Analýza trhu - Priemysel 4.0
Praktický sprievodca priemyselnou robotikou

Manipuláciu so sedačkami uľahčil robot

Jedna z významných nadnárodných korporácií dodávajúca pre automobilový priemysel sedačky prevádzkuje na Slovensku niekoľko závodov. V jednom z nich sa nedávno rozhodli zrealizovať svoju prvú robotickú aplikáciu. Za integrátora si pritom zvolili ostrieľaných odborníkov bratislavskej pobočky známej nemeckej inžinierskej spoločnosti Blumenbecker.
Manipuláciu so sedačkami uľahčil robot

Postup výroby

V závode sa vyrábajú na niekoľkých linkách všetky sedačky pre konkrétne modely osobných vozidiel a v kompletnej zostave predných dvoch sedačiek a zadnej lavice sa expedujú do automobiliek . Na jednej z liniek prebieha výroba predných sedadiel, na konci ktorej sa nedávno nasadil spomínaný robot na vkladanie ľavého a pravého predného sedadla na expedičnú paletu. Samotná výroba je pomerne jednoduchá. Sedačky sa na linke postupne skladajú na pohybujúcich sa paletách. Na kovový rám sa priskrutkujú ďalšie súčasti, vložia molitany a látky. Ďalej sa žehlí, napráva a pridáva sa opierka. Poslednou operáciou je presun sedačky z výrobnej linky na druhú linku orientovanú kolmo na ňu do expedičnej palety. Doteraz túto operáciu vykonával operátor pomocou elektricko-ručného manipulátora, ktorým zdvíhal približne 20 kg vážiacu sedačku. Operátor následne manipulátor manuálne premiestnil k druhej linke, naviedol ho nad expedičnú paletu a vložil do nej sedačku. Napriek tomu, že táto záverečná činnosť spĺňala všetky smernice bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci, bola monotónna, pomerne zdĺhavá relatívne ťažkopádna. To boli aj hlavné dôvody nahradenia ľudskej práce robotom.

Robotická aplikácia

O vkladanie sedačky po sedačke na expedičnú paletu sa stará priemyselný robot KUKA KR150 L 130 s rádiusom 2900 mm. Ide o štandardný model KR 150, ktorý má však predĺžené rameno o 200 mm a tým pádom zníženú nosnosť zo 150 kg na 130 kg. Inštalácia robota si vyžiadala aj malé technické úpravy na výrobnej linke, kde pribudli pneumatické komponenty na aretáciu palety a na aretáciu a automatické odaretovanie sedačky. Po príchode sedačky zasúva robot svoj koncový efektor medzi operadlo a sedák. Prostredníctvom tlakových snímačov na efektore sa deteguje prítomnosť sedačky a správne zasunutie samotného efektora. Robot následne odosiela signál o správnom zachytení sedačky a tá sa automaticky odaretuje. Systém to potvrdí a robot sedačku vzápätí prenesie nad expedičnú paletu. Snímačmi sa kontroluje prítomnosť, správna poloha palety a či je paleta prázdna. Robot sedačku položí a presúva sa k druhej sedačke, kde sa opakujú tie isté operácie ako pri prvej. Po skompletizovaní zostavy dvoch predných sedačiek sa vysiela signál, že vstupná technologická paleta je prázdna, presúva sa do zásobníka a prechádza opäť na začiatok výrobnej linky. Pred robot sa následne presúva ďalšia plná paleta, kde sa celý cyklus opakuje.

Koncový efektor robota bol navrhnutý a vyrobený presne na mieru pre potreby tejto aplikácie. Má formu akejsi lyžice, ktorá sa vkladá medzi sedák a opierku sedadla. Pneumatický valec lyžicu roztiahne, vďaka čomu robot sedačku pevne uchopí.
Pracovný takt robota je 55 sekúnd, počas ktorých preloží z výrobnej do expedičnej palety dve predné sedadlá, čiže jednu kompletnú zostavu predných sedadiel. Zvolený robot je rýchly a disponuje dostatočnou časovou rezervou v prípade požiadavky na prípadné skrátenie pracovného taktu.

Implementovaný robot nebol nový, ale použitý z iného výrobného závodu koncernu, ktorý špecialisti z radov integrátora Blumenbecker Slovakia kompletne zrepasovali. Po takejto generálnej oprave ide o plne funkčné, po technickej a vizuálnej stránke prakticky o nové zariadenie so starším riadiacim systémom.

Bezpečnosť robotického pracoviska

Pri analýze potenciálnych rizík bolo potrebné brať do úvahy nielen blízkosť montážnych pracovníkov, ale aj to, aby robot neohrozil okolitú technológiu najmä dopravník výrobnej linky. Robotická bunka je obohnaná ochranným plotom so vstupnými dverami s bezpečnostným zámkom. Ďalšie bezpečnostné prvky sú svetelné závory na vstupe a skenery monitorujúce podlahu vo vnútri robotickej bunky, či sa v nej niekto náhodou nenachádza. Zvolený koncept ochrany v plnej miere spĺňa všetky potrebné normy na bezpečnosť strojových zariadení a ochrany zdravia pri práci.

Dvojročná návratnosť investície

Tak ako každý podnik, aj tento investor si nechal vyhodnotiť návratnosť vloženého kapitálu do robotickej aplikácie. K solídnej necelej dvojročnej návratnosti dopomohol najmä fakt, že sa implementoval už použitý repasovaný robot, ktorého hodnota je väčšinou polovičná oproti novému. Tento spôsob je vhodným riešením najmä pre podniky s obmedzeným resp. napätým rozpočtom.

Opísané prekladanie robotické sedačiek z výrobnej na expedičnú linku bolo premiérovým nasadením robota v tomto závode. Nahradil monotónnu a ťažkopádnu ľudskú prácu a poskytol možnosť využiť dovtedajšieho pracovníka na iné úlohy. „Je to cesta pre podniky, ktoré uvažujú nad robotikou. Treba začať s jedným robotom, jedným pracoviskom, nasadiť, vyskúšať a zbierať skúsenosti. V podniku postupne zistia, aké výhody robotika prináša,“ hovorí, Ing. Peter Grňo, konateľ Blumenbecker Slovakia s.r.o. Súčasná situácia v závode výrobcu sedačiek mu dáva za pravdu. Po úspešnom testovacom období ostrej prevádzky sa totiž zodpovední manažéri už zaoberajú zriadením ďalšej robotickej bunky pre operácie parného žehlenia natiahnutých poťahov na sedačky.