Spoločnosť Profika sídliaca v Benátkách nad Jizerou je známa ako dovozca špičkových kórejských strojov Hyundai WIA a Hanwha. V rámci služieb zahŕňajúcich zoradenie dodaného stroja podľa individuálnych požiadaviek zákazníka musela reagovať aj na potrebu zvýšenia podielu času bezobslužnej prevádzky. Výsledkom bola trieda realizovaných robotizovaných buniek určených na konkrétny stroj, ktoré navrhli, vyrobili a sprevádzkovali pracovníci spoločnosti. Srdcom buniek boli priemyselné roboty renomovaných výrobcov, ale aj roboti vlastnej konštrukcie na gantry báze. Stúpajúci záujem zákazníkov a zväčšujúci sa rozsah prác tohoto druhu bol dôvodom založenia divízie Robotics spoločnosti Profika.
Hľadanie nových ciest vrátane podpory nekonvenčného myslenia stroja stálo pri zrode novej, univerzálnej robotickej bunky Robostack (obr. 1), vybavenej priemyselným robotom Fanuc M10iA/12 (šesť osí, nosnosť 12 kg, pracovný rádius 1 440 mm).

Obr. 2: Bunka ROBOSTACK

Koncepcia

Robotická bunka je mobilná, nie je viazaná na jeden konkrétny stroj. V prípade potreby ju možno ľahko premiestniť ručne alebo pomocou žeriavu k inému stroju (napr. od sústruhu k vertikálnemu obrábaciemu centru) a jednoducho inštalovať s využitím ustavovacích kolíkov zakotvených v podlahe dielne. Bunku tvorí skriňa pyramídového zásobníka dielcov, na kostru z oceľových profilov je šikmo pripevnený vlastný robot. Zásobník dielcov je otočný okolo vertikálnej osi, pričom ponúka štyri polohy: jednu nakladaciu, dve obslužné s možnosťou automatickej kontroly správneho uloženia dielca alebo na oplach, sušenie či kontroly konečných rozmerov, a konečne polohu, odkiaľ robot dielce odoberá alebo kam ich po vykonaní operácie ukladá (obr. 2).
Spodná, nepresklená časť skrine obsahuje riadiaci modul robota, mechanizmus ovládania otáčania zásobníka a vodné hospodárstvo. Ma skrátenie neproduktívnych časov stroja je rameno robota (obr. 3) osadené dvojpolohovou hlavicou s dvoma pneumaticky ovládanými skľučovadlami určenými na polotovar a hotový dielec (obr. 4). Maximálna váha obrobku je vzhľadom na to, že rameno robota s nosnosťou 12 kg musí uniesť pracovnú hlavicu s dvoma upnutými dielcami, asi 4 kg.

Obr. 3: Rameno robota

Funkcia

Pri novom ustavení bunky, po fixácii jej polohy na ustavovacie kolíky, sa do programu robota vloží informácia o jeho polohe voči stroju ručným nabehnutím na upnutý dielec alebo pomocou ustavovacieho bodca; potom sa programujú pohyby robota určené rozmermi pracovného priestoru stroja, veľkosťou dielca a jeho polohou v zásobníku. Počas vlastného pracovného cyklu robot naberie do jedného skľučovadla hlavice polotovar, počká na obrobenie predchádzajúceho dielca upnutého v stroji a po otvorení pracovného priestoru stroja vojde dovnútra. Hotový dielec odoberie voľným upínacím skľučovadlom, vloží do upínača stroja polotovar z druhého a pracovný priestor opustí. Potom odloží hotový dielec do zásobníka, odoberie ďalší polotovar a vyčká na dokončenie práve upnutého dielca v stroji. Okamžite po upnutí polotovaru v stroji a uzatvorení jeho pracovného priestoru môže začať obrábanie; neproduktívny čas stroja závisí na pohyboch ramena robota v pracovnom priestore, a nie mimo neho.

Bezpečnosť

V priebehu otvorenia ktorýchkoľvek zasklených dverí zásobníka je blokovaná jeho funkcia otáčania. Nakladať polotovary do zásobníka alebo z neho odoberať hotové dielce je možné aj v priebehu pracovnej operácie. Zóna pohybu ramena robota je čiastočne oplotená, umožňuje fyzicky nerušený prístup, ktorý je však blokovaný závorou na báze laseru, vymedzujúci nebezpečné oblasti. Každej z nich je podľa veľkosti rizika priradené programované zníženie rýchlosti pohybu ramena robota, ku ktorej dôjde pri jej narušení – od niekoľko málo percent programovanej veľkosti až po úplné zastavenie.

Obr. 4: Pracovná hlavica robota

Záver
Univerzálna mobilná robotická bunka Robostack nájde svoje uplatnenie všade tam, kde treba operatívne rozhodovať o zvýšení kapacity na jednotlivých strojoch. Operatívne zvýšenie kapacity prevádzky teda nie je nutné riešiť robotizáciou každého stroja, ale presunom bunky Robostack k pracovisku s nedostatočnou kapacitou. Jej výhodou nad rámec bežne známych prínosov robotickej obsluhy je jednoduchý presun na iné pracovisko, rýchle uvedenie do prevádzky a nenáročné programovanie. Pre jej zavedenie hovoria i skúsenosti firmy Profika, ocenenej v roku 2019 certifikátom Fanuc integrator certificate za úspešnú integráciu robotov Fanuc.

text Petr Borovan foto Profika