Témata
Reklama

Robotické obrábění střešních nosičů

V tak vysoce konkurenčním prostředí, jakým automobilový průmysl včetně jeho dodavatelů bezpochyby je, se musejí všechny firmy neustále snažit přicházet s inovativními řešeními, aby získaly potřebnou konkurenční výhodu. Velmi často to znamená krok směrem k automatizaci, jak ukazuje i případ liberecké společnosti ACL Automotive, která se rozhodla využít roboty Stäubli pro obrábění hliníkových profilů.

Michal Scholze

Marketing & HR Manager ve společnosti Stäubli Systems

Nejedná se však tolik o nějaký skok kupředu jako spíše o postupný a logický vývoj v používaných výrobních technologiích. Tento typ aplikace, kdy se z připravených hliníkových profilů vyrábějí střešní podélné nosiče neboli takzvané hagusy, není pro ACL Automotive, s. r. o., ničím novým – v oblasti vývoje a výroby střešních nosičů patří firma mezi zavedené dodavatele. Jejich hlavním odběratelem jsou závody automobilky Škoda a výrobky z liberecké firmy bychom nalezli na modelech Fabia II, Octavia III nebo Yeti. Podélné i příčné nosiče jsou dodávány jako základní výbava automobilu přímo od výrobce nebo se prodávají v síti autorizovaných dealerů s označením originálního příslušenství. „S výrobou hagusů máme dlouholeté zkušenosti, jednalo se však vždy jen o jeden typ. Nyní jsme potřebovali rozšířit výrobu i o druhý typ nosičů a na to už naše stávající technologie nestačily,“ vysvětluje Vladimír Böhm, jednatel ACL Automotive. „Se zadáním projektu jsme se obrátili na společnost Ultratech, která pro nás dříve realizovala původní technologii tříosého obrábění,“ dodává pak pan Böhm k výběru integrátora, společnosti Ultratech, s. r. o., z nedalekých Hodkovic nad Mohelkou.

Reklama
Reklama
Reklama
Díky kompaktní konstrukci bylo možné umístit všechny tři roboty Stäubli na relativně malém prostoru.

Pečlivé testy pro správný výběr robotů

Hlavní oblast působnosti firmy Ultratech tvoří zejména ultrazvukové technologie a výroba jednoúčelových strojů. Průběh tohoto projektu nám přiblížil Libor Strejček, jednatel společnosti: „Hned od začátku nám bylo jasné, že konstrukce čtyřosého CNC obráběcího zařízení by byla velmi komplikovaná. Začali jsme se tedy poohlížet po možných technologiích a rozhodli jsme se prozkoumat možnosti robotického obrábění, což pro nás byla skvělá příležitost rozšířit si obzory.“ Z celé řady dodavatelů průmyslových robotů se Ultratech obrátil s poptávkou na švýcarskou firmu Stäubli, konkrétně její pobočku v Pardubicích. Velmi vítaná byla zejména možnost reálných testů s jednotlivými roboty pro ověření potřebných vlastností pro daný typ aplikace. „Stäubli nám postupně umožnila provést testy s několika šestiosými roboty, od malého TX60 přes střední model TX90 až po velký robot TX200 – a to vše ve velice krátkém časovém horizontu zhruba dvou týdnů,“ dodává Libor Strejček a v podstatě tak zároveň vysvětluje, proč padla finální volba právě na roboty Stäubli.

V průběhu testování pak vyšlo najevo, že pro zajištění kvalitní a dlouhodobě spolehlivé výroby bude potřeba zvolit některý z větších modelů, které poskytují dostatečnou tuhost ramene při zachování nutné přesnosti a opakovatelnosti trajektorií. Menší roboty zvládaly obrábění tenkých částí profilů, ale v ohybech a silnějších částech docházelo k chvění ramene a z něj plynuly nežádoucí nepřesnosti. Pro koncept obráběcího stroje tak Ultratech vybral dva roboty TX200 pro vlastní obrábění a dále ještě jeden robot RX160 pro doprovodné operace, aby byl celý proces kompletně automatizován. Volbu těchto větších robotů usnadnila i jejich kompaktní konstrukce společně s kabeláží vedenou vnitřkem ramene, díky čemuž roboty nezabírají zbytečně mnoho místa a nebylo tak nutné příliš zvětšovat zástavbu celého stroje.

Šestiosý robot Stäubli TX200 ve stroji pro obrábění hliníkových profilů

Výroba nosičů ve čtyřech krocích

Stroj je určen pro obrábění dvou typů hliníkových profilů, ze kterých vznikají podélné střešní nosníky pro automobily Škoda a Seat. V prvním kroku zakládá do stroje obsluhující pracovník vždy jeden pár profilů, které se hydraulicky upínají do připravených svěráků. „Vzhledem k lehce rozdílnému prohnutí a tvaru jednotlivých hliníkových profilů to nebyl jednoduchý úkol a bylo potřeba jejich dopínání pečlivě vyřešit,“ poukazuje pan Strejček na jeden z problémových bodů konstrukce stroje. Zároveň je zde připraven středicí mechanismus s dorazy, jelikož obsluha pochopitelně nemůže pokaždé založit profil do přesné pozice. Poté musí pracovník odstoupit do bezpečné vzdálenosti od stroje, prostor pro zakládání a vyjímání dílů je totiž chráněn optickou bezpečnostní závorou a dalšími prvky pro zajištění maximální bezpečnosti provozu.
Po prvním otočení karuselu, na kterém jsou v jednotlivých pozicích obráběny vždy celkem čtyři páry hagusů, se dostanou profily do spodní části stroje, kde čtyři pily poháněné servomotory oříznou přebytečné konce hliníkových profilů. V dalším kroku se opracovávané profily přesunou do pracovního prostoru dvou robotů Stäubli TX200 vybavených vřeteny. Nástroj je u obou robotů stejný a zahrnuje vždy dvě obráběcí vřetena – nejprve přichází ke slovu větší vřeteno s frézou o průměru 13 mm, které provede vyhrubování, a následně menší vřeteno s 6mm frézou „doobrobí“ jemnější plochy, začistí konce a vyfrézuje potřebné otvory. Oba roboty tedy pracují zároveň, každý na jednom konci profilů, čímž se podstatně zkracuje čas celého cyklu. „I v tomto případě jsme se potýkali s rozdílným prohnutím profilů, a využíváme proto laserové odměřování, které nám umožňuje korigovat odchylky u jednotlivých kusů,“ poznamenává Libor Strejček k další z technologických překážek.

Každý z robotů TX200 využívá nástroje se dvěma vřeteny různých velikostí.

Kompletně automatizovaný proces

Zbývá tak už pouze poslední poloha otočného válce, která již opracované nosiče přivádí k robotu RX160. Ten nejdříve očistí hagusy ofouknutím a vysátím zbylých třísek, aby si následně na přírubu pneumaticky připnul laserovou značicí hlavu, pomocí níž na konce jednotlivých střešních nosičů vyznačí jejich výrobní číslo. Tím v podstatě končí zpracování hliníkových profilů, které se s dalším otočením karuselu dostanou zpět do prostoru pro vyjmutí a obsluha je může vyměnit za další pár dosud neopracovaných polotovarů. I samotná změna výroby z jednoho typu na druhý není nijak složitá, jak vysvětluje Lukáš Pech, který má v Ultratechu tento projekt na starosti: „Pro každý typ hagusů máme k dispozici od zákazníka 3D data, která nahrajeme do CAM programu SprutCAM. Ten nám pak vygeneruje přímo trajektorie pro jednotlivé roboty a můžeme pokračovat ve výrobě.“

Větší fréza se používá na základní opracování profilů, s tou menší pak robot provádí dokončovací obrábění.

Velkou výhodou pro zákazníka je plynulý průběh celého procesu s naprosto nenáročnou obsluhou. Toto vyzdvihuje i Vladimír Böhm z ACL Automotive: „Je pro nás velmi důležité, aby ovládání strojů bylo pro naše operátory snadné. V tomto ohledu je vidět i velký posun od dříve používaných technologií a jsme zvědavi, co nám nasazení robotů do výroby přinese. Do budoucna určitě vidíme značný potenciál jejich dalšího nasazení i v jiných aplikacích.“ Uvedená aplikace tak může sloužit jako příklad povedené automatizace výroby, která díky odpovědnému přístupu integrátora a jeho inovativnímu konceptu přináší koncovému zákazníkovi vyšší produktivitu, efektivitu a tím pádem i lepší konkurenceschopnost.

Stäubli Systems

Michal Scholze

m.scholze@staubli.com

www.staubli.cz/robotics

Reklama
Související články
Stroj na středění klikových hřídelí

Je všeobecně známo, že kliková hřídel je jednou z nejkritičtějších součástek motoru s vnitřním spalováním a jedním z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění. Potřeba přesného vyvážení klikové hřídele, která je rozhodujícím faktorem pro celkovou účinnost motoru, se stala ještě důležitější, jelikož výrobci automobilů usilují o snižování emisí CO2 prostřednictvím lepšího výkonu motoru a strategií spočívajících v odlehčování. Díky různým vylepšením, kterých se v průběhu let dosáhlo v procesech kování a odlévání, už mají neopracované komponenty klikové hřídele téměř požadovaný tvar s mnohem menším množstvím přebývajícího materiálu. To znamená, že na konečné klikové hřídeli je třeba obrábět méně částí. Přináší to s sebou také zvýšenou potřebu přesného vyvážení se zmenšenou velikostí protizávaží, které se při vytváření těžiště často provádí.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Značení s Mopa lasery

V posledních letech se lasery stávají dominantním způsobem značení produktů. V oblasti značicích technologií kontinuálně dochází k inovacím a lasery tak nahrazují čím dál více konvenční technologie.

Související články
Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
To nejlepší z japonského vývoje

VVždy v lichém roce není větší výstavy strojírenské výrobní techniky, než je veletrh EMO. Pakliže k tomu ještě vyjde konání výstavy v německém Hannoveru, platí předchozí tvrzení přinejmenším dvojnásob. Podívejme se nyní blíže na několik zajímavých exponátů, které bude možné spatřit na letošním veletrhu EMO na stáncích Okumy a Brotheru.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Inženýrská akademie ČR - Stroje pro chytrý textil

Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem - podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Evropskou veletržní sezónu 2019 opět zahájí Lipsko

Lipské průmyslové veletrhy Intec a Z otevřou brány výstaviště pro svůj další ročník již ve dnech 5. až 8. února 2019. Výhodný termín konání hned na začátku roku znamená pro vystavovatele a návštěvníky z České republiky ty nejlepší předpoklady pro navázání či prohloubení obchodních kontaktů na mezinárodní strojírenské a subdodavatelské scéně.

V nejisté době je univerzálnost řešením

Automatizace průmyslových procesů řeší problémy s nedostatkem kvalifikované pracovní síly, nahrazuje fyzicky namáhavou či zdravotně škodlivou činnost, snižuje chybovost lidského faktoru, zkracuje výrobní časy a v konečném důsledku přispívá ke zvýšení kvality a zisku. Nejen toto je pro ředitele společnosti Acam Solution Ing. Pavla Bortlíka a jeho tým motivace, ale i zábava. Za relativně krátkou dobu na trhu se firma stala, ať už napřímo, či přes své obchodní partnery, dodavatelem společností jako Volkswagen, Toyota, Olympus, Škoda Auto, Edwards, TE, BOSH, Heinze Gruppe, Woco STV či Fanuc a nyní přichází s řešením vhodným nejen pro velké výrobce, ale také pro malé a střední podniky – s univerzální robotickou buňkou HXG. Důležitým komponentem v této buňce je mimo jiné systém pro upínání nulového bodu VERO-S od společnosti Schunk.

Opřít se o silného partnera

V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit