2021
Оставьте свой номер
Мы перезвоним вам через 5 минут
Или позвоните нам сами +7 495 291-03-36

Загружаем два токарных станка одним коботом: +20% к производительности!

На крупных производствах роботов используют уже более 50 лет. А многие представители среднего и малого бизнеса до сих пор считают, что на каждый станок нужен свой оператор. Когда-то так и было, но времена поменялись.
Сейчас найти толкового мастера, который готов работать руками, становится все труднее, особенно в небольшом городе. Коботы способны решить подобную проблему. Расскажем, как нам это удалось.

С чего все начиналось: исходные данные

Нашим заказчиком стал представитель автомобильной промышленности. Предприятие занималось изготовлением автокомпонентов для КАМАЗ.

Напряженная обстановка с кадрами в городе заставила директора по развитию искать выход из сложившейся ситуации. Из-за большого количества организаций смежной отрасли и пандемии на производстве не хватало квалифицированного персонала. В оборудование использовалось не в полной мере.

Какую задачу поставил заказчик?

Один робот должен подавать на два токарных станка типовые детали. Время загрузки — не более 12 секунд, учитывая открытие дверей станка. Нужно было также подобрать подходящую лизинговую компанию.
задача для роботизации токарного станка ЧПУ FORT
Не хватает времени на изучение кейса? Получите PDF-версию на почту

1

Организация рабочего процесса под поставленные цели

какое обрудование, какие детали, какие задачи
Аудит
расчет и согласование стоимости, договор, лизинг
Стоимость
1
2
3
4
Покупаем робота и схват, изготавливаем составляющие части робоячейки
Закупка
5
технические параметры робота, визуализация
Концепция
проектируем чертежи частей ячейки: узлы, стол, лотки
Проектирование
Сборка, запуск, отработка кобота в собственном цеху
Макет
6
запуск робоячейки у заказчика выявление и решение проблем, допоставка элементов
Пусконаладка
7
Данный случай — идеальный вариант для роботизации. Для решения задач клиента подходит робот UR с проверенным ПО и простейший пневматический захват SCHUNK.

Кобот занимает в полтора раза меньше места чем пром робот. Кобот не нужно ограждать забором, к нему возможно подойти во время работы, чтобы, например, положить заготовки или проверить готовые детали.

Как мы работали

Процесс происходил поэтапно. Наши сотрудники:

  1. Дистанционно взяли технические данные для проектирования: размеры, чертежи, программы и электросхемы станков.
  2. Разработали концепцию: подобрали технические параметры робота, сделали визуализацию.
  3. Заключили договор: предварительно помогли клиенту найти подходящую лизинговую компанию.
  4. Приступили к проектированию: выбрали комплектацию, подготовили чертежи на изготовление составляющих частей роботизирующей ячейки, узлов, стола, перехвата, лотков.
  5. Закупили и изготовили компоненты: приобрели робота и схват, сделали составляющие части роботизированной ячейки — узлы, столики, лотки.
  6. Испытали робота: собрали макет на своем коботе UR10 (грузоподъемность 10 кг) и отработали в собственном цеху.
В проекте участвовали наши инженер-конструктор и инженер-системотехник.
Данный случай — идеальный вариант для роботизации. Для решения задач клиента подходит робот UR с проверенным ПО и простейший пневматический захват SCHUNK.

Кобот занимает в полтора раза меньше места чем пром робот. Кобот не нужно ограждать забором, к нему возможно подойти во время работы, чтобы, например, положить заготовки или проверить готовые детали.

Как мы работали

Процесс происходил поэтапно. Наши сотрудники:

  1. Дистанционно взяли технические данные для проектирования: размеры, чертежи, программы и электросхемы станков.
  2. Разработали концепцию: подобрали технические параметры робота, сделали визуализацию.
  3. Заключили договор: предварительно помогли клиенту найти подходящую лизинговую компанию.
  4. Приступили к проектированию: выбрали комплектацию, подготовили чертежи на изготовление составляющих частей роботизирующей ячейки, узлов, стола, перехвата, лотков.
  5. Закупили и изготовили компоненты: приобрели робота и схват, сделали составляющие части роботизированной ячейки — узлы, столики, лотки.
  6. Испытали робота: собрали макет на своем коботе UR10 (грузоподъемность 10 кг) и отработали в собственном цеху.
В проекте участвовали наши инженер-конструктор и инженер-системотехник.

2

Как мы решали задачу заказчика

Вместе с заказчиком сформировали три точки стремления

Как было
В стандартном исполнении 2 станка обслуживают 3 оператора и наладчик.

По тех процессу оператор должен закладывать заготовку в станок за 10 секунд. Но в реальности это время не выдерживалось.
Как должно быть
1. Робот с двойным схватом обслуживает 2 станка и 2 стола с деталями.

2. Загрузка роботом не должна занимать больше времени, чем загрузка человеком

3. Робот должен продолжать работать на одном из станков при замене режущего инструмента на другом станке.

Как проектировали ячейку?

Проектирование ячейки
Подобрали робота

Мы подобрали кобота UR10e чтобы он дотягивался до двух токарных станков ЧПУ.
Проектирование ячейки
Установили стол с матрицей для деталей, где каждая занимает определенную позицию. Так робот понимает, где лежат детали.

Отговорили от технического зрения клиента. Бытует стереотип, что современное техническое зрение закрывает все потребности.
Проектирование ячейки
Выбрали простейшие пневматические двойные захваты SCHUNK для быстрой замены готовой детали на заготовку.

Деталь серийная, частые переналадки не нужны, поэтому остановились на этом схвате.
Проектирование ячейки
Установили у себя в цеху робота со столами для деталей так же, как он будет стоять у заказчика.

Отработали все движения, спаяли отладочную панель с тумблерами для имитации сигналов обмена со станком.
Мы также автоматизировали двери станков пневмоцилиндрами и сделали так, чтобы управлять дверями мог станок независимо от робота с помощью М-функции.

Установили кнопку на станочный пульт для управления дверями. Изменили программу электроавтоматики станка для обмена сигналами с роботом. Все корректировки внесли в электросхему станка. Скорость загрузки получилась 11 секунд, что устроило заказчика.
Помимо проектирования столов с матрицами, мы настроили независимую работу кобота и станков. Возле столов установили пульты управления. На каждом их них можно было отключить стол или станок, чтобы вывести их из работы.

Теперь, например, если нет заготовок для заполнения двух столов, можно один из них отключить или вывести из работы станок для замены, коррекции инструмента.
Мы настроили независимую работу кобота и станков. Теперь, например, если нет заготовок для заполнения двух столов, можно один из них отключить или вывести из работы станок для замены или коррекции инструмента.

— Виталий, инженер-конструктор kobotek


3

Трудности, с которыми мы столкнулись при внедрении кобота на предприятии

Мы скрупулезно подошли к отладке робота без станков у нас в цеху. Расставили и собрали все оборудование по планировке как у заказчика, подключили отладочную панель (пульт с набором советских тумблеров) и имитировали все сигналы станков.

На этой отладке у себя в цеху мы сэкономили в командировке неделю времени. Однако, определенные сложности в работе были.

1. Отладка независимого алгоритма работы

Казалось бы, один робот и два стола для деталей — ничего сложного. Но алгоритм работы был не прост, так как приходилось анализировать и держать в памяти робота несколько моментов:
  • заготовки на одном из столов закончились,
  • детали были заменены,
  • стол «в работе».
Так как мы реализовали возможность вывода из работы не только одного стола, но и станка, приходилось анализировать состояние переключателя (у него может быть несколько состояний), который отвечает за выведение оборудования из режима работы.

2. Смещение детали

Во время пусконаладки выяснилось, что в процессе зажима пиноль смещает (сдвигает) деталь на 10мм . Для промышленного робота это был бы тупик, а у кобота UR есть все функции для податливости.

В нужный момент по команде в программе включается режим «free drive», при котором робот становится податливым к внешнему воздействию. Кобот смещается также вместе с деталью.
А если вам интересно, как мы решили проблему со стружкой, остающейся на деталях, с удовольствием расскажем, устанавливая робот на ваши станки

4

Как происходило обучение персонала

Сначала оператор предприятия обучался самостоятельно по материалам вендора. Потом подключился наш сотрудник. Процесс происходил поэтапно:
Демонстрация
Демонстрация
Инженер показал 2–3 раза, как пишется программа
Совместная работа
Совместная работа
Оператор попробовал запрограммировать кобота совместно с инженером
Самостоятельное программирование
Самостоятельное программирование
Работник самостоятельно выполняет задачу на очередную деталь
Проверка
Проверка
Сотрудник предприятия самостоятельно написал программу и запустил робота

Обычно этого достаточно, чтобы за несколько дней подготовить человека. По желанию в Москве можно записаться на курсы по обучению управлением UR или пройти бесплатные онлайн-курсы от производителя коботов.

— Аркадий, инженер-системотехник kobotek


5

Итоги и перспективы: что дальше

Робот работает год без сбоев. Был один случай: в пик летней жары, со слов заказчика, система сообщила о перегреве, после перезагрузки продолжил работу без перемен.

Роботизация — это просто

Роботизация станка с помощью кобота показала как директору, так и инженеру, что это быстро, просто и эфективно. Управлять коботом способен даже студент. Помимо этого, установка робота помогла:
Повысить производительность предприятия минимум на 20 %, так как кобот работает без перерывов круглые сутки.
Снизить расходы на ФОТ. Задействован всего 1 оператор, который обслуживает и другие станки.
Сократить количество брака. Для кобота показатель составляет 0,1 %, для человека — до 2 %.

Заказчик остался доволен

Некоторые утверждают, что кобот медленнее человека. Но так кажется из-за его размеренных движений. Оператор ведь не способен всю смену работать с одинаковой скоростью. Он может двигаться быстрее, когда, например, подошел начальник, но сохранять такой темп на протяжении 8–12 часов невозможно. Лень, отсутствие мотивации или банальная усталость дадут о себе знать.

Именно поэтому заказчик в техническом задании указал, что кобот должен справляться с деталью не дольше, чем за 10 секунд. От стружки до стружки мы справились за 12 секунд. По итогам двух дней тестовой эксплуатации, заказчик был более, чем доволен. Кобот дорабатывал дополнительные 100 минут, которые уходили на регламентированные перерыв и обед сотрудника.

Сравнение коллаборативного и промышленного робота

На одном видео — массивный робот Фанук на 30–40 кг обслуживает 2 токарных станка. Он избыточен для детали весом около 5 кг. В целях безопасности станки стоят за забором, расположены далеко друг от друга, чтобы руке манипулятора хватало места.

На другом видео — компактный Universal Robots на 10 кг с серийными захватами SCHUNK тоже обслуживает 2 токарных станка. Ограждения нет, станки стоят близко друг к другу, к ним можно подойти во время работы кобота, это безопасно.
 
 
Средний контракт по коботу, взятый в лизинг на 3 года, равен зарплате трех сотрудников за эти же три года. В месяц платежи по лизингу примерно равны расходам предприятия на ЗП трем операторам станков. Только робот эти три года будет работать без отпусков, больничных и потом останется у вас.

Как видите, роботизация производства — это эффективно, удобно и доступно. Подобрать подходящее решение возможно для любого предприятия. Главное — быть открытым для технического прогресса и не ждать, пока вас обойдут конкуренты.
Остались вопросы? Хотите подробностей? Свяжитесь с нашим специалистом

Мы собрали 53 видео с работой коботов на разных станках

Коботы c токарным станками
Видео-примеры автоматизации токарных станков с ЧПУ Haas, Doosan, Mazak, Goodway
Видео-примеры автоматизации фрезерных станков с ЧПУ Haas, XYZ
Коботы c фрезерными станками
Коботы c листогибочными станками
Видео-примеры автоматизации листогибов Ermaksan, Safan, Promecam и других
Не тратьте время на поиск интересующих применений роботов, мы подберем видео для вас

Мы собрали 53 видео с работой коботов на разных станках

Коботы c токарным станками
Видео-примеры автоматизации токарных станков с ЧПУ Haas, Doosan, Mazak, Goodway
Коботы c фрезерными станками
Видео-примеры автоматизации фрезерных станков с ЧПУ Haas, XYZ
Коботы c листогибочными станками
Видео-примеры автоматизации листогибов Ermaksan, Safan, Promecam и других
Не тратьте время на поиск интересующих применений роботов, мы подберем видео для вас