ตัวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้วยระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

ความท้าทาย

ซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนยานยนต์ GEDIA ผลิตชิ้นส่วนตัวถังรถหลากหลายขนาด ความหลากหลายของชิ้นส่วนนี้ต้องอาศัยความยืดหยุ่นสูงในการผลิต ซึ่งทำให้การนำระบบอัตโนมัติมาใช้ให้คุ้มค่าเชิงเศรษฐกิจเป็นเรื่องยากอยู่บ่อยครั้ง เมื่อ GEDIA ได้รับคำสั่งผลิตคานตามยาวในปริมาณมาก จึงถือเป็นโอกาสเหมาะที่จะผลักดันระบบอัตโนมัติให้เกิดขึ้นจริง “หลังจากวางแผนในเบื้องต้น ก็ชัดเจนว่าเราสามารถใช้เครื่องเลเซอร์อย่างน้อยสองเครื่องในการผลิตชิ้นส่วนนี้ได้อย่างเต็มกำลังตลอดเวลา ภาชนะที่จำเป็นต่อระบบอัตโนมัติ ลูกค้าเป็นผู้จัดเตรียมมาให้ เรียกได้ว่าเงื่อนไขพร้อมสมบูรณ์แบบ” กล่าวโดย Pascal Kaufmann หัวหน้าฝ่ายการผลิตของ GEDIA นอกจากจำนวนชิ้นงานแล้ว น้ำหนักและขนาดของคานตามยาวนี้ก็เป็นอีกปัจจัยที่เหมาะสมสำหรับการแปรรูปด้วยระบบอัตโนมัติ: หนักประมาณ 8 กิโลกรัม และยาวราว 1.80 เมตร ซึ่งถือว่าจัดการได้ยากสำหรับพนักงาน  

Kaufmann และ Björn Müller ผู้จัดการโครงการด้านสินทรัพย์การลงทุนในแผนกจัดการเครื่องจักรและอาคารได้ติดต่อ TRUMPF ในเวิร์กช็อปร่วมกับผู้เชี่ยวชาญจาก TRUMPF และผู้เชี่ยวชาญจากพันธมิตรด้านโซลูชัน Autom8 ทั้งสองฝ่ายได้นำเสนอความต้องการของตนสำหรับกระบวนการแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบอย่างละเอียด “การจัดการภาชนะเป็นประเด็นสำคัญสำหรับเรา” Müller กล่าวและอธิบายต่อว่า: “ในกระบวนการอัตโนมัติ เราต้องใช้ภาชนะเฉพาะทาง ซึ่งมีราคาสูง และทั้งการขนย้ายและการจัดเก็บยังส่งผลกระทบในทางลบต่อความคุ้มค่าเชิงเศรษฐกิจอีกด้วย”

นอกจากนี้ หัวข้อที่ถูกหยิบยกขึ้นมาหารือยังรวมถึงระบบกล้องสำหรับการควบคุมคุณภาพและเทคโนโลยีแขนจับที่มีความซับซ้อนด้วย “ชิ้นงานที่ผ่านการขึ้นรูปด้วยความร้อนมักมีรูปทรงคล้ายกรวยและพื้นผิวหยาบ ซึ่งจะถูกวางซ้อนกันเพื่อรอการแปรรูปด้วยเลเซอร์ การจับยกอัตโนมัติ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการแยกชิ้นงานออกจากกัน เป็นเรื่องที่ไม่ง่ายเลย” Müller กล่าว อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้านพื้นที่ในการติดตั้งระบบอัตโนมัติเป็นความท้าทายสำคัญ  

TRUMPF และ Autom8 จึงนำเสนอแนวคิดที่ตอบโจทย์: มีการติดตั้งระบบอัตโนมัติแบบใช้หุ่นยนต์ตัวเดียวให้กับเครื่อง TruLaser Cell 8030 จำนวนสองเครื่องที่มีอยู่เดิม โดยมีการจัดวางที่ประหยัดพื้นที่ ทำให้สามารถสลับระหว่างการทำงานแบบอัตโนมัติและแบบใช้แรงงานคนได้อย่างยืดหยุ่น ซึ่งเหมาะสมอย่างยิ่งกับข้อจำกัดด้านพื้นที่ของ GEDIA แต่ไม่นาน GEDIA ก็ต้องการความยืดหยุ่นอีกครั้ง: จำนวนชิ้นงานที่เปลี่ยนแปลงทำให้จำเป็นต้องเพิ่มระบบอัตโนมัติให้กับเครื่อง TruLaser Cell 8030 อีกเครื่อง อย่างไรก็ตาม เครื่องนี้สามารถใช้งานกับการผลิตคานตามยาวได้เพียงครึ่งเดียวเท่านั้น จึงเกิดคำถามว่าจะทำอย่างไรให้คุ้มทุน ด้วยประสบการณ์ที่ดีจากการติดตั้งระบบอัตโนมัติสองเครื่องแรก Kaufmann และ Müller จึงตัดสินใจเดินหน้าต่อ: พวกเขาสั่งสร้างระบบอัตโนมัติแบบเต็มรูปแบบที่สามารถผลิตได้ทั้งคานตามยาวและชิ้นงานอีกชิ้นที่มีขนาดใกล้เคียงกันได้ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ โดยไม่ต้องปรับตั้งเครื่องหรือให้พนักงานควบคุมมากนัก

โซลูชัน

ในการออกแบบระบบอัตโนมัติแบบหุ่นยนต์ตัวเดียวสำหรับเครื่องจักรสองเครื่องที่มีอยู่เดิม GEDIA ต้องการโซลูชันที่ประหยัดพื้นที่ ซึ่งข้อกำหนดนี้ได้รับการตอบสนองด้วยแนวคิดด้านความปลอดภัยอันชาญฉลาดพร้อมประตูนิรภัยที่สามารถพับเก็บได้ด้านหนึ่งของเครื่องจักร เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่น เครื่องจักรถูกออกแบบให้รองรับการทำงานแบบไฮบริด นั่นคือ สามารถทำงานได้ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบใช้แรงงานคน 

เครื่อง TruLaser Cell 8030 ที่ได้รับการปรับปรุงให้เป็นระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบใช้หุ่นยนต์โหลดและถ่ายโหลดเพื่อเร่งกระบวนการแปรรูปด้วยเลเซอร์ เพื่อให้เครื่องจักรสามารถทำงานต่อเนื่องได้อย่างไม่สะดุด ได้มีการจัดตั้งพื้นที่พักชิ้นงานไว้ด้านบนของบริเวณที่เลเซอร์ทำงาน เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถวางชิ้นงานพักไว้ได้ หากยังไม่ได้เปลี่ยนภาชนะ เพื่อเพิ่มความเร็วในการทำงานให้มากยิ่งขึ้น มีการติดตั้งอุปกรณ์ที่เตรียมไว้สำหรับระบบอัตโนมัติซึ่งมาพร้อมกับตัวดึงชิ้นงานแบบนิวเมติกส์สำหรับการนำชิ้นส่วนออกจากเครื่อง ซึ่งช่วยลดขั้นตอนการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ 

การจัดการชิ้นส่วนในกระบวนการได้อย่างมั่นใจจะใช้มือจับที่มาพร้อมกับเทคโนโลยี Bin-picking โซลูชันที่ใช้กล้องนี้สามารถหยิบชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ต้องพึ่งตำแหน่งการวางที่แน่นอน ในเครื่องรุ่นใหม่ ระบบกล้องที่ใช้สแกนเนอร์ช่วยให้สามารถควบคุมคุณภาพได้อย่างน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น สแกนเนอร์สามารถตรวจสอบได้แม้ในสภาพแสงที่ไม่เหมาะสมหรือบนชิ้นงานที่มีสิ่งสกปรกว่า ขั้นตอนการประมวลผลทั้งหมดได้ดำเนินการอย่างถูกต้องหรือไม่

การทำให้เป็นจริง

เครื่องจักรที่มีอยู่เดิมทั้งสองเครื่อง ซึ่งได้รับการทำให้เป็นระบบอัตโนมัติแล้ว ติดตั้งหุ่นยนต์ที่สามารถหยิบชิ้นงานกึ่งสำเร็จรูปจากภาชนะที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการประมวลผลแบบอัตโนมัติ และนำเข้าสู่เครื่อง TLC8030 เทคโนโลยีมือจับอัจฉริยะที่ใช้กล้องมาพร้อมกับหมุดดันที่ช่วยแยกชิ้นงานที่ติดกันออกจากกอง ระบบกล้องภายนอกช่วยเฝ้าระวังกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ เมื่อการตัดด้วยเลเซอร์เสร็จสิ้น หุ่นยนต์จะนำชิ้นงานสำเร็จรูปไปวางในภาชนะอีกใบหนึ่ง เนื่องจากกระบวนการตัดใช้เวลาพอสมควร จึงมีการจัดตั้งโซนพักชิ้นงานไว้เหนือบริเวณเลเซอร์ หุ่นยนต์สามารถวางชิ้นส่วนที่รอดำเนินการในโซนพักนี้ได้ ซึ่งเปิดโอกาสให้พนักงานมีช่วงเวลามากขึ้นสำหรับการนำภาชนะที่ว่างเปล่าออกและเปลี่ยนเป็นภาชนะใหม่ โดยไม่ต้องหยุดการทำงานของเครื่อง โซลูชันที่ชาญฉลาดเป็นพิเศษคือแนวคิดด้านความปลอดภัยที่ช่วยประหยัดพื้นที่ “เครื่องตัดเลเซอร์ของเราวางเรียงชิดกันมาก” Kaufmann กล่าวและเสริมว่า “ในกรณีที่ใช้งานแบบแมนนวล พื้นที่ที่มีอยู่ก็เพียงพอ แต่หากใช้ระบบอัตโนมัติแล้ว โครงครอบนิรภัยจะกินพื้นที่ไปมาก” ทางออกคือ: โครงครอบแบบติดตั้งถาวรถูกออกแบบให้ครอบเฉพาะบริเวณที่หุ่นยนต์ทำงานเท่านั้น ด้านอีกฝั่งของเครื่องถูกป้องกันด้วยประตูบานเลื่อน ซึ่งสามารถพับเก็บไปด้านหลังได้ทั้งหมด มีการติดตั้งเส้นแสดงขอบเขตบนพื้นและเครื่องสแกนเพื่อแทนที่โครงครอบถาวรในฝั่งนี้ของเครื่อง “หากผู้ปฏิบัติงานเดินล้ำเส้นไปเพียงเล็กน้อย หุ่นยนต์จะลดความเร็วลงโดยไม่หยุดการทำงานโดยสิ้นเชิง” Müller อธิบาย “แต่หากมีบุคลากรหรืออุปกรณ์เข้าใกล้เครื่องมากเกินไป เครื่องจะหยุดทำงานและต้องเริ่มใหม่อีกครั้ง” 

สำหรับ TruLaser Cell 8030 รุ่นอัตโนมัติเต็มรูปแบบ จะมีหุ่นยนต์สองตัวทำงานร่วมกัน ที่ฝั่งหนึ่ง หุ่นยนต์จะหยิบชิ้นงานกึ่งสำเร็จรูปจากหนึ่งในสองภาชนะที่เตรียมไว้ แล้วส่งต่อเข้าเครื่อง ในบริเวณเหนือสถานีโหลดของเลเซอร์ มีพื้นที่พักวัสดุซึ่งช่วยให้สามารถวางภาชนะว่างชั่วคราวไว้ที่เครื่องได้ โดยที่หุ่นยนต์จะไม่หยุดทำงานทันทีแม้ยังไม่มีชิ้นงานใหม่เข้ามา หุ่นยนต์ฝั่งตรงข้ามจะหยิบชิ้นส่วนที่ผ่านการประมวลผลแล้วและวางลงในภาชนะที่เตรียมไว้ หากภาชนะเหล่านั้นเต็ม พื้นที่พักวัสดุจะทำหน้าที่เป็นที่พักชั่วคราวสำหรับชิ้นงานแทน  

เครื่องจักรทำงานตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ โดยมีเพียงการเปลี่ยนภาชนะที่ต้องดำเนินการโดยพนักงาน กล้องที่ใช้สแกนเนอร์ช่วยรับรองว่าแต่ละขั้นตอนการประมวลผลดำเนินการตามข้อกำหนดด้านคุณภาพ "เครื่องนี้ช่วยให้เราผลิตชิ้นส่วนบางส่วนของคานยาว รวมถึงแผ่นเหล็กเสริมด้านข้าง ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกัน" Müller เล่า ซึ่งทำให้สามารถผลิตทั้งสองชิ้นส่วนได้โดยอัตโนมัติบนเครื่องเดียวกัน โดยไม่ต้องตั้งค่าใหม่มากนัก

วิสัยทัศน์

“นี่เป็นโครงการความร่วมมือที่ยอดเยี่ยมจริงๆ” Pascal Kaufmann กล่าว พร้อมเสริมว่า: “เราร่วมกันค้นหาแนวทางแก้ไขอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งตอบโจทย์ความต้องการของเราได้อย่างสมบูรณ์แบบ TRUMPF รับหน้าที่เป็นผู้รับผิดชอบหลักในการร่วมงานกับ Autom8 ดังนั้นเราจึงรู้สึกว่าได้รับทุกอย่างจากแหล่งเดียว” Kaufmann ยังจดจำความยืดหยุ่นได้ดี: “เมื่อเรามีแนวคิดใหม่และถามว่าสามารถทำได้ไหม TRUMPF และ Autom8 ก็เปิดรับและดำเนินการตามที่เราต้องการ”  

ในอนาคต GEDIA ก็ยังคงเปิดรับแนวทางระบบอัตโนมัติเพื่อทำให้กระบวนการมีความคล่องตัวและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น “เราสามารถใช้พนักงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น หากเพิ่มระบบอัตโนมัติในกระบวนการ แต่อย่างไรก็ตาม เราต้องพิจารณาอย่างถี่ถ้วนว่า จุดใดมีความเหมาะสม ดังนั้นโซลูชันเฉพาะบุคคลจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ”

ข้อมูลเมื่อ: 28.07.2025