Csavarozástechnika 4.0 – rugalmas és átlátható gyártás decentralizált intelligenciával

Mobil gyártási modulok implementálása révén rövidebb átfutási idők és rövidebb válaszidők érhetők el. Intelligens, vezeték nélküli csavarozókkal kombinálva nagyobb rugalmasságot és termelékenységet is elérhetünk, ami a piac gyorsan változó igényei által támasztott kihívások szempontjából jelent valódi előnyt. Ez a cikk azt tárgyalja, hogy az olyan intelligens akkumulátoros szerszámok, mint a Bosch Rexroth Nexo vezeték nélküli csavarozó, hogyan teszik lehetővé a sokoldalú, hatékony gyártást a csavarozási alkalmazásokban.

Régebben az automatizálási rendszereket egy központi intelligenciával felülről lefelé tervezték, amely minden egyes gyártóberendezést vezérelt. Az ilyen rendszerekben jellemzően az automatizálás felső szintjén a gyártósori PLC-k álltak, amelyek az állomás-PLC-kkel kommunikáltak, azok pedig az egyes gyártógépekkel. A csavarozástechnikai rendszerek esetében ezek a gépek csavarozási vezérlőkből álltak, amelyek az egyes csatornákból származó információkat gyűjtötték és továbbították. Egy ilyen rendszer hatalmas mennyiségű erőforrást igényel, ezért nem könnyű rajta változtatni, ami meglehetősen rugalmatlanná teszi. Előnye azonban hogy ugyanazt a terméket nagyon nagy mennyiségben képes előállítani.

Az Ipar 4.0 környezetben ugyanakkor követelmény a rugalmasság, gyakran akár egy darab egyedi tétel gyártását is könnyedén meg kell oldani. A változások kezelésének hatékony módja, ha minél több logikai döntést helyben hozunk meg.

A felülről lefelé irányuló koncepcióval ellentétben a helyi, decentralizált intelligencia lehetővé teszi, hogy a gyártási igény változásait közvetlenül a gyártósoron való érkezésükkor figyelembe vegyék. A helyben telepített intelligencia - például egy vonalkódolvasó egy helyi vezérlővel kombinálva, amely menet közben kezeli a logikai döntéseket - hatékony és rugalmas megoldásokat kínál az összetett kihívásokra.

Az alábbiakban egy valós példán mutatjuk be, hogy a Nexo a beépített vonalkódolvasóval és a beépített vezérlővel kombinálva hogyan képes kezelni egy valós gyártási kihívást.

Egy ügyfélnek négy terméket kell gyártania, amelyek mindegyike tizenkét M8-as csavar és tizennyolc M6-os csavar csavarozását igényli. Az ügyfél szeretné minimalizálni a költségeket, és minden munkát egyetlen eszközzel elvégezni, ahelyett, hogy két különböző eszközzel, különálló vezérlőkkel és egy további vonalkódolvasóval dolgozna.

A megoldás egy Nexo modell, amely mind az M8-as, mind az M6-os csavarok nyomatéktartományát lefedi. Az alkalmazáshoz olyan Nexo csavarozót választottak, amely beépített vonalkódolvasóval rendelkezett a csavarozási illesztések (csavarok) azonosításához. A logikai döntésen túl az értékáramlást növeli, ha a szerelvény alkatrészeinek típus- és sorozatszáma a dokumentációban feltüntetésre kerül.

Ennek a koncepciónak – Nexo vonalkódolvasóval és a helyben történő logikai döntésekkel – az előnye abban rejlik, hogy képes összetett feladatokat rugalmasan és hatékonyan kezelni, anélkül, hogy a felsőbb szinten lévő PLC-ket újra kellene programozni és konfigurálni.

A Nexo használata az eddig felsoroltakon túl még további előnyökkel is szolgál. Összeszerelési környezetben gyakran felmerül az igény a gyártósor kiegyensúlyozására, aminek során bizonyos szerelési lépéseket áthelyeznek egyik állomásról a másikra, a gyártási folyamat racionalizálása érdekében. Egy csavarozástechnikai eszközöket tartalmazó gyártósor kiegyensúlyozása azzal jár, hogy a csavarozástechnikai rendszert a hozzá tartozó vezérlővel együtt le kell szerelni, a kábeleket ki kell szerelni a tálcákból, és az új helyen ismét be kell szerelni, ahol biztosítani kell a tápellátást és a földelési csatlakozásokat, a vezérlők kommunikációs kábelezését, valamint új szerszámkábeleket kell telepíteni. Egy vezeték nélküli Nexo csavarozóval ez a feladat mindössze annyiból áll, hogy az eszközt átvisszük az új szerelőhelyre. Nincs kábel, nincs vezetékezés, ami miatt aggódni kellene. Egy rendkívül kifinomult rendszer, szinte már plug-and-play. Ennél jobbat a lean gyártás nem is kívánhatna.

A csavarozástechnikai rendszer a biztonság szempontjából kritikus alkalmazások esetén is használható a Nexo csavarozóval. A Bosch Rexroth többi csavarozástechnikai termékéhez hasonlóan, a Nexo jóval többet tud annál, minthogy becsavarjon egy csavart, és a művelet nyomaték- és szögértékeit lejelentse. Ez a vezeték nélküli kommunikációval rendelkező akkumulátoros szerszám képes a gyártósori vezérlők jeleit fogadni és továbbítani, úgy viselkedik, mint bármelyik vezetékes gép, amely vertikálisan integrálva van a gyártási folyamatba. Így például teljes mértékben integrálható az apoka yoke rendszer , ami hozzájárul a hibamentes gyártáshoz . Megfelelő paraméterezéssel azonosítani tudja, hogy az igényelt alkatrészek valóban jelen vannak-e a szerelvényben. Ha egy csavarozási művelet során például egy alátétet kell kombinálni egy csavarral, akkor a kifelejtett alátétet a rossz (nagyobb) szögérték alapján lehet azonosítani. Egy másik szemléletes példa a nem megfelelő menethosszúságú csavar.

Az intelligens Nexo csavarozó és a vonalkódolvasó kombinációja egy új ID-t képes létrehozni, ami több ID bemenetből áll. Így egy ID kóddal dokumentálhatja, hogy a termék összeszerelése során mennyi különböző alkatrészt szkenneltek be. Ez az ID kód ezután a csavarozási művelet eredményeivel együtt az adott szerelési alkalmazás végleges dokumentációjának részévé válik. A nyomon követhetőség révén nagyobb átláthatóság érhető el a csavarozási folyamat során. Termékhiba esetén a hiba okának megállapítása az összegyűjtött adatok áttekintésével lehetséges. Szükség esetén lehetőség van az egyedi, tétel alapú visszahívásra, ami kisebb visszahívási mennyiséget jelent.

Összefoglalva tehát elmondhatjuk, hogy nem a központosított PLC az, ami gondoskodik a szükséges alkatrészek azonosításáról, a megfelelő sorrendben történő felhasználásukról, és végül az előírt specifikációk szerinti csavarozásról, valamint annak ellenőrzéséről, hogy nem maradtak-e ki csavarok, mielőtt a munkadarabot a következő szerelőállomásra átadják. Ezekről a feladatokról a Nexo – az intelligens, vezeték nélküli csavarozó – gondoskodik.