CECHY SYSTEMU PODWIESZANEGO

Przenośniki podwieszane mają wiele zalet. Na przykład w przypadku stanowisk malowania czy lakierowania dzięki nim aplikacja tych powłok jest łatwiejsza, uzyskuje się bowiem dostęp do malowanego obiektu ze wszystkich stron. Transport napowietrzny ułatwia też jego suszenie. Przenośniki podwieszane ułatwiają również organizację przestrzenną zakładu i pozwalają na oszczędność miejsca. Wynika to stąd, że nie blokują dróg komunikacyjnych.

Projektując system transportu podwieszanego, należy jednak pamiętać, że jeżeli jego konstrukcja będzie połączona z elementami konstrukcji budynku, trzeba sprawdzić, czy dana hala produkcyjna została zaprojektowana w taki sposób, że będzie w stanie wytrzymać takie dodatkowe obciążenie.

NAWIGACJA WÓZKÓW SAMOJEZDNYCH

Ze względu na elastyczność zastosowań AGV stanowią szybko popularyzującą się grupę urządzeń w fabrykach motoryzacyjnych. Wózki samojezdne wymagają nawigacji i zarządzanie ruchem. Wyróżnić można wiele sposobów nawigowania AGV. Przykładem są metody: pętli indukcyjnej, pętli magnetycznej, optyczna, laserowa, ultradźwiękowa i w oparciu o system GPS.

W przypadku użycia pętli indukcyjnej pod podłogą umieszcza się kabel. Przepływ prądu elektrycznego wytwarza dookoła niego pole magnetyczne, którego natężenie mierzy układ odbiorczy w AGV. Sterownik koryguje kierunek, w jakim pojazd się przemieszcza, tak by wartość ta była jak największa. Metoda ta jest niezawodna i dokładna, lecz położenie przewodu pod podłogą może być kosztowne. Trudna jest również późniejsza modyfikacja trasy.

Alternatywą jest metoda pętli magnetycznej, w której wykorzystuje się namagnesowaną taśmę naklejaną na podłodze. Jej zalety to: prosta i niedroga instalacja oraz łatwa modyfikacja ścieżki. Niestety, taśma magnetyczna nie jest trwała ani odporna na uszkodzenia. Wykorzystuje się też skanery laserowe, które montuje się na dachu kabiny wózka. Skanując pomieszczenie, wykrywają znaczniki zamocowane na ścianach. Metoda ta jest dokładna, a trasę można łatwo zmienić. Znaczniki muszą być jednak umieszczone na jednakowej wysokości i cały czas znajdować się w zasięgu skanera.

Jak się produkuje opony?

Najważniejsze surowce, z których produkuje się opony, to: kauczuk, sadza, która nadaje kolor oraz olej, dzięki któremu mieszanka tych substancji ma właściwości plastyczne. Do tych składników dodaje się też rozmaite środki, które utwardzają, wzmacniają i poprawiają wytrzymałość opon. Mieszankę podgrzewa się i nagumowuje nią konstrukcję nośną. W ten sposób powstaje opona surowa (zielona). Dalej w procesie wulkanizacji zostaje ona utwardzona i uzyskuje ostateczny kształt. Opony surowe od gotowych znacznie różnią się właściwościami - są one giętkie oraz podatne na uszkodzenia. Ma to istotny wpływ na wymogi stawiane środkom ich transportu.

Transport opon

Niektóre z zagrożeń, np. te związane z ostrymi zakończeniami elementów transportujących, są wspólne dla opon zielonych i tych już po wulkanizacji. Dlatego trzeba sprawdzić przenośnik pod kątem występowania w nim nieosłoniętych śrub, kantów i ostrych połączeń pomiędzy jego segmentami. W przypadku obu typów opon występuje też bardzo duże tarcie, dlatego trudno przemieszczają się po przenośniku, wzdłuż i w poprzek taśmociągu.

Jeśli chodzi o same opony surowe, to przede wszystkim nie powinny się ze sobą stykać. Ponadto ze względu na charakterystyczny "spodkowaty" kształt mogą się przewracać na pochyłościach (lepiej nie przekraczać 30° nachylenia / wzniesienia ) i się zapadać. Dlatego trzeba odpowiednio dobrać wysokość, na której umieszcza się czujnik na przykład zliczający opony tak, aby wykrywał ich obecność niezależnie od tego, czy się zapadły, czy nie.

Trzeba pamiętać, że nieruchome przenośniki rolkowe mogą pozostawić na ich powierzchni wcięcia. Aby z kolei uniknąć jej ścierania się w przypadku, gdy opony podczas transportu przesuwają się z jednego przenośnika na drugi, trzeba dopilnować, żeby taśmy obu tych urządzeń poruszały się z jednakową prędkością. Jeżeli chodzi o gotowe opony, to są większe, mają wyższą temperaturę, a typowa prędkość ich przenoszenia wynosi 30÷60 metrów na minutę. Mogą się też ze sobą stykać.

Opony najczęściej są transportowane za pomocą przenośników: z modułowymi pasami z tworzyw sztucznych, które charakteryzuje wytrzymałość i łatwość konserwacji, z pasami z tkanin, które z kolei są tańsze od modułowych, rolkowych i grawitacyjnych.

ZARZĄDZANIE RUCHEM AGV

Aby system bazujący na AGV działał, a między wózkami nie dochodziło do kolizji, konieczne jest sterowanie ruchem tych pojazdów. Można to zrealizować centralnie - wówczas główny system zbiera informacje o położeniu poszczególnych wózków i nadzoruje ich ruch. W przypadku decentralizacji pojazdy komunikują się bezpośrednio między sobą - gdy określony wjeżdża do danej strefy, wysyła informację o tym do pozostałych, które zatrzymują się na jej obrzeżach do czasu uzyskania potwierdzenia, że jest pusta.

Jeżeli nie korzysta się z systemu zarządzania ruchem, wózki samojezdne chroni się przed kolizjami, montując w nich czujniki. W razie wykrycia przez nie przeszkody, AGV jest od razu zatrzymywany. Pozwala to na pracę wózków w większym zagęszczeniu, aczkolwiek w przypadku, gdy ścieżki ruchu są gęste i skomplikowane, może całkiem sparaliżować ich pracę.

APLIKACJE PRZENOŚNIKÓW I WÓZKÓW SAMOJEZDNYCH

Zadania, jakie realizują wózki samojezdne oraz przenośniki, można generalnie podzielić na cztery grupy. Do pierwszej zalicza się dowóz materiałów produkcyjnych z miejsca ich odbioru do magazynu, a do drugiej ich transport z miejsca przechowywania do hali produkcyjnej.

W takim zastosowaniu sprawdzają się na przykład holownicze AGV, równocześnie ciągnące wiele przyczep. Jest to efektywniejsze rozwiązanie niż przewóz ładunku każdej z nich oddzielnym wózkiem.

W transporcie wewnątrz hali produkcyjnej korzysta się również z wózków pojedynczego załadunku w postaci platformy, na której umieszcza się ładunek. Wyróżnia je kompaktowa konstrukcja, duża ładowność oraz zwrotność.

Do trzeciej grupy zadań zalicza się transport wyrobów pośrednich, na przykład części karoserii, pomiędzy różnymi stanowiskami, na przykład z prasy tłoczącej na stanowisko spawania, a stamtąd do malarni. Wówczas korzysta się z przenośników naziemnych i podwieszanych. Do ostatniej kategorii należy transport gotowych pojazdów, na przykład na platformach o odpowiednio dużym udźwigu.

Wybór środka transportu i warunków, w jakich przebiega, zależy od specyfiki przewożonego wyrobu. Wyjaśniamy to w ramce na przykładzie opon.

Przyszłość jest pełna wyzwań

Według Jato Dynamics w 2016 roku globalnie sprzedano ponad 84 mln sztuk aut pasażerskich i lekkich pojazdów użytkowych, o prawie 6% więcej niż w 2015. Choć w krajach takich jak m.in. Japonia, Rosja i Brazylia sprzedaż aut spadła, zrównoważył to wzrost popytu w Europie (o 7%) i Chinach (dwucyfrowy). Sytuacja w branży motoryzacyjnej nie jest jednak tak dobra, jak mogłoby się wydawać na podstawie tych danych. Świadczą o tym inne wskaźniki. Jednym z ważniejszych jest całkowita stopa zwrotu dla akcjonariuszy (Total Shareholder Return, TSR).

Według Capital IQ przez ostatnich pięć lat średni coroczny TSR w branży samochodowej wyniósł zaledwie 5,5%. Dla porównania, inwestując w tym samym czasie w spółki z S&P 500, można było uzyskać TSR o wartości blisko 15%. Drugim wskaźnikiem jest ROIC (Return On Invested Capital). W 2016 roku w przypadku największych przedsiębiorstw w przemyśle samochodowym wyniósł on zaledwie 4%. Branża ta nie jest zatem tak atrakcyjna dla inwestorów, jak wiele innych.

Produkcja będzie drożeć

Tymczasem jej potrzeby wraz z upowszechnianiem się samochodów podłączonych do Internetu, multimedialnych, a w przyszłości autonomicznych, będą rosnąć. Szacuje się, że koszt budowy aut nowej generacji, które będą naszpikowane elektroniką, czujnikami, z zainstalowanym specjalnym oprogramowaniem i nowoczesnymi systemami napędowymi może być nawet o 20% większy niż obecnie. Sam udział elektroniki w całkowitej wartości samochodu w ciągu dwóch lat zwiększy się do 20%. Dla porównania w 2015 roku wynosił on 13%.

Dobrze ilustruje to przykład wyposażenia wnętrza samochodu, które dotychczas wnosiło mniej więcej stały wkład w całkowity koszt jego produkcji. W przyszłości to tam właśnie będzie instalowanych najwięcej urządzeń, które poprawią bezpieczeństwo oraz komfort jazdy, zapewnią dostęp do Internetu oraz rozrywkę. Przykłady to: ekrany dotykowe oraz wyświetlacze HUD (Head-Up Displays), prezentujące informacje na specjalnej szybie bez zasłaniania widoku.

W przypadku samochodów autonomicznych zmieni się również sposób organizacji przestrzeni wewnątrz auta. Na przykład przednie siedzenia zostaną odwrócone przodem do tylnych. Mogą również zostać obrócone w kierunku szyb, które pełnić będą funkcję ekranów.

Jak producenci będą sobie radzić?

Najlepiej w nowej rzeczywistości odnajdą się zatem ci producenci aut, którzy będą potrafili jak najefektywniej wykorzystać ograniczone zasoby kapitałowe. Ułatwi to m.in. łączenie sił przez zawieranie transakcji fuzji czy przejęć.

Korzystna może się również okazać standaryzacja w zakresie pewnych komponentów, na przykład elementów systemu napędowego. Nie są one dla większości klientów tym wyróżnikiem, który ma wpływ na decyzję o wyborze konkretnego modelu samochodu, natomiast producenci mogą sporo zaoszczędzić, łącząc siły w zakresie R&D czy zakupu materiałów.

Opłacać może się też korzystanie z usług firm zewnętrznych w zakresie nowej funkcjonalności aut, na przykład oprogramowania dla pojazdów autonomicznych. Zamiast angażować siły i środki w jej rozwój, taniej będzie skorzystać z oferty przedsiębiorstw wyspecjalizowanych w danej dziedzinie.

KONTROLA JAKOŚCI I POMIARY

Linie produkcyjne w przemyśle motoryzacyjnym stanowią nagromadzenie różnego typu sensorów. Ich podstawowym zastosowaniem jest sterowanie maszynami zautomatyzowanymi oraz robotami przemysłowymi. Ważną ich aplikacją jest również monitorowanie jakości. Można podać wiele przykładów dla obu tych zastosowań.

Przykładowo na stanowisku wytłaczania części karoserii montuje się optyczne czujniki grubości, które kontrolują, czy do prasy nie są jednocześnie ładowane po dwa arkusze. Na wcześniejszym etapie sensory tego typu znajdują zastosowanie w operacji rozcinania na arkusze taśmy metalowej, którą rozwija się ze szpul. W tym przypadku wykrywają one znaczniki na taśmie, a informacja o tym jest przesyłana do sterownika piły. Jeszcze wcześniej w miejscu, gdzie szpule są rozwijane, mierzy się ich grubość. Dzięki temu można regulować szybkość ich rozwijania, tak żeby zapewnić stałe dostawy materiału do prasy.

INSPEKCJA SPAWANIA, CZUJNIKI W LAKIERNI

Z kolei systemy wizyjne znajdują zastosowanie nie tylko w detekcji obecności danej części na danym stanowisku, ale i w rozpoznawaniu, jaki jest to element na podstawie jego dodatkowych cech, takich jak otwory czy nacięcia. Czujniki laserowe z kolei są wykorzystywane do pomiaru kształtu spawu, jego wysokości i szerokości oraz kąta, pod jakim zostały połączone zespawane części.

Kurtyny świetlne natomiast na przykład w malarni umożliwiają ustalenie położenia nadwozia transportowanego na przenośniku. Na podstawie tej informacji robot malujący przemieszcza się w odpowiednie miejsce. Następnie systemy wizyjne sprawdzają jakość powłoki malarskiej i ogólnie monitorują nadwozie pod kątem uszkodzeń i niedoróbek. Poprawność jego montażu sprawdza się również za pomocą czujników laserowych mierzących odległości.

Z kolei w montażu siedzeń wykorzystuje się podnośniki, które unoszą siedziska na wysokość odpowiednią do ich podniesienia przez robota. Jest ona kontrolowana za pomocą enkodera współpracującego ze sterownikiem windy.

Rafał Bratek

Omron Electronics

  • Jak wygląda dzisiaj krajowy sektor automotive z perspektywy dostawcy robotów przemysłowych?

Krajowy sektor automotive bardzo prężnie rozwija się, co potwierdza duża liczba nowych projektów, w których mamy przyjemność uczestniczyć. Z perspektywy dostawcy robotów przemysłowych obserwujemy dwie ścieżki rozwojowe klientów. Pierwsza to zdecydowanie robotyzacja montażu, czyli zastępowanie prac manualnych pracowników zadaniami wykonywanymi przez roboty typu SCARA, natomiast druga to optymalizacja procesów logistycznych za pomocą autonomicznych robotów mobilnych. Dzisiaj zwrot z takich inwestycji jest zdecydowanie szybszy, niż w latach ubiegłych i można sądzić, że problemy z pracownikami na rynku jeszcze bardziej przyczynią się do rozwoju tej gałęzi automatyki w przyszłości.

  • Jakie są wymagane przez integratorów systemów i klientów końcowych cechy robotów? Jakie są tu wyzwania i co jest istotne przy proponowaniu robotów klientom?

Zasadniczą trudnością związaną z tym rynkiem jest jego ogromna standaryzacja, natomiast jest to również bardzo duże wyzwanie dla nas. Kluczowym aspektem w przypadku klientów końcowych jest dzisiaj nie tyle prezentacja robotów jako produktów, ale pokazanie całego rozwiązania. Mamy tu przewagę, ponieważ jesteśmy w stanie dostarczyć pełną platformę automatyki zawierającą m.in. sterowanie, układy bezpieczeństwa i robotyzacji maszyn.

Jeżeli chodzi o wymogi integratorów systemów, to najważniejszy jest czas wdrożenia całego rozwiązania. Wiąże się z tym przede wszystkim dostępność produktów, możliwość dokonania testów systemu czy też jego symulacji. Natomiast klienci końcowi szukają partnerów, którzy są w stanie dostarczyć kompletne rozwiązanie, a także całą obsługę posprzedażową. Ważnym czynnikiem jest tutaj szybkość reakcji serwisowej, koszty umów serwisowych, a także dostępność części zamiennych.

  • W jakim kierunku ewoluują technologie robotów stosowanych w branży automotive?

Technologie robotów ewoluują w kierunku dużej integracji z człowiekiem. Przykładem takich rozwiązań na pewno są roboty mobilne. Jeszcze klika lat temu wszyscy fascynowaliśmy się wózkami AGV, które przemieszczały się po wytyczonych w fabrykach liniach. Dziś dostarczamy rozwiązania, które nie wymagają ingerencji w infrastrukturę zakładu, potrafią bowiem adaptacyjnie się do niej dostosować. Roboty mobilne omijają przeszkody nie czekając na ich usunięcie, współpracują z człowiekiem zapewniając bezpieczeństwo i stanowią przykład wdrożenia intralogistyki przyszłości.

Prezentacje firmowe

Polecane

Nowe produkty

Zobacz również