Robotyzacja krótkich serii – czy to się opłaca?

 

Czy automatyzacja ma sens przy produkcji mało- i średnioseryjnej?

Automatyzacja produkcji przez lata kojarzyła się przede wszystkim z dużymi zakładami realizującymi tysiące lub miliony identycznych detali. Przy krótkich seriach i częstych zmianach produkowanego asortymentu inwestycja w robota mogła wydawać się trudna do uzasadnienia. Dziś sytuacja wygląda jednak inaczej.

Rozwój robotów przemysłowych, systemów mocowania oraz oprogramowania sprawia, że automatyzacja może być opłacalna również w produkcji mało- i średnioseryjnej. Kluczowe znaczenie ma odpowiednie zaprojektowanie całego stanowiska.

Dlaczego krótkie serie były problemem dla robotyzacji?

W produkcji wielkoseryjnej robot może przez wiele godzin wykonywać dokładnie tę samą operację. W przypadku krótkich serii sytuacja jest bardziej skomplikowana. Po zakończeniu jednej partii trzeba przygotować stanowisko do kolejnego detalu.

Przezbrojenie maszyny, wymiana uchwytów, szczęk czy oprzyrządowania może pochłaniać znaczną część czasu produkcyjnego. Jeżeli każda zmiana wymaga dużego udziału operatora, korzyści wynikające z zastosowania robota mogą być ograniczone.

Dlatego współczesna automatyzacja coraz częściej koncentruje się nie tylko na samym wykonywaniu operacji, ale również na automatyzacji przezbrojenia.

Robot może uczestniczyć w przezbrajaniu stanowiska

Jednym z kierunków rozwoju elastycznej robotyzacji jest wykorzystanie robota nie tylko do obsługi maszyny, lecz także do przygotowania stanowiska do kolejnego zadania.

W zależności od zastosowania robot może między innymi pobierać różne detale, zmieniać sposób ich mocowania czy współpracować z automatycznymi systemami przezbrajania. Dotyczy to również takich elementów jak szczęki w imadle czy uchwycie tokarskim.

Dzięki temu stanowisko może być przygotowane do produkcji kolejnego detalu bez konieczności wykonywania wszystkich czynności ręcznie.

Inteligentne mocowanie zwiększa elastyczność produkcji

W przypadku produkcji mało- i średnioseryjnej szczególnie istotny staje się system mocowania. To właśnie oprzyrządowanie musi umożliwiać szybkie i powtarzalne przygotowanie maszyny do kolejnego detalu.

Inteligentne systemy mocowania mogą ograniczyć czas potrzebny na zmianę konfiguracji stanowiska, a jednocześnie zapewnić odpowiednią dokładność pozycjonowania elementu.

W połączeniu z robotem tworzą rozwiązanie, które pozwala automatyzować procesy wcześniej uznawane za zbyt zmienne dla robotyzacji.

Jedno stanowisko, wiele różnych detali

Nowoczesne gniazdo produkcyjne nie musi być przeznaczone do wykonywania tylko jednego rodzaju produktu. Odpowiednio zaprojektowana aplikacja może obsługiwać wiele detali w ramach jednej zmiany.

Robot może automatycznie pobierać elementy z odpowiednich magazynów, dostarczać je do obrabiarki i odbierać gotowe części. Jeżeli system obejmuje również automatyczne przezbrajanie, zmiana produkowanego detalu może wymagać znacznie mniejszej ingerencji operatora.

To szczególnie istotne dla firm, które realizują produkcję jednostkową, małoseryjną lub średnioseryjną i muszą szybko reagować na zmieniające się zamówienia.

Automatyzacja mało- i średnioseryjna – co można zyskać?

Elastyczna robotyzacja może przynieść kilka istotnych korzyści. Przede wszystkim pozwala zwiększyć wykorzystanie obrabiarek i ograniczyć czas, w którym maszyna pozostaje bezczynna.

Automatyzacja może również zmniejszyć udział pracy manualnej przy powtarzalnych czynnościach oraz poprawić powtarzalność procesu. Robot wykonuje operacje związane z obsługą maszyny według zaprogramowanego schematu, niezależnie od pory dnia czy zmiany produkcyjnej.

Dla przedsiębiorstwa oznacza to możliwość lepszego wykorzystania istniejącego parku maszynowego bez konieczności budowania dużej, dedykowanej linii produkcyjnej.

Czy robotyzacja krótkich serii się opłaca?

Nie ma jednej odpowiedzi dla każdego zakładu. Opłacalność inwestycji zależy między innymi od liczby zmian, czasu pracy maszyn, częstotliwości przezbrojeń, kosztów pracy oraz liczby i rodzaju produkowanych detali.

W przypadku krótkich serii szczególnie ważne jest więc przeanalizowanie całego procesu, a nie tylko czasu cyklu robota.

Jeżeli robot przez większość czasu czeka na operatora, a przezbrojenie trwa kilkadziesiąt minut, potencjał automatyzacji może pozostać niewykorzystany. Jeżeli jednak stanowisko zostało zaprojektowane jako elastyczny system, w którym automatyzacji podlega również mocowanie i przezbrajanie, ekonomika inwestycji może wyglądać zupełnie inaczej.

Najważniejsze jest zaprojektowanie całego procesu

W produkcji mało- i średnioseryjnej robotyzacja nie powinna zaczynać się od pytania: „Jakiego robota kupić?”. Ważniejsze jest określenie, które elementy procesu można zautomatyzować i jak szybko stanowisko może przejść z jednego zadania do następnego.

Dopiero na tej podstawie dobiera się robota, system mocowania, magazynowanie detali, oprzyrządowanie oraz oprogramowanie.

To podejście pozwala stworzyć stanowisko, które nie jest zoptymalizowane wyłącznie pod jeden produkt, ale może elastycznie reagować na zmieniające się potrzeby produkcji.

Automatyzacja nie jest już tylko dla wielkich fabryk

Rozwój elastycznych systemów robotyzacji zmienia podejście do automatyzacji krótkich serii. Robotyzacja nie musi oznaczać budowy kosztownej, sztywnej linii przeznaczonej do produkcji jednego detalu.

Dzięki połączeniu robotów przemysłowych, inteligentnych systemów mocowania i automatycznego przezbrajania możliwe jest stworzenie stanowiska dostosowanego do zmiennej produkcji.

Dla mniejszych i średnich producentów może to być sposób na zwiększenie wydajności, ograniczenie pracy manualnej oraz lepsze wykorzystanie maszyn CNC – bez rezygnowania z elastyczności, której wymagają krótkie serie.

O możliwościach automatyzacji produkcji mało- i średnioseryjnej, inteligentnych systemach mocowania oraz testowaniu rozwiązań przed ich wdrożeniem opowiada Tomasz Drzewiecki, Director of Clamping Technology w SCHUNK.