Codzienne wyzwanie produkcyjne w zakładzie produkcyjnym w Northfield zapoczątkowało kompleksowe zmiany w firmie Freudenberg Sealing Technologies (FST). Skupiono się na automatyzacji, wydajności i wsparciu operatorów na hali produkcyjnej. To, co początkowo wydawało się lokalnym problemem, ujawniło ograniczenia przestarzałego sprzętu i pneumatycznych systemów automatyki. Rezultat: zmienne wyniki i przestoje. Obciążało to ogólną efektywność systemu i zwiększało koszty konserwacji. Zamiast usuwać usterkę w izolacji, zespół wykorzystał sytuację jako okazję. Chcieli ponownie przemyśleć, w jaki sposób automatyzacja może lepiej odciążyć operatorów i zapewnić długoterminową stabilność procesu.
W centrum inicjatywy znajduje się nowo zintegrowany system robotów. Automatyzuje on załadunek i rozładunek, smarowanie i kontrolę na tokarce CNC Goodway. Robot Kawasaki RS05 jest używany w połączeniu z tokarką rewolwerową Goodway ze sterowaniem Fanuc – platformą, z którą zespół jest już zaznajomiony. Robot prowadzi części przez cały proces obróbki. Nakłada smar bardziej precyzyjnie i redukuje mgłę natryskową. Kontroluje również i weryfikuje części za pomocą kamery. Oznacza to, że błędy są rozpoznawane, zanim trafią do dalszych etapów procesu. Zwiększa to niezawodność i zapewnia lepszą jakość produktu.
Projektem kierował zespół ds. maszyn i automatyzacji FST w Northfield. Inżynier procesu Aaron Griebler zaprojektował zrobotyzowane oprzyrządowanie i zaprogramował robota, podczas gdy kierownik inżynierii automatyzacji Simon Barnett zaprojektował programowanie CNC. „Zaczęło się od prostego pytania, czy możemy zautomatyzować nowe tokarki i od tego momentu projekt nabierał kształtu” – powiedział Griebler. „Gdy zaczęliśmy testować różne konfiguracje robotów i koncepcje narzędzi, stało się jasne, że możemy opracować coś, co będzie bardziej stabilne i powtarzalne oraz łatwiejsze w obsłudze dla operatorów”.
Projekt koncentrował się w dużej mierze na oprzyrządowaniu na końcu ramienia i ruchu robota w kompaktowej przestrzeni. Zespół modelował i oceniał kilka koncepcji oprzyrządowania przy użyciu wydrukowanych w 3D przyrządów, zanim ostateczne komponenty zostały wyprodukowane i zmontowane. Automatyzacja została ostatecznie zamontowana na platformie tocznej, co poprawiło powtarzalność i elastyczność w porównaniu do poprzednich stałych lub pneumatycznych konfiguracji.
Oprócz wymiany przestarzałego sprzętu, system wspiera szersze cele operacyjne. Jeden operator może monitorować dwie maszyny, zmniejszając nakład pracy ręcznej przy jednoczesnym zachowaniu kontroli nad procesem. Zautomatyzowany proces smarowania zmniejsza również zużycie smaru i ilość odpadów, przyczyniając się do poprawy wydajności materiałowej. Wstępne wyniki wydajności są obiecujące: czas cyklu spadł już z około 42 sekund na część do około 32 sekund, a dalsze prace optymalizacyjne są w toku.
Chociaż system nie został jeszcze w pełni wdrożony do produkcji, wstępne informacje zwrotne od zespołów konserwacyjnych i operacyjnych były pozytywne. Automatyzacja została zaprojektowana z myślą o łatwości użytkowania, a złożoność jest zarządzana poprzez programowanie, a nie ręczną interwencję. Patrząc w przyszłość, podejście opracowane w Northfield może zostać przeniesione na inne tokarki Goodway w FST, zapewniając stałą jakość, powtarzalność i długoterminową stabilność produkcji w innych zakładach.
