Турбо ефективност чрез пълна автоматизация

Предизвикателства

Доставчикът за автомобилната индустрия GEDIA, изработва части за каросерия с най-различни размери. Този диапазон изисква висока гъвкавост в производствения процес. Икономически изгодната система за автоматизация често е трудна за постигане. Когато GEDIA получава поръчката за производство на надлъжни носачи в големи обеми най-после за системата за автоматизация вече има зелена светлина. „След първоначалното планиране беше ясно, че можем да използваме 100% от капацитета най-малко на два лазера само с този артикул. Контейнерите, необходими за системата за автоматизацията, бяха доставени от клиента. Перфектни условия“, казва Паскал Кауфман, ръководител на отдел производство в GEDIA. Освен обема на поръчката, теглото и размерите на надлъжните носачи също оправдаваха автоматизираната обработка: с тежина около 8 килограма и дължина около 1,80 метра те са трудни за ръчно манипулиране от служителите.  

Кауфман и неговият колега Бьорн Мюлер, ръководител проекти инвестиционно оборудване в отдел „Управление на машини и сгради“, се обръщат към TRUMPF. На общ работен семинар с експерти на TRUMPF и със специалисти от партньора за индустриални решения Autom8, те споделят своите изисквания за напълно автоматизиран производствен процеса. „Една важна точка за нас беше управлението на контейнерите“, заявява Мюлер и уточнява: „При автоматизиран производствен процес са необходими специални контейнери. Инвестицията е значителна, а обработката и съхранението влияят негативно на икономическата ефективност.“ На дневен ред бяха и системите за контрол на качеството с камери както и усъвършенстваните технологии за захващане. „Детайлите, произведени чрез топла пластична деформация, обикновено имат форма на фуния и грапава повърхност. За последваща лазерна обработка те се подреждат на стек. Автоматизираното захващане и най-вече сепарирането на детайлите не е лесна задача“, заявява Мюлер. И не на последно място – за автоматизацията имаше само ограничено пространство.  

TRUMPF и Autom8 предлагат убедителна концепция: Два от наличните TruLaser Cell 8030 се оборудват с интелигентна система за автоматизация с един робот, която благодарение на компактното разположение позволява както автоматизиран, така и ръчен режим на работа на TruLaser Cell 8030 и за това е идеално адаптирана към ограниченото пространство за производството в GEDIA. Но малко по-късно отново е необходима гъвкавост: Променените количества налагат система за автоматизация на още един TruLaser Cell 8030. Тъй като този комплекс, обаче може да бъде използван само с половината от капацитета си за производството на надлъжни носачи, намирането на подходящо решение е трудно и скъпо. Въз основа на положителния опит от първите две системи за автоматизация, Кауфман и Мюлер предприемат следващата стъпка: Те възлагат пълна автоматизация, която позволява 24/7 производство на надлъжни носачи и на още един артикул с подобни размери, без значителен престой при смяна на настройките и без намеса на оператор.

Решения

При системата за автоматизацията с един робот на двете съществуващи инсталации GEDIA искаше компактно (пестящо място) решение. Интелигентната концепция за безопасност с прибираща се защитна врата от едната страна на комплекса изпълнява това изискване. За по-голяма гъвкавост комплексите предлагат възможност за хибридна обработка. Освен автоматизираното управление както и преди е възможно и ръчно управление. 

Напълно автоматичният TruLaser Cell 8030 работи с робот за зареждане и робот за разтоварване, за да ускори процеса на обработка при лазера. За да се гарантира, че комплексът може да работи непрекъснато, над работното помещение на лазера се създават буферни зони, в които роботите могат временно да складират детайли, ако контейнерите все още не са сменени. Още по-висока скорост се осигурява от специално подготвеното за системата за автоматизация приспособление, оборудвано с пневматичен повдигач за изваждане на детайлите. Това спестява на робота един ход от работния цикъл. 

Захващачите с Bin-Picking технология осигуряват надеждност на технологичния процес при манипулиране с детайлите. Решението базирано на камера, може също така да захваща сложни детайли надеждно и до голяма степен независимо от тяхната позиция. При новата машина системата от камери, базирана на скенер, осигурява още по-надеждно гарантиране на качеството. Сканиращото устройство разпознава дали всички стъпки на обработка са изпълнени коректно – независимо от условията на осветление и дори при замърсени детайли.

Изпълнението

Двете вече автоматизирани съществуващи машини разполагат с робот, който изважда полуготовите детайли от процеса на топлата пластична деформация от специално проектиран за автоматизирана обработка контейнер и ги подава към TLC8030. Усъвършенстваната технология за захващане базирана на камера разполага със специални изтласкващи болтове, които освобождават заседнали детайли от стека. Външна система от камери следи процеса на обработка с лазер. След приключване на лазерното обработване роботът поставя готовите детайли в друг контейнер. Тъй като процесът на рязане отнема известно време, над лазера се обособява буферна зона. Тук роботът може да поставя детайли изчакващи обработка. Това дава на служителите по-голям времеви прозорец, в който могат да отстранят празните контейнери и да ги заменят с нови, без да се прекъсва работата на машината. Особено интелигентно решение е компактната концепция за безопасност. „Нашите лазерни машини са разположени плътно една до друга“, казва Кауфман и добавя. „При ръчно обслужване пространството е напълно достатъчно, но при система за автоматизация защитното ограждение заема доста място.“ Решението: фиксирано ограждение обхваща само зоната в която се намира роботът. Другата страна на машината е обезопасена с плъзгаща се врата, която може да се прибере изцяло назад. Маркировката нанесена на пода и сканиращото устройство заместват фиксираното ограждение от тази страна на комплекса. „Ако тази граница бъде леко превишена, роботът забавя темпото си, без да спира напълно работата си,“ обяснява Мюлер. „Машината спира едва когато служител или уред се приближат прекалено близо до комплекса като след това тя трябва да бъде рестартирана.“ 

При напълно автоматичния TruLaser Cell 8030 комплексът се управлява от два робота. От едната страна единият робот взема полуготовите детайли от един от двата чакащи готови контейнера и ги подава на машината. И тук един буфер за материали, разположен над лазерната зона за зареждане гарантира, че контейнерите могат да останат празни за кратко време до машината, без роботът да спира работа поради липса на нови детайли. Робот, разположен от срещуположната страна, взема обработените детайли и ги поставя в предвидените за това контейнери. Когато те са пълни, буферът за материали служи като временно място за съхранение.  

Машината функционира 24/7 денонощно без прекъсване, като служителите се грижат само за смяната на контейнерите. Камерата, базирана на скенер гарантира и тук, че всички стъпки на обработка се извършват според изискванията за качество. „На тази машина произвеждаме част от надлъжните носачи, както и ламарина за праговете на автомобилите с подобни размери,“ разказва Мюлер. Това позволява двата детайла да се произвеждат автоматизирано на една и съща машина без големи усилия за пренастройка.

Перспективата

„Това беше един наистина добър съвместен проект“, казва Паскал Кауфман и добавя: "Работихме като равностойни партньори, за да намерим решения, които напълно отговарят на нашите изисквания. TRUMPF пое цялостната отговорност за съвместната работа с Autom8. Имахме чувството, че получаваме всичко от един производител." Кауфман също така има много добри спомени за гъвкавостта: „Винаги, когато имахме идея и питахме дали тя може да бъде реализирана, и TRUMPF, и Autom8 откликваха на нашите виждания.“  

И в бъдеще GEDIA остава отворена към системите за автоматизация, за да рационализира процесите и да стане още по-ефективна. Можем да използваме по-целесъобразно нашите служители, ако автоматизираме повече. Но също така трябва много внимателно да преценим къде това има смисъл. Затова индивидуалните решения са особено важни."

Състояние: 28.07.2025