Автоматизация производства с применением робототехнических комплексов набирает обороты. Растет число предприятий в секторах с недостаточной степенью автоматизации, а также производителей специализированных товаров, которые начинают оценивать выгоды от внедрения роботов.
В качестве иллюстрации можно привести немецкую компанию HUESKER, специализирующуюся на выпуске технического текстиля. Для снижения физической нагрузки на персонал и оптимизации производственного процесса компания внедрила высокопроизводительного робота ABB, выполняющего задачи по транспортировке тяжелых бобин со шпагатом и их размещению на паллетах.
Применение:
Процесс включает в себя погрузку и выгрузку бобин шпагата с оборудования, а также укладку этих бобин на поддоны (паллеты).
Задача:
Вес производимых бобин шпагата может достигать 17 килограммов, что создает определенные трудности для рабочих при подъеме и перемещении из-за высоты их расположения.
Решение:
В рамках производственного процесса робот IRB 6700 от компании ABB осуществляет сбор готовых бобин с технологического оборудования, транспортирует их к другим станкам для дальнейшей обработки и размещает на паллетах в целях последующей отправки. Помимо этого, он обеспечивает загрузку машин пустыми сердечниками, необходимыми для намотки новых бобин. Применение робота позволяет исключить необходимость выполнения сотрудниками работ, связанных с перемещением тяжелых бобин, что способствует снижению риска травм и повышению уровня удовлетворенности работой, предоставляя возможность специалистам сосредоточиться на задачах, требующих более высокой квалификации.
История компании HUESKER насчитывает более полутора столетий: предприятие, начинавшее как текстильная фабрика по обработке хлопка, превратилось в международную корпорацию, специализирующуюся на технических решениях с применением синтетических тканей. Эта немецкая компания, обладающая богатым опытом, но недавно приступившая к освоению робототехники, производит высокопроизводительный технический текстиль для строительства дорог, сельского хозяйства, промышленности и легкого домостроения. Ее геотекстильные изделия, разработанные и изготовленные в головном офисе, расположенном в Гешере, Вестфалия, используются по всему миру при создании дорожных покрытий, тротуаров и во многих других проектах. Помимо геотекстиля, компания предлагает георешетки, геокомпозиты, а также комплексные системные решения, которые часто заменяют традиционные методы строительства, обеспечивая повышенную эффективность, долговечность и экологическую безопасность благодаря снижению выбросов углекислого газа.
Робототехника улучшает условия труда
Одно из предприятий, специализирующихся на производстве шпагата, в том числе изготовленного из 100% переработанных материалов, теперь использует робототехнические решения для оптимизации производственных процессов. Для компании HUESKER внедрение роботов является новым опытом. «В последнее время мы активно рассматриваем возможности применения робототехники и автоматизации для повышения эффективности работы наших сотрудников, — отметил д-р Ф.-Ханс Грандин (F.- Hans Grandin), генеральный директор HUESKER Group. – При перемещении и укладке на паллеты бобин со шпагатом, вес которых может достигать 17 кг, преимущества роботизированной системы очевидны: она освобождает наших сотрудников от выполнения трудоемких операций и позволяет им переключиться на более сложные задачи».
В рамках первого проекта по автоматизации компания HUESKER внедрила робота IRB 6700 от ABB – высокопроизводительного устройства с минимальными общими эксплуатационными расходами в своем классе. Робот извлекает бобины, содержащие готовый шпагат, с трех производственных машин, каждая из которых оборудована двумя выходными лотками. Разница в высоте расположения лотков создает определенные трудности для ручного перемещения бобин. Кроме того, в зависимости от конкретного производственного заказа, диаметр и вес бобин со шпагатом могут отличаться. Робот IRB 6700 способен справляться с грузами весом до 150 кг, что делает его универсальным решением. В среднем, робот ежедневно снимает с плеч сотрудников около 2,5 тонн нагрузки.
Никогда не терять нить
Помимо подъема тяжестей, робот демонстрирует высокую точность при выполнении деликатных операций. Каждая готовая бобина со шпагатом имеет открытый конец нити, который необходимо зафиксировать для предотвращения самопроизвольного разматывания на паллете. Робот транспортирует бобину к станции обработки, где наносится этикетка для закрепления нити. Кроме того, при автоматической перестановке бобин образуется так называемый «запас шпагата», который не требуется на последующих этапах производства. Для удаления этого запаса робот перемещает бобину к специальному оборудованию, где нить прожигается нагревательным элементом и удаляется.
Далее следует этап палетирования: робот начинает вертикальную укладку бобин на поддон. После заполнения определенного уровня он забирает промежуточный вкладыш из лотка и размещает его поверх первого слоя. Робот также берет пустые втулки из большого дозатора и передает их на станцию намотки, обеспечивая непрерывность производственного цикла.
Обеспечивается непрерывная, практически автономная работа и оперативное введение оборудования в эксплуатацию.
Расположенный в центре производственной ячейки и окруженный различными станциями IRB 6700 неустанно выполняет эти задачи на протяжении трех смен. Благодаря такому расположению его рабочий радиус, составляющий 3,2 метра, оказывается особенно полезным. Сотрудники осуществляют контроль за работой робота и периодически оказывают ему помощь, например, при необходимости вывоза заполненной палеты или пополнении запасов промежуточных вкладышей или втулок. Эти задачи не занимают много времени и выполняются всего один-два раза за смену. За исключением этих коротких перерывов, вся система функционирует практически автономно.
Использование сертифицированного программного обеспечения SafeMove от ABB позволяет компактно интегрировать роботизированную ячейку в существующую инфраструктуру. В случае появления человека внутри рабочей зоны робот немедленно прекращает свою работу.
Для ускорения процесса ввода системы в эксплуатацию компания HUESKER применила программное обеспечение RobotStudio от ABB, предназначенное для моделирования и автономного программирования. Это позволило предварительно смоделировать траектории движения робота и выявить возможности оптимизации его работы до начала реальной эксплуатации.
Первым предприятием, внедрившим робототехнологию в данной области, стало HUESKER, с акцентом на приобретение специализированных знаний.
«Мы разработали эту систему автоматизации как прототип, который теперь может быть легко воспроизведен и внедрен на других производственных линиях, – говорит Хайнц-Георг Рихелс (Heinz-Georg Richels), технический менеджер и уполномоченный представитель HUESKER. – Благодаря полученному опыту мы расширяем наши компетенции в области применения робототехники для решения этой специфической задачи. Обработка нити при производстве синтетических материалов представляет собой сложную задачу, для которой не существует стандартных решений».
Ввиду того, что компания впервые прибегает к использованию роботов, она намерена внедрять большинство роботизированных модулей автономно. Такой подход позволяет обеспечить передачу опыта и знаний внутри организации с самого начала автоматизации. Первоначальное преимущество было получено благодаря поддержке и консультациям от ABB в части настройки роботизированной ячейки, а также прохождению специализированного обучения. Кроме того, для HUESKER доступна сеть сервисных центров ABB, оказывающих комплексную поддержку. Этот аспект оказал значительное влияние на выбор технологии ABB. «Несмотря на то, что мы самостоятельно внедряем и тестируем многие решения, для нас принципиально важно иметь партнера в лице ABB, который оперативно и профессионально сможет предоставить необходимую помощь», – отметил Тобиас Эфсинг (Tobias Efsing), специалист по автоматизации компании HUESKER.
План будущих проектов
После успешного запуска первой системы автоматизированной обработки компания HUESKER видит значительные возможности для применения робототехники в других областях, например, на этапах, предшествующих изготовлению шпагата. Это позволит создать непрерывные линии автоматизации, что, в свою очередь, поможет компании увеличить производительность и гибкость, а также улучшить условия труда персонала.
«Мы являемся предприятием со специализированным производством, поэтому любая новая роботизированная ячейка, которую мы разрабатываем, будет служить прототипом. Для этого нам требуются квалифицированные сотрудники, стремящиеся к углубленному изучению робототехники. Уже сейчас использование роботов помогает нам привлекать молодых специалистов, ищущих интересную работу, и удерживать их в компании на долгосрочной основе. И, безусловно, мы продолжаем сотрудничать с надежными партнерами, такими как ABB», – заключил д-р Грандин.
