Przeładunek kół samochodowych
Problem inwestora
Klient zgłosił się do naszej firmy z prośbą o opracowanie technologii do zautomatyzowania procesu ręcznego składania i skręcania elementów plastikowych tworzących uchwyt na nauszniki do kasku ochronnego, tzw. P3. Nasza stacja powinna odciążać pracowników i zapewnić powtarzalny proces składania eliminując czynnik ludzki w zadanym czasie cyklu < 6 sek.
Rozwiązanie APA
Klient dostał gotowe rozwiązanie stacji spełniające wszystkie kryteria określone na etapie zapytania ofertowego. Stacja typu Plug&Play współpracuje z człowiekiem przy zapewnieniu niezbędnych norm bezpieczeństwa. Prace, które wcześniej wykonywane były przez operatorów zastąpiły m.in. roboty oraz automatyczny system skręcania śrub. Czas cyklu produkcji gotowego elementu jest na poziomie 5,1 sek co jest o 15% lepszym wynikiem niż oczekiwał klient.
Projekt stacji powstał od zera, czyli stacja jest prototypowa i nie nawiązuje do innego rozwiązania. Inżynierowie podczas prac projektowych musieli uwzględnić wszystkie problemy i ograniczenia wynikające ze składania bardzo małych elementów plastikowych. Dodatkowym utrudnieniem przy projektowaniu stanowił drut, który również wchodzi w skład elementu P3. Finalnie proces składania udało się zrealizować przy zastosowaniu : 3 robotów KUKA, stołu indeksujący Weiss, systemu podawania śrub Stoeger, wkrętarki automatycznej Atlas Copco, wibropodajników firmy AFAG. Stanowisko pracy operatora, który współpracuje z naszą stacją zostało zaprojektowane ergonomicznie spełniając restrykcyjne wymogi wewnątrz zakładu produkcyjnego.
System sterowania i wizualizacji został oparty na Siemens korzystając z unifikowanego standardu programowania i wizualizacji Siemens, dzięki temu wizualizacja nawiązuje do powszechnego standardu i jest zrozumiała dla nowych operatorów pracujących przy stacji. Wizualizacja zrealizowana jest na 22” panelu operatorskim dzięki temu jest czytelna i ułatwia diagnostykę stacji. Standard oprogramowania został przygotowany w TIA Portal i współpracuje ze standardem oprogramowania klienta w tym obiekcie. Zastosowanie sieci Profinet ze standardem Safety pozwoliło zaprojektować układ bezpieczeństwo w sposób podążający za najnowszymi standardami tworzenia instalacji elektrycznych maksymalnie umożliwiając diagnostykę problemów.
Stacja dodatkowo została zaprojektowana z możliwością podłączenia do systemu zbierania danych produkcyjnych Nazca firmy APA. Stacja wpisuje się w wymagania Industry 4.0 i pozwala zbierać dane produkcyjne oraz dane z mierników energii oraz zużycia powietrza.
Opis główny
Firma APA realizując ten projekt musiała podejść do tematu kompleksowo analizując wielorakie problemy związane z budową tak dużej stacji zrobotyzowanej w przestrzeni produkcyjnej ograniczonej przez istniejące maszyny i ogrodzenia. Dobrane na etapie symulacji offline roboty KUKA Tytan ze względu na swoje duże gabaryty mocno obciążają posadzkę, stąd tez nastąpiła potrzeba wzmocnienia posadzki, na której stanęły roboty na cokołach. Pozostałe prace mechaniczno-budowlane skupiły się na demontażu starego sterowania i montażu nowych komponentów.
Prace elektryczno-softwarowe polegały na przeniesieniu sterowania do nowej grupy sterownikowej. W nowym rozwiązaniu zastosowano sterownik Siemens CPU 416F-3 PN/DP dzięki czemu cały układ bezpieczeństwa i jego logika została oparta o sterownik PLC. W projekcie zastosowano również panel HMI Siemens TP1900, tworząc wizualizację bardzo czytelną dla operatorów.
Robotycy APA uruchomili sterowanie robotów KUKA Tytan w oparciu o paczkę programową RoboTeam dzięki, której zapewniona jest praca synchroniczna pomiędzy 4 robotami. 1 robot pełni rolę Master a pozostałe 3 roboty pracują jako Slave. Tytany KUKA to prawdziwe giganty w świecie robotów przemysłowych. Te niezwykłe urządzenia przeznaczone są do podnoszenia i precyzyjnego przenoszenia nawet najcięższych ładunków i pracują wszędzie tam, gdzie człowiek i tradycyjne roboty przemysłowe nie dają sobie rady.
W projekcie tym zespół 4 robotów nie tylko współpracuje przy wspólnym zadaniu, ale jest też zintegrowany z platformą inteligentnej analizy Nazca. Platforma monitoruje zarówno każdego robota osobno, ale także łącznie jako stację, by dać holistyczny pogląd całej obsłudze technicznej. Dla każdej z 6 osi, monitorowana jest temperatura poszczególnej osi w stopniach Celsjusza, a w wartościach procentowych prędkości i zużycie prądu. Dodatkowo dołączone analizatory sieci rejestrują zużycie prądu na każdej fazie zasilania robota (łącznie 12 faz), a także moce czynne/bierne i napięcia.
Ponadto dla całej instalacji analizujemy napięcia dla wszystkich 3 faz, harmoniczne i prądy sumaryczne. Wszystko by obserwować czy roboty pracują w optymalnych warunkach. Nazca nie tylko gromadzi informacje, ale także wizualizuje je na wykresach, dając możliwości porównania i analizy. Dane można wyeksportować także do plików csv lub przechowywać je w archiwum platformy. Poza monitoringiem i archiwizacją zdarzeń Nazca ma także możliwość informowania o anomaliach. Przykładem mogą być progi maksymalnych temperatur zadanych w określonym czasie. Ich przekroczenie powoduje monit. Analogicznie taka akcja zachodzi dla przekroczeń prądów i napięć.
Co więcej cała stacja rozładunkowa dostarcza info o trybie w jakim pracuje stacja (manualny, automatyczny, serwisowy). Rejestrowane są rownież informacje na temat typu karoserii i numeru zawieszki, który przywiózł karoserię. Dodatkowo dla statystyk liczony jest czas rozładunku. Obszar całej stacji monitorowany jest przez 4 kamery.
