Automatizácia starších strojov pomocou kolaboartívnych robotov

Strojárska spoločnosť All Axis Machining sa snažila automatizovať prevádzku svojich starých strojov. Keď objavila otvorenú architektúru vzájomného prepojenia využívajúcu platformu Universal Robots+, dokázala automatizovať šesť rôznych činností pomocou kolaboratívnych robotov. Nasadenie bolo také úspešné, že All Axis začala ponúkať služby integrácie UR iným strojárskym spoločnostiam.
Automatizácia starších strojov pomocou kolaboartívnych robotov

Obr. Za päť mesiacov nainštalovaných päť kolaboratívnych robotov. Taký bol časový plán pre zautomatizovanie viacerých činností v spoločnosti All Axis Machines.


All Axis je malá strojárska dielňa v texaskom Dallase, ktorá čelí nedostatku dostupných pracovníkov na obsluhu strojov, čo im spôsobuje nežiaduce prestoje. „Bolo to dosť šialené, keď boli všetci chalani na obede a žiadny zo strojov nepracoval,“ hovorí majiteľ All Axis Machining Gary Kuzmin. „Po 17.00 hodine pracovala len polovica všetkých strojov. Kvôli tomu som nedokázal obslúžiť všetkých našich zákazníkov včas.“

Hlavnou prekážkou pri automatizácii činností bola skutočnosť, že stroje All Axis boli zastarané bez priameho rozhrania pre tradičné priemyselné roboty. „Navyše priemyselný robot vyžaduje klietku a neboli sme pripravení vzdať sa preto ďalších priestorov. Možno ešte dôležitejšie bolo, že by sme boli limitovaní len používaním robota na jednu úlohu,“ vysvetľuje G. Kuzmin.

Riešenie

Po vyčerpaní svojich možností s konvenčnou robotikou objavila strojárska spoločnosť spolupracujúce roboty, ktoré by mohli byť možným riešením. „Dostali sme demo od Universal Robots a rýchlo sme si uvedomili, že tieto roboty ponúkajú jednoduché prepojenie s riadiacimi systémami našich starých strojov,“ hovorí majiteľ strojovne, keď chodí po dielni, kde sú umiestnené viaceré kolaboratívne roboty realizujúce automatizáciu CNC strojov, obrábanie, brúsenie, ohrňovanie, kontrolu výrobkov, laserové značenie a drôtové rezanie pomocou elektroerózie. Komunikácia medzi kolaboratívnymi robotmi UR a strojmi All Axis je možná vďaka platforme UR+, ktorá prostredníctvom bezplatného nástroja Software Development Kit (SDK) umožňuje používateľom vyvíjať vlastné plug-in, tzv. URCaps, ktoré integrujú riadenie celej aplikácie priamo cez vlastný ovládací panel (teachpendant).

„Spoločnosť Universal Robots odviedla fantastickú prácu, aby sa toto riešenie stalo dostupným pre naše prevádzky,“ hovorí generálny riaditeľ Dave Perkowski. „Operačný systém je otvorený, nie sme limitovaní chráneným prostredím. V podstate dostávame jasný návod, ako rozšíriť komunikáciu,“ hovorí a vysvetľuje, že All Axis používa protokoly, ako napríklad TCP/IP, Ethernet, Modbus a Profinet spájajúce spolupracujúce roboty a stroje. „Z technologického hľadiska je úžasné, že máme všetky tieto možnosti a dokážeme naše súčasné systémy prepojiť bez akejkoľvek inej pomoci alebo dodatočných skrytých nákladov,“ konštatuje D. Perkowski. „Výhodou je, že nemusíme platiť špeciálne licenčné zmluvy, všetko prichádza s nákupom UR robotov. Jednoducho sa zaregistrujeme na webových stránkach UR, aby sme sa stali vývojármi, a sťahujeme prvky, ktoré potrebujeme.“

Platforma UR+ a UR Academy

Platforma UR+ rieši aj pokusy a chyby, ktoré súvisia s vybavením ramena robota periférnymi zariadeniami, napríklad koncovými akčnými členmi, snímačmi sily, kamerami a ďalším príslušenstvom. Platforma má predvádzaciu miestnosť s viac ako 100 produktmi certifikovanými na bezproblémovú prácu s UR robotmi. „Boli sme schopní prezerať túto miestnosť, rýchlo vybrať UR+ chápadlá a meniče nástrojov a nasadiť ich na robot,“ hovorí G. Kuzmin.

Keď dostal All Axis svoj prvý robot s označením UR10, spoločnosť mala zákazku, ktorej realizácia by s aktuálnym personálom trvala štyri až päť mesiacov na jednom stroji. „V tomto bode sme nemohli najať žiadny ďalší personál, takže sme vzali robot, dali ho na CNC stroj a skutočne sme túto časť dodali skoro o dva a pol mesiaca skôr, pretože sme získali ďalší strojový čas,“ dodáva G. Kuzmin. „Videli sme, že na tomto pracovisku narástol zisk o 60 %. Návratnosť inves­tícií bola približne štyri mesiace. Využitie stroja vzrástlo z približne ôsmich hodín za deň na približne 20 hodín.“

All Axis tiež čoskoro zistila, že presnosť UR10 50 mikrónov bola kľúčová z hľadiska presného polohovania na laserové značenie, CNC a ďalšie operácie. „Brúsenie bolo doteraz vždy manuálne, čo spôsobovalo nerovnomerné línie,“ vysvetľuje G. Kuzmin. „Vďaka UR10 sa to podarilo spraviť úplne rovno. Naši operátori už teraz túto činnosť nevykonávajú a sú schopní programovať a prevádzkovať kolaboratívny robot po bezplatnom on-line školení na UR Academy.“

www.universal-robots.com/cs/