Automatizovaná výroba s umělou inteligencí

Vývoj společnosti LuK GmbH & Co. KG, která byla založena Wilhelmem a Georgem Schaefflerem, začal v roce 1965 sériovou výrobou membránových pružinových spojek pro model VW Beetle. Dnes je firma součástí skupiny Schaeffler Group a zaměstnává ve svých pobočkách v Bühl, Bußmatten, Sasbach a Kappelrodeck okolo 5500 lidí. V Bühlu je od ledna 2018 hlavní sídlo Automotive OEM společnosti Schaeffler Group. Důraz je kladen na inovativní automobilové výrobky, jako jsou systémy dvojité spojky, dvouhmotové setrvačníky a komponenty CVT. Inovační výrobní procesy společnosti Schaeffler jsou klíčovým faktorem pro zajištění technologického náskoku. Nejnovějším příkladem je flexibilní výrobní jednotka, která obsahuje pět strojů DMU 80 eVo linear, jíž společnost DMG MORI vyvinula a ve spolupráci s firmou Schaeffler implementovala během jedenácti měsíců.
Výrobky „Made in Germany“ mají na celém světě skvělou pověst, přesto bylo velkou výzvou je vyrábět ekonomicky. Schaeffler tento problém řeší vývojem a výrobou vlastních nástrojů. „Vyvíjející se inovativní tvářecí technologie nám pomáhají vyrábět sériové komponenty s rostoucí efektivitou,“ říká Wilfried Schwenk, vedoucí výroby nástrojů z pobočky v Kappelrodeck, a dodává: „Po potřebných nástrojích je tak vysoká poptávka, že je dodáváme až do Číny, kde by výroba byla ve skutečnosti mnohem levnější.“ To je důvod, proč Schaeffler neustále hledá možnosti úspory nákladů, pokud jde o výrobu nástrojů.

40 strojů DMG MORI pro vysoce přesnou výrobu nástrojů
Moderní výrobní hala s více než 120 obráběcími centry a soustružnickými stroji pomáhá oddělení výroby nástrojů neustále zvyšovat produktivitu. Inovativním standardem ve výrobě nástrojů se osvědčily stroje z dílny DMG MORI. Zcela na začátku bylo zavedeno 5osé obrábění na HSC 75 linear, díky čemuž byli ve firmě schopni opracovávat složité obrobky v těch nejkvalitnějších třídách. Poté byla v roce 2007 přidána automatizovaná verze stejného stroje. „Zvýšení produktivity, které dosahujeme automatizací, je obrovské. Znamená to, že se můžeme soustředit na přípravu nových zakázek, když stroj běží bez dozoru,“ vysvětluje Wilfried Schwenk.
Protože vysoce přesná obráběcí centra jsou standardem ve výrobě společnosti Schaeffler, byly v posledních letech přidány modely řady DMU eVo linear. „Modulární konstrukce nám poskytuje flexibilitu, kterou potřebujeme k vybavení našich strojů vyhovující příslušným aplikacím, a tak plní vysoké požadavky, které jsou od nich požadovány,“ říká Marco Rettig, zodpovědný za zakázky na strojích v továrně v Kappelrodeck. A Andreas Glaser, který má na starosti obrábění, dodává: „Je velmi důležité, aby stroje výkonně vyráběly obrobky v dokonalé kvalitě."

Automatizace na míru
Obě firmy Schaeffler a DMG MORI nyní povýšily téma automatizace na novou úroveň propojením pěti obráběcích center DMU 80 eVo linear do systému. Dlouhý 30metrový systém zahrnuje přednastavení nástroje s instalační stanicí pro nástroje, dvě stanice pro nastavení obrobků a odkládací stanici vedle obráběcích center.
Data z přednastavení nástroje jsou na stroj automaticky přenášena pomocí čtečky čárového kódu v instalační stanici, a to ještě předtím, než robot umístí nástroje do externích skladů. „Používají se k uložení až 105 speciálních nástrojů, které nejsou tak často zapotřebí,“ vysvětluje Andreas Glaser. „Načteme 120 nástrojových stanic do strojů pomocí standardních nástrojů a jejich sesterských nástrojů.“ V systému pracuje robot Fanuc se dvěma chapadly pro palety a nástroje. Dlouhý stojan má 180 stanic pro palety o rozměrech 450 x 450 mm a hmotnost až 250 kg.

Společně vyvinutá automatizace s AI
Díky úzké spolupráci obou firem na návrhu automatizace, byla implementace požadavků a přání mnohem jednodušší. Například společnost Schaeffler mohla přispět svým vlastním interním kamerovým systémem při nastavování stanic. Kamery snímají každou komponentu a umožňují operátorovi nastavit nulový bod na PC. „Přesnost je až jedna desetina milimetru, postačující pro polotovary s dostatečným množstvím materiálu,“ upřesňuje Andreas Glaser.
Tam, kde je to nutné, se pomocí čidla nastaví přesnější nulové body – také automaticky. „Bylo by legitimní hovořit o umělé inteligenci (AI), které se tato automatizace týká. Systém řídí zakázky, dodává hotové díly, iniciuje používání sesterských nástrojů a opravuje programy v případě opotřebení nástroje zcela automaticky a nezávisle," zdůrazňuje Wilfried Schwenk. Jinými slovy, spolehlivé produkce jednotlivých dílů docílí jednou ranou.
Pro provoz celé automatizace jsou zapotřebí pouze tři zaměstnanci na jednu směnu (Schaeffler byla jednou z prvních společností, které ve svém závodě v Kappelrodecku zavedla tři směny výroby nástrojů). „To představuje třetinu pracovní síly, kterou bychom potřebovali pro stejný výstup bez automatizace,“ říká Wilfried Schwenk s odkazem na vysokou kapacitu. „Na druhou stranu jsme museli přijmout pět nových programátorů, abychom naplnili závod dostatečným množstvím práce.“ Jeho prohlášení také pomáhá rozptýlit strach ze ztráty pracovních míst v důsledku automatizované výroby. A jak dodává: „Kdybychom neučinili tento krok ve výrobě, byly by náklady z dlouhodobého hlediska příliš vysoké, což by nakonec vedlo ke ztrátě pracovních míst. A totéž platí pro oblast produkce, potřebovali bychom dvojnásobný prostor pro stroje a periferie bez automatizace.“

Digitální budoucnost automatizovaných procesů
Výroba nástrojů v Kappelrodecku je jednou z největších v rámci skupiny Schaeffler Group, a proto také stanovuje výrobní standardy, které neustále zvyšují kvalitu a snižují náklady na obrobky. Typickým příkladem toho je podle Wilfireda Schwenka automatizace: „Již máme podobné systémy v Bühlu a v USA, kde jsou čtyři nebo spíše dva stroje DMU 80 linear.“ Navíc společnost neustále zvažuje další pokrok. „Digitalizace našich procesů je slibnou oblastí rozvoje.”
Zatímco stroje DMU 80 eVo linear byly dosud vybaveny klasickými ovládacími prvky od společnosti Heidenhain, DMG MORI se chystá nabídnout budoucí modely s CELOS a Heidenhain. To by firmě otevřelo nové možnosti, pokud jde o správu dat objednávek, strojů a nástrojů. Wilfried Schwenk, který se těší na možné propojení se systémem CELOS, říká: „Výpočty, které jsme doposud prováděli na základě empirických hodnot, by pak mohly být podloženy fakty a automaticky začleněny do našich procesů.“ Přemýšlí zde o minimalizaci vibrací při obrábění nebo o pořizování nástrojů.
„Pokud budeme analyzovat životnost nástrojů v cloudu, můžeme nastavit parametry pro automatické objednávání nových nástrojů naším nákupním oddělením,“ doplňuje.

Tereza Prochová

Foto: Schaeffler

Publikováno: 22. 7. 2019 | Počet zobrazení: 2093 266