Как стратегия лайн-робототехники перевернула авто-овермолдинг производство

Новейшее дополнение к объекту KHG Plastics GmbH в Фельберге (Германия) — пара компактных вертикальных литейных ячеек. Вместе они производят примерно 40 000 овермолдованных электрических контактов в неделю для автосистем освещения, бесшовно интегрируя металлообработку, овермолдинг, тестирование и упаковку в полностью автоматизированный процесс — выполненный с замечательной элегантностью и простотой.

Изначально KHG Plastics планировала перемещать детали через различные этапы с двумя шестиосевыми роботами, человеческим оператором и дополнительной автоматизацией. Sepro, в партнёрстве с локальным интегратором Kiki, представила оптимизированную альтернативу: три линейных трёхосевых робота, координируемые единой системой управления. Результат — более компактная, более производительная ячейка — демонстрирующая, как нестандартные решения могут давать превосходные результаты.

Автоматизация множественных функций

После получения возможности производства нового овермолдованного металлического контакта для систем освещения автомобиля, KHG принялась проектировать полностью автоматизированную производственную линию, которая сплетла бы ряд оборудования:

• машина для пробивки и гнутки металла для обработки заготовок в левые и правые контакты;
• вертикальный литейный пресс для овермолдинга металлических штамповок;
• тестовая станция для 500 В проверки короткого замыкания;
• упаковочная станция, перемещающая «хорошие» детали в стопкуемые поддоны для нижестоящей автоматизации или отгрузки.

Поскольку рабочий процесс включал пред- и пост-литейные операции, начальная концепция предполагала двух шестиосевых роботов — один большой, центрально расположенный для штамповки, литья и тестирования, и меньший для загрузки готовых деталей в поддоны. Хоть логично, этот макет вызывал опасения по футуру и охвату. Мариус Свэня Sepro оперативно подтвердил, что линейный робот может заменить большой шестиосевой блок. Sepro S5‑35, трёхосевая модель, предложила 4000 мм горизонтальный ход, драматически сокращая размер ячейки и обеспечивая более лёгкий доступ для обслуживания и смены оборудования.

На этом инсайде Свэня предложил второй линейный робот, меньший Success 7, для взятия на себя манипуляции протестированными деталями, и третий, Success 11, для управления загрузкой/разгрузкой/стопкой поддонов. Позиционирование линейных роботов над литейными машинами упростило размещение оборудования, снизило площадь и сохранило полный охват благодаря кастомизируемым горизонтальным балкам.

«Мы видели, что шестиосевой робот занял бы слишком много места и имел слишком ограниченный охват», — сказал CEO Лутц Карренберг. «Решение Sepro/Kiki комбинировало несколько стандартных роботов в очень малом пространстве. Это была главная причина нашего решения».

«Мы не обязательно сначала думали о решении с тележкой поддонов, включающей загрузку через третью робототехническую систему. Эта идея пришла полностью от Sepro, у которых уже был реализован нечто похожее. Это решение не только сэкономило нам много места, но также оптимизировало наш рабочий процесс и принесло высокую гибкость системе для будущих производственных задач».

Ячейки в операции

Каждый робот работает под своим Sepro Visual контроллером, но Visual 3 на S5‑35 также служит мастер-контроллером, синхронизируя безопасность и операции по ячейке.

S5‑35 начинает цикл подбором четырёх штампованных и согнутых контактов — двух левых и двух правых — с шаттл-стола пробивки/гнутки. Затем размещает их в нижнюю половину открытой ротационной пластины вертикального литейного пресса, фиксирует EOAT и инициирует овермолдинг. После извлечения прошлого цикла четырёх готовых деталей робот передаёт новые детали на тестовую станцию, где выполняется 500 В тест короткого замыкания. Приемлемые детали перемещаются на транзитную станцию; отклонённые удаляются из линии.

Далее Success 7 извлекает протестированные детали из транзитной станции, сортирует их по ориентации и сбрасывает в соответствующие поддоны деталей. С 1500 мм горизонтальным ходом он эффективно справляется с этой задачей.

Наконец, Success 11 управляет поддонной логистикой: перемещает заполненные поддоны к разгрузочным станциям, стопкует их на подвижные тележки, извлекает пустые поддоны из хранилища и размещает их обратно на скользящий стол для следующего цикла заполнения.

Единственное человеческое вмешательство требуется для удаления заполненных поддонов — примерно каждые шесть часов.

Упрощение мульти-машинной интеграции

Координация трёх роботов и комплекта металлообработки, литья, электрического тестирования и поддонной обработки обычно требовала бы отдельные PLC и обширное кастомное программирование. Sepro Visual 3 контроль, усиленный набором функций Easy Package, интегрировал всё ключевое оборудование бесшовно. Easy Package расширяет Euromap 67 интероперабельность пресс/робот и добавляет синхронизацию, контроль, мониторинг и возможности обмена данными через протоколы E79 и E81.

«Лёгкость интеграции — большое преимущество портфеля Sepro», — сказал Карренберг KHG. Используя инструменты интеграции Sepro через доверенных партнёров, KHG достиг двух производственных ячеек, доставляющих более элегантные, мощные и стоимостно-эффективные результаты, чем изначально рассматриваемые более сложные системы — при меньших усилиях программирования и интеграции. Более того, дизайн облегчает быструю переразвёртку активов при изменении будущих производственных потребностей.