02.10.2019

Zastosowanie robotów w przemyśle drzewnym

Roboty wykorzystywane są coraz częściej w prawie każdej dziedzinie życia. Także w produkcji domów zauważyć można wiele nowych możliwości. Jakie zastosowanie mają roboty w dzisiejszym przemyśle? Jakie są ich zalety, a jakie ograniczenia? Co jest istotne przy wyborze odpowiedniego robota?

Artykuł z czasopisma branżowego HOLZBAUER spezial, 01/2019, www.wirholzbauer.ch.

Słowo „robot” pochodzi od słowiańskiego słowa „robota” oznaczającego ciężką pracę i wysiłek. To znaczenie znajduje swoje odzwierciedlenie w dzisiejszym zastosowaniu robotów w przemyśle. Roboty wykonuje zadaną mu pracę. Nasze dzisiejsze rozumienie robotów – jako urządzeń, które posłusznie służą człowiekowi i wykonują całą ciężką pracę – ukształtowane zostało przez filmy z obszaru fantastyki.

Zastosowanie robotów w budownictwie drewnianym

Roboty już od dawna wykorzystywane są w przemyśle meblarskim. Także z sukcesem wykorzystywane są w produkcji domów drewnianych. W standardzie stosuje się je to tworzenia konstrukcji ryglowych. Robot jest zintegrowany w maszynie do montażu konstrukcji szkieletowej i wkłada rożne rodzaje słupków do szkieletu. Podczas procesu wkładania robot rozróżnia słupki standardowe oraz specjalne. Są różnorodne miejsca odbioru i istnieją różne sposoby wkładania. W zależności od tego, czy chodzi o oczepy, słupki, czy przykładowo balustrady, słupki układane są w kierunku wzdłużnym, poprzecznym bądź ukośnym. To zadanie 6-osiowego robota działającego w promieniu 3500 mm. Chwyta on słupki zarówno standardowe, jak i te specjalne o długości od 780 do 3500 mm. Możliwe są cięcia poprzeczne o wymiarach od 40 x 100 mm do 160 x 250 mm. Dłuższe belki górne i dolne wprowadzane się bezpośrednio z przyłączonych maszyn do odwiązywania konstrukcji ciesielskich.

Ciężary słupków do 75 kg

Praca odbywa się zgodnie z parametrami i przebiega elastycznie. Znane muszą być tylko wymiary graniczne – wszystkie inne, pośrednie parametry mogą być obliczone przez robota. Istotnymi parametrami są cięcia poprzeczne oraz długość elementu. Wykorzystuje się tutaj robota 6-osiowego o wydajności do 6 taktów na minutę (w przypadku innych zastosowań wydajność wynosić może do 15 taktów na minutę). Przy takim zastosowaniu ergonomia pracy robota ma tutaj istotne znaczenie. Robot może przenosić słupki o ciężarze do 75 kg.

Do tego celu używa się chwytaka zaciskowego, który mocuje słupki od góry. Zacisk wyposażony jest w silnik powietrzny z systemem pomiaru drogi zapewniającym szybsze mocowanie. Dodatkowo zacisk posiada samoblokujące wrzeciona, które nie zgubią elementu nawet w przypadku spadku ciśnienia. We wnętrzu zacisku znajdują się zintegrowane czujniki. Za pomocą tych czujników zacisk wykrywa, że belka może zostać pobrania.

Elastyczne zastosowanie

Roboty są idealnym rozwiązaniem do produkcji seryjnej. Działają szybko, precyzyjnie i odciążają operatora. Robot może także być wykorzystywane do transportu materiałów w technologii magazynowania – np. do sortowania i magazynowania materiałów. Na linii produkcyjnej mógłby znajdować się robot, który pobiera płyty z magazynu lub systemu transportowego i odkładana na elementy. Pierwsze kroki w tym kierunku zostały już podjęte.

Roboty przemysłowe mogą być wykorzystywane również w innym obszarze produkcji np.: przy nakładaniu kleju lub tynku, umieszczaniu puszek elektrycznych lub montowaniu układów elektrycznych i grzewczych. Technologia zastosowania robotów w procesie produkcji zapewnia wiele możliwości i z pewnością będzie miała ogromny wpływ na budownictwo drewniane.

Robot idealny

Zarówno w przemyśle drzewnym, jak i poza nim przy wyborze odpowiedniego robota istotny jest przede wszystkim jego zakres zastosowania. Można go określić, odpowiadając na następujące pytania:

• Czy robot ma być integralną częścią procesu produkcyjnego?
• Jakie miałoby być jego zastosowanie (obsługa, obróbka, sortowanie)?
• Jak miałoby wyglądać jego otoczenie pracy (warunki przestrzenne, miejsce wykonywania pracy)?
• W przypadku zadań w obszarze sortowania należy określić budowę oraz krawędź zerową stosów.
• Jakie elementy miałyby być transportowane i obracane (chwytaki, ssawki, trawersy)?
• Jaki materiał będzie wykorzystywany w procesie? Czy jest on chłonny, silnie przylegający i posiadający delikatną powierzchnie?
• Z jaką wydajnością powinien pracować robot?
• W ilu taktach powinien pracować?
• Za pomocą jakiego interfejsu odbywa się identyfikacja elementów (RFID, kod QR, ilość stosów)?

Zastosowanie w przemyśle

Robot, który jednego dnia zajmuje się przykładowo lakierowaniem drzwi w branży motoryzacyjnej, kolejnego raczej nie będzie obsługiwał drewnianych płyt lub słupków (belek). Roboty dostosowywane są do różnorodnych wymagań stawianych przez klientów. Istotne jest więc jest wybranie odpowiedniego rodzaju. Istnieją zarówno wersje z kinematyką równoległą (roboty portalowe), jak i takie z kinematyką szeregową (roboty 6-osiowe lub roboty do paletyzacji). Kinematykę szeregową stosuje się najczęściej w przemyśle obróbki drewna.

Często zdarza się, że robot przemysłowy konkuruje z portalem. Podczas gdy zalety portalu to małe zapotrzebowanie na przestrzeń oraz wysoka wydajność taktów, roboty zapewniają często większe korzyści pod względem dostępności, wysokości pomieszczenia, możliwości ponownego wykorzystania oraz obszaru roboczego. W ostatnich latach można zaobserwować coraz częstsze zastosowanie robotów w przemyśle. Są tego różne przyczyny. Oprócz korzyści finansowych roboty zapewniają cały szereg zalet technicznych.

W tej kwestii wyróżniają się trzy aspekty:

• W dzisiejszych czasach dostępność robotów jest niezwykle wysoka. W 99,9% przypadków roboty sprawdzają się lepiej niż tradycyjne rozwiązania portalowe.
• Kolejnym ważnym aspektem, który sprawia, że roboty przemysłowe znajdują tak wiele różnych zastosowań, jest ich długa żywotność. Nieprzerwane działanie robotów — przez 24 godziny dziennie, 7 dni w tygodniu, 365 dni w roku — nie stanowi żadnego problemu.
• Najważniejszym aspektem są jednak niskie koszty eksploatacji. Oraz nie wymagająca wykonywania czynności konserwacyjnych praca robota. Ten argument wyraźnie przemawia za zastosowaniem robotów w przemyśle obróbki drewna. Dzięki zamkniętemu układowi kinematycznemu zanieczyszczenia niemal wcale nie dostają się do jego wnętrza. Podstawą bezawaryjnego działania jest również wykorzystanie wysokiej jakości podzespołów. Roboty wyróżniają się małym zużyciem energii dzięki energooszczędnym silnikom elektrycznym oraz niskim wartościom podłączenia do sieci elektrycznej.

Pozostałe argumenty przemawiające za wdrożeniem robotów to: niedobór specjalistów, stałe wysokie wymagania w zakresie jakości oraz elastyczność inwestycji dla kolejnych zastosowań. Przeważające korzyści wynikające z użytkowania robotów w połączeniu ze stosunkowo niskimi kosztami zakupu prowadzą do szybkiego zwrotu z inwestycji.

Powrót do wszystkich wydarzeń