Automatizace, která se umyla

Na závěsové dráze jezdí stojany naplněné díly do čistícího zařízení. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Po čištění se stojany automaticky přesunou na správné místo pro vyjmutí. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Osm Motoman GP12 robotů odebírá díly a ukládá je do KLT. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Kamerová kontrola při odebrání zajišťuje, že součásti jsou následně správně umístěny v KLT. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Naplněné KLT se pohybují po FMS dopravní dráze od MiniTec ke skladové polici, prázdné boxy jsou opět k dispozici robotům. (Copyright: YASKAWA Europe GmbH)

Pro lepší reakci na kolísající objemy zakázek společnost HMT, specialista na čištění průmyslových dílů od MiniTec, výrazně automatizovala zařízení na čištění – s výrazným úspěchem.

"Nejen čisté, ale opravdu čisté" znělo kdysi slib známé reklamy na prací prostředek. Stejný nárok má i společnost HMT – Häseler Metalltechnik GmbH ze St. Georgen, pokud jde o čištění technických dílů. Společnost založená v roce 1983 je specialistou na výstřih a tvářecí technologie a čištění dílů při velmi vysokých technických požadavcích na čistotu. Jejich zákazníci jsou převážně v automobilovém sektoru. Vyrábí se zde převážně výstřižky, které přicházejí do kontaktu s elektronickými komponenty a plošnými spoji.

Joachim Hölzl, technický ředitel společnosti, mluví o all-in-one řešení, které HMT nabízí: „Máme celý proces výstřihu a čištění pod jednou střechou na ploše 12 500 m². Naše spektrum služeb sahá od výstřihu, tváření a hlubokého tažení až po čištění dílů – včetně analýzy zbytkového nečistotu v našem vlastním laboratoři. Jsme schopni splnit téměř jakékoli přání zákazníka. Základem jsou vlastní nástrojařství, moderní strojní park a angažovaní zaměstnanci s hlubokými znalostmi detailů. Naše procesy a metody odpovídají nejvyšším automobilovým standardům.“

Kolísající stav zakázek jako výzva

Ve společnosti HMT jsou v provozu dvě zařízení na čištění. Pracuje se při normální zátěži ve dvousměnném režimu, což umožňuje průchod přibližně 40 milionů dílů ročně. Dříve bylo mnoho činností v procesu čištění prováděno zaměstnanci. Avšak celkový nedostatek pracovních sil se stále více projevoval. I spolupráce s personálními agenturami nepřinesla uspokojivé řešení. Důvodem byly kolísavé týdenní změny objemu zakázek, vysvětluje Joachim Hölzl: „To ztěžovalo rozumné plánování zdrojů – a také reakci na nové podmínky v krátkém čase. Jeden týden poptávka stoupne, a než se kapacity s personálem upraví, je téměř konec týdne.“

Do budoucna si Hölzl přál jasnější plánování a řízení, aby bylo možné lépe reagovat na kolísání kapacit. Tento cíl měl být dosažen větší automatizací – především zaměřenou na obsluhu přepravních košů s díly pro proces čištění a jejich následné vyjmutí.

Automatizace pro větší flexibilitu

Nejprve se tým vlastních specialistů setkal – pod vedením Tobiase Seemanna, vedoucího týmu automatizace ve společnosti HMT. Vypracovali ABC analýzu dílů a diskutovali možné řešení. Hölzl vysvětluje: „Vytvořili jsme vlastní interní laboratoř a začali s prvotními pokusy s výukovým robotem. Výsledky byly velmi působivé. Poté jsme kontaktovali společnost Yaskawa, která nám poskytla jednoho ze svých robotů pro další kroky. Když jsme si byli jistí proveditelností, setkali jsme se s MiniTec jako systémovým integrátorem. Představili jsme jim naše vize a diskutovali, jak by zařízení mohlo vypadat, na základě našeho zadávacího a požadavkového dokumentu. Poté vypracoval koncept realizace řešení a začala jeho implementace.“

Výsledkem byla vysoce komplexní zařízení, ve kterém je automatizovaná jak vyndávání čistých dílů, tak jejich ukládání a vykládání. Konstrukce s dvěma identickými výdejními místy zajišťuje dostatečnou kapacitu. Celkem osm robotů Motoman GP12 se stará o vyjímání dílů z přepravních košů. Roboti série GP jsou známí vysokou rychlostí, zrychlením a opakovací přesností. Celé zařízení je propojeno s plně automatickým skladovým systémem. Rozměry zařízení jsou impozantní – 20 m x 10 m.

Současný průběh

Části určené ke čištění přicházejí ke společnosti HMT v různých obalech (síťové kontejnery, dřevěné boxy, kartony apod.). Na příjmovém stanovišti jsou dnes ještě manuálně vybírány z obalů a upevňovány na čistící stojany.

Poté si zařízení vezme stojany z bufferového skladu. Procházejí po zavěšené dráze různými zónami na délce 60 m, kde probíhá čištění. Odtud pokračují do sušárny, poté do chladicí místnosti a nakonec do čisté místnosti. Podle technické specifikace dílů zůstává čistící stojan buď na místě k vyjmutí, nebo pokračuje do čisté místnosti, kde jsou umístěny výdejní stanoviště s roboty.

Protože se při procesu čištění mohou díly pohybovat, může dojít k rozdílu v pozici mezi jednotlivými uchopeními robota. Proto je zde prováděna kamerová kontrola, která stanoví souřadnice, aby bylo možné díly správně umístit do KLT. Tím je zajištěno, že při předání dalším oddělením nedojde ke ztrátě pořádku dílů.

Promyšlené řízení

U obsluhy dostávají čistící stojany informace o druhu dílů a cílovém výdejním stanovišti prostřednictvím čárového kódu. Na výdejním stanovišti jsou artiklové informace přenášeny přes rozhraní mezi čištěním a robotickými buňkami. Joachim Hölzl vysvětluje: „Tím robot přesně ví, jaký díl má přijít, v jakém množství. A také ví, že musí tento počet odebrat. Pokud je díl ztracen, počítá se s cílovým množstvím minus jedna. Máme tak vždy správný počet odebraných kusů.“

Automatická dopravní technika od MiniTec

Každý robot má před sebou KLT. Odebírá díly z čistícího stojanu a správně je ukládá do boxu. Když dosáhne předem stanoveného množství, KLT se automaticky vysune a robot má k dispozici prázdný box.

Plně naložený KLT pak automaticky putuje po dopravní dráze do skladového regálu. Dopravní systém je FMS od MiniTec – transferový systém, kde jsou boxy dále přepravovány po křivkách nebo otáčecích stolech. Zvláštností verze od HMT je, že zde nejsou použity běžné palety, ale KLT jsou přímo poháněny řetězovými koly.

Vkládání a vykládání pomocí shuttle

U skladového regálu je umístěn skladovací manipulátor (shuttle), rovněž vyvinutý společností MiniTec. Ten se stará o automatické ukládání KLT a pohybuje se tam a zpět. Také přenáší díly k vizuální kontrole. Tento prostor má řídicí stanici, kde zaměstnanci vidí, jaké díly se nacházejí v systému. Kontrolované díly si mohou vyžádat přes ovládací panel. Poté shuttle spustí vykládku a KLT umístí přes dopravní systém k vizuální kontrole. Tam jsou díly posuzovány podle chybových katalogů zákazníků. Pokud jsou v pořádku, jsou zabalena do zákaznických obalů.

Výrazné zvýšení flexibility

Už po prvním spuštění Hölzl pocítil výhody zařízení: „Hlavní přínos je flexibilita. Dnes máme tu výhodu, že můžeme kapacity kdykoli krátkodobě zvýšit.“

Také s průběhem projektu je Hölzl spokojen: „Spolupráce v tomto trojčlenném týmu MiniTec, Yaskawa a HMT fungovala velmi dobře a nakonec vedla k vynikajícímu výsledku. Yaskawa nám, jak již zmíněno, poskytla robota. Ale i MiniTec jako systémový integrátor nás intenzivně podporoval. Simulace, taktové časy, takové záležitosti. Byla to opravdu skvělá spolupráce, zvlášť s Petrem Müllerem. Jeho zkušenosti v projektech a technická odbornost přinesly obrovskou přidanou hodnotu, i pro HMT. Kombinace Tobiase Seemanna a Petra Müllera byla skvělá. Komunikace, příprava projektu i zkušenosti MiniTec – to všechno jsem velmi ocenil. Během projektu vzniklo mnoho nápadů na zlepšení. Neustále jsme nacházeli malé možnosti vylepšení, které jsme rychle realizovali. Stejně tak skvěle přispěli Marcel Therré a Phillip von Ehr, všichni jsou naprosto týmoví hráči.“

Další rozvoj automatizace jako cíl

Obecně je šéf HMT velmi otevřen tématu automatizace. Uvažuje již o přechodu od manuálního obsluhování na roboty i u obsluhy čistících stojanů. Dalším tématem je vyjímání dílů v čisté místnosti. „Máme zde mnoho přístupů, nejen v produkci. I v administrativě je řada možností automatizace, z nichž už některé realizujeme. Chceme v budoucnu zkoumat všechny oblasti, kde lze procesy automatizovat, aby se minimalizovaly chyby způsobené člověkem.“ Podle toho se automatizační oddělení rozrostlo na čtyři osoby.

A Yaskawa a MiniTec, vzhledem k pozitivním zkušenostem, budou i nadále součástí projektu.