Aktuální vydání

celé číslo

02

2021

Systémy pro řízení vodárenských sítí a ČOV

Hladinoměry

celé číslo

Kolaborativní roboty – potenciál automatizace ve zpracování plastů

Kolaborativní roboty neboli koboty (cobot) vytvářejí další příležitosti v automatizaci výroby a zpracování plastů. Jsou charakteristické svou schopností pracovat ve specifické výrobní oblasti, a to po boku pracovníků, dále rychlou implementací a snadným přesunem na nové úkoly. V neposlední řadě i intuitivním programováním a obsluhou. Mohou pomoci v procesech, jako je vstřikování, při obsluze strojů nebo při balení a paletizaci ve velkých i malých podnicích. 

Výrobci z celého světa investují do automatizace. Podle průzkumu SMEs Barometer robotizace1), provedeného v Česku na jaře 2020 i mezi společnostmi zabývajícími se zpracováním plastů, vyplývá, že mezi důležitými faktory motivujícími malé a střední podniky k robotizaci je zlepšení výkonnosti výroby (93,5 %). Dále společnosti zmiňovaly: eliminace výrobních chyb (75,8 %), zvýšení kvality produkce (75,8 %), posílení konkurenceschopnosti (74,4 %), zkrácení dodací lhůty (70,5 %), zvýšení objemu produkce (66,6 %), standardizace procesu (60,2 %), obtížnost při hledání a udržení zaměstnanců (57,7 %), zvýšení výrobní bezpečnosti (56,3 %) a zvýšení flexibility výroby (50,1 %).

Kolaborativní roboty mohou pomoci zaměstnancům nevystavovat se škodlivým plynům, prachu a plastovým hoblinám, které vznikají při výrobě a zpracování plastů. Mohou také manipulovat s ostrými nebo horkými předměty. Mají možnost pracovat 24 hodin denně a jejich opakovatelnost pohybu je 0,03 mm (v případě robotů Universal Robots). Díky tomu lze využít maximální rozsah jejich výrobní kapacity a udržet konzistentní kvalitu. Kompaktní konstrukce dovoluje používat je i ve stísněných pracovních podmínkách.

 

Příklady využití

Kolaborativní roboty umožňují realizovat téměř kompletní automatizaci vstřikování plastů. Zaručují neměnnou vysokou kvalitu a přesnost, stejně jako stále stejné dávkování i po mnoha opakováních a omezují zmetkovitost. Vynikají v obsluze CNC strojů, vstřikolisů i jiných lisů. Jejich využití má pozitivní dopad na rychlost a kvalitu výroby. Zároveň se minimalizuje riziko pracovních úrazů zaměstnanců. Výrobní firma může podle potřeby použít kolaborativní roboty vybavené různými koncovými nástroji nebo optickými systémy během různých fází výroby, např. při vkládání součástky do soustruhu a nebo při následné paletizaci obrobených dílů. Důležitou fází výroby je také konečná úprava výrobku – kolaborativní roboty mohou pracovat s různými materiály a pomáhají dodržet vysokou konstantní kvalitu povrchu finálního výrobku.

 

Případové studie

Česká společnost 2 K Trend, a. s., se zabývá výrobou velmi přesných plastových dílů vstřikováním. Jejími zákazníky jsou velké automobilky. Společnost využívá kolaborativní robot UR10, který zajišťuje kompletní obsluhu vstřikovacího lisu, což optimalizuje výrobu a řeší problém s nedostatkem zaměstnanců. Kolaborativní robot UR10 odebírá zálisky a zakládá je do formy v lisu, kde proběhne vstřikovací cyklus (obr. 1). Po ukončení cyklu robot vyjme již hotové výlisky, které vyloží na dopravníkový pás. Jde o monotónní činnost, která ale vyžaduje velkou přesnost při manipulaci s hotovými plastovými výlisky, a právě proto je vhodná k automatizaci kolaborativním robotem. Robot UR10 zvládne obsluhu celého stroje v podstatě samostatně, a tak není nutné tuto pozici obsazovat lidskými pracovníky. Výhodou je i velký operační rozsah ramena robotu UR10, čímž se dosáhne velmi efektivní obsluhy stroje. Videoreportáž z firmy 2 K Trend mohou zájemci zhlédnout na https://bit.ly/3jNJAZ3.

Americká společnost Dynamic Group instalovala do provozu vstřikování plastů a kompletace tři kolaborativní roboty UR. První zajišťuje realizaci kompletního pracovního cyklu stroje; odebírá rámy, které drží lisované díly, vkládá je do vstřikovacího lisu, přemísťuje jednotlivé kusy do ořezávacího zařízení a pokládá vylisované díly před dělníka pro další manipulaci. Nakonec stiskem tlačítka aktivuje nový cyklus (obr. 2). V druhém případě, u stroje na injekční vstřikování, se používá tradiční kartézský robot, který spouští lisovaný díl na kluznou desku, kde jej kolaborativní robot UR odebere a umístí na zařízení pro odstranění licího kanálu (obr. 3). Následně provede paletizaci dílu na stole před dělníkem, který postup kontroluje. Třetí robot pracuje v oblasti kompletace. „Řekl bych, že ve srovnání s tradičními roboty se roboty Universal Robots snáze učí a programují funkcí drag and drop. Robot také můžete naprogramovat pomocí režimu učení teach mode, kdy jednoduše uchopíte robotické rameno, přesunete jej na potřebné místo a robot si tuto pozici pamatuje jako určitý bod. Jakmile nastavíte potřebné body, jednoduše robot spustíte a on tyto pohyby zopakuje,“ uvedl John McGilivray, výkonný ředitel Dynamic Group.

 

Závěr

Výhodou řešení automatizace s použitím kolaborativní robotiky je všestrannost. Díky jednoduchosti programování a používání jsou kolaborativní roboty ve firmách nástrojem, který jim pomáhá rychleji se rozvíjet a obstát v náročné konkurenci na trhu.

 

Pavel Bezucký, Area Sales Manager, Universal Robots (Foto: Universal Robots)

Obr. 1. V závodě společnosti 2 K Trend v Sebranicích u Litomyšle vkládá robot UR10 zálisky do formy, odebírá hotové výlisky a skládá je na pás

Obr. 2. V americké společnosti Dynamic Group kolaborativní robot odebírá rámy se zálisky (vpředu vlevo), vkládá je do formy, odebírá rámy s výlisky, umísťuje je do stroje, kde se odstraňují nálitky (vzadu vlevo) a pokládá je před operátora, který se postará o další manipulaci; nakonec robot stiskne tlačítko a spustí další cyklus

Obr. 3. Na jiném pracovišti v Dynamic Group pracují v tandemu klasický karteziánský robot a kolaborativní robot UR5; karteziánský robot položí výlisek na pás, snímač spustí robot UR5, který díl odebere, umístí do zařízení pro odstranění licího kanálu a hotový díl položí do palety, kde dělník provede finální kontrolu