Polska

Ostatnie lata przyniosły dynamiczny wzrost szeroko pojętej automatyzacji procesów oraz robotyzacji w przemyśle.

Według ankiety przeprowadzonej  przez IDC dla Infor w grudniu 2017 r.¹ nawet 73% badanych firm uważa, że digitalizacja i cyfrowa transformacja ich przedsiębiorstw jest konieczna w przeciwnym razie wypadną one z rynku bądź zostaną zmarginalizowane. Aż 37% z nich za główny czynnik przemawiający za transformacją uważa zwiększenie produktywności. Transformacji cyfrowej nie należy zatem łączyć tylko z technologiami cyfrowymi jak media społecznościowe, wszelkiego rodzaju Big Data, rozwiązania chmurowe (cloud storage, cloud computing) czy technologie mobilne, ale przede wszystkim są to wszelkie akceleratory innowacji jak Internet Rzeczy, robotyzacja czy druk 3D.

W ostatnim czasie zarejestrowano znaczny wzrost dynamiki inwestycji światowych przedsiębiorstw w obszarze robotyzacji i automatyzacji. Szacuje się, że do 2025 roku liczba robotów na świecie podwoi się w stosunku do roku 2020. Jest to efekt coraz szerszego przyjęcia czwartej rewolucji przemysłowej zwanej Przemysłem 4.0, której robotyzacja jest nieodłącznym elementem. Ze względu na zwiększenie wydajności, efektywności, produktywności, ale także konkurencyjności na rynku - firmy
coraz chętniej automatyzują swoje procesy w wielu obszarach, nie tylko produkcyjnych. Naturalnym zjawiskiem jest rozpoczęcie od robotyzacji pojedynczych stanowisk. Przedsiębiorstwa zazwyczaj podejmują się automatyzacji poszczególnych komórek produkcyjnych - procesów spawania, obróbki, montażu, malowania i innych - celem skokowego przyrostu wydajności danego obszaru. Bardzo często jednak okazuje się, że ze względu na niewystarczającą jakość komponentów proces automatyzacji danego stanowiska nie przynosi pożądanych efektów. Dlatego niezwykle istotne jest, aby na bieżąco monitorować jakość poszczególnych komponentów. Szczególnie
ważne jest to w miejscach, gdzie produkuje się wielkie serie danego wyrobu. Wiedza o produkcie na każdym etapie produkcji pozwala uniknąć wielu problemów związanych z przestojami czy niską wydajnością produkcji, a ostatecznie zminimalizuje koszty oraz zmaksymalizuje zyski. Szybka weryfikacja jakości komponentów możliwa jest dzięki zastosowaniu odpowiednich do tego zadania narzędzi pomiarowych.

Obecnie jednymi z najszybszych urządzeń do kontroli jakości wymiarowej wyrobów są skanery 3D. W ostatnich latach wiodą one prym wśród wdrożeń systemów pomiarowych, w różnych gałęziach przemysłu. Pozwalają na pomiary setek tysięcy punktów w ciągu zaledwie jednej sekundy. Z punktu widzenia prędkości pomiaru na wyróżnienie zasługują laserowe skanery 3D, których prędkość akwizycji danych sięga nawet do kilku milionów punktów na sekundę. Jest to szczególnie istotny parametr z punktu widzenia automatyzacji produkcji, gdzie cykl produkcyjny jest ściśle określony i każde opóźnienie powoduje zatrzymanie linii, a to generuje straty.

Systemy R-Series firmy Creaform zostały zaprojektowane celem implementacji w miejscach, gdzie istotne znaczenie ma wzrost prędkości pomiaru bez wpływu na jego dokładność. Działają one w oparciu o zrobotyzowaną głowicę skanującą MetraSCAN w najnowszej wersji BLACK. Wykorzystuje ona najnowszą technologię niebieskiego lasera, która pozwala osiągnąć prędkość skanowania na poziomie blisko dwóch milionów punktów na sekundę. Dodatkowo nie jest wrażliwa na refleksyjne powierzchnie niemożliwe do pomiaru przez skanery światła strukturalnego. Wysoka dokładność systemu na poziomie setnych części milimetra możliwa jest dzięki współpracy
głowicy MetraSCAN z optycznym trakerem śledzącym C-Track, który w czasie rzeczywistym sprawdza położenie skanera oraz obiektu mierzonego. Dzięki temu zarówno głowica skanująca, jak i element skanowany mogą się poruszać, a sam proces pomiaru nie jest wrażliwy na warunki występujące na hali produkcyjnej. (rys.2)

Rysunek 1. System MetraSCAN R-Series z trakerem optycznym C-TRACK

W zależności od zastosowania systemy R-Series możemy podzielić na dwa główne typy:

• konfigurowane według indywidualnych ustaleń i wymagań klienta,
• dostarczone jako gotowe rozwiązania do wyboru spośród 16 różnych konfiguracji.

W pierwszym przypadku urządzenia mogą zostać całkowicie zintegrowane z istniejącą linią produkcyjną i komunikować się z systemami dostarczania, odbioru części oraz przesyłać pełne informacje o mierzonych produktach do systemów zarządzania produkcją, systemów statystycznych czy osób decyzyjnych. Nie ograniczona jest również liczba typów mierzonych obiektów. Elastyczność systemu pozwala na zastosowanie go do pomiarów różnego rodzaju części na tej samej linii produkcyjnej.

W drugim przypadku mamy do czynienia z systemami znanymi pod nazwą CUBE-R, które dostarczane są w postaci kompletnych rozwiązań zaprojektowanych tak, aby maksymalizować obszar roboczy w celu skanowania jak największych części, przy jednoczesnym minimalizowaniu zajmowanego miejsca. W trzech prostych krokach możliwe jest skonfigurowanie systemu do własnych potrzeb i wymagań panujących w fabryce. Możliwy jest zatem wybór rodzaju klatki bezpieczeństwa, nośności stołu pomiarowego oraz zabezpieczeń systemu przed kolizją.(rys.2)

Rysunek 2. Zrobotyzowana cela pomiarowa CUBE-R dostępna w 16 różnych konfiguracjach

Dodatkowym atutem rozwiązania jest inteligentne oprogramowanie VXscan-R, które pozwala na bardzo proste i szybkie przygotowanie ścieżki skanowania, po której
ma poruszać się robot. Następnie oprogramowanie automatycznie sprawdzi, czy nie występują kolizję, skoryguje ścieżkę pod względem prędkości i przeprowadzi symulację. Pozwala to na bardzo szybkie wdrożenie automatycznej kontroli jakości w przedsiębiorstwie bez konieczności posiadania wykwalifikowanych specjalistów od robotyki, którzy musieliby programować ścieżki robota dla każdej części. Rozwiązanie takie znacznie obniża koszty całej inwestycji. Dzięki osobnemu modułowi uruchamiania system eliminuje ryzyko zmiany najważniejszych parametrów przez niedoświadczonych operatorów, co czyni go niezawodnym.

Kontrola jakości wyrobów to bardzo ważny czynnik w procesie produkcji, zapewniający zadowolenie końcowego użytkownika, co przekłada się na zyski przedsiębiorstwa. Pozwala również na uniknięcie wielu kosztów związanych z przestojami w produkcji. Jednak dopiero automatyzowanie zadań pomiarowych bezpośrednio na linii produkcyjnej umożliwia uzyskanie maksymalnej produktywności dzięki niemal natychmiastowej informacji o jakości wyrobu.

¹ Designing Tomorrow, https://www.infor.com/blog/designing-tomorrow-the-digital-transformation-journey