A-Z ELEKTRO listopad / prosinec 2017

listopad/prosinec 2017 | A-Z ELEKTRO | 21 PRŮMYSLOVÉ ROBOTY Foto: KUKA Roboter CEE GmbH Obráběcí stroje by měly vyrábět stále produktivněji, rychleji a přesněji. Počty kusů ve výrobních dávkách se snižují a dále zvyšují nároky na přestrojování strojů a v důsledku toho se zvyšují mzdové náklady na vyrobený kus. Podniky na to dosud často reagovaly přenesením výroby do zemí s nižšími mzdovými náklady. Zákazníci ale dnes požadují v široké míře individualizované výrobky s co nejkratším dodacím termínem. Využívání outsorcingu v zemích s nižší mzdovou hladinou je omezováno dlouhými dodacími termíny. Současným trendem je naopak flexibilní výroba v blízkosti zákazníka. Otázka tedy zní: Jak je možné, při nedostatku odborného personálu, hospodárně zorganizovat výrobu budoucnosti? Ř ešením je automatizace zalo- žená na průmyslových robotech, která může dlouhodobě a vý- razně zvýšit produktivitu obráběcích strojů, zkrátit dodací lhůty a současně odpovídat na výzvy, které před nás staví demografické změny. Obor obráběcích strojů má, pokud jde o stupeň auto- matizace, v porovnání s ostatními průmyslovými obory, dost co dohánět, protože zde stále ještě zůstávají značně rozšířené manuální činnosti. Pouze pět procent výroby je automatizováno a pouze dvě procenta za využití robotů. Zvýšení výrobní kapacity obráběcích strojů ze 70 na téměř 100 procent U dvaceti procent všech obráběcích strojů by mohla jejich, na využití robotů založená automatizace, výrazně zlepšit hospodárnost a výkonnost produkce. Podle stupně automatizace je možné zvýšit produkci obrábě- cích center dokonce až o 80 procent. V důsledku toho, že roboty pracují velmi přesně a dlouhodobě spoleh- livě, nevzniká dokonce ani u složitých a těžkých obrobků prakticky žádný odpad. Kromě toho mohou roboty pracovat prakticky nepřetržitě a jejich výkon je i po 24 hodinách práce stejný jako v prvních minutách jejich na- sazení. Tím také aktivně přispívají k minimalizaci nákladů na prostoje. V důsledku svojí preciznosti, s níž manipulují i s těžkými díly, zabraňují kolizím a poškozování upínacích sys- témů, případně strojů, což významnou měrou přispívá ke snižování nákladů na údržbu. V plně automatizovaných směnách zvyšují roboty vytížení strojů a snižují náklady na mzdy, čímž vychá- zejí vstříc požadavkům trhu: stou- pajícím nárokům na kvalitu, kraším dodacím lhůtám a příznivějším cenám. V souhrnu je možno říci, že robot zvy- šuje produktivitu i celkovou hodnotu obráběcího stroje. Čísla zde mluví sama za sebe: Bez použití robotů se dosahuje, dokonce i ve vzorně vedených podnicích, vytížení obráběcích strojů kolem 70 procent, zatímco s roboty téměř 100 procent. Je sice pravdou, že integrace průmyslového robotu k ob- ráběcímu stroji přináší náklady, avšak doba amortizace zde bývá často kratší než dva roky. A to i v případě rozsáh- lého spektra obráběných dílů. Robot a obráběcí stroj si mohou vzájemně pomoci Roboty a obráběcí stroje se rozvíjejí společně a mohou si i navzájem pomá- hat. Roboty již dnes rychle a precizně zakládají do obráběcích strojů neopra- cované obrobky a po jejich opracování je odebírají. Moderní koncepty automati- zovaného usazování obrobků zohledňují potřebu časově nejkratších cyklů, maxi- mální disponibility systému a nutnost flexibilní reakce na modifikace výrobků a změny v poptávce. Robot může rovněž efektivně využít dobu, kdy obráběcí stroj pracuje a provádět další činnosti, jako je například vrtání, kartáčování nebo odjehlování. V těchto případech přebírá robot některé činnosti obráběcího stroje, čímž jej odlehčuje a snižuje tak dobu běhu vřetene připadající na jeden obro- bek. V případě dílů náročných na třískové obrábění může robot převzít například hrubování a obráběcí stroj pak provede už jen finální obrobení. V případě ostření nástrojů je dnes již přibližně polovina strojů zautomatizována za využití robotů. Roboty lze také použít pro spolehlivou kontrolu kvality. Roboty budou přebírat větší podíl úkolů v oblasti opracování a vzájemného propojování Základní funkce obráběcího stroje robot přebírat nemůže a nebude, ale může významnou měrou optimalizovat produktivitu stroje tím, že převezme některé přidružené úkoly. Kolem 60 pro- cent využití obráběcích strojů připadá na úkony spojené s manipulací s obrobky, tzn. uchopení obrobku, jeho usazení, upnutí, případně pootočení. Přibližně 20 procent připadá na manipulace spojené s upínacím systémem typu zero- -point. Pouze asi pět procent úkolů, které v současné době roboty plní, připadá na obráběcí operace nebo propojovací čin- nosti mezi více stroji, což připadá v úvahu ve spojení s paletizací nebo s uzazováním či vyjímáním obrobků. Podíl obráběcích operací a vzájemného propojování více strojů se bude, na základě aktuálních trendů ve výrobě a především v logistice, do budoucna významně zvyšovat. Pokud jde o propojování činnosti více strojů, může být robot buď pevně namontovaný na místě, ze kterého obsáhne více strojů, nebo může být usazený na tzv. lineární ose. V případě potřeby ještě většího dosahu je možno použít roboty KUKA usazené na mobilních platformách vyba- vených autonomní navigací. Robot využívaný pro výměnu nástrojů Dalším trendem je robotická výměna nástrojů. Zatímco kapacita řetězových zá- sobníků a ostatních systémů končí u po- čtu 250-ti kusů nástrojů, mohou roboty obsluhovat zásobníky se 400 i více kusy. Pokud jsou roboty mobilní a pohybují se od stroje ke stroji, mohou vyměňovat nástroje u většího počtu strojů. Tam, kde se dříve nevyplatilo nasazení robota u jed- noho stroje, dojde k rychlé amortizaci této investice při obsluze více strojů. Společný jazyk pro robot i obráběcí stroj Velká výrobní zařízení se často montují i bez předchozího ověření schopnosti vzájemné komunikace. Za účelem zlepšení pozdější komunikace mezi obráběcím strojem a robotem vidí výrobci jako nezbytné propojení výrobců obráběcích strojů s výrobci robotů již při přípravě objednávky. Spolek němec- kých výrobců obráběcích strojů (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabri- ken - VDW) výzvu tohoto průmyslového odvětví zaregistroval a vyvinul flexibilně použitelný standard, který umožňuje jednoduchou integraci robotů do vý- robního systému. Standard definovaný v dokumentu č. 34180 vydaném Svazem německých výrobců strojů a zařízení