Robotti työstökoneessa. Maksimaaliseen tuottavuuteen älykkään robottiautomaation avulla. KUKA White Paper versio 1.0
Abstract Työstökoneiden automaatio parantaa tuotannon kannattavuutta, nopeutta ja turvallisuutta. Tuotannon on täytettävä yhä lyhyempien toimitusaikojen rajoissa yhä tiukempia laadulle ja tarkkuudelle asetettavia vaatimuksia. Samanaikaisesti kasvaa myös virheiden todennäköisyys osien valmistuksen yhteydessä. Eräkokojen pieneneminen kasvattaa koneiden varustusmuutosten vaatimaa aikaa ja vaivaa. Ja samalla kasvavat myös yksikkötyökustannukset. Miten tuotanto voisi olla mahdollisimman tehokasta ja kannattavaa tällaisessa tilanteessa? Matalan palkkatason maiden tarjoamat mahdollisuudet toimintojen ulkoistamiseen ovat rajalliset, sillä yritykset tarvitsevat lyhyitä toimitusketjuja, omaa, yritykseen sitoutunutta erikoishenkilöstöä samoin kuin lyhyitä etäisyyksiä laadunvalvonnassa. Robottien käyttö parantaisi monien lastuavaa työstöä harjoittavien yritysten kilpailukykyä huomattavasti. Tutkimustulokset kertovat kuitenkin toista: Robottien avulla toteuttava automaatio parantaisi tuotannon taloudellisuutta ja tehokkuutta 20 prosentin kohdalla kaikista työstökoneista. Näistä 20 prosentista on tähän mennessä kuitenkin automatisoitu vasta murto-osa. Tämä johtuu robotteja kohtaan tunnetuista ennakkoluuloista, jotka ovat olleet tekniikan kehityksen ansiosta jo ajat sitten aiheettomia. Robotit ovat nykyisin taloudellisempia, turvallisempia ja yksinkertaisempia kuin mitä alalla uskotaan. Ne maksavat itsensä takaisin työkalujen ja koneiden valmistuksen alalla alle kahdessa vuodessa. Robotteja on käytetty jo vuosien ajan aloilla, joilla on noudatettava tiukkoja turvallisuusvaatimuksia. Tämä koskee esimerkiksi lääketieteellistä tekniikkaa, jonka alueella käytettävät robotit ovat suoraan kosketuksissa ihmisten kanssa. Ja myös robottien ohjelmointi ja käyttö on nykyisin helppoa. Työpaikoista tulee robottien avustuksella entistä kannattavampia, mikä auttaa myös turvaamaan niiden säilymisen. Pikatesti. Lastuavaa työstöä harjoittavien yritysten ja työstökoneiden käyttäjien kysymys kuuluu: Kannattaako robottien käyttö juuri minun tilanteessani? Jotta tähän kysymykseen voi vastata, on tärkeää ottaa huomioon sellaiset tekijät kuten laadulle asetettavat vaatimukset, tuottavuus, yksikkötyökustannukset, toimitusnopeus ja toimipaikan turvaaminen. Alustavan vastauksen tähän kysymykseen voi saada vastaamalla pikatestiin. KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 01
Sisältö Abstract Työstökoneiden automaatio parantaa tuotannon taloudellisuutta, nopeutta ja turvallisuutta. S 01 01 02 Robottien avulla toteutettava automaatio Roboteista on tullut entistä kannattavampia, suorituskykyisempiä ja yksinkertaisempia. Nykypäivän robotit Robotit ovat taloudellisia, turvallisia ja helppokäyttöisiä. S 03 S 04 03 04 05 Robotit varmistavat työpaikkojen säilymisen Robotit auttavat parantamaan tuottavuutta, mikä auttaa työpaikkojen turvaamisessa. Tapauskertomus: Lähes miehittämätön komponenttien valmistus KR QUANTEC -robotteihin Robottipohjainen lataus lisää tuottavuutta 10 prosentilla. Pikatesti Onko tuotantosi kypsä robottien käyttöön? S 07 S 09 S 11 06 KUKA Roboter GmbH Eräs maailman johtavista teollisuusrobottien toimittajista. S 12 KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 02
01 Robottien avulla toteutettava automaatio Kasvavat laatuvaatimukset, lyhentyvät toimitusajat, hintojen lasku, kasvava kilpailupaine: Siinä haasteita, joihin työkalujen ja koneiden valmistajien on vastattava. Onko näihin haasteisiin yksi yhteinen ratkaisu? Robottien avulla toteutettava automaatio olisi usein oikea vastaus: Robotit työskentelevät erittäin tarkasti. Jopa kompleksisten ja raskaiden komponenttien yhteydessä ei synny käytännössä lainkaan hylkyjä. Robotit voivat työskennellä ympäri vuorokauden. Siten niiden suorituskyky on 24 kuluttua täsmälleen yhtä hyvä kuin ensimmäisten minuuttien aikana. Lähes miehittämättömien ja täysin automatisoitujen työvuorojen yhteydessä käytettyinä robotit parantavat koneiden käyttöastetta ja pienentävät yksikkötyökustannuksia. Robotit tarjoavat siten suunnattoman määrän mahdollisuuksia. Toistaiseksi näitä mahdollisuuksia hyödynnetään alalla kuitenkin liian vähän. Tilanne on kuitenkin muuttumassa. Yhdeksän suurinta haastetta työstökoneen käyttäjälle Työstettäville komponenteille asetettavien laatuvaatimusten kasvaminen Laadun merkityksen kasvaminen suhteessa hintaan Työstettävien komponenttien monimutkaisuuden kasvu Aikataulussa pysymisen merkityksen kasvaminen suhteessa hintaan Kasvava kotimainen kilpailupaine Hintojen lasku muuttumattomana pysyvien suoritusten kohdalla Jatkotoimenpiteiden merkityksen kasvu (esim. asennus) Yhä lyhyempiä toimitusaikoja koskevien vaatimusten lisääntyminen Tilausmäärien/työmäärien pienentyminen lastuavan työstön alalla 92% 60% 85% 58% 43% 65% 56% 88% 18% Toimialaa koskeva tutkimus vuodelta 2011: Die Zukunft der Zerspanung in Deutschland (lastuavan työstön tulevaisuus Saksassa) (kyselyyn osallistuneiden määrä: 90) Roboteista on tullut entistä kannattavampia, suorituskykyisempiä ja yksinkertaisempia. Riippumattomat tutkimukset osoittavat: Huomattavat parannusmahdollisuudet jäävät usein hyödyntämättä. Sillä kahtakymmentä prosenttia kaikista työstökoneista olisi mahdollista käyttää tehokkaammin yhdessä robottien kanssa. Silti automaatioaste on vain 1,5 prosenttia. 1 Mistä tämä varovaisuus johtuu? Lukuisilla eri aloilla robotteihin kohdistuu yhä ennakkoluuloja, joista tekniikan kehitys on tehnyt jo aikoja sitten tarpeettomia. 1 IFR. World Robotics Report 2012 KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 03
Yleisimmät perusteet olla käyttämättä robotteja työstökoneen yhteydessä: Liian kalliita Todellisuudessa kuitenkin robottien investointikustannukset maksavat yleensä itsensä takaisin kahden vuoden kuluessa. Liian vaarallisia Todellisuudessa robotteja käytetään jo vuosien ajan menestyksekkäästi alueilla, joilla on noudatettava tiukkoja turvallisuusvaatimuksia. Liian monimutkaisia Tosiasiassa robottien ohjelmoinnista ja käytöstä on kuitenkin tullut hyvin yksinkertaista. Seuraavilla sivuilla on saatavissa ajantasaista tietoja robottien taloudellisuudesta, turvallisuudesta ja käyttömukavuudesta. Lisäksi selvitetään automaation vaikutusta työpaikkoihin. 02 Nykypäivän robotit Robotit ovat taloudellisia Kuoletusaika on lyhyt, tuottavuus puolestaan korkea. Jatkuvasti korkeana pysyvä suorituskyky tekee roboteista taloudellisia: Ihminen pystyy tosin edelleen työskentelemään robottia nopeammin ja tarkemmin kuitenkin vain ensimmäisten 20 minuutin ajan. Tämän jälkeen hänen tarkkaavaisuutensa heikkenee. Robotti sitä vastoin pystyy työskentelemään samalla korkealla laatutasolla 24 tunnin ajan - ja vieläpä keskeytyksettä. Ilman robotteja työstökoneet saavuttavat noin 70 prosentin käyttöasteen, roboteilla varustettuna koneet voivat päästä lähes 100 prosentin tasolle. Sillä robotit eivät tarvitse taukoja. Robotit eivät tule koskaan korvaamaan ihmistä. Kompensoidessaan kuitenkin ihmisen heikkouksia robotit varmistavat tuotannon kannattavuuden ja siten myös työpaikkojen säilymisen. Tuotannon siirtämistä halpatyövoiman maihin ei tarvitse enää pohtia robotteja käytettäessä, sillä robottien avulla toteutettu automaatio on siihen verrattuna huomattavasti tehokkaampaa, taloudellisempaa ja turvallisempaa. Tuottava aika läsnäoloajasta 2 Työtunnit vuodessa 99,995 % 63 % - 84 % 0,005 % Poissaoloajat 3 Työstökoneen käyttöaste 4 8.760 3,3 % 100% 1.760 70% Robotit Ihmisten 2 GEO/Fabrik des Jahres 2010 ((Saksassa työskentelevien koneenhoitajien tuottavuus läsnäoloaikana) 3 DAK Gesundheitsreport 2011 (keskimääräiset sairauspoissaolot) 4 Suuren saksalaisen autovalmistajan useita satoja robotteja koskeva arviointi (robotti on poissa 40 000 tunnin välein ja silloinkin vain keskimäärin kahden tunnin ajan) KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 04
Robottisolun hankinta voi hyvinkin kaksinkertaistaa työstökoneen investointikustannukset. Ratkaisevassa asemassa on kuitenkin kuoletusaika. Ja se on usein alle kaksi vuotta myös laaja-alaisen osavalmistuksen tapauksessa. Mihin robotit nykyisin pystyvät. Robotit lataavat aihiot nopeasti ja tarkasti työstökoneisiin sekä poistavat tämän jälkeen työstetyt osat koneista. Entä mitä robotit tekevät sinä aikana, jona kone suorittaa varsinaisen työstön? Mitä pidempiä nämä väliajat ovat, sitä tärkeämpiä ovat lisätehtävät, kuten: jäysteenpoisto lataus ja purku työkalunvaihto merkintätehtävät puhdistus lajittelu Robotit ovat turvallisia niitä käytetään alueilla, joilla on noudatettava tiukkoja turvallisuusvaatimuksia. Robottien käytön turvallisuuteen liittyvät epäluulot eivät ole olleet aiheellisia enää vuosiin. Tämä ollut jo pitkään tiedossa monilla aloilla, joilla on noudatettava tiukkoja turvallisuusvaatimuksia. Niinpä KUKA-robottien käyttö potilaiden siirtoon leikkaussalissa on nykyisin itsestään selvää. Ja KUKA Robocoaster on ensimmäinen matkustajakäyttöön hyväksytty robotti, jolle on myönnetty standardin EN 13814 (DIN 4112) mukainen TÜV-sertifiointi. Robotin rakenteellisilla komponenteilla ja vaihteilla on 100-prosenttinen sertifiointi. Turvatoiminnot teollisuudessa. Robottien teollisuuskäyttöä varten on luotu omia turvatoimintoja. Toiminto KUKA.SafeOperation varmistaa esimerkiksi robotin työ- ja suoja-alueiden rajaamisen ja valvonnan. Ja turvapysäytystoiminto mahdollistaa ihmisen ja koneen turvallisen ja saumattoman yhteistyön. KUKA.SafeOperation-toiminto huolehtii suoja-alueiden valvonnasta Testattu standardin ISO 13849-1 mukaisesti (performance level d luokka 3) KUKA.SafeOperation-toiminto luo työ- ja suoja-alueet, joiden ansiosta robottia voi käyttää turvallisesti. Ohjelmisto- ja laitteistopaketti on ihmisen ja koneen turvallisen yhteistyön tukena. Näiden valvontatoimintojen ansiosta robotissa ei tarvita mekaanista akselialueen valvontatoimintoa. Kaikki toiminnot on helppo konfiguroida. Tilaan liittyvä ja tilasta riippumaton nopeuden ja kiihtyvyyden valvonta Robotin hetkellistä sijaintia koskeva ilmoitus Solukonfigurointi Valvontatilojen, suoja-aitojen ja ilmoituslähtöjen toteuttaminen Pienentynyt tilantarve Turvapysäytys KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 05
Robotit ovat yksinkertaisia. Robottien projektoinnin, ohjelmoinnin ja ohjauksen kohdalla on nykyisin mahdollista välttyä tarpeettomalta vaivalta. Esittelemme sinulle seuraavassa neljä erilaista keinoa päästä ratkaisuun, joka on sekä helppo projektoida, ohjelmoida että ohjata. Miten helppo robottien ohjelmointikieli on omaksua? Jokainen valmistaja ohjelmoi robottinsa omalla kielellään. Tällöin on huomattava: Mitä helpompi tämä kieli on omaksua, sitä vähemmän asiakkaan tarvitsee käyttää resurssejaan koulutukseen. KUKA-robottien ohjelmointikieli KUKA Robot Language KRL on mahdollista omaksua muutamassa päivässä. Tätä varten asiakkaiden käytettävissä on 30 eri koulutuskeskusta eri puolilla maailmaa. Vaihtoehtoisesti KUKA tarjoaa ratkaisuja, joiden ansiosta käyttäjän ei tarvitse osata mitään erityistä robottikieltä. Miten pitkälle robotin ja koneen integrointi on edennyt? KUKA ja Siemens tarjoavat roboteille ja työstökoneille yhtenäisen käyttöliittymän. Tällöin CNCkäyttöliittymä antaa mahdollisuuden siirtyä vapaasti robotin ohjausjärjestelmästä koneen ohjausjärjestelmään tai päinvastoin. Näin koko laitteistoa voi ohjata täydellisesti työstökoneen ohjauspaneelista käsin, koneelle ja robotille yhteisellä kielellä. Nämä kaksi komponenttia ovat kasvamassa yhä täydellisemmin yhteen yhdeksi ainoaksi työstökeskukseksi. Robotin ja työstökoneen ohjaaminen on nykyisin vaivatonta päätelaitteessa olevan yhtenäisen käyttöliittymän välityksellä. Yhteinen ympäristö integraattorille ja loppukäyttäjälle: mxautomation-ohjelmiston ansiosta työstökoneen ja robotin ohjelmointi ja käyttö on mahdollista yhteisten ohjelmistotyökalujen avulla. Robotin liikeradan voi tällöin ohjelmoida täydellisesti Sinumerik-ohjaukseen. Projektointi tapahtuu Siemens-S7-ympäristössä. Robottien ohjelmointia ja ohjausta koskevia erikoistietoja ei tällöin enää tarvita. Käyttäjä ei käytännössä enää pysty havaitsemaan taustalla toimivien koneen ja robotin ohjausjärjestelmien eroa. Asiakkaille, joilla on PLC-logiikoiden projektointiin ja ohjelmointiin liittyvää osaamista. Projektointiin riittävät robottitekniikan perustiedot. Elementtikirjasto robottiliikkeiden ja toimintasarjojen suunnittelua varten - tarttujien ja suojaovien kaltaisten komponenttien ohjaus mukaan luettuna. Helppo käyttää ohjauspaneelin Siemens 840D sl välityksellä. KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 06
Miten yhtenäinen kehitysympäristö on? Robottisolun ohjelmointia helpottaa merkittävästi kehitysympäristö, jonka tietopohja on yhtenäinen ja jonka käyttäjäopastus on yhdenmukainen koko ohjelmiston elinkaaren ajan. KUKA.WorkVisual on tällainen ympäristö. Kolmiulotteinen solun suunnittelu ja ohjelmointi Helppo käyttää toimintojen Copy & Paste tai Drag & Drop ansiosta Loogisuuden tarkistus Online- ja offline-ympäristöjen yhteensopivuus Miten suorituskykyinen ja helppokäyttöinen ohjelmisto on? Ohjelmiston valinta vaikuttaa merkittävästi siihen, miten helppoa tai hankalaa robotin ja työstökoneen ohjelmointi ja ohjaus ovat. Toistaiseksi vain KUKA pystyy toimittamaan ohjelmistopaketteja, jotka antavat mahdollisuuden robotin ja työstökoneen integroituun ohjelmointiin ja ohjaukseen: KUKA.CNC ja mxautomation. KUKA.CNC ja mxautomation eivät edellytä enää erityisen robottikielen tuntemusta. KUKA.CNC mahdollistaa CNC-ohjelmien käytön robotin ohjausjärjestelmässä. Robotti ohjelmoidaan suoraan CAD/CAM-ketjun välityksellä. Robotit on mahdollista ohjelmoida täydellisesti G-koodia käyttäen. Ohjelmien laatiminen ja muokkaaminen on mahdollista suoraan ohjausjärjestelmässä ISO-koodin avulla. Ohjelmoitavissa ovat latauksen ja purkamisen ohella myös muut tehtävät, kuten jäysteenpoisto, poraus ja jyrsintä. Robottia ohjataan käyttöliittymän näkymien välityksellä, jotka ovat CNC-koneiden käyttäjille entuudestaan tuttuja. Siirtyminen robotin ohjausjärjestelmän ja CNC-työstön välillä on helppoa. 03 Robotit varmistavat työpaikkojen säilymisen Robotit auttavat parantamaan tuottavuutta, mikä auttaa työpaikkojen turvaamisessa. Vaarantavatko robotit työpaikkojen säilymisen? Ensi silmäyksellä näin näyttää olevan. Sillä robotit tosiaankin vapauttavat ihmisen monista työtehtävistä. Jos asiaa kuitenkin tarkastellaan tarkemmin, käsitys muuttuu: Koska robotit parantavat tuotannon taloudellisuutta, ne ovat myös ratkaiseva tekijä työpaikkojen turvaamisen kannalta. Robotit vapauttavat ihmisen yksitoikkoisista, rasittavista ja likaisista työtehtävistä. Robotit huolehtivat tehtävistä, joista ihmisten olisi muutoin pakko huolehtia. Lisäksi nämä ovat tehtäviä, joihin työnantaja ei useinkaan pysty löytämään työntekijöitä. Sillä kukaan ei ryhdy mielellään yksitoikkoiseen, fyysisesti erittäin raskaaseen ja likaiseen työhön. KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 07
Robotit tekevät myös korkean palkkatason tuotantopaikoista kilpailukykyisiä. Kyllä, robotit vaarantavat työpaikkojen säilymisen kuitenkin vain siinä tapauksessa, että työnantajien olisi pakko siirtää tuotantonsa alhaisen palkkatason maihin luovuttuaan robottien käyttöönotosta. Monista toimeksiannoista on mahdollista suoriutua kannattavasti vain, jos yksikkötyökustannukset ovat alhaisia. Tällöin jää vain kolme mahdollisuutta. Ensimmäinen vaihtoehto on kieltäytyä ottamasta toimeksiantoa vastaan. Työntekijät eivät voita tämän tässä tapauksessa mitään he jäävät ilman työtä. Toisena mahdollisuutena on siirtää tuotanto johonkin alhaisten palkkakustannusten maahan. Myös tässä tapauksessa häviäjiä olisivat päätoimipaikan työntekijät. Kolmantena mahdollisuutena on suoriutua toimeksiannosta käyttämällä tuotannossa robotin ja ihmisen yhteistä panosta. Näin yritys tuottaa voittoa ja työpaikat säilyvät päätoimipaikassa. Miksi tuotannon siirtäminen ei ole myöskään taloudellisessa mielessä järkevä vaihtoehto? Tuotannon siirtäminen ulkomaille palkkakustannusten säästämisen vuoksi ei ole arveluttava ratkaisu pelkästään työntekijän ja asiakkaan näkökulmasta. Myös yritykselle aiheutuvat haitat ovat suunnattomia: Pitkät logistiikkaketjut johtavat toimitusvaikeuksiin. Laadun valvonta on hankalaa tai erittäin kallista, minkä vuoksi aikaa vievät ja kalliit matkat ovat välttämättömiä toistuvasti. Lisäksi kaukana päätoimipaikasta työskentelevien työntekijöiden sitoutuminen on epävarmaa ja teollisuusvakoilun riski on huomattava. Lopulta käy usein ilmi, että tuotannon siirtämisen aiheuttamat kustannukset ovat olleet saavutettuja säästöjä suurempia. Vaihtoehto tuotannon siirtämiselle, irtisanomisille ja toimipaikkojen sulkemiselle. Robotti turvaa työpaikkojen säilymisen siellä, missä useimmat lastuavaa työstöä harjoittavat yritykset ja työstökoneiden omistajat työntekijänsä mieluiten näkevät: helposti saavutettavassa päätoimipaikassa. Myös automatisoiduissa työstökeskuksissa tarvitaan ihmisiä. Heidän tehtävänsä kuitenkin muuttuu: Se muuttuu aiempaa mielenkiintoisemmaksi ja kannattavammaksi. Yhdessä robottien kanssa ihmiset pystyvät suoriutumaan huomattavasti aiempaa suuremmasta toimeksiantojen määrästä. Ja toimeksiantoja on riittävästi: Työn määrä kasvaa maailmanlaajuisesti tarkasteltuna. Monet työtehtävistä eivät kuitenkaan ole kannattavia niin kauan kuin niistä ei huolehdi robotti. Tämä suorittaa tehtävät yöaikaan, jolloin paikalla tarvitaan vain vähän henkilöstöä. Seuraavana päivänä työntekijät huolehtivat valmiiden tuotteiden pakkaamisesta ja lähettämisestä. Tämän jälkeen jää riittävästi aikaa opiskella robottien käyttöä. Ja se on varmastikin kiinnostavampaa kuin vaihtaa jokaisena työpäivänä 320 kertaa yhden ja saman vivun asentoa. Sisäistäminen kannattavaa automaation ansiosta Etuja yritykselle Lyhyt logistiikkaketju Tuotanto lähellä asiakasta Matkustamisen tarve vähenee Laadunvalvonta yksinkertaista, edullista ja toteutettavissa luotettavasti Työntekijöiden sitoutumisen aste ja tuottavuus korkea Etuja työntekijöille Yksitoikkoiset, rasittavat ja likaiset työtehtävät jäävät pois Osaamisen kehittäminen Varmuus työpaikasta KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 08
04Tapauskertomus: Lähes miehittämätön komponenttien valmistus KR QUANTEC -robotteihin KUKA on automatisoinut kompaktiin KR QUANTEC -sarjaan kuuluviin robotteihin tarkoitettujen komponenttien valmistuksen. Tuottavuus kasvoi tämän jälkeen kymmenen prosenttia. Investointi maksaa itsensä takaisin 2,6 vuodessa tai mahdollisesti huomattavasti tätä nopeammin. KUKA käyttää itse robotteja teollisuusrobottiensa valmistukseen. Näin huhtikuussa 2012 Augsburgissa otettiin käyttöön Burkhardt & Weberin toimittama lastuavaan työstöön tarkoitettu työstökeskus. Tässä keskuksessa työstetään KR QUANTEC -robottisarjan komponentteja. Robotti työstää vuoron perään olkapää- ja karuselliosat, jotka kuuluvat kahteen eri kompaktin KUKA KR QUANTEC -sarjan versioon. Robotti huolehtii työstökoneen lataamisesta enimmillään 1,5 metrin pituisilla osilla samoin kuin näiden osien purkamisesta koneesta. Koneen huoltoaikoina robotti huolehtii seuraaviin tuotantovaiheisiin kuuluvista tehtävistä. Työstökone. Reutlingenissa toimipaikkaansa pitävän Burkhardt & Weber Fertigungssysteme GmbH: toimittama MCX 900 on varustettu kaksoislavanvaihtajalla. Toinen kuormalavoista on varustettu olkapäälle tarkoitetuilla kiinnitysvälineillä, toinen lavoista puolestaan karusellille tarkoitetuilla kiinnitysvälineillä. Robotti. KUKA-robotti KR 500 L480-3MT. Suuren työtilan ja käsivarren jatkeen ansiosta robotti saavuttaa ongelmitta materiaalimakasiinin ja tarttuja-aseman. Robottiohjaus. Robotin konfigurointiin, ohjelmointiin ja ohjaukseen käytetään ohjelmistoa KUKA.CNC. Siten kaikki robotin liikkeet on mahdollista ohjelmoida G-koodia käyttäen. Koneohjelmia ei tarvitse kääntää robotin kielelle. Käyttäjät ohjaavat robottia samasta käyttöliittymästä, joka on heille tuttu työstökoneen parista. KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 09
Molemmat materiaalinsyöttöyksiköt ovat tyypiltään kääntöpöytiä, joista kumpaankin mahtuu kerrallaan kahdeksan osaa. Ettlingenissä toimivan sommer-automaticin toimittama työkalunvaihtojärjestelmä WWR1200 on varustettu kahdella tarttujalla ja yhdellä työstökaralla. Nämä varusteet sisältyvät KUKA.Milling-sarjaan. Robotti huolehtii lataamisesta ja viiden seuraaviin tuotantovaiheisiin kuuluvan tehtävän suorittamista. Näiden tehtävien määrää on mahdollista vielä lisätä nykyisestä. Toinen kuormalavoista siirtyy kokonaan pois koneesta samalla, kun kone työstää työkappaletta. Näin tälle kuormalavalle voi ladata uuden työkappaleen. Robotti on varustettu lataus- ja purkutoimintojen aikana käsittelytarttujalla. Työstökäyttöä varten robotti vaihtaa tarttujan tilalle työstökaran. Tämän karan avulla robotti noutaa työkaluvarastosta tarvittavan työkalun. Käytettävissä on viisi erilaista harjaa ja jäysteenpoistotyökalua. Työkaluasemassa on tilaa viidelle muulle työkalulle ja siten myös mahdollisille lisätehtäville. Työkappaleen tarkkaan kohdistamiseen liittyvä fyysinen rasitus jää pois Vuosittain työstetään 300 komponenttia aiempaa enemmän. 01 >> 02 << 03 >> 04 << Käyttö on lähes miehittämätöntä, yövuorot on automatisoitu täydellisesti. Nosturi ei pysty enää vahingoittamaan kalliita kiinnitysvälineitä koneen latauksen ja purkamisen yhteydessä. Kiinnitys kahdessa minuutissa jopa 15 minuutin sijaan. Aiemmin käyttäjät ovat joutuneet lataamaan raskaat osat käsin nosturin avustuksella kiinnityspöydän päälle ja sijoittamaan osat itse suoraan koneen kiinnittimeen. Nykyisin käyttäjän tarvitsee vain asettaa osat robotin yhteydessä olevan materiaalinsyöttöyksikön helppokäyttöisiin kiinnittimiin. Näin työkappaleen kiinnittämisen vaatima aika lyhenee merkittävästi: Kun käyttäjä tarvitsi tähän aiemmin enimmillään 15 minuuttia, robotti hoitaa saman tehtävän vain kahdessa minuutissa. Investointi maksaa itsensä takaisin 2,6 vuoden kuluessa. Tai mahdollisesti jopa huomattavasti tätä nopeammin. Sillä suunnitteilla on huoltoaikojen nykyistäkin tehokkaampi hyödyntäminen siirtämällä uusia tehtäviä työstökoneelta robotille. Esimerkkejä tästä ovat olkapää- ja karuselliosiin tehtävät poraukset. Näin robotista tulee entistäkin kannattavampi hankinta. KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 10
05 Pikatesti: Onko tuotantosi kypsä robottien käyttöön? Työstökoneiden automaatioaste kasvaa tulevaisuudessa. Alalla ei tunneta vielä riittävän hyvin, miten nopeasti työkalujen ja koneiden valmistuksessa käytettävien robottien investointikustannukset maksavat itsensä takaisin. Myös robottien toiminnan luotettavuus sekä ohjelmoinnin ja ohjauksen helppous on jäänyt vielä suurelta osin tuntemattomaksi. Automaation etujen esittely on kuitenkin herättänyt kaikkialla suurta kiinnostusta. Päätöksenteon perusteita. 20 prosenttia kaikista työstökoneista hyötyisi robottien avulla toteutettavasta automaatiosta. Kuuluvatko näiden koneiden joukkoon myös oman yrityksesi lastuavat työstökoneet? Tätä voit arvioida alustavasti seuraavien tekijöiden perusteella. Onko sinun parannettava tuottavuuttasi kilpailupaineen vuoksi? pitää paikkansa pitää osittain paikkansa eikö ole totta Odottavatko asiakkaasi, että työstön laatu ja tarkkuus ovat korkeita? Ovatko työstämäsi osat hyvin kompleksisia? Onko yrityksellesi tärkeää lyhentää toimitusaikoja? Voisivatko yksikkötyökustannukset olla mielestäsi nykyistä alhaisempia? Haluatko vapauttaa käyttöhenkilöstösi epämiellyttävistä työtehtävistä? Haluatko kasvattaa karan käyttöikää? Voisiko hylkyjen osuus olla nykyistä pienempi? Haluatko pienentää työkaluosien käsittelyyn liittyvien virheiden määrää ja hylkyjen osuutta? Haluatko ottaa käyttöön lisävuoroja henkilöstökustannuksia kasvattamatta? Ovatko osien välivarastot työvaiheiden välillä mielestäsi liian suuria/liian kalliita? Haluatko tehdä työpaikoista nykyistä kiinnostavampia? Annoitko vastaukseksi puoleen näistä kysymyksistä pitää paikkansa pitää osittain paikkansa? Siinä tapauksessa robottiautomaation kustannukset ja hyödyt kannattaa ottaa yksityiskohtaisen tarkastelun kohteeksi myös siinä tapauksessa, että eräkoot ovat pieniä. KUKAn asiantuntija kertoo sinulle mielellään henkilökohtaisen keskustelun yhteydessä, mitkä tekijät sinun on otettava huomioon omassa tilanteessasi. KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 11
06 KUKA Roboter GmbH Robottijärjestelmiä lastuavaa työstöä harjoittaville yrityksille ja työstökoneiden käyttäjille. KUKA pystyy toimittamaan kaikki tärkeät työstökoneiden automatisointiin tarvittavat komponentit roboteista ja ohjausjärjestelmistä toiminto- ja teknologiapaketteihin. KUKA Roboter & Controller Consulting & Engineering KUKA College Technical Support KUKA Refurbishment Augsburgissa päätoimipaikkaansa pitävä KUKA Roboter GmbH on KUKA Aktiengesellschaftiin kuuluva yritys, joka on eräs maailman johtavista teollisuusrobottien toimittajista. Yrityksen ydinaloja ovat teollisuusrobottien, ohjausten ja ohjelmistojen kehittäminen, tuotanto ja myynti. Yritys on markkinajohtaja Saksassa ja Euroopassa ja maailmanlaajuisesti on toisella sijalla. KUKA Roboter GmbH työllistää maailmanlaajuisesti noin 3.180 työntekijää. Vuonna 2012 yrityksen liikevaihto oli 742,6 miljoonaa euroa. Yritystä edustavat 26 tytäryhtiötä tärkeimmillä Euroopan, Amerikan ja Aasian markkina-alueilla. Laatija Andreas Schuhbauer Key Technology Management WZM KUKA Roboter GmbH Hery Park 3000 86368 Gersthofen Phone: +49 821 4533 2812 Mobile: +49 173 380 2366 AndreasSchuhbauer@kuka-roboter.de www.kuka-robotics.com Yhteystiedot KUKA Nordic AB, Finland Niemenkatu 73 15140 Lahti Finland Puhelin: +358 207 354 770 info@kuka.fi www.kuka.fi KUKA White Paper Automation of Machine Tools S 12