Inovátoři z Havlíčkova rodiště

Na konferenci robotických příležitostí u firmy FANUC, pro kterou fungujete jako systémoví integrátoři, hodnotili organizátoři vaše projekty jako skutečně zajímavá a často nekonvenční řešení...

P. Vaňkát: Zajímavých projektů a aplikací máme dost, z aplikací to je například broušení karbonové sedačky pro oblast automotive. Buňka na broušení karbonu je „citlivá specialita“, protože vyžaduje velmi přesné postupy i parametry, aby se zabránilo přebroušení.

Při robotizaci broušení je častým problémem těžko dosažitelný cit lidského pracovníka. Podařilo se vám vyřešit, aby to zvládl i robot?

P. Vaňkát: Ano, roboty disponují silovými senzory, které hlídají přítlačnou sílu, takže odpadá i to, že pracovník jednou přitlačí silněji, podruhé ne. Je tam přesně zaručena opakovatelnost i poloha sedačky vůči působící síle. Naše řešení využívá i softwarové opce a kombinace se senzorem síly, kdy programátor vytipuje 6 bodů, které určují broušení sedačky, a ty proloží třeba třemi sty dalšími, projede je pomalejším posuvem a naskenuje přítlakem obrys sedačky. Ty původní body si přehraje na nové, takže obrys sedačky není jen podle 3D modelu, ale kopíruje skutečný tvar. Vznikne tak ideální křivka, která je kontrolována senzorem síly.

J. Hrubý: Každé pracoviště je koncipováno na jeden typ sedačky podle zadání, ale díky naší přidané hodnotě se dá přeprogramovat. Když totiž máme určité zadání, snažíme se ho nejen splnit, ale dát zákazníkovi i něco navíc. A v případě těchto pracovišť je to třeba jejich vysoká univerzalita, takže když se zákazník rozhodne, může na něm v budoucnu brousit jakoukoli jinou sedačku nebo jiný díl.

Už při návrhu přemýšlíme o těchto věcech dopředu, aby tato možnost na daném pracovišti byla k dispozici i s rezervou pro další opce, jako je třeba otočný stůl nebo nějaký další přípravek – servomotorový, hydraulický apod.

K posledním vašim novinkám patří svařovací buňka, která nedávno putovala k zákazníkovi. Svým způsobem představuje unikátní řešení, v čem spočívá?

P. Vaňkát: Svařovací pracoviště jsme udělali trochu jinak než obvykle. Přidali jsme otočný stůl se speciálním přípravkem a stůl lze vysouvat mimo pracoviště. Vzniklo tak řešení, které zákazníkovi dokáže celý proces optimalizovat a ušetřit hodně času – a tím i peněz.

Přínosem této buňky a přidanou hodnotou je jedna opravdu nadstandardní funkce, kterou jiné firmy nemají: U běžných řešení je venku motor a přípravek musí být jednostranný, takže není žádná možnost s ním otáčet, což je dáno normou. Ve chvíli, kdy je polohovadlo venku, nesmí se s ním motoricky otáčet, protože to je v rozporu s bezpečností. My jsme přípravek doplnili o speciální mechanickou otoč, kterou je možné ručně odblokovat a otočit i s přípravkem do opačné polohy manuálně. V tu chvíli je možné využít oboustrannosti – tzn. nesvařovat jen jeden díl, ale dva.

J. Hrubý: Nebo když máte malý díl, tak třeba deset. Nyní připravujeme další buňku pro jiného zákazníka a díky této unikátní funkci mu objednané pracoviště významně vylepšíme, přitom za stejnou cenu.

Aplikujeme řešení, které jsme vymysleli během vývoje předchozího a které neustále rozvíjíme a posouváme, takže nezestárne. A tento „upgrade“ pomůže zákazníkovi zrychlit a zefektivnit výrobu.

Důležitý prvek, který zaručuje vzájemnou opakovatelnou polohu, je ten, že robot, polohovadlo i otoč jsou na jednom společném rámu. Rozváděč robotu i druhý, tedy vnitřní rozváděč jsou zakrytovány, aby nedocházelo k jejich znečišťování, ale chlazení probíhalo s využitím chladicích otvorů, jak má. Obsluha vkládá díly, které se budou svařovat, do přípravku s nastavitelnými přítlačnými body, aby bylo zaručeno pnutí ve všech částech. Dílem zajíždíme nad přípravek a mechanická otoč pomocí multiplikátoru umožňuje přepínat na obě strany. Díky umístění v těžišti je manipulace velmi snadná. Laserové čidlo kontroluje pojistku zabraňující nechtěnému spuštění v poloze, kdy otoč není spolehlivě zaaretovaná. Samozřejmostí je i bezpečnostní zámek, který zajišťuje, že kdyby obsluha zůstala uvnitř buňky, může ho snadno vyrazit, protože jde o čistě mechanickou záležitost.

U nově připravovaných buněk přidáváme displej, na kterém se budou zobrazovat parametry svařování, ale bude možná i práce na síti, kterou máme zavedenou i u vlastní výroby. Tak je umožněno předávat zákazníkovi programy, obsluha má možnost jejich lepší správy, systém je rychlejší a efektivnější… Pokud se vyskytne nějaký problém, náš servisní technik vidí dané prostředí na dálku a může závadu vyhodnotit. Nemusí si s obsluhou volat, příslušný vzdálený displej má jednoduše u sebe na počítači.

Snažíme se neustále posouvat věci dopředu. Budeme třeba dělat pracoviště pro broušení dveří u rychlovlaků – programátor dostane digitální dvojče, v programu reálně uvidí vše potřebné 1 : 1 a příslušné programy pošle na pracoviště do výrobního zařízení. Jakékoli pracoviště, které od nás jde, má svůj digitální 3D model implementovaný do CAM systému, a zatímco CNC stroj dříve při přeprogramování stál, dnes se vše potřebné udělá dopředu na 3D modelu a stroj může zatím běžet.

Design jste řešili sami?

J. Hrubý: Ano sami, jako všechno. Máme sedm konstruktérů i vývojáře, kteří se o všechno starají. Společnost FANUC dodává roboty, senzory i příslušenství, ale zbytek včetně designu a provedení je na nás. Naše řešení je z devadesáti procent tvořeno systémy FANUC, ačkoli jsou samozřejmě i výjimky: zákazník třeba požaduje jinou značku robotů, protože je na ně zavedena jeho mateřská společnost a nevyplatí se dělat každou linku zvlášť pro jiné roboty, to by provoz a související věci komplikovalo.

Proč jste se zaměřili právě na značku FANUC?

P. Vaňkát: Protože se nám dlouhodobě osvědčila po všech stránkách v nejrůznějších parametrech cena, výkon, kvalita, dostupnost i zajištění náhradních dílů. Ve všech záležitostech, kterými jsme si prošli. Důležitá je pro nás i spolupráce s firmou jako takovou a její zázemí v České republice.

Jsme jejími integrátory a často, ještě než se podepíše dohoda, vezmeme zákazníky do střediska firmy FANUC, kde jsou k dispozici roboty a kde je můžeme předvést, včetně práce s přípravkem pro danou aplikaci zamýšleným. To se vyplatilo třeba právě v případě zmíněného projektu výroby sedaček pro německého zákazníka.

Vyhovuje nám i design firmy FANUC. To se nedá říci o všech robotech, které bychom pro naše projekty mohli používat – pozorně sledujeme nabídku na trhu, trendy i vývoj různých výrobců. Z našeho pohledu má FANUC portfolio obsáhlé a vykryté z hlediska výkonových parametrů od A do Z, od kobotů až po průmyslové roboty, svařovací systémy apod. Na tyto roboty jsme schopni nasadit prakticky jakoukoli aplikaci – na konci ramene může být elektrická bruska, obráběcí vřeteno, chapadlo nebo jejich kombinace, jako třeba chapadlo-bruska. Pracoviště můžeme doplnit a doprogramovat různými možnostmi podle požadavku zákazníka, jako je třeba ořez, čištění či leštění.

J. Hrubý: Základem je systém FANUC, ale řadu věcí adaptovali pro konkrétní řešení naši technici. Třeba na broušení máme know-how, víme, jak udělat přípravky apod. Řekl bych, že u 90 % pracovišť je problém obecně v tom, že přípravek není správně odhadnut nebo že se neví, jak ho má stroj držet, jak s ním může manipulovat – my to však víme, protože náplní práce naší firmy jsou z osmdesáti procent právě jednoúčelové stroje nebo přípravky. Tím jsme začínali a děláme to už dvacet let, přesně víme, jak se daný díl chová, čím a jak ho upnout vzhledem k obsluze, rychlosti atd., jestli tam dávat pneumatiku, jak nastavit chapadla nebo zda bude lepší nějaká kombinace. Například spousta firem využívá pneumatické systémy, my to ale dokážeme udělat tak, že na chapadle je i hydraulika. Doslova hybridní systém. Máme třeba aplikaci, kdy řídíme třicet dva servomotorů, a do toho jsou kombinace zahrnující pneumatiku i hydrauliku.

P. Vaňkát: Nebo převádíme vzduchovou energii na hydraulickou, kdy je přípravek osazen multiplikátorem. Přes rotační osu přivádíme na polohovadlo tlak vzduchu a ten následně pomocí multiplikátoru převádíme na hydraulickou sílu. Má to výhodu, protože vždy je lepší převádět vzduch právě přes rotační osy, hydraulika totiž různě „slzí“, takže převod vzduchu přes rotační osy je i bezpečnější.

A právě tím se chceme odlišit od jiných dodavatelů: tím, že jsme schopni vyrobit a dodat prakticky jakýkoli přípravek nebo jednoúčelový stroj a že dokážeme skloubit různé technologie. Třeba jako v případě zmíněného hybridního přípravku jsme schopni na malém prostoru vytlačit až čtyři sta kilogramů. Takže dráty, které jsou v něm upínány, je možné rovnat velkou silou, což u pneumatiky není možné, protože pruží.

Ze kterých oborů se rekrutují vaši hlavní zákazníci?

P. Vaňkát: Děláme pro různé obory od automotive a leteckého průmyslu až po potravinářství. Naše systémy lze najít téměř všude, například i ve stavebnictví. Široký záběr nám pomáhá vyvažovat práci a zaručenost projektů, některým se může dařit, jiným třeba právě ne, nejsme závislí na žádném konkrétním odvětví.

Naší silnou stránkou je hlavně vývoj, ale i výroba různých řešení. Dodáváme třeba pro Škodu Auto, všechna auta nových řad jsou tam montována na našich přípravcích, ale dodáváme i pro všeobecné strojírenství a pro zemědělské stroje. Máme i chapadla v hutnictví, robotizovaná pracoviště si jimi předávají ingoty, máme i chapadla na válcovací stolice a na systémy s dvoustupňovou indukcí, jež na výrobní lince nahřívají a zpracovávají dráty pro výrobu velkých železničních pružin s různým stoupáním a počtem závitů podle definovaných parametrů.

Utkvěl vám v paměti nějaký zvlášť zajímavý projekt, na který jste hodně pyšní?

P. Vaňkát: V poslední době je to např. pracovní buňka, o které jsme mluvili v souvislosti se stylem pracoviště. Všechny pracovní buňky jsou stavěny na sendvičové podlaze, ve které jsou elegantně uschovány veškeré kabeláže, ať už silové, slaboproudé, nebo optické, takže je vše designově uhlazené a především ergonomické. Snadný přístup k nim umožňují odnímatelná víka. Když se obsluha na pracovišti pohybuje, nezakopává o různé žlaby, nikde nic nepřekáží, údržba je snadná. A když se zákazník rozhodně, pracoviště si jednoduše nabere na vysokozdvižný vozík a může si ho posouvat po výrobě bez obav, že by se mu nějak rozhodily přesnosti robotu apod. A to je něco, co firmy velmi oceňují.

Modularita našich buněk umožňuje zvětšit nebo změnit pracoviště, které je složeno z více částí – opět jde o sendvičovou konstrukci. Zákazník v podstatě od nás dostane stroj, jako když objednáte vysavač – přijde vám krabice, vybalíte ho, zapojíte do zásuvky a můžete používat. U nás je to podobné: během extrémně krátkého času, prakticky do hodiny, je k dispozici funkční pracoviště. Naši lidé nemusí u zákazníka instalovat a dolaďovat stroj několik dní, buňka od nás opouští firmu už naprogramovaná na příslušné dílce, odzkoušená a připravená, stačí ji zapojit k přívodu energie a vzduchu, stisknout tlačítko a můžete začít vyrábět.

Jak dlouho zabere realizace projektu, když za vámi přijede zákazník s nějakou představou, parametry, řešením?

P. Vaňkát: Průběh je takový, že reagujeme nějakým návrhem koncepčního charakteru. Ne úplně do detailu, ale je z něj zřejmé, jak k tomu chceme přistupovat. Zákazníkovi se to buď líbí, nebo vznese nějaké připomínky, na které opět reagujeme, a z toho pak vznikne nabídka a následně konkrétní realizace.

Vždy záleží samozřejmě na složitosti, ale tento proces zabere zhruba šest měsíců, u komplikovanějších projektů třeba osm až devět, výjimečně i více, ale i velké instalace jsou zpravidla realizovány nejpozději do jednoho roku. Se zákazníkem probíhá pravidelná komunikace, abychom podchytili všechny požadavky a předešli riziku, že bude potřeba provádět nějaké úpravy na poslední chvíli nebo ve fázi, kdy už by to znamenalo komplikaci.

Jaký byl největší projekt, který jste dělali?

J. Hrubý: Myslím, že pracoviště pro výrobu základových rámů, na které jsou usazovány korby kamionů. Jeho složitost spočívala v tom, že zvládne svařovat jak jedenapůlmetrové rámy, tak rámy desetimetrové. Úplně na začátku je přípravek, kterým se dílec nastavuje a kde se kombinují veškeré prvky, jako jsou hydrauliky, servopohony apod. Celé to funguje tak, že obsluha tlačítkem určí, jaký velikostní typ se bude vyrábět. A přípravek se sám – vypadá to až jako sci-fi – přenastaví do polohy na požadovaný díl. Obsluha ho ručně nastehuje a pomocí jeřábu umístí na tzv. shuttle – vozík, který zaváží dílec do robotického svařovacího pracoviště.

Vozík umí dílec upnout, transportovat ho a zvednout pomocí nůžkového mechanismu do polohovadla, kde je zase naše aplikace – dvě příruby, které rámy upínají. Dílec je poté polohovatelný vůči robotu pro finální zavaření. Poté přijede další shuttle, dílec převezme a odveze ho ze svařovací buňky ven k obsluze. Stačí tedy dva či tři lidé, aby ze zařízení vycházely rámy různých velikostí. Systém zvládne stovky různých kombinací, obsluha na začátku jen nastaví, co se má dělat, a celá linka, včetně transportních a upínacích vozíků a svařovacího robotu se dokáže sama komplexně přenastavit pro požadovaný díl. Vše probíhá automaticky.

Máme třeba robotické buňky v Nizozemsku, kde je používá jeden z největších výrobců dveří a oken. Projekt trval rok a půl a zahrnuje dvě buňky, dva roboty, čtyři NC stroje – každý robot obsluhuje dva stroje, které obrábí dveře dané jen konkrétními rozměry a hmotností do sto deseti kilogramů. Na základě nadefinovaných parametrů si na paletu narovná odpovídající dveře a obsluha naprogramuje obrábění. To uloží do našeho programu a k tomu vytiskne čárový kód příslušných dveří. Plánovač ve výrobě si vytiskne, co chce vyrábět, označí jednotlivé dveře příslušnými kódy a nahoru kvůli zrychlení vytiskne průvodní list, co v daném balíku je. Robot přijede, naskenuje ho, propojí se se systémem, aby zjistil veškeré potřebné parametry, a chytré chapadlo přesně identifikuje a vytáhne konkrétní dveře, srovná je, proměří a ještě jednou zkontroluje, zda vše souhlasí, aby při výrobě nemohlo dojít k omylu. Pak už se systém chová intuitivně a celý se řídí sám. Z databáze si vytáhne CAM program pro danou specifikaci, pošle ho na NC stroj, ten si sám připraví potřebné nástroje a spustí obrábění. Po zhotovení dopravník vynese dveře ven, a pokud je tam nějaký problém, třeba porucha nástroje, odsune je stranou. Linka se řídí sama, automaticky se přizpůsobuje v reálném čase, vyměňuje nástroje.

Je možné zadat jakékoli dveře požadovaných rozměrů a dané hmotnosti – včetně třeba speciálních, „křivých“ dveří pro historické budovy. Obsluha nemusí řešit žádné složité kroky, jedinou prací je dveře zarovnat a stisknout tlačítko. A z druhé strany vyjede hotový výrobek.

Umístění expozice firmy FANUC
na AMB 2024: hala 6, stánek B51;
na MSV 2024: pavilon P, stánek 43; pavilon G1, stánek 28