Większa moc, większy zasięg: Roboty KUKA w produkcji szkła

Producent maszyn LiSEC z Dolnej Austrii po raz pierwszy wykorzystał roboty KUKA do załadunku stołów hartowniczych.

Maszyny do produkcji szkła płaskiego są specjalnością firmy LiSEC GmbH

Paleta produktów obejmuje systemy do cięcia i sortowania szkła, pojedyncze komponenty i kompletne linie produkcyjne, maszyny do obróbki krawędzi szkła oraz systemy do hartowania szkła, a także odpowiednie oprogramowanie i usługi. „Za pomocą naszych maszyn klienci obrabiają i wykańczają na przykład szkło izolacyjne do szklanych fasad lub szkło do balustrad schodowych” – wyjaśnia Bernhard Leitner, Product Manager Logistics w firmie LiSEC. W ciągu 60 lat mały zakład szklarski, założony przez Petera Liseca w 1961 roku, przekształcił się w międzynarodowy koncern specjalizujący się w produkcji maszyn, zatrudniający obecnie około 1250 pracowników, z czego prawie 800 w siedzibie głównej w Seitenstetten. Oprócz Europy, największymi rynkami zbytu są USA, Chiny, Australia i Nowa Zelandia. Na liście klientów można znaleźć znanych producentów okien, producentów fasad, zakłady szklarskie z całego świata. „Stopień automatyzacji ma coraz większe znaczenie dla dużych koncernów i średnich firm w produkcji szkła płaskiego” – dodaje Andreas Mader, Technical Expert & Project Coordinatior w firmie LiSEC. Producent z Dolnej Austrii w pełni to uwzględnia, między innymi poprzez ciągłą cyfryzację i integrację oprogramowania sterującego produkcją oraz maszynami z nadrzędną instalacją.

Roboty KUKA w firmie LiSEC dla (c) Martin Gold

Odpowiednie know-how z zakresu maszyn do produkcji szkła płaskiego

Aby mieć te rozwiązania w zasięgu ręki, firma LiSEC stworzyła własne oprogramowanie. Leitner: „Nasi klienci zyskują, ponieważ jesteśmy jedynym producentem maszyn do produkcji szkła płaskiego, który może w kompleksowy sposób zaplanować i obsługiwać duże projekty.” Kluczem do tego – oprócz szerokiego asortymentu produktów – jest oprogramowanie. Przepis na sukces jest prosty: know-how. Leitner dodaje: „Dobrze znamy wewnętrzne procesy produkcyjne zachodzące w przemyśle przetwórstwa szkła – od planowania, poprzez obróbkę, aż po nowe wyzwania.” Dzięki temu firma posiada szerokie kompetencje inżynierskie. Jednocześnie LiSEC ma to szczęście, że może samemu tworzyć nowe rozwiązania. A to dlatego, że posiada własny zakład szklarski – Glastech Produktions- und Verfahrenstechnik GmbH. To w nim należy doszukiwać się początków firmy. Dążenie do zbudowania najlepszej dla siebie maszyny stało się kluczową kompetencją firmy z Dolnej Austrii. Intensywny wewnętrzny transfer know-how znalazł odzwierciedlenie w jakości maszyn i instalacji, docenianej przez klientów na całym świecie.

W porównaniu z przenośnikami rolkowymi robot oferuje większą elastyczność i dokładność powtórzeń (c) Martin Gold

Rozdział ciepła determinuje ułożenie szkła

Automatyzacja – jak wspomniano – odgrywa ważną rolę dla wielu klientów firmy LiSEC. Było to więc tylko kwestią czasu, zanim roboty trafią do produkcji szkła płaskiego, w tym przypadku na tzw. stole hartowniczym. W piecu hartowniczym szkło izolacyjne jest podgrzewane do temperatury niemal 700°C, a następnie bardzo szybko schładzane za pomocą strumienia powietrza. Ten proces, który z pozoru wydaje się dość prosty, jest bardzo złożony: A to dlatego, że jeśli piec hartowniczy ma pracować z dużą wydajnością, należy uwzględnić np. przewodność cieplną rolek transportowych oraz zawirowania powietrza powstające w trakcie procesu. Sprawę dodatkowo komplikuje fakt, że szklane płyty mają zazwyczaj różne rozmiary. W przypadku popełnienia błędu, tzn. nierównomiernego rozdziału ciepła na płycie szklanej, na powierzchni powstają delikatne fale, które trwale obniżają jakość szkła, ponieważ niekorzystnie wpływają na odbiór wizualny np. szklanej fasady. LiSEC przeciwdziała temu zjawisku poprzez zoptymalizowane obłożenie stołu hartowniczego. Warstwy szkła izolacyjnego, które są łączone w odpowiedniej kolejności, są kawałek po kawałku doprowadzane do stołu hartowniczego w określonej, zmiennej pozycji zgodnie z zaawansowanymi obliczeniami programowymi, które w możliwie największym stopniu uwzględniają warunki termiczne panujące w piecu hartowniczym. Ten przykład pokazuje, jaką wartość ma wewnętrzny rozwój oprogramowania w firmie LiSEC.

Oczywiście przed dostawą utwardzone szkło zostaje ułożone na stole hartowniczym i dokładnie sprawdzone.(c) Martin Gold

Zwiększenie elastyczności

„Do najważniejszych wyzwań należy personalizacja instalacji dla każdego klienta” – wyjaśnia Bernhard Leitner. „Również w tym przypadku oferujemy wysoką elastyczność, aż po różne warianty obłożenia stołu i temperatur w zależności od pory roku.” Szybko stało się jasne, że: bez dogłębnego zrozumienia procesu i obszernego know-how – zwłaszcza w zakresie parametryzacji oprogramowania – nie masz szans, aby utrzymać się na rynku. Wszystko zależy od dokładnego ułożenia szkła przed włożeniem go do pieca hartowniczego. Do tej pory to zadanie było realizowane przez systemy przenośników rolkowych, ale miały one wiele wad: Wymogi przestrzenne były duże, a elastyczność mała, ponieważ możliwe były tylko stałe pozycje referencyjne. Firma LiSEC po raz pierwszy na świecie stworzyła instalację z robotem dla australijskiego klienta. Zalety szybko zauważono: Elastyczność podczas pozycjonowania jest teraz znacznie lepsza – płyty szklane mogą być doprowadzane do pieca hartowniczego nawet w pozycji obróconej. „Jednak gdy szerokość płyt szklanych wynosi 3,30 m, decydujące znaczenie ma również zasięg robota” – mówi Leitner. Przy takich wymaganiach wybór na rynku robotów drastycznie maleje.

Prosta obsługa i kompleksowy pakiet serwisowy KUKA wychodzą naprzeciw potrzebom użytkowników. (c) Martin Gold

Duży udźwig i zasięg

Tutaj wkracza firma KUKA, ponieważ w szerokiej ofercie produktów tego międzynarodowego producenta robotów udało się znaleźć typ, który doskonale spełnia to zadanie: Sześcioosiowy robot KR 180 R3500 ultra K oferuje udźwig 180 kg przy zasięgu 3,5 m i małej masie własnej. Ponadto: Jeśli płyty szklane są cięższe, nie są one podnoszone przez robota, lecz przeciągane za pomocą poduszki powietrznej. Zwiększa się prędkość, a tym samym produktywność: co oznacza znaczny wzrost w porównaniu z przenośnikami rolkowymi. Do tego dochodzą znacznie niższe nakłady na konserwację – przy jednoczesnym zapewnieniu lepszej dostępności. „Kolejną cechą robota jest niewielka wymagana powierzchnia ustawienia” – dodaje Alexander Ahrer, Account Manager w firmie KUKA. Ma to znaczenie zwłaszcza podczas modernizacji instalacji, gdy dostępna przestrzeń jest ograniczona.

Sześcioosiowy robot KR 180 R3500 Ultra K oferuje udźwig 180 kg przy zasięgu 3,5 m (c) Martin Gold

Stosowane roboty KUKA

W tym konkretnym przypadku robot został umieszczony na jednostce liniowej KUKA KL 4000, która posiada smukłą konstrukcję i została całkowicie skręcona śrubami. Ahrer: „Dzięki temu nie trzeba wykonywać prac spawalniczych podczas montażu.” Aby nie dopuścić do uszkodzenia powierzchni płyt szklanych, należy je traktować delikatnie. Okazało się, że: Precyzyjny robot chwytający gwarantuje większy postęp niż system przenośników rolkowych. Ssawki próżniowe są wyposażone w specjalną osłonę, która zapobiega powstawaniu odcisków palców. Kolejną istotną zaletą robotów jest to, że: Zwiększa się dokładność powtórzeń całego procesu, co znacznie ułatwia identyfikację błędów w trakcie procesu.

Stale inwestujemy w to, aby obsługa naszych robotów była jak najprostsza i jak najbezpieczniejsza oraz wspieramy klientów naszym know-how i usługami inżynieryjnymi. Zwłaszcza na początku.

Alexander Ahrer, Account Manager

Kompleksowy pakiet serwisowy

„Oprócz parametrów technicznych, przekonała nas łatwość, z jaką można zaprogramować i uruchomić robota” – podkreśla słuszność podjętej decyzji Andreas Stöger, odpowiedzialny za programowanie w firmie LiSEC. „Mogliśmy również w każdej chwili liczyć na wsparcie firmy KUKA. Usługi serwisowe związane z produktem były i są świadczone na doskonałym poziomie.” A przy okazji: Drugi, identyczny robot rozładowuje piec po procesie hartowania i stanowi uzupełnienie całej instalacji.