve přebírá technologii „u nás“ a po odsouhlasení funkčnosti pracoviště se toto pracoviště demontuje a znovu smontuje u klienta. Významně se tak zkracuje doba montáže a implementace na straně zákazníka.
PROVÁDĚNÍ TESTŮ KVALITY NA VLASTNÍM PRACOVIŠTI
V Jihlavě máme kompletně vybavené pracoviště, kde klientům jejich představy uvádíme do života. V poslední době je požadavků tolik, že zvažujeme i rozšíření a multiplikaci pracoviště.
Dosáhnout vysoké kvality provedení povrchové úpravy vyžaduje znalost nejen fyzikálních vlivů působících při mechanickém opracování na povrch a nástroj a jejich ovlivňování, ale i znalosti nejnovějších trendů a novinek v oblastech brusek, používaných materiálů a v neposlední řadě i programování. V oblasti povrchových úprav je dnes populární offline programování využitelné pouze pro definici drah robotu, nastavení samotného broušení či leštění vyžaduje zásah zkušeného programátora s patřičnými znalostmi. Nastavování reálných hodnot pak probíhá přímo při optimalizaci SW a na základě dosažených výsledků.
Naše testovací pracoviště je plnohodnotná robotická buňka vybavená robotem s dostatečným pracovním dosahem a přírubou s procesorovým řízením pro aktivní regulaci přítlaku. Disponujeme několika externími osami (otočnými stoly), standardně je k dispozici mnoho druhů brusek a rozmanitá brusiva a kartáče. Konstrukce pracoviště umožňuje také integraci stojanových pásových brusek. Zákazník v rámci kontrolních dnů vidí skutečný průběh broušení či leštění svého výrobku a má možnost aktivně ovlivňovat provedení pracovního postupu. Reálný pracovní proces umožňuje vytvořit si představu o jednotlivých pracovních krocích a době potřebné k dosažení požadovaného výsledku.
Testovací pracoviště neslouží pouze k ověřování kvality robotického provedení povrchových úprav, ale i k poprodejním službám. Klienti inovují výrobu o nové typy produktů, a na námi dodaném pracovišti je tak třeba provést různé úpravy, od SW po nové přípravky atd. Tyto úkony vyžadují instalaci přímo na pracovišti, jedná se ale o dobu, kdy zařízení nepracuje, nedodává výrobky a klient přichází o tržby.
My však máme jednoduché řešení: po provedení konstrukčních prací na naší buňce vše implementujeme, uvedeme do provozu a následně přeneseme na zákazníkovu technologii. Tímto způsobem zkrátíme odstávku z řádu týdnů na několik dní! Naše dodávky se vyznačují dlouhou životností, protože již při návrhu pracoviště bedlivě sledujeme případná přetížení pracovních os robotu a namáhání souvisejících strojních celků a ihned vše optimalizujeme. Spolu s využitím nejmodernější techniky v oblasti brusek pak klient disponuje robotickou buňkou, do které nebude muset investovat v příštích letech nic jiného než provozní prostředky a náklady na běžnou údržbu.
UVÁDĚNÍ DO PROVOZU, ZÁRUČNÍ A POZÁRUČNÍ SERVIS
Konstrukce robotických pracovišť a jejich uvádění do provozu je naše práce. Dokážeme si stát za svojí kvalitní prací a být tak zákazníkovi spolehlivým partnerem. Pro subdodávky komponentů, které nejsou naší produkcí, vybíráme jen renomované firmy z celé Evropy. Jsme toho názoru, že i poprodejní servis je naší vizitkou. Klienti potřebují hlavně vyrábět, a proto naše dodávky na klíč musejí obsahovat jen takové funkční celky, které nejsou pokud možno vyvíjené a vyráběné pouze v jednom kuse. V některých projektech se samozřejmě individuálním dílům nevyhneme, ale i tehdy se snažíme co nejvíce využít sériové produkce. KESAT, a. s., je vaší zárukou, že robotická pracoviště budou pracovat spolehlivě i za hodně dlouhou dobu.
Na MSV budeme představovat již tradičně minimalizované robotické pracoviště, tentokrát s automatickou výměnou nástrojů a simulací obrábění povrchu laserem! V některých aplikacích laserový paprsek dosahuje ve srovnání se standardním postupem zajímavých výsledků.
Pavel Herman
KESAT, a. s.
www.kesat.cz