Automatyzacja produkcji coraz częściej staje się naturalnym kierunkiem rozwoju zakładów przemysłowych. Rosnące koszty pracy, trudności z pozyskaniem wykwalifikowanych operatorów, wymagania jakościowe klientów oraz potrzeba zwiększania wydajności sprawiają, że przedsiębiorstwa szukają rozwiązań pozwalających produkować szybciej, stabilniej i z mniejszym ryzykiem błędów.
Nie zawsze jednak odpowiedzią jest zakup standardowej maszyny katalogowej. W wielu procesach konieczne okazują się maszyny dedykowane, projektowane pod konkretny produkt, technologię, dostępną przestrzeń oraz sposób organizacji produkcji. Takie rozwiązania mogą obejmować zarówno proste stanowiska wspomagające pracownika, jak i w pełni zautomatyzowane linie realizujące kilka operacji bez stałej obecności operatora.
Czym są maszyny dedykowane do produkcji?
Maszyna dedykowana to urządzenie zaprojektowane na potrzeby określonego procesu produkcyjnego. Jej konstrukcja, sposób działania oraz wyposażenie wynikają z rzeczywistych wymagań danego zakładu.
W przeciwieństwie do gotowych maszyn standardowych może ona zostać dopasowana między innymi do:
- kształtu i masy obrabianych komponentów,
- wymaganej wydajności i czasu cyklu,
- liczby wariantów produktu,
- sposobu podawania i odbioru detali,
- wymagań jakościowych,
- istniejącego parku maszynowego,
- dostępnej przestrzeni,
- systemu pakowania i logistyki,
- standardów bezpieczeństwa obowiązujących w zakładzie.
Maszyny dedykowane znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie standardowe urządzenie nie jest w stanie skutecznie obsłużyć procesu albo jego dostosowanie byłoby zbyt kosztowne i ograniczone.
Mogą to być automaty montażowe, półautomaty, stanowiska kontrolne, testery, podajniki wibracyjne, układy znakowania, systemy pakowania, przyrządy poka-yoke, robotyczne stanowiska obsługi maszyn oraz kompletne linie technologiczne.
Zespół MADevice projektuje takie rozwiązania na podstawie rzeczywistego problemu produkcyjnego, a nie wyłącznie dostępnych komponentów automatyki.
Automatyzacja nie musi zaczynać się od dużej linii
Jednym z najczęstszych mitów dotyczących automatyzacji jest przekonanie, że musi ona oznaczać kosztowny i rozbudowany projekt. W praktyce wiele skutecznych wdrożeń rozpoczyna się od niewielkiego stanowiska albo usprawnienia jednej operacji.
Dobrym przykładem może być przyrząd poka-yoke, który uniemożliwia nieprawidłowe ułożenie detalu. Niewielki system wizyjny może sprawdzać obecność elementu, poprawność montażu lub orientację komponentu. Prosty półautomat może wspomagać operatora w wciskaniu tulei, aplikacji uszczelki, dokręcaniu śrub lub wykonywaniu testu funkcjonalnego.
Tego typu wdrożenia są relatywnie proste, a ich efekty mogą być bardzo konkretne. Pozwalają ograniczyć liczbę błędów, skrócić czas cyklu, poprawić ergonomię i zmniejszyć zależność procesu od doświadczenia konkretnego pracownika.
Małe projekty są również dobrym sposobem na rozpoczęcie automatyzacji etapowej. Zakład może najpierw zautomatyzować najbardziej problematyczne stanowisko, zebrać dane o efektach, a następnie stopniowo rozbudowywać system.
Kiedy warto zdecydować się na maszynę dedykowaną?
Rozwiązanie projektowane na zamówienie warto rozważyć przede wszystkim wtedy, gdy proces zawiera wiele powtarzalnych operacji ręcznych albo generuje częste błędy jakościowe.
Istotnymi sygnałami są również:
- niestabilny czas cyklu,
- trudności z utrzymaniem wymaganej wydajności,
- duża rotacja operatorów,
- obciążająca lub nieergonomiczna praca,
- konieczność kontroli każdego wyrobu,
- częste pomyłki podczas montażu lub pakowania,
- brak identyfikowalności produktu,
- konieczność obsługi wielu wariantów,
- ograniczona przestrzeń produkcyjna.
Automatyzacja powinna rozwiązywać rzeczywisty problem biznesowy. Sam zakup robota nie gwarantuje poprawy wyników. Znaczenie ma przede wszystkim sposób integracji robota z podawaniem detali, oprzyrządowaniem, kontrolą jakości, systemem bezpieczeństwa i dalszą logistyką.
Dlatego projekt maszyny dedykowanej powinien rozpoczynać się od dokładnej analizy procesu. Należy określić obecny czas cyklu, liczbę operatorów, źródła strat, wymagane parametry jakościowe oraz oczekiwany efekt inwestycji.
Najważniejsze korzyści z automatyzacji produkcji
Jednym z głównych efektów automatyzacji jest zwiększenie powtarzalności. Maszyna realizuje operacje zgodnie z ustalonym programem, przy zachowaniu takich samych parametrów i kolejności czynności. Ogranicza to wpływ zmęczenia, pośpiechu lub różnic w doświadczeniu operatorów.
Kolejną korzyścią jest poprawa jakości. Dedykowane stanowisko może kontrolować obecność wszystkich elementów, siłę wcisku, moment dokręcania, wymiary, oznaczenia lub wynik testu. Detal niespełniający kryteriów może zostać automatycznie odseparowany.
Automatyzacja zwiększa również wydajność. Stabilny czas cyklu ułatwia planowanie produkcji i pozwala ograniczyć przestoje. W wielu procesach możliwa jest także praca bez stałej obecności operatora albo obsługa kilku stanowisk przez jedną osobę.
Nowoczesne systemy automatyki dostarczają też danych o procesie. Mogą rejestrować liczbę wykonanych sztuk, wyniki kontroli, czas pracy, przyczyny zatrzymań, liczbę braków i historię parametrów. Dzięki temu łatwiej podejmować działania doskonalące i analizować rzeczywiste źródła strat.
Od pojedynczego stanowiska do kompletnej linii
Zakres automatyzacji powinien odpowiadać potrzebom zakładu. W jednym przypadku wystarczające będzie proste stanowisko półautomatyczne, a w innym konieczna okaże się integracja wielu operacji.
Najmniejsze projekty obejmują zazwyczaj jedną czynność, taką jak:
- kontrola obecności komponentu,
- automatyczne dokręcanie,
- znakowanie,
- wciskanie elementów,
- aplikacja kleju lub uszczelki,
- test szczelności,
- pomiar wybranej cechy.
Kolejnym poziomem są maszyny realizujące kilka operacji w jednym cyklu. Mogą one pobierać detal, pozycjonować go, wykonywać montaż, przeprowadzać kontrolę i odkładać gotowy produkt.
Najbardziej rozbudowane wdrożenia to kompletne linie technologiczne łączące transport, robotykę, obróbkę, znakowanie, kontrolę jakości, etykietowanie, pakowanie i magazynowanie.
Kluczowe jest przy tym zachowanie możliwości rozwoju systemu. Dobrze zaprojektowana maszyna może zostać w przyszłości rozbudowana o kolejne moduły, nowe warianty produktu albo dodatkową kontrolę.
Więcej informacji o podejściu do projektowania i budowy maszyn przemysłowych można znaleźć na stronie MADevice.
Przykład dużego wdrożenia – linia odbioru komponentów po myciu
Przykładem kompleksowej automatyzacji jest linia odbioru i obróbki komponentów po myjce wysokociśnieniowej. Jej zadaniem było wyeliminowanie ręcznych operacji wykonywanych po zakończeniu procesu mycia.
W tradycyjnym układzie operator musiałby odbierać detale, orientować je, przenosić pomiędzy stanowiskami, kontrolować, znakować, etykietować i pakować. Przy dużej produkcji taki sposób pracy tworzy ryzyko powstawania wąskich gardeł i uzależnia wydajność całego procesu od dostępności pracownika.
Wdrożona linia integruje:
- system przenośników rolkowych i taśmowych,
- automatyczny odbiór detali z myjki,
- precyzyjne pozycjonowanie komponentów,
- znakowanie lub grawerowanie,
- kontrolę wizyjną,
- automatyczne etykietowanie,
- pakowanie i magazynowanie.
Proces rozpoczyna się po opuszczeniu myjki przez komponent. Detal trafia na system transportowy, a następnie jest pobierany przez robota i kierowany do kolejnych stacji.
Po wykonaniu oznaczenia system wizyjny sprawdza jakość oraz zgodność produktu z przyjętymi wymaganiami. Detale prawidłowe są etykietowane i pakowane, natomiast komponenty niespełniające kryteriów mogą zostać automatycznie odseparowane.
Gotowe produkty trafiają do systemu magazynowania z windami, który porządkuje przepływ i pełni funkcję bufora pomiędzy produkcją a dalszą logistyką.
Tak zaprojektowana linia może pracować bez stałej obecności operatora. Jednocześnie zapewnia kontrolę każdego komponentu, stabilność procesu oraz pełną integrację operacji, które wcześniej mogły być wykonywane na kilku oddzielnych stanowiskach.
Jak przygotować się do automatyzacji procesu?
Pierwszym krokiem powinna być obserwacja rzeczywistej produkcji. Warto sprawdzić, które czynności zajmują najwięcej czasu, gdzie powstają przestoje, jakie błędy występują najczęściej i kiedy konieczna jest interwencja operatora.
Następnie należy określić cel projektu. Może nim być zwiększenie wydajności, ograniczenie liczby pracowników na zmianie, poprawa jakości, eliminacja określonej niezgodności albo zwiększenie bezpieczeństwa.
Konieczne jest również zebranie danych dotyczących produktu i procesu, między innymi rysunków detali, wymaganych czasów cyklu, wariantów produkcyjnych, kryteriów odbioru i sposobu współpracy z istniejącymi urządzeniami.
Maszyny dedykowane jako inwestycja w stabilny proces
Automatyzacja produkcji nie musi oznaczać jednorazowego, dużego projektu. Może rozpocząć się od prostego przyrządu, stanowiska kontrolnego albo półautomatu, a następnie rozwijać wraz z potrzebami przedsiębiorstwa.
Najważniejsze jest właściwe określenie problemu, który ma zostać rozwiązany. Dobrze zaprojektowana maszyna dedykowana nie tylko wykonuje określoną operację, ale również stabilizuje proces, ogranicza błędy, poprawia bezpieczeństwo i dostarcza danych potrzebnych do dalszego doskonalenia.
Od małych stanowisk po autonomiczne linie technologiczne – każde wdrożenie powinno być dopasowane do realnych warunków zakładu i zapewniać mierzalne korzyści.
MADevice projektuje i buduje automaty, półautomaty, stanowiska kontrolne, testery, systemy robotyczne oraz kompletne linie produkcyjne. Rozwiązania powstają na podstawie indywidualnych wymagań procesu, produktu i organizacji pracy klienta.
Artykuł sponsorowany.
Komentarze wyłączone