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

Уралмаш. Екатеринбург. 2018г.
Запланирована глобальная модернизация завода, включающая покупку новых станков, а также модернизацию существующего оборудования.

Хотя с заводом мы уже работали к этому моменту, но период 2018-2019гг. для нас был особенным в работе с Уралмашем.

В 2018 году руководство Уралмаша решило списать станок 6625 на металлолом. В окружении современных станков PAMA Vertiram станок на УЦИ смотрелся, мягко говоря, как «гадкий утенок». Использовали его только на черновых обдирочных операциях, да и то, только чтобы оправдать его присутствие на площадке.

Для поддержания работоспособного состояния станка даже объявляли тендер – капитальный ремонт с заменой УЦИ. Однако, по мнению руководства, цена на ремонт была высокой, не обоснованной, да и тратиться сильно никто не хотел на этот станок.

В то же время с руководством Уралмаша мы обсуждали ТЗ на модернизацию большого горизонтально-расточного станка Toshiba. Когда уже обсуждение подходило к логическому завершению, проходя по пролету, где стояла Toshiba, случайно обратили внимание на станок 6625.

- Хороший портальный станок может получиться - подметил Карцев А.В.
- Мы его уже списали, - сказал главный механик, - да и толку от него мало, а тем более средств на кап.ремонт нет»
- А почему бы вам не иметь, на всякий случай, станок, который стал бы аналогом портальных PAMA? - спросил Карцев А.В. у главного механика Уралмаша. - Мы поставим новую шпиндельную бабку, поднимем обороты, крутящий момент! Master-Slave по всем осям, гидростатика на столе!!!
- Андрей Владимирович, из этого станка уже ничего не будет… Его списали…
- И все-таки, мы подготовим ТЗ на его модернизацию. Не спешите его списывать!”

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.

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.

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.

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.

Сначала оператор предприятия обучался самостоятельно по материалам вендора. Потом подключился наш сотрудник. Процесс происходил поэтапно:

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 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:

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.

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.