Sikkerhed uden kompromisser: fleksibel robotcelle til mere produktivitet hos Mills CNC

03-05-2022

Innovative og fleksible robot-produktionsceller, der sørger for sikkerhed og produktivitet. Hos Mills CNC er den passende sikkerhedsteknik fra SICK integreret i disse robotceller – og samtidig blev et par myter ryddet af vejen.

Deploying robots to tend the machines in a flexible cell relieves staff from heavy lifting or repetitive duties, can assure consistently high product quality, and enable 24/7 operation.
Deploying robots to tend the machines in a flexible cell relieves staff from heavy lifting or repetitive duties, can assure consistently high product quality, and enable 24/7 operation.

Fleksible produktionsceller er en hjørnesten i industri 4.0. De kan revolutionere produktionshallerne ved at frigøre dem fra konventionelle, faste, ofte lineære processer, hvilket dermed muliggør kortere produktionsserier, større fleksibilitet og kortere gennemløbstider. Brug af robotter til at betjene maskinerne i en fleksibel celle aflaster personalet fra tunge løft eller monotone opgaver og kan sikre en ensartet høj produktkvalitet i en konstant drift.

På vej mod industri 4.0 er mange producenter dog i starten tilbageholdende med at integrere fleksible celler i deres produktionsprocesser: Har jeg den ekstra plads til at integrere robotcellen? Reducerer konstante nødstop produktiviteten, hvilket gør investeringen urentabel? Er integreringen for kompleks, for tidskrævende eller for dyr?

Slut med myterne

Disse og andre spørgsmål stiller potentielle kunder til Mills CNC, der ligger i Warwickshire i England. Som førende virksomhed inden for opbygningen af maskinceller med industrirobotter gør Mills CNC nu op med eksisterende myter og leverer sikre og effektive automatiske robotsystemer til drejemaskiner, fræsemaskiner og bearbejdningscentre fra Doosan som eksklusiv leverandør i Storbritannien.

Ifølge Chris Ingham, Control and System Engineer hos Mills CNC, var integreringen af kompatibel maskinsikkerhed i de fleksible robotmaskiner en særlig udfordring for Mills CNC, da der i sagens natur stadig kræves et relativt højt niveau af menneskelig interaktion.

“For eksempel har vores nye fleksible SYNERGi Premier-robotceller en tovejs-læsse/lossestation med fem automatiske skuffer” fortsætter han. “Selv med dette høje niveau af automatisering er integreringen af operatøren uundgåelig for at interagere med Fanuc-robotten, der kontinuerligt fylder maskinen.”

The new SYNERGi Premier flexible robot cells, which have a two-way loading/unloading station with five automatic drawers.
The new SYNERGi Premier flexible robot cells, which have a two-way loading/unloading station with five automatic drawers.

“Uden for cellen fylder operatørerne arbejdsemnerne og fjerner de bearbejdede komponenter via de automatiske tovejs-skuffer. I mellemtiden arbejder robotten kontinuerligt inde i cellen, fjerner emnerne fra kasserne og læsser dem ind i maskinen, inden den forarbejdede del lægges tilbage i skuffen. Personalet, der er ansvarligt for opsætningen, skal regelmæssigt gå ind i robotcellen for at servicere værktøjsmaskinen.”

“De automatiske maskinforsyningssystemers hovedmål er at holde robotten kørende for at øge produktionseffektiviteten og samtidig have fleksibiliteten til at udtage og udskifte reservedele. Vores kundespecifikke HMI-software gør det muligt at fylde skuffen med så mange dele, som man vil, eller køre gennem alle fem skuffer på én gang. Det er virkelig en fuldstændig fleksibel løsning,” siger Ingham og tilføjer: “Personalet på værkstedet kan nu bruges meget mere effektivt, fordi operatørerne og personalet, der er ansvarligt for opsætningen, kan arbejde i flere celler og også udføre andre opgaver.”

Ifølge Ingham var implementeringen af sikkerhedsteknologien afgørende for den succesfulde markedslancering af hele sortimentet af fleksible SYNERGi-robotceller. For at bevare og fremme fordelene ved det fleksible cellekoncept skulle maskinernes nedetid reduceres til et minimum ved hjælp af sikkerhedssystemet og blive noget sekundært, der var næsten ikke blev registreret af driftspersonalet.

“Automatisering bør aldrig gøre livet sværere. Den skal altid gøre det lettere,” siger Ingham og tilføjer: “Vores maskinceller skal tilpasses vores kunders arbejdsmetoder uden at gøre teknologien for dyr eller kompleks.”

Derfor henvendte Mills CNC sig til specialisterne inden for maskinsikkerhed hos SICK, og sammen arbejdede de på at integrere sikkerhedssystemer, der muliggør produktivitet og maksimal driftstid, og samtidig var fuldstændigt transparente for operatørerne.

Med sikkerheden kom succesen

“Implementeringen af netværkssikkerhed fra SICK var en afgørende faktor for os ved lanceringen af maskinerne,” siger Ingham. “Mindre avancerede systemer ville have krævet en fuldstændig frakobling, så snart robotten og operatøren var i samme rum, hvilket nødvendiggør en nulstilling og genstart. Det ville også have krævet komplekse ledningsføringer, som havde været vanskelige, hvis ikke umulige, at implementere.”

Alle automatiske fleksible SYNERGi-produktionsceller fra Mills CNC er udstyret med den sidste nye sensorhardware fra SICK. Alle fem automatiske skuffer i SYNERGi Premier-systemet er udstyret med enSICK TR110-sikkerhedslås. Ved robottens fod er sikkerhedslaserscanneren microScan3 fra SICK placeret, der giver sikker adgang til maskincellen for den person, der opsætter maskinen.

Kernen i sikkerhedskonceptet er netværksteknologien SICK EFI Pro, der understøtter en direkte integrering af SICK-sensorikken og robotstyringen via Ethernet/IPTM CIP SafetyTM til SIL3/PLe.

The SICK Safe EFI-pro System is SICK’s safety network for industrial automation, based on the CIP Safety protocol.
The SICK Safe EFI-pro System is SICK’s safety network for industrial automation, based on the CIP Safety protocol.

“Den største udfordring for os var at finde et system, der kunne kommunikere naturligt med robotten ved hjælp af de samme protokoller”, siger Ingham. “Uden den direkte forbindelse gennem EFI-pro-systemet fra SICK via ét enkelt Ethernet-kabel ville integreringen være blevet meget mere besværlig og dyr.”

Ingham udtaler: “SICK TR110-låsen interagerer direkte med robotcellesystemets Fanuc Dual Check Safety (DCS)-styringsarkitektur via CIP Safety. DCS-systemet gør det muligt at trække 3-dimensionelle felter rundt om skuffens lukninger, hvilket begrænser robottens bevægelse og sikrer den nødvendige sikkerhedsafstand for operatøren.”

Safe EFI-pro-systemet er sikkerhedsnetværket fra SICK til industriel automatisering. Det er baseret på CIP Safety-protokollen. Via Flexi Soft sikkerhedsstyringen og en EFI-pro-gateway giver den mulighed for en sikker kommunikation mellem EFI-pro-enheder som microScan3, andre SICK sensorer og CIP SafetyTM enheder fra tredjepart, f.eks. robotstyringer. EFI-pro-systemet gør det også muligt at udføre fuld fjerndiagnose, så systemets ydeevne kan registreres og overvåges.

Mills CNC besluttede sig for at bruge microScan3 Core med en rækkevidde på 9 meter og SICKs safeHDDM®-multiple-scanning-teknologi i alle SYNERGi-systemer, der sørger for, at personalet, der udfører opsætningen, har sikker adgang til cellen. SICK-sikkerhedssystemet sørger for at forsinke robotten, inden den standser helt, ved brugen af scanneren som primær sikkerhedsanordning med to beskyttelsesfelter.

Sikkerhedsafbrydere
RFID-overvåget sikkerhedslås med 180° udløserradius
flexLock
Sikkerhedslaserscanner
Den robuste sikkerhedslaserscanner – super intelligent
microScan3
Sikkerhedssystemer
Sikker netværksdannelse i det produktive samspil
Safe EFI-pro System

Minimale gulvarealer

“Nogle gange er vi nødt til at installere maskiner på steder, hvor pladsen er meget trang,” siger Ingham og tilføjer: “Takket være microScan3 kan vi minimere opstillingsfladen og øge produktivitet ved en opbremsning af robotten og kontinuerlig drift. Alternativet ville have været en helt lukket celle med mindre driftstid.”

“Takket være det dynamiske EFI-pro-system fra SICK kan felterne placeres tættere på hinanden, så der kræves mindre gulvareal, og robotten kan fortsætte med at arbejde sikkert så længe som muligt og bevare maksimal driftstid.”

Martin Kidman, National Machinery Safety Product Manager SICK UK, forklarer: “Hos Mills CNC giver EFI Pro-systemet mulighed for et sikkert samarbejde mellem Fanuc-robottens DCS og TR110-låsekonceptet for at udføre maskinens komplekse sikkerhedsrelaterede logiske funktioner i overensstemmelse med de påkrævede standarder.”

Mills CNC have demonstrated a masterclass in delivering productivity through safety in their new SYNERGi automatic manufacturing cells.
Mills CNC have demonstrated a masterclass in delivering productivity through safety in their new SYNERGi automatic manufacturing cells.

“Det muliggør direkte dataoverførsel til robottens styring via et Ethernet-kabel uden fast ledningsføring. Uden dette ville enhver sikkerhedsfunktion øge mængden af kabler eksponentielt. Et komplekst system som dette ville kræve hundredvis af ledninger eller endda være umuligt,” siger Kidman og tilføjer: “Stilstandstider er fjenden for enhver produktionsproces. Mills CNC har opnået noget helt enestående, når det drejer sig om produktivitet via sikkerhed, med sine nye automatiserede bearbejdningsceller SYNERGi. Takket være fordelene ved den dynamiske netværkssikkerhed for safe EFI-pro kunne vi arbejde i partnerskab på at udvikle et komplekst system, der er nemt og enkelt at bruge ud fra et sikkerhedssynspunkt og tillader problemfri integrering for Mills CNC-kunder.”

 

Andre indlæg

Her kommer HORST: en brugervenlig industrirobot fra fruitcore robotics

Læs mere

SICK og MasterMover – Sikker start på industri 4.0

Læs mere