Jak v centru INTEMAC vyvíjíme autonomní Výrobní buňku 4.0 pro TAJMAC‑ZPS *
Projekt Výrobní buňka 4.0 navazuje na výsledky a úspěchy testovacího a demonstračního pracoviště (testbed) centra INTEMAC. Zaměřuje se především na flexibilní automatizovanou výrobu a další prvky konceptu Průmysl 4.0. Společný projekt centra INTEMAC a firmy TAJMAC-ZPS si klade za cíl vytvořit zcela autonomní a flexibilní obráběcí centrum, které bude umožňovat jednoduché ovládání celého výrobního celku. Ukazuje se totiž, že výrobní firmy se musí potýkat s častými požadavky na změnu zadání výroby. Výrobní buňka 4.0 představuje základní jednotku chytré výroby, která kombinuje výhody automatizace s potřebami malosériové výroby.
Firma TAJMAC-ZPS
Mezinárodní firma TAJMAC-ZPS má dlouholetou tradici ve vývoji, výrobě a prodeji obráběcích strojů. Disponuje technologiemi a kapacitou, která zahrnuje všechny etapy vývoje a výroby strojů od návrhu, konstrukce, výroby modelů a odlitků, jejich opracování a obrábění až po finální montáž. Výrobní program se skládá z vysoce výkonných vertikálních, portálových a horizontálních obráběcích center, vstřikolisů, dlouhotočných CNC automatů a špičkových vícevřetenových soustružnických automatů.
Společnost TAJMAC-ZPS svojí činností navazuje na více jak 115letou tradici strojírenské výroby ve Zlíně, která začala ve firmě Baťa v roce 1903. TAJMAC–ZPS je jedním z hlavních českých exportérů výrobních a obráběcích strojů. Do zahraničí vyváží více než 80 % své roční produkce. Stroje se uplatňují v nejnáročnějších průmyslových odvětvích na všech světových trzích a získaly si vynikající pověst pro svoje unikátní technické parametry, přesnost a spolehlivost.
Vznik konceptu Výrobní buňky 4.0
Cílem původního testovacího a demonstračního pracoviště s názvem Výrobní buňka 4.0 bylo ukázat reálné využití technologií, které jsou přímo spjaty s konceptem Průmysl 4.0 a chytrými továrnami. Na projektu s naším centrem INTEMAC spolupracovaly firmy TAJMAC-ZPS, B&R automatizace, Renishaw, Comau, Sewio, SMC a Unicorn.
Původní obráběcí pracoviště Výrobní buňka 4.0 v sobě kombinovalo obráběcí stroj, průmyslový robot a měřicí stanici. Uniformní řídicí systém zde zajišťoval proprietární komunikaci s každým ze zařízení a navenek potom vystupoval zcela otevřeně. Základem pracoviště byl tzv. adaptivní proces výroby, který představoval měřicí stanici kontrolující kvalitu každého obrobku. Postupně byly do obráběcího pracoviště implementovány i systémy pro lokalizaci pohybu osob a materiálu v buňce a jejím okolí, cloudová výpočetní platforma a rozšířená realita (Augmented Reality). Výrobní celek, jehož centrem byly obráběcí stroje od TAJMAC-ZPS, byl připraven komunikovat s dalšími výrobními buňkami a výrobním softwarem díky nadřazenému kontrolnímu systému.
Projekt testovacího a demonstračního pracoviště pomohl ověřit, že inovativní technologie konceptu Průmysl 4.0 mohou být dostupné pro všechny výrobní firmy a jejich stávající strojní vybavení. A že díky modulární architektuře je možné zařízení jednoduše obměňovat. V roce 2019 jsme na tuto aktivitu navázali projektem reálného využití testovaných technologií v podobě automatizovaného pracoviště orientovaného na kusovou a malosériovou výrobu: Výrobní buňka 4.0 pro společnost TAJMAC-ZPS.
Zařazení tohoto obráběcího centra do reálné výroby firmy TAJMAC-ZPS představuje obrovský posun kupředu. Jedná se o implementaci hotového flexibilního výrobního systému, při jehož stavbě s centrem INTEMAC spolupracovali technologičtí a obchodní partneři – firmy B&R automatizace, ABB, Eltep a OptiSolutions. Uniformní systém řídí jednotlivé komponenty výrobní buňky – obráběcí stroj, dopravník a průmyslový robot. Ten zajišťuje manipulaci s polotovary a výslednými obrobky mezi dopravníkem a automatickým výměníkem palet. Veškerá zařízení lze snadno a přehledně ovládat přes jednotnou integrační platformu.
Implementace flexibilních prvků a modulárního výrobního centra do strojírenské firmy
Projekt Výrobní buňka 4.0 staví na pružné automatizaci, robotizaci výroby a snadné obsluze výrobních zařízení. Výrobní buňka 4.0 pro TAJMAC-ZPS je komplexní výrobní celek, který tyto parametry splňuje, a navíc má modulární charakter. Může se tedy rozrůstat o další výrobní zařízení. Vše je řízeno z jednoho ovládacího panelu bez nutnosti přecházet mezi jednotlivými stroji. Řídicí systém od B&R automatizace zajišťuje komunikaci mezi jednotlivými komponenty výrobní buňky, jako jsou dopravník, průmyslový robot, obráběcí stroj, vision systém i bezpečnostní oplocení.
Unikátní vlastnosti Výrobní buňky 4.0
Projekt Výrobní buňky 4.0 pro TAJMAC-ZPS ukazuje, že i automatizace manipulačních operací pomocí průmyslového robotu může být vysoce flexibilní. Využití integrační ovládací platformy zase dokládá, že výrobní firmy už nemusí zaměstnávat programátory pro úpravy a změny dráhy robota. Vše lze díky intuitivnímu ovládání zajistit i pomocí běžné obsluhy obráběcího centra a bez znalosti programování.
Další zásadní technologií Výrobní buňky 4.0 je vision systém. Díky snímání polotovarů na dopravníku kamerou vyhodnocuje pomocí umělé inteligence (AI) jejich obraz a polohu. Tyto informace předává robotu, který na jejich základě vybírá odpovídající gripper (chapadlo), najíždí na cílovou pozici a odebírá díl. Polotovar dále robot přesouvá do svěráků na paletě. Samotná výroba může probíhat kusově, takže se při jednom výrobním cyklu mohou zhotovit různé dílce odlišných parametrů.
Kombinace unikátního řídicího systému a propojení výrobních strojů tak skutečně umožňuje realizovat kusovou výrobu za cenu sériové.
