Digitalizací k efektivitě

A tak téměř na každém stánku i letošního ročníku veletrhu byla někde uvedena zmínka o sympatiích k této iniciativě. Každá firma to pojala po svém, - jedna nabízela sofistikovaná řešení, jiná robotem přenášela krabičku zápalek z místa A do místa B.

Zdá se, že tento trend v Německu postupně odeznívá a firmy pokračují ve svých inovacích směrem k moderním prvkům průmyslové výroby, shodně jako tomu bylo i před vyhlášenou iniciativou. Naproti tomu u nás stále běží na plné otáčky, konference střídá konferenci. A konkrétní výsledek? Ten podle zástupců firem budeme spatřovat během následujících let (…).

Firma Festo patří k výše uvedeným iniciátorským firmám, které koncepci německé Industrie 4.0 promítají do své inovační strategie, což ve své expozici na hannoverském veletrhu prezentovala hned na několika exponátech. Pojďme se na některé podívat s průvodcem nejpovolanějším – Ing. Zdeňkem Haumerem.

První zastavení
Softwarová simulace

Paralelní kinematika měla svého času velký potenciál, například pro technologii obrábění. Bohužel mj. kvůli nízké tuhosti vodicích tyčí se od využití v této oblasti upustilo a po mnoha konstruktérských pokusech především na akademických pracovištích zůstaly pomníčky, včetně jednoho českého. Jiné je využití této kinematiky pro vysokorychlostní prostorové polohování s malými zátěžemi. Konstruktéři firmy Festo před časem přišli s řešením robota s paralelní kinematikou Tripod EXPT pro přemísťování dílů po přesné trajektorii, jejich třídění a paletizaci. Výborných vlastností je dosahováno díky tuhé pyramidální konstrukci se zrychlením 50 m.s-2 a rychlostí 3 m.s-1 při zatížení 1 kg.

Ve své expozici vystavovala firma Festo nový model tripodu s integrovanými motory přímo do konstrukce pohybového vedení, čímž je dosaženo jednak menší velikosti zařízení, a tudíž i nižších nároků na zástavbovou plochu, a dále je pozitivní i cenový aspekt, kdy je zařízení nabízeno za třetinovou cenu. A jaká je jeho spojitost s Industry 4.0?

Důvod hledejme v jeho integraci do digitální výroby v rámci montážní linky, kdy současným trendem je nejdříve nasimulovat její konstrukci, „softwarově“ odzkoušet provoz a po odladění přejít do reálné realizace. Software CIROS pocházející z produkce divize Didaktiky firmy Festo vedle této simulace umožňuje monitoring reálného provozu a řešení neočekávaných událostí. Jednotlivé komponenty výrobní linky mezi sebou komunikují. Pokud se změní některý parametr, systém automaticky přizpůsobí všechny ostatní parametry, pokud dojde k poruše jednoho z komponent, nastaví se proces tak, aby byl schopen pracovat v jiném režimu i bez něho.

Software CIROS v rámci simulace vytvoří tzv. dvojče reálné linky, na kterém se simulují veškeré možné i nepravděpodobné události, ke kterým může dojít během reálného provozu.

Druhé zastavení
Využití piezoventilů

Současné aplikace kladou čím dále vyšší požadavky na přesnost, rychlost a opakovatelnost mechanických pohybů. Tento fakt způsobil, že se v technických řešeních začínají objevovat různé fyzikální principy, které doposud zůstávaly bez povšimnutí nebo se využívaly jen výjimečně. Jedním z nich je piezoelektrický jev. Připomeňme, že jde o schopnost krystalů (atom, molekuly, ionty) generovat elektrické napětí při jejich deformování. Nejznámější piezoelektrickou látkou je monokrystalický křemen (křišťál). Této vlastnosti pohybu na úrovni atomů využili inženýři firmy Festo v konstrukci ventilů, u kterých je vyžadován pohyb na úrovni mikrometrů, jako například v lékařství. Piezoelektrická hlavice ovládá pohyb ventilu. Jedná se o lineární průběh, a pokud se tedy změní tlak, okamžitě dochází i ke změně pohybu. Piezoventil je patentově chráněné konstrukční řešení firmy Festo již z roku 1995.

Díky piezotechnologiím se otevírají zcela nové možnosti u mikrofluidních aplikací. Proudící kapalina je regulována v potrubích o průměru menším než jeden milimetr.

Třetí zastavení
Manipulace na klíč

Konkurence sílí ve všech oblastech, a pokud se zákazník rozhoduje mezi top výrobci, musí zákonitě volit podle dalších aspektů. Jedním z nich je komplexní servis a uživatelsky přívětivý přístup, ke kterému lze například přiřadit i využití softwarové aplikace k sestavení montážního pracoviště, například bloku motorů, jak bylo v expozici Festo prezentováno. Systém formou otázek získává veškeré potřebné informace a na základě nich pak vytvoří vizualizaci daného pracoviště se všemi potřebnými informacemi, technickými parametry a cenovou nabídkou. Rozsáhlé montážní linky jsou velmi složité konstrukce se všemi nuancemi, které by „běžný“ konstruktér nebyl schopen obsáhnout. Erudovaný software pak odvede stoprocentní práci. Tento servis pro zákazníky je na vzestupu a také se stává pevnou součástí Industry 4.0.

Nový manipulátor portálové konstrukce prezentovaný v expozici Festo na hannoverském veletrhu se vyznačuje tím, že veškeré pohonné jednotky jsou umístěny mimo hlavní kinematiku, takže zařízení nemusí přenášet zbytečné zatížení navíc.

Čtvrté zastavení
Prediktivní údržba

Sledování provozu zařízení a jeho kontinuální vyhodnocování patří mezi hlavní prvky konceptu Industry 4.0. Tuto oblast žádný ze světových výrobců nikdy v historii nenechával bez povšimnutí, a Festo není výjimkou. Cílem systému prediktivní údržby je především eliminovat odstávky v provozu, zkracovat potřebné časy na strojní údržbu a snižovat vliv odstávkových časů na výrobní proces, kdy je žádoucí časově sladit potřeby výroby i údržby. Aktuálním tématem je v současné době tzv. proaktivní údržba zahrnující veškeré náležitosti prediktivní údržby a zároveň se zaměřující na vyhledání a odstranění příčin vniku nežádoucího stavu.

Podle slov Ing. Haumera se firma Festo soustředí na preventivní, prediktivní i proaktivní údržbu a nově vyvíjenými produkty v oblasti pneumatických ventilů eliminuje ztráty, ke kterým například dochází při optimalizaci tlaku podle konkrétních potřeb v daném okamžiku výroby.

Vedle přístupu k digitální výrobě a procesu automatizace se společnost Festo u svých zákazníků koncentruje i na nové technologie s formami spolupráce a řešení na platformě interakce člověk-stroj. Historicky tedy návštěvníci její expozice na hannoverském či jiném veletrhu vždy měli možnost spatřit prezentaci flexibilní výroby budoucnosti založené na vzájemném propojení všech zainteresovaných prvků. Nejinak tomu bylo i letos. Festo zásadní měrou přispívá k rozvoji konceptu Industry 4.0 a z loňského obratu 2,64 mld. eur investovalo do vývoje kyberneticko-fyzických systémů v Scharnhausen Technology Plant nemalé finance. Podpora výzkumu a vývoje patřila, patří a bude u této rodinné firmy zaměstnávající na 19 tisíc lidí vždy patřit k prioritě.

Roman Dvořák, Hannover

roman.dvorak@mmspektrum.com

Něco navíc

Krátké tříminutové video přináší pohled do letošní expozice firmy Festo na průmyslovém veletrhu v Hannoveru.

Ilustrační video technologie 3D tisku skleněných vláken bionických struktur volně v prostoru bez jakýchkoliv podpor. Tato technologie se nazývá 3D Cocooner.