Robotyzacja CNC

CASE STUDY - Bernacki Industrial Services

Bernacki Industrial Services znajduje się w Jasionce k. Rzeszowa, w południowo - wschodnim regionie Polski nazywanym Doliną Lotniczą - Aviation Valley. Zajmuje się produkcją komponentów w procesie obróbki skrawaniem dla zakładów produkcyjnych i montowni w całej Europie. Firma powstała w 2007 roku, a działalność produkcyjną rozpoczęła w roku 2015. Zatrudnia około 20 osób, co roku zwiększając swoje obroty. Aktualnie posiada własną halą produkcyjną (800 m²) wyposażoną w 11 obrabiarek CNC, z czego aż 7 jest przystosowana do pracy z cobotami. W parku maszynowym pracują na 3 zmiany 3 roboty współpracujące Universal Robots (model UR10e). Dzięki ich zastosowaniu wzrosła wydajność produkcji, a detale wykonywane są z wielką precyzją. Łatwość programowania, kompatybilność z maszynami, kompaktowy rozmiar oraz bezpieczeństwo pracy – to wszystko zdecydowało o wyborze robotów Universal Robots. Najszybszy zwrot z inwestycji, 12 miesięcy, firma uzyskała przy trzecim cobocie UR10e.

WYZWANIE:

„Jesteśmy firmą usługową wykonującą elementy na obrabiarkach CNC według projektów dostarczanych przez klientów. Zrealizowanie każdego zlecenia zajmuje nam średnio 80 godzin, po czym następuje zmiana asortymentu. Nie ma dwóch identycznych detali – wszystkie zamówienia należy traktować indywidualnie, bo klient za każdym razem zleca nam inny produkt do wykonania” – mówi Nikodem Bernacki, dyrektor generalny Bernacki Industrial Services.

Wprowadzane w Bernacki Industrial Services zmiany organizacyjne pozwalały na poprawę wydajności pracy. Kolejne usprawnienia sprawiały, że jeden operator był odpowiedzialny za coraz więcej maszyn. Ponieważ możliwości udoskonalania systemu pracy operatorów były ograniczone, zaczęto myśleć o robotyzacji stanowisk, która przyczyniłaby się do zwiększenia konkurencyjności produkcji.

ROZWIĄZANIE:

Z uwagi, że proces produkcji polegał na dostarczeniu do maszyny CNC elementów produkcyjnych, umieszczeniu ich w obrabiarce, po czym po zakończeniu obróbki odłożeniu gotowego produktu, stwierdzono, że można go zautomatyzować za pomocą cobotów. Zastosowano roboty współpracujące Universal Robots, które są bezpieczne, łatwe w obsłudze i programowaniu, elastyczne, spełniają surowe przepisy BHP, a dzięki temu, że mogą pracować bez wygrodzeń, zajmują niewiele miejsca. Do cobotów zostały odpowiednio dobrane chwytaki, które wyposażono w specjalnie zaprojektowane i wydrukowane na drukarce 3D palce.

Zadaniem robota jest pobranie elementu ze specjalnie do tego przygotowanej palety, która składa się z siatki pinów (umożliwiają one poprawne pobranie detalu), po czym umieszczenie go w obrabiarce CNC. Cobot samodzielnie otwiera drzwi maszyny i porusza się w jej przestrzeni roboczej. By sprawdzić czy obrabiarka jest gotowa, UR10e wymienia z nią sygnały i upewnia się, że urządzenie jest ona gotowa do umieszczenia w niej przedmiotu do obróbki. Komunikacja pomiędzy robotami UR a obrabiarkami realizowana jest za pomocą C-Interkonektora Cobot Planet. Kolejnym krokiem jest umieszczenie elementu we wrzecionie obrabiarki. Aby detal został umieszczony w odpowiednim miejscu, ramię cobota wraz z efektorem końcowym muszą poruszać się bardzo precyzyjnie ponieważ tolerancja wynosi tylko 0,5 mm. Po otrzymaniu sygnału, że element został prawidłowo ułożony, UR10e opuszcza przestrzeń roboczą, zamyka drzwi i informuje o możliwości rozpoczęcia pracy przez maszynę. Kiedy praca ta zostaje rozpoczęta, robot czeka na kolejny sygnał informujący o zakończeniu zadania. Wtedy ponownie otwiera drzwi do przestrzeni roboczej, pobiera gotowy detal i kieruje strumień powietrza w jego kierunku, by przedmuchując wrzeciono pozbyć się resztek wiórów metalu.  Obrobiony element jest precyzyjnie odkładany do specjalnie do tego przygotowanej palety. Mając na uwadze wszelkie wymogi związane z pracą cobota w środowisku bezpiecznym dla człowieka, cały cykl trwa około jednej minuty.

„Po kilkunastu miesiącach doświadczeń w pracy z cobotami dokładnie wiemy, co należy zrobić, by jak najlepiej spełniały one swoją rolę w naszym procesie produkcji CNC. Przy tej pracy konieczna jest najwyższa precyzja i powtarzalność” – mówi Nikodem Bernacki.

Całe stanowisko z robotem wraz z przykotwiczeniem waży około 60 kg – może je przenieść dwóch pracowników.

„Cobot jest stabilnie mocowany, można go łatwo przetransportować, a przezbrojenie i przygotowanie do pracy na nowym miejscu trwa zaledwie 20 minut. Dostrojenie obrabiarki oraz robota i uruchomienie produkcji trwa obecnie około godziny” – mówi Nikodem Bernacki.

Aktualnie na każdej zmianie pracuje 2 pracowników, którzy nadzorują i obsługują 11 maszyn. Operatorzy Ci odpowiedzialni są m.in. za przezbrajanie obrabiarek CNC, przygotowywanie detali i ich przenoszenie, a także programowanie robotów oraz ich przestawianie pomiędzy stanowiskami.

„Nasza filozofia to wykorzystać maksymalnie park maszynowy – coboty pracujące na trzy zmiany nam to umożliwiają” – mówi Nikodem Bernacki.

DOPASOWANE DO POTRZEB

Wybór robotów współpracujących Universal Robots padł, ponieważ są one kompaktowe w swojej budowie, proste w obsłudze i programowaniu, łatwe i szybkie w przystosowaniu do pracy przy innej maszynie, przez co dostosowują się do potrzeb zakładu. Istotną rolę odegrały także względy bezpieczeństwa ponieważ coboty UR mogą pracować bez wygrodzeń, ramię w ramię z człowiekiem. Operatorzy bardzo szybko przyzwyczaili się do pracy z robotami duńskiego producenta, a te okazały się być wyjątkowo pomocne w aplikacjach CNC.

Przy wdrażaniu robotów Universal Robots, Bernacki Industrial Services nabrało doświadczenia, które przekłada się na know-how w obszarze eksploatacji cobotów. Firma samodzielnie opracowała metodę kotwiczenia robotów oraz autorską metodę druku 3D palców chwytaków używanych przy pobieraniu różnego rodzaju produkowanych elementów.

„Byliśmy pod wrażeniem tego, jak coboty UR realizują zadania wykonywane wcześniej przez ludzi. We wdrożeniu pierwszego cobota – napisaniu programu, opracowaniu koncepcji i stanowiska – uczestniczyłem osobiście. Bardzo szybko udało nam się zintegrować cobota ze standardowymi chwytakami, uzyskując pełną kompatybilność” – Nikodem Bernacki, Dyrektor Generalny, Bernacki Industrial Services

Żródło: https://www.universal-robots.com/pl/studia-przypadk%C3%B3w/bernacki-industrial-services/