Automatizovaná elektroeroze jako cesta k optimalizaci zdrojů ve firmě ROSTRA

Automatizace je pojem, který pronikl do masových médií a všeobecně je ilustrován řadou robotických paží na výrobní lince některé z našich automobilek. V horším případě slýcháme, že lidé budou nahrazeni roboty. V několika málo provozech lze možná jednoduše vyměnit zaměstnance za robotickou buňku, ale ve většině reálných úloh je situace naprosto jiná. Automatizace není kouzelná hůlka, která jedním mávnutím vyřeší problémy za nás. Naopak, jsou to právě lidé, kteří musí pořádně zabrat, pojmenovat problém, vymyslet jeho řešení a najít cesty, jak ho s pomocí nejlepších technologií vyřešit. A teprve, až se toto všechno podaří, můžeme přenechat rutinní práci strojům. V oblasti nástrojářské výroby je pak realizace automatizace ještě složitější. Jedná se totiž téměř výhradně o kusovou výrobu.

Elektroerozivní obrábění

Ne více strojů, ale jejich efektivnější využití

Podívejme se na konkrétní příklad z prostředí českého výrobce lisovacích nástrojů, vizovické firmy ROSTRA. Část výroby (finální operace) se provádí na elektrozivních drátových řezačkách. Jde o výrobu velmi přesných dílů z odolných a nákladných materiálů. Obráběcí stroje vyžadují přítomnost CNC operátora a celý proces je poměrně časově náročný. Jako možné řešení pro navýšení kapacity se nabízelo zvýšení počtu strojů a tudíž zaměstnanců. V ROSTŘE ale chtěli najít efektivnější cestu, která by splňovala i dlouhodobou vizi firmy. Vedení společnosti se zajímá o moderní technologie a firmu neustále směřuje k vyšší produktivitě. Řešením tedy bylo využít systém minipalet a obráběné díly ustavovat do přesné polohy mimo stroj. Do obráběcího prostoru se pak vloží celá paleta i s obrobkem. Tím bude vložení palety už jen rutinní operace a může být vykonána robotem. Díky automatizaci může robot zároveň obsluhovat více strojů.

Čelo robotu s pneumatickým uchopovačem

 

Zhmotnění vize

Na začátku byla tedy vize automatizovaného pracoviště elektroerozivních drátových řezaček. Způsob provedení byl na integrátorovi, který uchopí představu investora a dokáže ji prakticky uvést do provozu. Základem projektu byla dodávka dvou drátových řezaček obsluhovaných jedním společným robotem. Vzhledem k tomu, že tento projekt byl podpořen dotací z EU v dotačním programu Technologie Průmysl 4.0, bylo nejprve vypsáno výběrové řízení a následně vybrán dodavatel komplexního řešení.  

„Nyní, když je automatizované pracoviště již plně funkční jsme rádi, že nejlepším uchazečem byla firma PENTA TRADING. Dokázala splnit veškeré technické požadavky a nabídla adekvátní cenu. Zadání nebylo lehké a bylo třeba vyřešit řadu otázek, například napojení řídicího softwaru na náš CAD/CAM a také do řízení výrobních procesů. Další zásadní výzvou bylo i současné zapojení stávajících strojů do automatizace tak, aby ve finále ve firmě fungoval jednotný systém práce a automatizace se nestala jakýmsi ostrovem v zavedeném fungování nástrojárny,“ říká při pohledu zpět ředitel ROSTRY, Ing. Petr Mikulčík.

Vkládání palety do obráběcího prostoru

 

PENTA TRADING ví nejlépe, jak automatizovat elektroerozi 

Firma PENTA TRADING, založená v devadesátých letech minulého století, je největším dodavatelem elektroerozivních strojů u nás. „Nejde ale jen o velikost, ale především o odborné kompetence, které nás posunují z pozice prodejců strojů do roviny odborných vývojářů, konzultantů a integrátorů automatizovaných celků, jako je ten ve Vizovicích,“ říká obchodně-technický ředitel firmy PENTA TRADING Zdeněk Šteigl.  

Společnost má za sebou již řadu úspěšně dokončených automatizačních projektů a uvědomuje si, že všechny aspekty projektu nemůže obsáhnout jen jedna firma. Naopak, u takto rozsáhlých a složitých projektů, jako byla ROSTRA, se ukazuje jako výhoda využít špičkové odborníky ze všech souvisejících oblastí, jako je robotizace, měření a softwarové řízení výrobních procesů. Vedoucí obchodního týmu PENTA TRADING, Stanislav Šípek, dodává: „Všechny subdodavatele je třeba pečlivě koordinovat. Ve většině realizovaných projektů se tak naše společnost stala generálním dodavatelem. Díky dlouhodobé zkušenosti našich techniků s potřebami nástrojáren a fungování strojů víme, kde mohou vzniknout slabá místa. Právě na ně se včas zaměřujeme a řešíme je hned na úvod se všemi partnery daného projektu na projektových dnech. Vše je pak možné připravit a odladit ještě před dodáním na místo realizace. Realizace samotná se pak řídí důsledně připraveným časovým harmonogramem tak, aby náběh ve výrobě u zákazníka proběhl rychle a zařízení bylo připraveno přinášet v co možná nejkratším čase očekávaný profit.“ 

Plně založený zásobník dokáže zajistit práci pro dva drátořezy na 3 i více dní 

 

Martin Netolický, technický manažer PENTY a manažer projektu automatizace v ROSTŘE dodává: „Pro úspěšnou realizaci takto rozsáhlého projektu je nezbytná dobrá volba partnerů a týmová práce na nejvyšší úrovni. Chci poděkovat za skvělou spolupráci dodavateli robotických zařízení firmě EROWA, a také firmě CERTA, od níž pochází řídicí software. Vynikající spolupráci máme také s firmou FANUC. Bez spolehlivých partnerů by podobné projekty nebylo možné realizovat. V těchto firmách jsme nalezli lidi, kteří dbají na špičkově odvedenou práci a vědí, že na konci před námi musí stát spokojený zákazník, který nebude litovat vynaložených prostředků.“ 

ROSTRA investuje do budoucna 

Jistě vás zajímá, k čemu se ve vizovickém podniku využívá poměrně specifická technologie elektroeroze. ROSTRA se specializuje na tváření plechů pro automobilový průmysl. Výsledným produktem jsou součásti sedadel, dveří, centrální trubky nebo chlazení. V poslední době se podílejí na mnoha projektech pro elektromobilitu. Vedle zakázkové výroby dílů běží i výroba sériových lisovacích nástrojů, nejen pro interní lisování, ale i pro externí zákazníky. Právě při výrobě lisovacích a tvářecích nástrojů nacházejí uplatnění elektroerozivní drátové řezačky. Drátovky dokáží obrábět nástrojovou ocel i po tepelném zpracování. Jedná se většinou o finální operace na klíčových komponentech nástrojů. Vysoká přesnost a kvalita povrchu je u těchto dílů naprosto rozhodující.  

Jak to nakonec celé funguje? 

Celá sestava automatizovaného pracoviště se skládá z pěti drátových řezaček FANUC, robotického zařízení, pneumatických upínačů, měřicího pracoviště, řídicího pracoviště a softwaru Job Manager System (JMS).  

V současnosti, kdy je vše nainstalované a odladěné, vypadá výroba následovně: Celý proces sleduje a řídí software JMS. Do řídicího počítače přijde požadavek na výrobu konkrétního dílu. Obsluha pracoviště označí patřičný polotovar čipem a zavede jej do systému. Importem z CAD/CAM softwaru získá data pro tvorbu programu na obrábění dílu. Polotovar upevní na paletu a zaměří jeho pozici vůči upínači na ručním souřadnicovém stroji. Výsledky měření jsou automaticky uloženy do systému a spárovány s konkrétním dílem, ten je na paletě uložen do výměníku, kde čeká, dokud na něj nedojde řada. Po každém vložení nebo vyjmutí palety z výměníku systém automaticky kontroluje aktuální stav připravených zakázek čtečkou čipů. Plně založený zásobník pak dokáže dle složitosti konkrétních dílů zajistit práci pro dva drátořezy na 3 i více dní. Řídicí systém po naprogramování zcela přesně ví, na které pozici je díl naplánovaný k obrábění. Robot uchopí paletu s příslušným dílem a vloží ji do obráběcího prostoru stroje, kde je pneumaticky uchycena. Pracovní prostor se okamžitě začne plnit dielektrickou kapalinou, v níž automaticky začne elektroerozivní obrábění. Po dokončení operace a vypuštění kapaliny je hotový díl robotem vyjmut z pracovního prostoru a uložen zpět do výměníku.  Odtud si jej vyzvedne obsluha, kterou o ukončení cyklu informoval řídicí systém. Kromě zakládání připravených obrobků prostřednictvím robotu lze připravené obrobky zakládat také ručně do tří dalších samostatně stojících drátořezů, které jsou softwarově napojeny do společného řídicího systému. 

Načtením čipu se paleta s polotovarem zařadí do výrobního procesu

 

Přínosy automatizovaného pracoviště v kostce 

Ředitel Petr Mikulčík spolu s ostatními manažery vědí přesně, kam ROSTRU směřovat: „Jsme moderní firma, která chce obstát v konkurenčním boji, a proto neustále rozvíjíme naše podnikání. Musíme jít s dobou a sledovat nejmodernější trendy. Cítím to tak, že kdybychom nyní neinvestovali do automatizace, nebudeme mít konkurenční výhodu, upadneme mezi průměrné a po čase možná zanikneme. U výrobních celků, jako je tento, preferujeme dodání „na klíč“ od jednoho partnera. Mohu říci, že PENTA TRADING je dodavatel na nejvyšší úrovni. Svěřeného úkolu se ujala zodpovědně a výsledek se dostavil.“ 

Pohled na část automatizovaného pracoviště

 

„I my ve výrobě víme, co taková investice obnáší a že se očekává návratnost vynaložených prostředků. Pro nás však získaná technologie a rozšířené výrobní možnosti tuto cenu jednoznačně převyšují,“ říká Radomír Štipčák, vedoucí výrobního úseku ve firmě ROSTRA: „Výrazně jsme snížili náklady na hodinovou práci stroje. Naopak stoupla využitelnost bezobslužné práce v nočních časech a víkendových dnech. Tím jsme splnili svůj záměr navýšení kapacity výroby. Moderní technologie tohoto typu zároveň nabízejí možnost profesního růstu lidí v nástrojárně.“ 

Ukázka lisovaných dílů od firmy ROSTRA

 

Postřeh na závěr 

Na závěr si dovolím podělit o osobní zkušenost. Celou dobu, kdy jsme jako zástupci redakce Strojirenstvi.cz měli možnost zabývat se tímto unikátním pracovištěm přímo ve firmě ROSTRA, se nám velmi ochotně věnoval pan Petr Hořelka, který se před několika měsíci rozhodl, že si „tuhle novou věc“ vezme na starosti, a od té doby zařízení obsluhuje. Osobní zaujetí a hrdost s jakou nám svou práci představoval, byly očividné. Bez nadšení lidí zapojených do projektu na všech úrovních, by úspěšná realizace takového byla mnohem obtížnější. Tento projekt přispěl k odbornému růstu na obou stranách, od obsluhy stroje k výrobnímu řediteli na straně zákazníka až k technikům na straně dodavatele.

Paleta s dílem připraveným k obrobení