Číslicově řízená (NC) obráběcí centra se v dnešní době hojně využívají při velkosériové výrobě, kde jsou obsluhována abstraktně programovanými příkazy, které řídí jednotlivé servopohony, mechanicky automatizované vačky a jiná zařízení. Centra jsou plně řízená počítačem a zásah obsluhy do chodu stroje je tak minimální. Tento faktor se projevuje ve snížení strojního cyklu a zvýšení jakosti produktu a taktéž umožňuje fl exibilitu celé výroby. Podle komplexnosti výrobku a technologického postupu výroby lze v jednom centru použít více nástrojů a zhotovit výrobek celý, nebo lze výrobní operace rozdělit mezi více NC centry a manipulaci s výrobky mezi jednotlivými stanicemi lze provádět roboticky. Tímto trendem se ubírá i společnost Mikrometal s. r. o., která se zabývá výrobou produktů z hliníku. Ve svém provozu využívá nejenom NC obráběcí stroje s robotickou obsluhou, ale výrobky svařuje za pomoci dvou robotů YASKAWA a technologie svařování Cold Metal Transfer (tzv. CMT) od společnosti Fronius. „Snažíme se jít s dnešními trendy, maximálně využívat dostupné technologie a reagovat na poptávku, proto jsme výrobu doplnili o robotizovaná a plně automatická pracoviště. Můžeme tak pracovat na tři směny, přičemž jsme omezili počet lidí na nočních směnách a zaškolili je na obsluhu robotizovaných pracovišť. Zvýšili jsme tak jejich kvalifi kaci a eliminovali jejich účast na rutinních a stereotypních pracích,“ říká Ing. Raimund Bastian, výkonný ředitel a jednatel společnosti. Posledním přírůstkem společnosti je robot YASKAWA HP20D pro obsluhu obráběcího centra HAAS VF-2SS od společnosti Teximp. Toto vysokorychlostní vertikální obráběcí centrum disponuje servopohony YASKAWA a nabízí široký pracovní prostor s přístupem nejen zepředu, ale i z boční strany, čehož se využilo k zautomatizování procesu obsluhy pomocí robotu. Kombinace CNC centra HAAS a YASKAWA robotu spojuje operaci vrtání děr do čela výrobku, frézování drážek do podélných částí a manipulaci s polotovary i hotovými výrobky (obr. 1). Celý strojní cyklus trvá 30 s, přičemž robot zajišťuje zakládání polotovaru ze zásobníku do NC stroje, po provedení příslušných operací hotový díl z centra odebere a odloží na paletu, která po zaplnění pokračuje k dalším procesům na svařovnu. Robot YASKAWA HP20D z výrobní řady MOTOMAN disponuje 6 řízenými osami, jeho nosnost činí 20 kg a jeho pracovní prostor dosahuje 1717 mm. Díky své kompaktní konstrukci vyžaduje minimum prostoru na instalaci a nabízí široký pracovní prostor ve své třídě. Lze jej upevnit jak na podlahu, tak i na strop či stěnu nebo nakloněnou rovinu. Tabulka 1 shrnuje základní parametry uvedeného robotu. Robot je vybaven vysoce inovativním a moderním řídicím systémem DX100. Je založený na patentované technologii, která umožňuje synchronizované ovládání až 8 robotů (72 os) a dalších vstupně-výstupních zařízení i komunikačních protokolů pomocí jediného systému. Mezi základní vlastnosti systému patří vysoké rychlosti zpracování dat, vylepšené řízení manipulátoru s rychlejší interpolací, vestavěný antikolizní systém a rychlejší odezva na vstupně-výstupní signály. Zálohu a přenos dat lze jednoduše provádět pomocí USB portu a kompaktního fl ash slotu. Řídicí systém lze navíc snadno připojit do stávající sítě pomocí vestavěného připojení Ethernet. Nedělitelnou součástí celku je nástroj robotu, který si společnost Mikrometal navrhla a vyrobila na základě doporučení. Jedná se o jednoduchý mechanismus založený na pneumatické upínce. Tlakový vzduch je veden skrz tělo robotu a dále k nástroji na jeho přírubě. Opotřebení hadic je tak minimální a neomezuje robot v jeho pohybu. Přesné polohování polotovaru v zásobníku poskytuje značné zjednodušení programu robotu a umožňuje se vyhnout dodatečným technologiím pro snímání a hledání polotovaru, i když je možné odebírat volně ložené díly ze zásobníků, například pomocí kamerových systémů. Zde je zvolen vertikální zásobník, do kterého je polotovar umísťován obsluhou ručně z předchozí výrobní operace. „Navrhli jsme si zásobník polotovarů tak, aby bylo možné vyrábět během celé noční směny s minimálním zásahem obsluhy. Robot nám rozhodně zvýšil produkci a snížil provozní náklady či zmetkovitost,“ pochvaluje si Ing. Bastian. „Do budoucna bychom rádi zautomatizovali všechny procesy tak, aby obslužný personál pouze kontroloval práci jednotlivých zařízení.“ Hotový díl je robotem vyjmut z upínacího přípravku CNC centra a dále vmanipulován pod ofuk, kde je zbaven obráběcí kapaliny a osušen tlakovým vzduchem. Takto hotový díl robot volně uloží na výstupní paletu vrstvením. Tato paleta je po zaplnění odvezena do dalšího procesu výroby na svařovnu, kde je celý výrobek kompletován na svařovacím pracovišti se třemi roboty YASKAWA. Komunikace jednotlivých zařízení je založena na digitálních signálech. Robot, respektive řízení robotu ovládá celý proces a hlídá stavy jednotlivých subsystémů. Je nutné zabránit nechtěným kolizím robotu se strojem HAAS nebo s jakoukoliv jeho součástí – bezpečnostní dveře, nástroj, přípravek. Jednoduché schéma propojení hlavních prvků celého systému je znázorněno na obr. 2. Objem výroby před robotizovanou obsluhou CNC centra a současným stavem s robotem YASKAWA znázorňuje graf na obr. 3. Výroba je zatížena sezonními vlivy, které se odráží v počtu zhotovených dílů a v počtu nasazených pracovníků. Z grafu je patrné, že při zvýšené poptávce na zboží ve druhém a třetím kvartálu kalendářního roku je potřeba využít až tří pracovníků při dvousměnném provozu. Oproti tomu robot nabízí kapacitu s možností třísměnného provozu při nutnosti občasného dozoru a výměně vstupních zásobníků s polotovary a paletou s hotovými výrobky pouze jedním pracovníkem. Při mimosezonních výkyvech je práce CNC centra pokryta malosériovou výrobou doplňkových produktů, přičemž se využívá flexibility robotu pro manipulaci s rozdílnými produkty díky snadnosti přestavení robotu na jiný typ výroby. Automatizace některých částí výrobního procesu přinesly společnosti Mikrometal zvýšenou výrobní kapacitu, zajištěnou kvalitu fi nálních produktů a snížené provozní náklady. Robotizace dalších výrobních procesů představuje investici, jejíž výhodou je také nepřetržitý provoz zařízení s minimálním zatížením a obsazením obslužného personálu. Společnost YASKAWA nabízí celou řadu robotických systémů od čtyřosých SCARA robotů, přes klasické 6osé roboty pro manipulaci, balení a svařování, roboty pro manipulaci těžkých břemen, paletizační roboty a v neposlední řadě 7osé a 15osé roboty pro svařování a montáž výrobků. Součástí portfolia společnosti YASKAWA jsou i roboty typu delta s paralelní kinematikou a speciální roboty pro potravinářské účely.
