Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Automatizace pro velkosériovou výrobu – inteligentní ruce robotů

Automa 10/2000

(firemní článek)

Automatizace pro velkosériovou výrobu – inteligentní ruce robotů
S dokonalým modulárním systémem na cestě k technickému pokroku a komerčnímu úspěchu

Produktivita vysoce automatizovaných provozů a montáží je přímo úměrná způsobu a typu manipulace, dosažené rychlosti a dynamice pohybu, inteligentnímu uchopení plechu.

Obr. 1.

Starost o bleskové přemístění, uchopení a odložení dílu, aniž by se poškodil jeho povrch nebo geometrie, se stala úlohou firmy Bilsing Automation.

Pohled na pětiosé roboty velikosti člověka při svařování rámu karoserie může působit jako fantazie z mimozemské civilizace, ve skutečnosti šlo o cestu hledání high-tech za minimální možnou cenu, podle jediného pravidla: rychleji, jednodušeji a standardně.

Firma Bilsing Automation prošla dvacetiletým vývojem od prvních hydraulických robotů a dvouramenných robotů pro lisovny, které ještě nyní zůstávají nejrychlejší ve světě, až k manipulačním ramenům, dokonalým svou jednoduchostí.

Zkušenost vede k jednoduchým řešením
Jedním z příkladů je použití stavebnicového systému firmy Bilsing Automation v nové lisovně závodu Škoda Auto a. s. Jestliže byste si někdy chtěli prohlédnout, za jakých podmínek se vyrábějí v plně automatizovaném prostředí jednotlivé díly karoserie, naplánujte si cestu do tohoto nejmodernějšího evropského závodu. Obrovské velkoprostorové šestistupňové lisovací zařízení firmy Schuler vyvolává mohutný dojem a samozřejmě tvoří jádro nové lisovny. Ale aby mohlo bezchybně a v plném výkonu pracovat, musí především bezchybně fungovat jeho podávací mechanizace. V tomto odvětví si firma Bilsing Automation vybudovala dobré jméno nejen v celém koncernu VW, ale téměř ve všech automobilkách v celém světě.

Za jedním podávačem se nachází mnoho detailů, které jsou samy o sobě malými technickými perlami.

Obr. 2.

Nejen zdánlivě jednoduché uspořádání manipulačního nářadí a zařízení pro odkládání dílů, ale také manipulace samotná musí dokonale vystihnout dynamiku pohybu s ohledem na naolejovaný povrch dílů, splnit náročné požadavky na kvalitu, a zapadnout tak do souboru moderního uspořádání nové lisovny nebo jiného automatizovaného provozu.

Efektivní přísavky
V posledních pěti letech byl redukován počet používaných komponent díky jejich nové konstrukci. Přísavky (obr. 2) nyní dosahují zřetelně vyšší přídržné síly na plechu při stálém podtlaku. Jejich tajemství prozradil majitel firmy Alfred Bilsing: „Jde o mimořádnou konstrukci a pečlivý výběr materiálu. Námi používaná pryžová směs je odolná vůči všem olejům a mazadlům používaným ve výrobě, zároveň však neobsahuje silikon, což vede k dlouhé životnosti přísavek. Ke konstrukčním zvláštnostem patří tzv. protiskluzové žebrování, které umožnilo snížit počet používaných přísavek např. na střešní části karoserie z obvyklých dvanácti na čtyři přísavky.“ Skutečnost, že je možné s těmito čtyřmi inovovanými přísavkami dosáhnout zároveň i vyšších rychlostí manipulace, ještě zdůrazňuje technologický náskok. Jejich funkci vysvětluje šéf firmy takto: „Optimalizací protiskluzového žebrování, přítlačné plochy pryže, stejně jako přítlačné síly, jsme nyní v postavení, že můžeme uchytit naolejované plechy tak, že plocha dosednutí přísavky k plechu je skutečně suchá. Tím se zamezí efektu srovnatelnému s aquaplaningem, protože mezi přísavkou a plechem je i nejnepatrnější olejový film vytlačen. Suché uchycení znamená, že je vyloučeno každé nebezpečí sklouznutí. Olej je, stejně jako voda u pneumatik s dobrým profilem, vytlačen do vzduchových komor, ležících mezi jednotlivými žebry.“

Pokrok díky zredukování komponent
V souvislosti s výraznou redukcí počtu přísavek úměrně klesl i počet ostatních komponent na manipulačních zařízeních. Méně přísavek znamená i méně otočných ramen na nosné trubce, méně spojek a méně upevňovacích bloků. Zredukováním počtu jednotlivých komponent se zároveň zmenšuje možnost vzniku poruch a výrazně klesá cena a hmotnost, výrobní zařízení je méně zatíženo a zrychluje se celkový proces výroby.

Obr. 3.

Okamžik, kdy Alfred Bilsing zvolil pro své manipulátory za materiál hliníkovou slitinu obsahující titan, způsobil určitou revoluci a přivodil zrušení mnohaletého tabu: byli jsme příliš zvyklí na svařované ocelové profily. Materiál známý z leteckého průmyslu nenabízí jen výrobně-technické přednosti, nýbrž také mnoho předností při aplikaci. K tomu Alfred Bilsing poznamenává: „Díky tomuto materiálu dosahujeme u propojek pružnosti materiálu od 8 do 12 %. To znamená, že je možné manipulátory opakovaně použít, sešroubovat a opět uvolňovat. Tento materiál se vždy vrátí do původního tvaru. K dalším přednostem patří jeho odolnost vůči únavě. Vysoký výkon moderních výrobních technologií v taktu okolo šestnácti dílů za minutu vyžaduje vysoce kvalitní materiál, který odolá tomuto zatížení.“

Komfortní manipulace
„V průběhu našeho více než dvacetiletého vývoje,“ vypráví Alfred Bilsing, „jsme vyvinuli široce rozvinutý stavebnicový systém pro manipulační systémy a stále ho zdokonalujeme. Tento stavebnicový systém v současné době zajišťuje nejvyšší flexibilitu, stejně jako komfortní manipulaci. Z této stavebnice můžeme zvolit pro každý případ použití nejlépe vyhovující komponenty, popřípadě přizpůsobit je novým požadavkům.“

Komfortní manipulace se projevuje především v tom, že lze celou mechanizaci smontovat jediným imbusovým klíčem velikosti osm. Snadná manipulace ulehčuje přednastavení a jemné polohování přísavky na přisávané formované díly, rovněž i výměna defektních komponent je velmi snadná.

Obr. 4.

K dispozici jsou série 15, 25, 40, 50 a 60 mm. Všechny propojky ve tvaru T, křížové, paralelní, vertikální a úhlové propojky si lze vybrat ve všech kombinacích průměrů. Každá propojka má referenční otvor 5 mm, může posloužit pro snadnou montáž i pro pevné ustavení dílů manipulátoru pomocí kolíků, rovněž i pro pozdější kontrolu, zda nedošlo k havárii.

Prototyp do tří dnů
Modulární koncept podávačů je možné díky modernímu vybavení neuvěřitelně rychle rozšířit a doplnit o nové komponenty podle aktuální potřeby zákazníka. Jestliže pro mechanizaci výroby nestačí stávající stavebnice a je třeba manipulovat s dílem, který má zvláštní tvar, povrch, materiál či jiné problematické parametry, lze nyní při využití současného 3D softwaru vyvinout novou komponentu tzv. šitou na míru, uskutečnit její simulaci v celé sestavě manipulátoru a vyrobit první prototyp za pouhé tři dny.

Celý stavebnicový systém firmy Bilsing Automation je vymodelován v systému Catia. Veškerá data jsou k dispozici v knihovně prostorových objektů. Výrobní technologie CAD/CAM je v současné době již standardní součástí celého procesu vývoje a prototypové výroby. Výrazně se tak zkracuje doba potřebná na uskutečnění procesu od prvního nápadu po fyzický prototyp. Postup výroby je sestaven s využitím programu CAM Catia Machinist. Následně je produkt vyráběn na moderních strojích CNC. Stačí jen určit, co a jak rychle zákazník chce přemísťovat, a ze stavebnice mu na míru budou zhotoveny inteligetní ruce robotu.

Obr. 5.

Automat na komponenty
K mnoha přednostem stavebnicového manipulačního systému patří také geniální nápad, jak zajistit zásobování náhradními díly, což uživatelům zajišťuje stoprocentní využití manipulačních systémů. Potřebné díly jsou autorizovaným pracovníkům stále k dispozici. Odběr dílů je zajištěn pomocí speciální čipové karty.

Když údržbář potřebuje např. křížovou propojku, aby spojil trubky 40 mm a 60 mm, vloží svou kartu do automatu a na klávesnici zvolí číslo propojky. Takto jsou rychle a bez problémů k dostání všechny potřebné náhradní díly, navíc odpadne i časově náročná procedura objednávání. Firma Bilsing Automation je na své výdejní automaty napojena přes internet. Tak má zákazník bez nákupu rezervních dílů zajištěn nepřetržitý proces výroby, aniž by byly nutné velké administrativní výdaje.

BILSING AUTOMATION CZECH s. r. o.
Českobratrské náměstí 285
293 01 Mladá Boleslav
tel.: 0326/73 15 06
fax: 0326/73 15 05
e-mail: mb@bilsing.cz