Automatický zakladač obráběcích strojů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46713603%3A_____%2F19%3AN0000001" target="_blank" >RIV/46713603:_____/19:N0000001 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Automatický zakladač obráběcích strojů

Popis výsledku v původním jazyce

Projekt se zaměřuje na výzkum a vývoj automatického zakladače pro obráběcí stroje. Toto řešení jednoúčelového robota umožňuje zkrácení výrobního cyklu o 40 - 60 % a dále umožňuje obsluhu více strojních zařízení jedním pracovníkem, což v současné době (u sortimentu skládajícího se ze širokého spektra různých typů výkovků, které není možné automatizovaně zorientovat) není možné. Zakladač je aplikovatelný na staré typy mechanických obráběcích strojů, ke kterým se zakladače ani jiné příslušenství nevyrábí. Svými užitnými vlastnostmi jsou však tyto výrobní technologie na vysoké technologické úrovni, kdy zvládají vykonávat základní i složitější obráběcí úkony při obráběcím procesu ve výrobě. Proto nalézají uplatnění v mnoha provozech vysokého počtu společnosti na území České republiky i v zahraničí. Jejich obsluha vyžaduje výrobního pracovníka, který do stroje vkládá a odebírá polotovary (obrobky). Cílem projektu je vyvinout automatický zakladač polotovarů (obrobků), který je schopen tyto pracovní úkony provádět automaticky. Po instalaci zakladače na obráběcí stroj se významně rozšířila funkcionalita stroje, výroba probíhá efektivněji a odpadla poměrně vysoká rizika pracovních úrazů pracovníků, kteří na starších obráběcích strojích manipulují s polotovary (obrobky) uvnitř obráběcího stroje velmi blízko vřetena obráběcího stroje. Takto upravené obráběcí stroje jsou srovnatelné svými užitnými, technickými a výrobními vlastnostmi s moderními drahými typy obráběcích strojů. Společnost tak vytvořila ekonomicky výhodnou variantu, jak zvýšit technologickou úroveň výroby v mnoha výrobních provozech na tuzemském i zahraničních trzích. Hlavním cílem projektu výzkumu a vývoje automatického zakladače obráběcích strojů bylo nelézt postup a popsat princip, jak implementovat automatické zakládací jednoúčelové roboty na staré, mechanicky ovládané obráběcí stroje, a přitom zaručit jeho bezproblémovou funkčnost. Používané stroje byly svou kvalitou obrábění zcela dostatečné, ale neumožňovaly některé funkce, které měly vliv na efektivitu výroby. Aplikace zakladače na mechanické stroje umožnila zefektivnění výrobního procesu. Spojení starého mechanického stroje se zakladačem umožnilo zkrácení času vyjmutí a vložení výrobku na polovinu. Jeden zaměstnanec je nyní schopen obsluhovat naráz dva stroje, a to v konečném důsledku snížilo mzdové náklady na čtvrtinu původních. Obsluha stroje nyní nepřijde do přímého styku s vnitřní částí stroje a sníží se riziko pracovního úrazu. Před zahájením projektu hrozilo také riziko špatného vložení obrobku do stroje, což mohlo způsobit poškození výrobku i stroje. Nový zakladač je vybaven variabilním zásobníkem schopným podávat obrobky různých tvarů a velikostí automaticky bez zásahu lidské činnosti. Implementace zakládacího stroje do starších, mechanicky ovládaných obráběcích strojů, umožnila automatické podávání polotovarů hydraulickým manipulačním ramenem, které odebírá polotovar ze zásobníku a vkládat do vřetena stroje a současně odebírá obrobený polotovar ze sklíčidla stroje. Dříve byl tento úkon prováděn obsluhou stroje ručně, což bylo časově velmi náročné. Založení polotovaru probíhalo přímo uvnitř stroje, kde není vzhledem ke krytování pohyblivých částí stroje optimální přístup k zakládacím paknám. Podobně jako žadatel, je na trhu i spousta subjektů, které vyrábí na stejných, nebo podobných typech strojů. V současnosti je jedinou variantou, jak disponovat automatickým obráběcím strojem včetně automatického podávání a základní polotovarů (obrobků) do těla obráběcího stroje, nákup nového stroje za desítky milionů Kč. To si však mnohé subjekty nemohou dovolit a není to pro ně ani ekonomicky efektivní, jelikož výrobní parametry jejich stávajících obráběcích strojů k produkci jejich vlastních výrobků jsou plně dostačující. V procesu zefektivnění výroby potřebují pouze zkvalitnit, zefektivnit a zautomatizovat proces podávání a zakládání polotovarů (obrobků) do těla stroje. Na trhu není žadateli známo žádné obdobné řešení, které by toto umožňovalo. U mechanických strojů se s funkcemi automatického podávání výrobě neplánovalo a bude tak nutné přijít na princip jakým způsobem stroje upravit. Výsledky výzkumu a vývoje přinesou efektivní variantu jak vylepšit starší stroje, tak aby odpovídaly dnešním požadavkům efektivní výroby. Projekt přispívá k neekonomickým přínosům národních priorit VaVaI a Horizontu 2020 a využívá potenciál rozvoje spolupráce podniků a výzkumných organizací.

Název v anglickém jazyce

Automatic machine tools loader

Popis výsledku anglicky

The project focuses on research and development of an automatic loader for machine tools. This single-purpose robot solution shortens the production cycle by 40-60 % and also allows the operation of multiple machines by one worker, which is currently not possible (for an assortment consisting of a wide range of different types of forgings that cannot be automatically oriented). The loader is applicable to old types of mechanical machine tools, for which the loader and other accessories are not manufactured. However, their useful properties are these production technologies at a high level, where they manage to perform basic and more complex machining operations during the machining process in production. Therefore, they are used in many operations of a large number of companies in the Czech Republic and abroad. Their operation requires a production worker who inserts and removes semi-finished products (workpieces) into the machine. The aim of the project is to develop an automatic loader of semi-finished products (workpieces), which is able to perform these tasks automatically. After installing the loader on the machine tool, the functionality of the machine has significantly expanded, production is more efficient and the relatively high risks of occupational injuries are eliminated by workers handling older semi-finished products (workpieces) inside the machine tool very close to the machine tool spindle. Machine tools modified in this way are comparable in their useful, technical and production qualities with modern expensive types of machine tools. The company thus created an economically advantageous option to increase the technological level of production in many production facilities on domestic and foreign markets. The main aim of the research and development project of an automatic machine tool loader was to discover the procedure and describe the principle of how to implement automatic single-purpose robot loader on old, mechanically controlled machine tools, while guaranteeing its trouble-free functionality. Used machines were quite sufficient in their quality of machining, but did not allow some functions that affected the efficiency of production. The application of the loader on mechanical machines made it possible to increase the efficiency of the production process. The connection of the old mechanical machine with the loader made it possible to halve the time for removing and inserting the product. One employee is now able to operate two machines at once, which has ultimately reduced labour costs to a quarter of the original. The machine operator will now not come into direct contact with the inside of the machine and the risk of an accident at work will be reduced. Before starting the project, there was also a risk of incorrect insertion of the workpiece into the machine, which could cause damage to the product and the machine. The new loader is equipped with a variable feeder capable of feeding workpieces of various shapes and sizes automatically without human intervention. The implementation of the loading machine into older, mechanically operated machine tools enabled the automatic feeding of semi-finished products by a hydraulic handling arm, which removes the semi-finished product from the feeder and inserts it into the machine spindle and simultaneously removes the machined semi-finished product from the machine chuck. Previously, this operation was performed manually by the machine operator, which was very time demanding.The semi-finished product was laid directly inside the machine, where there is no optimal access to the loading arms due to the covering of the moving parts of the machine. Like the applicant, there are many entities on the market that manufacture on the same or similar types of machines. At present, the only option is to have an automatic machine tool, including automatic feeding and basic semi-finished products (workpieces) into the machine tool body, is to purchase a new machine for tens of millions of CZK. However, many companies cannot afford this and it is not even economically efficient for them, as the production parameters of their existing machine tools are fully sufficient to produce their own products. In the process of efficiency improvement of the production, they only need to improve, streamline and automate the process of feeding and loading semi-finished products (workpieces) into the machine body. The applicant is not aware of any similar solution on the market that would allow this. For mechanical machines, no production planning was planned with the automatic feeding functions, so it will be necessary to come up with the principle of how to modify the machine. The results of research and development will bring an effective variant of how to improve older machines so that they meet today's requirements for efficient production. The project contributes to the non-economic benefits of the national R & D & I and Horizon 2020 priorities and uses the potential to develop cooperation between companies and research organizations.

Druh

G_prot - Prototyp

CEP obor

—

OECD FORD obor

20302 - Applied mechanics

Projekt

<a href="/cs/project/EG15_019%2F0004727" target="_blank" >EG15_019/0004727: Výzkum a vývoj konstrukce nové generace automatických zakladačů - Knomi.</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2019

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

Automatický zakladač obráběcích strojů

Číselná identifikace

—

Technické parametry

Projekt byl rozdělen do několika částí, dle postupu v projektu a realizovaných činností. Zjednodušeně byl projekt rozložen na 5 částí: • Návrh řešení • Řešení konstrukčních problémů • Výroba prototypu • Laboratorní testování • Testování v provozu Výsledkem VaV je, že zakladač převezme obrobek ze zásobníku a ten přenese do vřetena a současně vyjme hotový kus a odloží ho na pás, který odváží hotové výrobky. Při výměně je důležitou funkcí právě zakladač, který se musí vyhnout všem částem stroje, aby nedošlo k poškození. Celá manipulace netrvá déle než 12 s. Inovativní zakladač je nyní vybaven zásobníkem, který připraví pro manipulátor obrobek tak, aby ho mohl odebrat ve stále stejné pozici. Zásobník dokáže pojmout až 16 kusů obrobku a s lehkou přestavbou dokáže připravovat k podání 95 % výrobků. Pozice pro převzetí do manipulátoru je u všech pozic přesná, s maximální odchylkou ±2 mm. Nepřesnost natočení při zakládání je maximálně ±1°. Pro efektivní fungování bylo zapotřebí zajistit stále stejné zastavení šesti vřeten v okamžiku výměny. Orientované vřeteno zastaví s přesností natočení ±1° do 1,5 s. Vícevřetenový automat SAS 6/130 Základní stroj je řízený reléovou logikou a ovládání stroje se provádí na hlavním ovládacím panelu a přídavném ovládacím panelu obsluhy. Stroj byl dále dovybaven dvěma CNC křížovými suporty, snímačem pro odměřování otáček vřeten, spínači pro vyhodnocení polohy vřetenového bubnu a ovládací jednotkou HT6. K řízení těchto suportů byl použit řídící systém 840D pl, pohony, motory a ovládací panel. Manipulátor, zásobník dílců a polohování vřetene v nakládací poloze. Pro řízení funkcí manipulátoru a polohování byl využit již stávající CNC řídící systém. Ten obsahuje programovatelný PLC systém. Do tohoto PLC byl nahrán program, který řídí a kontroluje všechny funkce polohování, zásobníku dílců a samotného manipulátoru. Pro sběr dat od induktivních snímačů a tlakových spínačů a pro ovládání cívek hydraulických rozvaděčů byl použitý systém decentralizovaných jednotek vstupů a výstupů. To znamená, že na stroji jsou umístěny dva speciální moduly, do kterých jsou připojeny všechny tyto elektrické prvky a pomocí průmyslové sběrnice PROFIBUS jsou připojeny na vstup PLC řídícího systému 840D pl. Na základě funkcí programu se snímají vstupní signály a podle algoritmu programu se nastavují příslušné výstupy. Komunikace mezi PLC a vlastním strojem je provedena soustavou oddělujících relé. Tím je zaručeno, že všechna zařízení spolu mohou spolupracovat a nedochází tak ke vzájemným kolizím. Na ovládacím panelu je instalován ovládač, kterým se dají tyto funkce vyřadit z provozu a stroj je schopen pracovat v ručním režimu nakládání a vykládání dílců.

Ekonomické parametry

Po realizaci projektu získala společnost KNOMI inovovaný produkt, který je velice dobře uplatnitelný na trhu. V současné chvíli probíhají marketingové aktivity a oslovování potenciálních zákazníků. Tím dojde ke zlepšení ekonomické situace a upevní postavení společnosti na trhu. V projektu si společnost stanovila následující ekonomické cíle, kterých nyní chce dosáhnout. • Zvýšení obratu • Zvýšení podílu nových a inovovaných výrobků na celkovém obratu • Zvýšení tržeb • Udržení konkurenceschopnosti • Rozšíření portfolia nabízených nových technicky dokonalých výrobků • Tržní pozice • Zvýšení odběratelů • Zvýšení podílu inovovaných produktů na tržbách a obratu

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

46713603

Název vlastníka

KNOMI spol. s r.o.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—