Aktuální vydání

celé číslo

10

2022

Chemie, potravinářství a farmacie

celé číslo

Roboty společnosti ABB v akci

Roboty společnosti ABB v akci

S roboty se dnes nejčastěji setkáváme v lakovnách, svařovnách a na montážních linkách automobilek nebo jiných velkých firem. Avšak mnohdy se i vedení nevelkých firem rozhodne svěřit robotům fyzicky náročné a jednotvárné pracovní operace. Takové rozhodnutí padlo i ve dvou moravských firmách, které využívají roboty ABB pro manipulaci s výrobky. Zatímco v likérce Rudolf Jelínek, a. s., ve Vizovicích skládá robot na paletu kartony plné lahví s vyhlášenými destiláty, ve firmě Kovokon v Kunovicích roboty vkládají a vyjímají obrobky určené k opracování na strojích CNC. V obou případech se vedení podniků rozhodovalo mezi robotem a jednoúčelovým manipulátorem. Robot byl zvolen nejen pro větší univerzálnost a pružnost, ale též pro příznivější poměr ceny a výkonu.

Robot a destiláty

Likérka Rudolf Jelínek
Rudolf Jelínek, a. s., jejímž většinovým vlastníkem je dnes Moravia holding, vyrábí alkoholické nápoje, především ovocné destiláty (slivovice, meruňkovice apod.). Firma je také uznávaným dodavatelem tzv. košer destilátů určených především do USA. Vedle toho vyváží své produkty do mnoha států Evropy i Asie. Výkonný ředitel firmy RNDr. Zdeněk Kohn stále hledá cesty, jak tradiční výrobu mechanizovat a automatizovat.

V současnosti vizovický závod disponuje automatickou stáčírnou, odkud lahve s destiláty postupují k balicí lince, která je balí do kartonů tří velikostí – po čtyřech, osmi nebo dvanácti lahvích (obr. 1). Od roku 2006 jsou kartony odebírány robotem společnosti ABB typu IRB660 a skládány na paletu (obr. 2). Robot navržený pro paletizaci má nosnost 180 kg/250 kg (podle varianty) a dosah 3 150 mm.

První robot na skládání kartonů s lahvemi na palety pracoval ve vizovické likérce v osmdesátých letech minulého století. Když dosloužil, byly kartony s lihovinami skládány na palety ručně. To bylo velmi namáhavé, a proto bylo rozhodnuto pracoviště znovu mechanizovat. Vedení likérky a její představenstvo pečlivě zvažují každou investici. Pro paletizaci se nabízelo použít buď jednoúčelový manipulátor, nebo robot. Nakonec bylo rozhodnuto tuto fyzicky náročnou práci „svěřit“ robotu, protože poskytoval patřičný výkon a široké programovací schopnosti pro případné úpravy v budoucnosti.

Výběr dodavatele
„U Jelínků“ měli velmi přesnou představu o tom, jaké požadavky by měl robot splňovat. Robot musí být schopen složit přes sto palet za směnu a jeho uchopovací hlava měla být konstruována na tři druhy kartonů používaných pro balení lahví. Vedle toho stanovila firma Rudolf Jelínek ještě tyto požadavky:

  • možnost provádět základní servisní zásahy vlastními silami,
  • provádět drobné změny nastavení programu, např. přidání další vrstvy kartonů na paletu,
  • snadná obsluha pracovníky bez velkých technických znalostí,
  • pružnost a adaptabilita systému (snadné programování na nový produkt, změna skladby kartonů),
  • součinnost robotu s balicí linkou.

Ve dvoukolovém výběrovém řízení se vedení likérky zaměřilo nejen na cenu, ale i na technické řešení a především na robustnost. Rozhodovalo se mezi nabídkami pěti firem. K rozhodnutí pro robot společnosti ABB přispělo také to, že si vedení prohlédlo instalaci robotů na linkách v LG Philips Displays Technology Center v Hranicích na Moravě. Tam pracuje mnoho robotů společnosti ABB již šest let téměř bez jakékoliv údržby. To svědčilo o velké robustnosti robotů ABB. Pro tuto firmu „hovořilo“ i to, že měla zájem zapojit se do řešení projektu společně s vedením vizovické likérky.

Provoz robotu
Robot byl instalován během jediného týdne. K tomu dopomohlo využití simulace v režimu off-line a programování v prostředí 3D softwarem ABB RobotStudio. Tento program umožňuje předem ověřit návrh pracoviště, dosahy robotu a navrhnout optimální rozmístění okolních zařízení (dopravníky, ovíječka apod.). Nezanedbatelným přínosem je též stanovení doby cyklu, a tím i splnění technické části zadání.

Robot má univerzální uchopovací hlavu s dvaceti přísavkami (obr. 3). Původně se počítalo s tím, že ji bude nutné při změně kartonů manuálně nastavovat. Avšak konstruktéři ABB navrhli univerzální uchopovací hlavu a při změně kartonu se pouze aktivuje příslušný počet sekcí přísavek.

Řídicí systém robotu IRC5 je spojen s řízením balicí linky sběrnicí Profibus. Obsluha má k dispozici obslužný panel (obr. 4) pro ovládání pracoviště. Může např. zadat aktuální typ kartonů (mění se i třikrát za směnu). Je-li však třeba doladit program, změnit nastavení apod., je třeba se obrátit na technika firmy ABB. Ten je schopen do řídicího systému robotu zasahovat prostřednictvím notebooku, který se připojí pomocí portu LAN. Vedle toho má robot i rozhraní USB. Drobné úpravy softwaru může technik zaslat i e-mailem.

Další kroky
Po uvedení manipulačního robotu do provozu se nyní vedení firmy Rudolf Jelínek zaměří na větší efektivnost balení. Balicí linka totiž je svou rychlostí „úzkým místem“ výroby. Robot často čeká, až se na válečkové dráze objeví další karton. Proto je třeba vyměnit balicí stroj za rychlejší. Firma si také nechala zpracovat projekt automatizace ostatních provozů: fermentace (kvašení), destilace, egalizace (zrání destilátů) a rektifikace (úprava destilátů). Nyní pečlivě zvažuje, které parametry budou sledovány a které operace je vhodné řídit automaticky. Podle názoru Zdeňka Kohna totiž „výrobu destilátů nelze řídit jen od obrazovky počítače, protože velkou roli tu hraje zkušenost lidí.“

Roboty v kovoobrábění

Společnost Kovokon
Společnost Kovokon, sídlící v Kunovicích, se specializuje na sériové obrábění přesných kovových součástí. Tato rodinná firma, vlastněná a řízená otcem a třemi syny Koníčkovými, začínala jako mnoho kovoobráběcích firem v prostorách garáže a postupně se rozrostla do nynější velikosti. Obrat v podnikání nastal, jakmile začala využívat moderní postupy obrábění (polovina devadesátých let dvacátého století). Vedle karuselových soustruhů je ve firmě v provozu více než 60 strojů CNC. Firma zaměstnává 240 lidí a stále se potýká s nedostatkem pracovníků. Ve výrobě pracují tři roboty, další se připravují k uvedení do provozu. Dva z nich jsou implementovány v jednom robotizovaném pracovišti a třetí obsluhuje centra CNC.

Projekt robotizovaného pracoviště
Když se v roce 2005 projektovalo robotizované pracoviště pro firmu Kovokon, mělo vedení velmi přesnou představu o záměrech projektu. Podobně jako ve vizovické likérce, i zde se vedení rozhodovalo mezi jednoúčelovým zakladačem a robotem. Robot byl zvolen pro svou univerzálnost. Když výroba daného dílu skončí, lze robot snadno využít k jiné práci. Stačí vyměnit chapadlo a přeprogramovat jej.

Firma Kovokon si vybírala mezi nabídkami několika dodavatelů a největším konkurentem firmy ABB byla společnost Fanuc. Pro firmu ABB se rozhodla zejména pro její ochotu spolupracovat na celkovém řešení robotizovaného pracoviště. Kovokon jako zadavatel zakázky se partnersky podílel i na výrobě (základna robotu, části chapadla, oplocení, skluzy pro dopravu materiálu apod.). Právě zapojení firmy Kovokon do realizace projektu přispělo k úspěšnému a rychlému průběhu instalace (čtyři dny).

Provoz robotu
Dva roboty společnosti ABB jsou od počátku roku 2006 využívány pro výrobu přesných hřídelí o hmotnosti až 42 kg pro firmu Siemens. Kovokon se k zavedení robotů rozhodl poté, co získal tříletou smlouvu na výrobu těchto hřídelí. Roboty IRB4400/60 (nosnost 60 kg) a IRB6600 175/2.55 (nosnost 175 kg) obsluhují čtyři centra CNC, na nichž se postupně provádějí jednotlivé operace. Každý robot obsluhuje dva stroje: vkládá do nich polotovary (obr. 5) a po obrobení je vyjímá a vloží do druhého stroje. Jejich řídicí systém je propojen s řídicím systémem soustruhů CNC. Komunikace probíhá na bázi digitálních vstupů a výstupů, kdy systém CNC dává pokyn k založení nebo odebrání hřídele, robot zpětně informuje o stavu zakládání či vyjímání. Vše je synchronizováno s ohledem na časovou souslednost celého pracoviště. Roboty si předávají soustružené hřídele prostřednictvím odkládacího zásobníku (obr. 6).

Robotizované pracoviště pracuje ve třísměnném provozu a přineslo firmě okamžité zvýšení produktivity o 30 %. Místo šesti lidí pracují nyní na pracovišti jen tři (v každé směně jeden). Obsluha pouze dohlíží na práci a přeměřuje hotové hřídele. Návratnost robotů je spočítána na dva až tři roky.

Zkušenosti z projektu
Vedení firmy Kovokon z projektu robotizovaného pracoviště získalo cenné zkušenosti. Jednatel společnosti Antonín Koníček ml. uvedl, že je nutné mít vždy pečlivě zpracovaný projekt. U robotů je dále nutné počítat s náklady na programování a uvedení do provozu, které činí až 10 % celkových nákladů. Proto je zapotřebí buď vyškolit vlastního seřizovače (se schopností provádět jednoduché programové změny), anebo se vyvarovat malých sérií. Není také nejšťastnější zavádět robot tam, kde jsou v provozu již starší stroje, protože pro poruchy strojů nemůže pracovat ani nákladný robot.

Firma nyní instaluje další robotizovanou linku, na kterou získala dotaci z agentury Czech Invest. Opět bude obsluhováno „hnízdo“ center CNC a roboty dodá společnost ABB.

Eva Vaculíková

Obr. 1. Stroj na balení lahví ve vizovické likérce
Obr. 2. Z balicího stroje postupují kartony k paletizačnímu robotu
Obr. 3. Uchopovací hlava robotu
Obr. 4. Ovládací panelu robotu
Obr. 5. Robot vkládá obrobek do centra CNC
Obr. 6. Robot odloží polotovar do zásobníku a druhý robot jej odtud převezme k dalšímu opracování

Příspěvek lze ve formátu PDF stáhnout zde