Coboty UR10e zapewniają maksymalne wykorzystanie parku maszynowego Bernacki

W SKRÓCIE:

Założona w 2007 roku firma Bernacki Industrial Services zajmuje się wytwarzaniem precyzyjnych części dla zakładów produkcyjnych. Przedsiębiorstwo specjalizuje się w produkcji komponentów w procesie obróbki skrawaniem, takich jak m.in. korpusy zaworów, dla zakładów i montowni w całej Europie. Swoją działalność firma rozpoczynała w Inkubatorze Technologicznym w Jasionce. Obecnie dysponuje własną halą o powierzchni 800 m2 w Specjalnej Strefie Ekonomicznej w Jasionce k. Rzeszowa, w sąsiedztwie Podkarpackiego Parku Naukowo-Technologicznego Aeropolis i firm z klastra Dolina Lotnicza – Aviation Valley.

Spośród 11 pracujących w Bernacki obrabiarek CNC aż 7 dostosowanych jest do pracy z cobotami. 3 roboty współpracujące Universal Robots UR10e pracują w parku maszynowym na 3 zmiany, podnosząc jego wydajność i zapewniając precyzyjne wykonanie detali. O wyborze cobotów UR zadecydowała łatwość programowania, kompatybilność z maszynami, kompaktowy rozmiar i bezpieczeństwo pracy. Najszybszy zwrot z inwestycji firma uzyskała przy trzecim UR10e – 12 miesięcy.

WYZWANIE:

Przedsiębiorstwo rozpoczęło działalność produkcyjną w 2015 roku. Obecnie posiada około 80 klientów z branży hydrauliki, sensoryki i pneumatyki, wykonuje produkcję na 11 obrabiarkach CNC i zatrudnia około 20 osób, każdego roku zwiększając swoje obroty.

„Jesteśmy firmą usługową wykonującą elementy na obrabiarkach CNC według projektów dostarczanych przez klientów. Zrealizowanie każdego zlecenia zajmuje nam średnio 80 godzin, po czym następuje zmiana asortymentu. Nie ma dwóch identycznych detali – wszystkie zamówienia należy traktować indywidualnie, bo klient za każdym razem zleca nam inny produkt do wykonania” – mówi Nikodem Bernacki, dyrektor generalny Bernacki Industrial Services.

W wyniku kolejnych usprawnień jeden operator w zakładzie odpowiadał za coraz większą liczbę maszyn. Służyły temu zmiany organizacyjne pozwalające, przy zachowaniu norm bezpieczeństwa, poprawić wydajność pracy. Jednak możliwości udoskonalania systemu pracy operatorów były ograniczone i konieczne stało się znalezienie bardziej elastycznego, bezpiecznego i łatwego w rekonfiguracji rozwiązania, uwzględniającego miejsce na hali i bardzo rygorystyczne przepisy BHP. Robotyzacja była konieczna, by zwiększyć konkurencyjność produkcji Bernacki Industrial Services.

ROZWIĄZANIE:

Z upływem czasu zarządzający fabryką doszli do wniosku, że praca, która polegała na dostarczaniu do obrabiarek elementów produkcyjnych, umieszczaniu ich w maszynie i odkładaniu gotowego wyrobu po obróbce może zostać zautomatyzowana z użyciem robotów współpracujących.

Do automatyzacji wykorzystano coboty firmy Universal Robots dostarczone przez polskiego partnera – firmę ProCobot wraz z chwytakiem Robotiq dostępnym na platformie UR+. Wdrożenie pierwszego cobota UR10e Bernacki rozpoczął w kwietniu 2019, a w kolejnych miesiącach park maszynowy wyposażono w następne dwa coboty.

Każdy z robotów pobiera element ze specjalnie przygotowanej palety składającej się z siatki pinów, co pozwala maszynie właściwie ocenić położenie elementu i pewnie pobrać każdy z nich. Palce chwytaka robota są specjalnie projektowane pod kątem chwytanych elementów, a następnie drukowane na drukarce 3D w firmie Bernacki. Po pobraniu detal podlegający obróbce umieszczany jest w CNC. Robot sam otwiera drzwi obrabiarki i przemieszcza się w jej przestrzeni roboczej. Aby ustalić gotowość CNC do kolejno następujących po sobie czynności cobot wymienia sygnały z obrabiarką upewniając się na początku, czy maszyna gotowa jest na umieszczenie w niej elementu do obróbki. Komunikacja pomiędzy cobotami a obrabiarkami realizowana jest przy użyciu C-Interkonektora Cobot Planet. Następnie robot precyzyjnie umieszcza detal we wrzecionie obrabiarki. Szczęki chwytaka cobota, jak i całe jego ramię, muszą poruszać się z tolerancją do zaledwie 0,5 mm, by dokładnie dostarczyć element na miejsce. Po otrzymaniu sygnału o poprawnym umieszczeniu detalu w obrabiarce cobot opuszcza przestrzeń roboczą, zamykając drzwi i przekazując informację o możliwości rozpoczęcia zadania przez CNC. Kiedy praca obrabiarki się rozpocznie cobot oczekuje na kolejny sygnał, mówiący o zakończeniu zadania. Wówczas ponownie otwiera drzwi do przestrzeni roboczej, pobiera gotowy, obrobiony element i kieruje strumień powietrza w jego kierunku, by przedmuchując wrzeciono pozbyć się resztek wiórów metalu.  Gotowy detal jest precyzyjnie odkładany do specjalnie przygotowanej palety. Uwzględniając wszystkie wymogi związane z poruszaniem się robota w środowisku bezpiecznym dla człowieka, cały cykl trwa około jednej minuty.

„Po kilkunastu miesiącach doświadczeń w pracy z cobotami dokładnie wiemy, co należy zrobić, by jak najlepiej spełniały one swoją rolę w naszym procesie produkcji CNC. Przy tej pracy konieczna jest najwyższa precyzja i powtarzalność” – mówi Nikodem Bernacki.

Całe stanowisko z robotem wraz z przykotwiczeniem waży około 60 kg – może je przenieść dwóch pracowników.

„Cobot jest stabilnie mocowany, można go łatwo przetransportować, a przezbrojenie i przygotowanie do pracy na nowym miejscu trwa zaledwie 20 minut. Dostrojenie obrabiarki oraz robota i uruchomienie produkcji trwa obecnie około godziny” – mówi Nikodem Bernacki.

Obecnie na każdej zmianie pracuje 2 operatorów, zajmujących się nadzorem i obsługą 11 maszyn. Pracownicy odpowiedzialni są m.in. za przezbrajanie obrabiarek CNC, przygotowywanie detali i ich przenoszenie, a także programowanie cobotów i ich przestawianie pomiędzy stanowiskami.

„Nasza filozofia to wykorzystać maksymalnie park maszynowy – coboty pracujące na trzy zmiany nam to umożliwiają” – mówi Nikodem Bernacki.

Dopasowane do potrzeb

Coboty Universal Robots wybrane zostały ze względu na ich funkcjonalność: łatwość programowania, możliwość szybkiego i łatwego przezbrojenia do pracy przy innej maszynie, kompaktowy rozmiar i dostosowanie do potrzeb firmy. Istotną rolę odegrały także względy bezpieczeństwa – mogą pracować ramię w ramię z człowiekiem. Operatorzy bardzo szybko przyzwyczaili się do pracy z cobotami, które okazały się wyjątkowo pomocne.

Wdrażając coboty Bernacki Industrial Services nabrało doświadczenia, co przekłada się na know-how w obszarze eksploatacji robotów współpracujących. Firma sama opracowała skuteczną metodę przytwierdzania robotów współpracujących do podłoża oraz autorską metodę druku 3D palców chwytaków przydatnych do pobierania produkowanych detali o różnej geometrii.

„Byliśmy pod wrażeniem tego, jak coboty UR realizują zadania wykonywane wcześniej przez ludzi. We wdrożeniu pierwszego cobota – napisaniu programu, opracowaniu koncepcji i stanowiska – uczestniczyłem osobiście. Bardzo szybko udało nam się zintegrować cobota ze standardowymi chwytakami, uzyskując pełną kompatybilność” – mówi Nikodem Bernacki.