PATRONI ROBOTYKI:
 

WIADOMOŚCI PRZEMYSŁOWE

2011-02-15 09:39

Zrobotyzowany system FANUC Robotics w zakładach Rolls-Royce Group

W pełni zautomatyzowany proces kuźniczy płatów aerodynamicznych sprężarki turbiny do silników spalinowych, od półwyrobu do wyrobu finalnego, wdrożono dzięki FANUC Robotics w zakładach Rolls-Royce'a w Inchinnan, w Wielkiej Brytanii.

Stworzono dwa w pełni zintegrowane systemy, każdy z sześcioma robotami FANUC Robotics, które dwukrotnie zwiększyły zdolności produkcyjne i przyczyniły się do eliminacji odchyleń parametrów ręcznych prac kuźniczych.

Po zapoznaniu się z kilkoma wdrożeniami robotów FANUC w agresywnych warunkach bardzo wysokich temperatur i wysokiego zapylenia, podobnych do warunków panujących w kuźniach, Rolls-Royce zainwestował w pojedynczego robota FANUC z docelowym zastosowaniem do różnych aplikacji. Ta decyzja i wyniki osiągnięte w trakcie wdrożenia, pozwoliły na potwierdzenie celowości inwestycji w robota przemysłowego wynikającej z eliminacji odchyleń parametrów ręcznych prac kuźniczych (takich jak zgodność czasów przenoszenia między prasami, transfer ciepła, jakość i objętość warstwy natryskiwanego smaru grafitowego DAG, jakość warstwy smaru w formie proszku nanoszonego na wyrób finalny, tonaż i skok prasy).

Aby osiągnąć cel minimalizacji kosztów i wyeliminować odchylenia parametrów ręcznych prac kuźniczych, podjęto decyzję o zakupie zintegrowanego systemu, aby w pełni zautomatyzować proces kuźniczy.

Przedstawione całkowite planowane nakłady inwestycyjne zostały zaakceptowane na bazie "right first time" - mniej wypływek i podwojenie wydajności osiąganej przez 24h na dobę, 5 dni w tygodniu. W procesie porównawczym, gdy pracę wykonywał człowiek - operator, zanotowano identyczną szybkość człowieka i robota w początkowym stadium prac. Natomiast wraz z upływem czasu i nieustanną pracą przed piecem o temperaturze 1000st.C., wydajność człowieka malała, natomiast robot utrzymywał stałe parametry pracy i wyniki końcowe pokazały wydajność robota dwukrotnie większą niż wydajność człowieka - operatora.

Pracownicy FANUC Robotics pomogli opracować dla Rolls-Royce'a narzędzia symulacyjne do analizy procesu.

Każdy z systemów uwzględnia dwa kluczowe stadia procesu kuźniczego - kształtowanie wstępne i kształtowanie finalne, pozwalające na stworzenie z dostarczonego półwyrobu pełnego wyrobu finalnego. Całym systemem sterują kontrolery robotów FANUC.

Palety z wstępnie pokrytymi specjalną warstwą kęsami są kierowane do pierwszego stadium procesu na przenośniku. Robot FANUC M-710iC/50 podnosi pojedyncze kęsy i umieszcza je w piecu, który indeksuje i podaje kęs do zabrania. Następnie półwyrób jest umieszczany w pierwszej pozycji matrycy prasy i robot uwalnia półwyrób dając sygnał prasie do podjęcia pracy. Kiedy cykl pracy jest zakończony, a prasa jest już otwarta, robot dociska łącznik i pozycjonuje odkuwkę w drugiej pozycji matrycy, ponownie uwalnia łącznik i cykl pracy prasy jest zakończony. Wówczas robot podnosi odkuwkę i umieszcza ją do pobrania do kolejnej fazy procesu - oczyszczania komorowego (shotblasting).

Zmiana oprzyrządowania na każdym etapie procesu została przystosowana do konkretnych operacji, a Rolls-Royce opracował matryce w ten sposób, że odkuwka (albo wytłoczka) zawsze pozostanie w dolnej matrycy.

Gdy odkuwka opuszcza prasę służącą do wstępnego kształtowania, FANUC LR Mate 200iC, mniejszy robot usytuowany z tyłu prasy, oczyszcza matryce z odpadów i nanosi natryskowo DAG, zanim rozpocznie się kolejny cykl. Jest to kluczowa operacja, ważna dla jakości końcowego produktu, jako że nadmiar grafitu (zawartego w DAG) może wpłynąć negatywnie na zmianę kształtu odkuwki.

Automatyzacja procesu natryskiwania DAG ujawniła główną zaletę tej inwestycji, mianowicie spójność aplikacji. Późniejszym dodatkiem i elementem ewolucji systemu jest natryskiwanie, co każde 5 cykli, granulkami suchego lodu, co okazało się bardzo efektywne w przypadku usuwania powstałego w procesie nadmiaru warstwy DAG.

Proces oczyszczania komorowego jest zarządzany przez robota FANUC M-20iA, który podnosi odkuwkę i umieszcza ją pomiędzy dwiema dyszami, które czyszczą wyrób ciśnieniowo za pomocą piasku. Pod koniec cyklu, robot umieszcza produkt na przenośniku indeksującym, który dostarcza ten produkt do następnej fazy procesu - formowania końcowego.

W tej fazie główną rolę gra robot FANUC M-710iC, zamontowany w pozycji odwróconej na 3-metrowej osi liniowej, który ma za zadanie pozycjonować wyrób finalny w celi, w której następuje elektrostatyczne nanoszenie kolejnej warstwy, tzw. glassingu. Zespół projektowy Rolls-Royce'a docenił fakt, że nanoszenie glassingu elektrostatycznie wyeliminowało odchylenia parametrów związane z ręcznym glassingiem i pozytywnie wpłynęło na polepszenie jakości i zgodności wyrobów.

Gdy operacja glassingu jest zakończona, robot FANUC M-710iC zabiera odkuwkę do pieca i umieszcza ją na indekserze oraz zabiera gorącą odkuwkę do finalnego kształtowania. Następuje to na specjalnej prasie. Gdy proces jest zakończony, produkt końcowy jest usuwany z prasy i poddawany ponownemu, kilkukrotnemu natryskiwaniu DAG oraz cyklicznemu (po kilku natryskiwaniach DAG) oczyszczaniu suchym lodem przez robota FANUC LR Mate 200iC.

Ostatecznie uformowany płat aerodynamiczny jest umieszczany na prasie zaciskowej przez robota FANUC M-710iC, a następnie - na przenośniku, na którym jest transportowany przez tunel namokowy. Po opuszczeniu tunelu, system wizyjny FANUC Robotics IR Vision wysyła informację o pozycjonowaniu do innego robota FANUC M-710iC, który podnosi produkt finalny i umieszcza go na palecie.

Po paletyzacji stu sztuk płatów, pełna paleta jest podnoszona przez robota i umieszczana na stosie, co kończy proces.

Rolls-Royce raportuje znaczne zyski wynikające z wdrożenia systemu zrobotyzowanego w oparciu o roboty FANUC - zwiększoną wydajność, podwojenie zdolności produkcyjnych, polepszenie jakości oraz wskaźnika "right first time". Eliminacja odchyleń parametrów ręcznych prac kuźniczych umożliwiła zakładom Rolls-Royce Group produkcję tak jakościowo dobrych produktów finalnych, że wymagane jest jedynie oczyszczanie komorowe. Produkcja wyrobów stałej jakości wpłynęła na zminimalizowanie ilości prac mających na celu finalne wykończenie produktów.

Więcej informacji udziela:

Konrad Grohs - Dyrektor
FANUC Robotics Polska
e-mail: GrohsK@fanucrobotics.pl
tel. 783 766 161

____________________________________________________________________________

Przedsiębiorstwo FANUC Ltd. powstało w 1972 roku w Japonii. Zatrudnia ponad 4000 ludzi na całym świecie. Leżąca u stóp góry Fuji fabryka FANUC, używa ponad 1000 robotów do produkcji około 24.000 robotów rocznie na potrzeby światowego przemysłu. Jak dotąd na całym świecie zostało zainstalowanych ponad 210.000 robotów FANUC.

Oddział japońskiej firmy FANUC Robotics w Polsce, z siedzibą we Wrocławiu, istnieje od 2008 roku i aktywnie promuje najnowocześniejsze rozwiązania w zakresie zrobotyzowanego spawania, zgrzewania, cięcia, pakowania, paletyzacji, lakierowania, obsługi maszyn i montażu. Dział Techniczny firmy regularnie realizuje szkolenia dla klientów, a także konserwuje zainstalowane w Polsce ponad 1000 robotów tej marki.

Źródło: FANUC Robotics UK, http://www.fanucrobotics.co.uk; tłumaczenie: Joanna Kowalkowska, Robotyka.com