Precyzyjna obróbka metali z robotami Universal Robots

WYZWANIA KADROWE: TECHNOLOGIA JAKO ODPOWIEDŹ NA DEMOGRAFIĘ

Polski przemysł – a w tym metalurgia – mierzy się z rekordowym brakiem fachowców oraz zwykłych pracowników fizycznych chętnych do pracy w uciążliwych warunkach. Jak robotyzacja może temu zaradzić?

• Stabilność jakości: w przeciwieństwie do operatora, robot nie odczuwa zmęczenia po 8 godzinach szlifowania czy wymiany detali w maszynie CNC, co eliminuje ryzyko błędów.
• Bezpieczeństwo pracy: coboty oferują 17 konfigurowalnych funkcji bezpieczeństwa, co często pozwala na pracę ramię w ramię z ludźmi.
• Ciągłość operacyjna: robot nie choruje, nie bierze urlopów i nie potrzebuje odpoczynku, co pozwala na precyzyjne planowanie produkcji w systemie wielozmianowym.

DOBÓR ROBOTA DO PRZYKŁADOWEGO PROCESU

Właściwy wybór procesu do robotyzacji oraz samego modelu robota współpracującego Universal Robots do zadania pozwala zoptymalizować koszty inwestycji i zapewnić trwałość rozwiązania. Cobot znajdzie zastosowanie w wielu procesach, jednak należy pamiętać, że każdy proces jest inny i zawsze trzeba podchodzić indywidualnie do rozwiązania.

Gratowanie

Proces usuwania zadziorów z krawędzi metalowych wymaga od robota nie tylko płynności ruchu, ale przede wszystkim doskonałej powtarzalności, która gwarantuje identyczne wykończenie każdego detalu. W tym segmencie złotym środkiem są modele UR7e oraz UR12e, oferujące zróżnicowaną dynamikę pracy w zależności od skomplikowania elementu.

Kompaktowy UR7e, dzięki swojemu zasięgowi 850 mm, idealnie odnajduje się w gęsto zabudowanych gniazdach produkcyjnych, operując wokół mniejszych części metalowych z chirurgiczną precyzją. Z kolei tam, gdzie gabaryty detali rosną, do gry wchodzi UR12e o zasięgu 1300 mm. Udźwig do 12,5 kg pozwala na swobodne stosowanie cięższych, wysokoobrotowych wrzecion lub manipulowanych detali, co zwiększa możliwości obróbcze zakładu.

Szlifowanie i polerowanie

Szlifowanie metalu to proces wymagający od ramienia robotycznego ogromnej sztywności, niezbędnej do utrzymania stałego docisku do obrabianego materiału, oraz wysokiej odporności na zanieczyszczenia. Modele UR15 i UR20 bez problemu sprostają tym wymogom.

UR15 wyróżnia się wyjątkową konstrukcją zdolną do przenoszenia udźwigu do 17,5 kg przy zasięgu 1300 mm, co czyni go idealnym narzędziem do intensywnej obróbki ściernej średniej wielkości detali. Gdy jednak priorytetem jest skala, model UR20 przesuwa granice możliwości – zasięg 1750 mm pozwala na obróbkę wielkogabarytowych konstrukcji bez konieczności przesuwania robota. Dzięki nowoczesnej konstrukcji przegubów oba roboty oferują bardzo wysoką prędkość i moment obrotowy, co zapewnia stabilność procesu na wysokim poziomie. Kluczowe w tym środowisku jest też to, że stopień ochrony IP65 dla całego ramienia gwarantuje pełną szczelność przed pyłem metalicznym i mgłą chłodzącą, znacząco wydłużając żywotność rozwiązania.

Wkręcanie

Montaż ciężkich konstrukcji metalowych wymaga narzędzi generujących ogromne siły, co do tej pory było domeną wyłącznie dużych, klatkowych robotów przemysłowych. UR30 zmienia te zasady, oferując stabilność niezbędną do obsługi procesów o wysokim momencie obrotowym w formacie współpracującym (cobot).

Dzięki zwiększeniu momentu obrotowego o 25% w stosunku do poprzednich generacji, UR30 z łatwością neutralizuje siłę reakcji powstającą podczas dokręcania śrub, co zapobiega drganiom i błędom montażowym. Imponujący udźwig 35 kg przy zasięgu 1300 mm pozwala na pewne operowanie najcięższymi wkrętakami pneumatycznymi i elektrycznymi. Ta kombinacja parametrów sprawia, że robot zachowuje pełną kontrolę nad procesem nawet przy maksymalnym wysięgu, dostarczając precyzję tam, gdzie wymagana jest najwyższa trwałość połączeń metalowych.

WYDAJNOŚĆ OPERACYJNA

Oprócz robotyzacji gniazd procesowych, zastosowanie robotów współpracujących Universal Robots z serii e-Series oraz UR Series oznacza koniec z produkcją „na wyczucie”. Wchodzimy w erę data-driven manufacturing, czyli produkcji opartej na twardych danych. Co to oznacza w praktyce?

• Pełna identyfikowalność (traceability 1:1): w klasycznej fabryce wiesz tylko tyle, że gotowy detal zszedł z taśmy, natomiast cobot Universal Robots raportuje parametry każdego pojedynczego ruchu. Przykładowo, przy dokręcaniu śruby nie tylko wykona zadanie, ale też zapisze w bazie dokładny moment obrotowy i kąt obrotu dla tej konkretnej sztuki.
• Przewidywanie awarii zamiast gaszenia pożarów (predictive maintenance): cobot sam pilnuje swojego „zdrowia”. Dane z jego silników i przegubów (temperatura, natężenie prądu, opory) trafiają do systemu, który z wyprzedzeniem ostrzeże Cię, że zbliża się awaria – zanim maszyna w ogóle się zatrzyma.
• Czucie procesu „w locie”: dzięki wbudowanym czujnikom siły i momentu obrotowego robot nie porusza się na oślep po sztywnej ścieżce. On dosłownie czuje materiał. Podczas szlifowania potrafi na bieżąco korygować siłę nacisku, reagując na opór detalu.
• Serce ekosystemu Industry 4.0: cobot nie jest odizolowaną wyspą. Za pomocą standardowych protokołów (Profinet, Ethernet/ IP, Modbus TCP) wpina się bezpośrednio w sieć fabryki (IoT). Zarząd widzi na żywo na ekranie komputera czy tabletu (dashboardzie) wydajność całej linii, koszty energii oraz procent braków. To pozwala reagować na zmiany błyskawicznie.

W przeciwieństwie do tradycyjnych metod manualnych, gdzie zmęczenie operatora lub zmienność siły nacisku bezpośrednio wpływają na liczbę braków, coboty gwarantują stałość parametrów przez 24 godziny na dobę.

Dodatkowo, nowoczesna architektura napędów pozwala na drastyczne obniżenie kosztów stałych. Podczas gdy tradycyjne maszyny wymagają potężnych przyłączy energetycznych, coboty Universal Robots zadowalają się standardowym gniazdkiem, zużywając czasem mniej energii niż domowy czajnik.

PODSUMOWANIE: ROBOTYZACJA JAKO BEZPIECZNIK JAKOŚCI

Automatyzacja metalurgii za pomocą cobotów Universal Robots to najlepsza droga do utrzymania konkurencyjności. Dzięki intuicyjnemu programowaniu przez panel dotykowy z interfejsem PolyScope wdrożenie maszyny jest szybkie i nie wymaga od załogi wiedzy specjalistycznej z programowania.

Coboty przejmują procesy uciążliwe, pozwalając wykwalifikowanym pracownikom skupić się na nadzorze, co buduje nowoczesny i stabilny przemysł.

Masz pytania o robotyzację?
Skontaktuj się: grzegorz.skonieczny@elmark.com.pl

Źródło: Elmark Automatyka S.A.