Tăng hiệu quả Tự động hóa hoàn toàn

Các thách thứcn

Nhà cung cấp ô tô GEDIA sản xuất các bộ phận thân xe có kích thước khác nhau. Phạm vi này đòi hỏi tính linh hoạt cao trong sản xuất. Tự động hóa khả thi về mặt kinh tế thường rất khó khăn. Khi GEDIA nhận được đơn đặt hàng sản xuất một khung dọc với số lượng lớn, dấu hiệu tự động hóa cuối cùng đã được bật đèn xanh. "Sau khi lập kế hoạch ban đầu, rõ ràng là chúng tôi có thể sử dụng ít nhất hai laser với công suất 100% cho mục đích này. Các thùng chứa cần thiết cho quá trình tự động hóa được cung cấp bởi khách hàng. Pascal Kaufmann, Trưởng phòng Sản xuất tại GEDIA cho biết: "Điều kiện hoàn hảo". Ngoài số lượng các chi tiết, trọng lượng và kích thước của khung dọc cũng cho thấy sự ưu tiên cho việc xử lý tự động: khoảng 8 kg với chiều dài khoảng 1,80 mét là những chi tiết khó xử lý đối với nhân viên.  

Kaufmann và đồng nghiệp Björn Müller, giám đốc dự án về hàng hóa đầu tư trong quản lý máy móc và tòa nhà, liên hệ với TRUMPF. Trong hội thảo chung với các chuyên gia TRUMPF và chuyên gia từ đối tác giải pháp Autom8, họ thảo luận về những gì họ muốn cho một quy trình hoàn toàn tự động. Müller cho biết: "Quản lý thùng chứa là một điểm quan trọng đối với chúng tôi" và nói thêm: "Chúng tôi cần những thùng chứa đặc biệt trong một quy trình tự động. Việc mua sắm rất tốn kém, và việc xử lý và bảo quản cũng có tác động tiêu cực đến lợi nhuận." Đảm bảo chất lượng bằng hệ thống camera phù hợp và công nghệ kẹp tiên tiến cũng nằm trong chương trình nghị sự. "Các bộ phận được tạo hình nóng thường có hình phễu và bề mặt nhám. Chúng được xếp chồng lên nhau để xử lý thêm bằng laser. Müller cho biết: "Khả năng kẹp tự động và trên hết là việc tách các bộ phận không phải là điều nhỏ nhặt". Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, không gian dành cho tự động hóa bị hạn chế.  

TRUMPF và Autom8 đưa ra một khái niệm thuyết phục: Hai trong số các máy TruLaser Cell 8030 hiện tại sẽ được trang bị hệ thống tự động hóa 1 rô-bốt thông minh, nhờ vào cách bố trí tiết kiệm không gian, cho phép vận hành TruLaserCell 8030 theo cả chế độ tự động và thủ công, do đó hoàn toàn phù hợp với không gian trong sản xuất GEDIA. Nhưng ngay sau đó, tính linh hoạt lại được yêu cầu: Số lượng thay đổi đòi hỏi phải tự động hóa một TruLaser Cell 8030 khác. Tuy nhiên, vì hệ thống này chỉ có thể được sử dụng một nửa công suất để sản xuất khung dọc nên rất khó để đưa ra lời khuyên tốt. Dựa trên kinh nghiệm tích cực với hai hệ thống tự động hóa đầu tiên, Kaufmann và Müller đang thực hiện bước tiếp theo: Họ đang đưa vào vận hành một hệ thống hoàn toàn tự động cho phép sản xuất khung dọc và một sản phẩm khác có kích thước tương tự 24/7 mà không cần tốn công sức hoặc sự can thiệp của người vận hành.

Các giải pháp

Đối với tự động hóa 1 rô bốt của hai hệ thống hiện có, GEDIA muốn có một giải pháp tiết kiệm không gian. Khái niệm an toàn thông minh với cửa an toàn có thể gập lại ở một bên của hệ thống đáp ứng được yêu cầu này. Để linh hoạt hơn, các hệ thống cung cấp tùy chọn xử lý kết hợp. Ngoài vận hành tự động, vẫn có thể vận hành thủ công. 

TruLaser Cell 8030 hoàn toàn tự động hoạt động với một rô-bốt tải và dỡ tải để đẩy nhanh quá trình xử lý bằng laser. Để đảm bảo hệ thống có thể hoạt động liên tục, các vùng đệm đã được thiết lập phía trên khu vực làm việc bằng laser, nơi rô bốt có thể lưu trữ tạm thời các bộ phận nếu các thùng chứa chưa được thay đổi. Một thiết bị dành cho tự động hóa, được trang bị bộ nâng khí nén để tháo rời bộ phận, đảm bảo tốc độ thậm chí còn nhanh hơn. Nó lưu lại một chuỗi chuyển động của rô bốt. 

Các kẹp với công nghệ Bin-picking đảm bảo xử lý các bộ phận theo đúng quy trình. Giải pháp dựa trên camera có thể kẹp chặt ngay cả những bộ phận phức tạp một cách đáng tin cậy và phần lớn không phụ thuộc vào vị trí của chúng. Trong máy mới, hệ thống camera dựa trên máy quét đảm bảo chất lượng đáng tin cậy hơn nữa. Máy quét sẽ phát hiện xem tất cả các bước xử lý có được thực hiện chính xác hay không, ngay cả trên các bộ phận bẩn, bất kể điều kiện ánh sáng.

Triển khai

Hai máy tự động hiện có được trang bị một rô bốt có chức năng lấy các bộ phận bán thành phẩm của quá trình tạo hình nóng từ một thùng chứa được thiết kế đặc biệt để xử lý tự động và đưa chúng vào TLC8030. Công nghệ kẹp dựa trên camera tinh vi có các chốt tách để tháo các bộ phận bị kẹt ra khỏi chồng. Một hệ thống camera bên ngoài sẽ theo dõi quá trình xử lý của laser. Sau khi quá trình gia công bằng laser hoàn tất, rô bốt sẽ đặt các bộ phận thành phẩm vào một thùng chứa khác. Vì quá trình cắt mất khá nhiều thời gian nên một vùng đệm được thiết lập phía trên laser. Tại đây, rô bốt có thể đặt các bộ phận đang chờ xử lý. Điều này giúp nhân viên có nhiều thời gian tháo các thùng chứa rỗng và thay thế bằng thùng mới mà không dừng máy. Một giải pháp đặc biệt thông minh là khái niệm an toàn tiết kiệm không gian. Kaufmann cho biết thêm: "Hệ thống laser của chúng tôi được đặt gần nhau". "Với điều khiển thủ công, không gian sẽ đủ, nhưng với tự động hóa, lớp vỏ an toàn chiếm rất nhiều không gian." Giải pháp: Lớp vỏ cố định chỉ bao quanh khu vực đặt rô bốt. Phía còn lại của máy được cố định bằng một cánh cửa trượt có thể gập hoàn toàn về phía sau. Các vạch dấu và máy quét trên sàn thay thế cho lớp vỏ cố định ở phía bên này của hệ thống. Müller giải thích: "Nếu vượt quá giới hạn này một chút, rô bốt sẽ giảm tốc độ mà không dừng hoạt động hoàn toàn". "Chỉ khi một nhân viên hoặc một thiết bị đến rất gần hệ thống thì máy mới dừng lại và phải khởi động lại." 

TruLaser Cell 8030 hoàn toàn tự động được điều khiển bởi hai rô bốt. Ở một phía, một người sẽ lấy các bộ phận bán thành phẩm từ một trong hai thùng chứa được cung cấp và đưa chúng vào máy. Ở đây, một bộ đệm vật liệu được lắp phía trên trạm tải laser cũng đảm bảo rằng các thùng chứa có thể được để trống tại máy trong một thời gian ngắn mà không khiến rô bốt phải dừng hoạt động do thiếu phụ tùng. Một rô bốt ở phía đối diện sẽ lấy bỏ các bộ phận đã xử lý và đặt chúng vào các thùng chứa được chỉ định. Nếu đầy, bộ đệm vật liệu sẽ đóng vai trò là không gian lưu trữ tạm thời.  

Máy hoạt động 24/7 và chỉ có nhân viên được thực hiện việc thay đổi thùng chứa. Camera dựa trên máy quét cũng đảm bảo rằng tất cả các bước xử lý được thực hiện theo đúng thông số kỹ thuật về chất lượng. "Trên máy này, chúng tôi sản xuất một bộ phận của khung dọc cũng như tấm ốp bậu cửa có kích thước tương tự", Müller giải thích. Điều này cho phép sản xuất cả hai bộ phận tự động trên cùng một máy mà không cần tốn nhiều công sức thiết lập.

Triển vọng

"Đây thực sự là một dự án hợp tác tốt", Pascal Kaufmann nói và chỉ rõ. "Chúng tôi làm việc cùng nhau bình đẳng để tìm ra các giải pháp hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của chúng tôi. TRUMPF đảm nhận trách nhiệm chung trong việc hợp tác với Autom8. Vì vậy, chúng tôi cảm thấy như mình đang nhận được mọi thứ từ một nguồn duy nhất. "Kaufmann cũng có rất nhiều gợi nhớ về tính linh hoạt: "Bất cứ khi nào chúng tôi có một ý tưởng và hỏi liệu nó có thể được thực hiện hay không, cả TRUMPF và Autom8 đều phản hồi ý tưởng của chúng tôi."  

GEDIA vẫn cởi mở với việc tự động hóa trong tương lai để hợp lý hóa quy trình và còn hiệu quả hơn. “Chúng tôi có thể sử dụng nhân viên hiệu quả hơn nếu tự động hóa nhiều hơn. Nhưng chúng tội cũng suy nghĩ thật kỹ xem điều đó có ý nghĩa gì. Do đó, các giải pháp riêng lẻ đặc biệt quan trọng."

Trạng thái: 28.07.2025