Miniseria wsiada do „taksówki”
Internet rzeczy pozwala na automatyczne wytwarzanie zindywidualizowanych produktów w niewielkich partiach mogących składać się nawet z jednej sztuki. W tej sytuacji droga komponentu przez proces montażu nabiera całkowicie nowego znaczenia. W adaptacyjnej platformie maszynowej Prolynk maszyny produkcyjne i stanowiska montażowe mogą być konfigurowane i łączone z pełną elastycznością. Części poruszają się pojedynczo od stanowiska do stanowiska, niczym w „minitaksówce”. Firma FAULHABER jest dostawcą technologii napędowej do małych przenośników.
Kiedy w 1913 roku Henry Ford zainstalował pierwszą „ruchomą linię montażową”, produkcja jego samochodów wzrosła ośmiokrotnie i był to milowy krok pod względem wydajności produkcji. Dzięki temu nie tylko radykalnie obniżył cenę swojego Modelu T, ale także podniósł płace swoich pracowników. Nic dziwnego, że sukces ten wkrótce skopiowano. Obecnie nadal niezliczone produkty wytwarza się zgodnie z zasadą linii montażowej.
Metoda ta jednak w mniejszym stopniu sprawdza się przy małych seriach, a wcale nie nadaje się do zindywidualizowanej, automatycznej produkcji. Jednak jeden z celów Przemysłu 4.0 i przemysłowego Internetu rzeczy (IIoT) brzmi: Poszczególne produkty powinny być projektowane i wyposażane zgodnie z wymaganiami klienta, przy możliwie najwyższym stopniu automatyzacji. Wymaga to elastyczności procesów, która nie najlepiej współgra ze ścieżką przenośnika taśmowego o stałym przebiegu.
Komponenty wsiadają do „taksówki”
Dzięki technologii Prolynk konfiguracja „linii montażowej” może być dowolnie dostosowywana lub zmieniana w zależności od zmiennych wymagań. Komponenty nie pokonują już określonej ścieżki „na piechotę” – zamiast tego „biorą taksówkę” w postaci niewielkiej, autonomicznej jednostki transportowej (wózka samojezdnego, czyli AGV): „W ten sposób przeznaczona do obróbki część jest w sposób niezawodny transportowana do wszystkich wymaganych stanowisk” – wyjaśnia Antonio Sanchez, dyrektor handlowy firmy Prolynk. „Etapy przetwarzania, przeprowadzane ręcznie lub przez roboty, mogą przebiegać całkowicie indywidualnie. Sekwencje nadal podlegają automatyzacji”.
Podstawą fizyczną systemu jest platforma wykonana z ustandaryzowanych modułów w kształcie stołów. Składa się ze standardowych płyt, a w jego projektowaniu można zachować dowolność pod względem wielkości i kształtu. Podstawę tworzą proste metalowe płytki stanowiące powierzchnię ruchu.
Wariant płyty podstawy wyposażony jest w zespoły ustalająco-mocujące. Na etapach produkcji, które wymagają dużej precyzji lub w przypadku których należy skompensować większe przyłożenie siły, utrzymują wózek i komponent w odpowiednim położeniu. W tym przypadku element płytowy ma również otwór pośrodku. Fakt ten można wykorzystać również do obróbki od dołu, ponieważ otwór dokładnie odpowiada kształtowi otworu w AGV.
Dowolna kolejność stanowisk montażowych
System Prolynk AGV jest dostępny w dwóch rozmiarach (325 x 230 i 450 x 350 milimetrów); maksymalne obciążenie w zależności od modelu wynosi od 5 do 35 kilogramów. Obrabiany element jest zabezpieczony na czas transportu do poszczególnych stanowisk montażowych przez środkowy otwór. Stanowiska te można mocować dowolnie, zarówno w przypadku prac ręcznych, jak i wykonywanych automatycznie przez maszyny lub roboty np. grawerowania laserowego, lutowania, dokręcania śrub czy wykonywania procedur testowych. Jeśli wystąpi problem z jakością, wózek można wysłać do określonego stanowiska, na którym problem może zostać usunięty.
– Sterownik centralny rozpoznaje każdy wózek AGV wraz z obciążeniem – wyjaśnia Antonio Sanchez. – Wie, jakim etapom obróbki należy poddać daną część. Dzięki temu poszczególne produkty mogą powstawać w zautomatyzowanym procesie. Komunikując się z systemem Prolynk, sterownik PLC zachowuje kontrolę nad wszystkimi procesami”. Jeśli etapy obróbki nie muszą być wykonywane w określonej kolejności, wydajność procesu wzrasta jeszcze bardziej: w takiej sytuacji AGV przemieszcza się do aktualnie wolnego stanowiska. Czas oczekiwania ulega skróceniu, a wykorzystanie systemu wzrasta. Za kolejną zaletę systemu można uznać ulgę, jaką przynosi on pracownikom. Przenoszenie komponentów między stanowiskami nie wymaga już użycia siły mięśni. Wyeliminowane zostają ciągłe podnoszenie i opuszczanie, czyli ruchy niosące ze sobą szczególne ryzyko wywołania bólu pleców.
Prolynk AGV jest napędzany dwoma kołami, z których każde znajduje się pośrodku dłuższych boków. Narożniki wózka opierają się na pasywnych rolkach. Jeśli koła poruszają się w przeciwnych kierunkach, wózek obraca się w miejscu. Zwykle odbywa się to w ustawieniu pod kątem 90 stopni. W ten sposób wózek może obracać się w kierunku stanowiska o jedną czwartą obrotu lub przechodzić między równoległymi „pasami” stołu, wykonując dwa ruchy obrotowe. Należy zwrócić uwagę, iż pasy te istnieją tylko wirtualnie: AGV pozostaje na swoim pasie, podobnie jak samochód, nawet jeśli na drodze nie ma żadnych oznaczeń.
Duża moc i precyzyjna orientacja
Wózek odbiera informacje o pasie, po którym ma się poruszać do przodu lub do tyłu lub o kierunku skrętu z centralnego sterownika za pośrednictwem sieci WLAN. Sterownik określa trasy i stanowiska oraz decyduje, który wózek ma pierwszeństwo w przypadku przecinających się pasów. Aby zasada ta zadziałała, „taksówki” do transportu części muszą podawać swoją dokładną pozycję. Tutaj istotną rolę odgrywają kontrolery ruchu typu MC 5004 P i enkodery serii IE3-1024 firmy FAULHABER. Wykrywają obroty bezszczotkowych silników serii BX4, które są wykorzystywane przez elektroniczną płytę główną Prolynk do odometrii, obliczania pozycji AGV i kierowania ruchem. Moc silnika jest przenoszona na pasy napędowe kół przez przekładnie planetarne 32/3.
– Jeśli firma decyduje się na zastosowanie rozwiązania Prolynk, małe wózki stają się sercem procesu produkcyjnego. W związku z tym muszą one działać całkowicie niezawodnie i przy bardzo niskim zapotrzebowaniu na konserwację, tak długo, jak to możliwe, zapewniając niski całkowity koszt posiadania – mówi Antonio Sanchez, tłumacząc priorytety w zakresie doboru komponentów AGV. „W przypadku jednostki napędowej najwyższy priorytet miała dla nas jakość produktów. Silniki firmy FAULHABER mogą zagwarantować nam nie tylko wymaganą jakość, ale również dodatkowe korzyści, które są istotne w przypadku naszego zastosowania. Na wózku jest bardzo mało miejsca. Mimo to transportowanie niejednokrotnie ciężkich elementów z wymaganą prędkością wymaga dużej mocy silnika. Seria BX4 jest liderem na światowym rynku pod względem stosunku wymiarów urządzenia do momentu obrotowego. To właśnie gęstość mocy jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym nam oferowanie naszym klientom rozwiązania, które jest równie niezawodne, co elastyczne”.
Połączenie niezawodności i elastyczności zapewnia użytkownikom rozwiązania Prolynk maksymalną elastyczność w planowaniu procesów produkcyjnych. Początkowo mogą one teoretycznie mieć formę małej platformy składającej się z zaledwie kilku płyt i jednego miniwózka AGV. Dzięki dużej elastyczności i możliwościom adaptacji maszyny system można dowolnie rozbudowywać lub reorganizować. Użytkownicy mają do dyspozycji inteligentne funkcje, a technologię Prolynk można łatwo zintegrować z architekturą PLC. System można łatwo zintegrować z nowymi produktami, procesami i technologiami, dopasowując rozmieszczenie istniejących modułów do okoliczności. Jak podkreśla Antonio Sanchez, „możliwości adaptacji systemów są nieograniczone”. „Zdolności produkcyjne wynikają bezpośrednio ze stanu zamówień”.
source: Faulhaber