3Dst reaalselt tehasesse – juhtumiuuring värvimisrobotist

Kujuta ette, et värvimisrobot teeb tööd nii täpselt, et keegi ei peagi enam päevast päeva kemikaaliaurude sees seisma. Just sellise muutuse tõi automatiseerimine mööbli- ja siseviimistlusdetailide tootja igapäeva. Partneriks oli tööstusrobotite integratsiooniga tegelev ettevõte Effet OÜ, kelle käe all sündis lahendus, mis annab värvimise roboti kätte.

Kui värvimisrobot võtab üle käsitöö

Esialgu tundus kõik lihtne – kliendil oli vajadus automatiseerida oma värvimisprotsess. Seni oli seda tööd teinud üks töötaja käsitsi, värvides mööblidetaile ja siseviimistlusdetaile. See oli tervist kahjustav töö, mis nõudis pidevat kokkupuudet kahjulike ainetega.

Ettevõttele oli silma jäänud kasutatud KUKA robot. Nad võtsid ühendust Effetiga, et uurida, kas sellise roboti ost oleks mõistlik. Ehkki seade ise oli head töökorras, siis inseneride hinnang oli ühene – antud juhtum vajas uut lähenemist. 

Nii jõuti müügis olnud valge ABB IRB 6700 robotini. Kuigi tegu on oma klassi ühe suurima mudeliga, sobis see lahendus hästi just kliendi vajadusi ja tulevikuplaane silmas pidades. Huvitav on see, et konkreetse töö puhul kannab robot vaid 2-kilogrammist koormust, kuigi selle maksimaalne kandevõime ulatub 150 kilogrammini. 

Suurema roboti valik pakub paindlikkust – kui tulevikus tekib vajadus keerukamate või raskemate ülesannete järele, piisab uue programmi loomisest, mitte uue seadme hankimisest. Lisaks katab suurem robot märksa laiema tööala, millega väiksema seeria mudelid hakkama ei saaks – seetõttu jääks suurte detailide värvimine nende puhul välistatuks.

“Tegelikult ei ole mõistlik nii suurt robotit kasutada,” tunnistab Effeti insener Arno Jürisson. “Kuid klient soovis tulevikus robotit kasutada ka teistes ülesannetes. Nüüd on tal selleks võimalus olemas. Tuleb vaid uus programm luua.”

Värvimisülesanded pannakse paika 3D maailmas

Enne kui robot saab hakata värvima, peab talle õpetama, kuidas seda teha. Siin asubki kasutusele digitaalne kaksik – kõik toimub esmalt 3D keskkonnas arvutis.

“Klient tõi meile alguses 5 näidist toodetest, mida ta tahab värvida robotiga,” kirjeldab projekti Arno Jürisson. Kõige väiksem neist oli 40×40 sentimeetrit ja kõige suurem 1×2 meetrit.

Siis algas põhjalik projekteerimine. Effeti tiim lõi 3D-modelleerimise tarkvaras kogu tootmisprotsessi digitaalse koopia.

Esmalt modelleeriti roboti tööulatus, detailide mõõdud, värvimisasendid, takistused ja kõik muu, mis mõjutab tööprotsessi sujuvust.

Seejärel disainiti ja simuleeriti robotile sobiv tööriist, kinnitused, juhtahelad ja suruõhu ühendused. Robot sai külge kaks pihustit – üks lakkimise ja teine peitsimise jaoks. Iga detail tuli läbi mõelda: kuidas kinnitada pihustid, kuidas luua juhtahelad, et robot saaks pihustamist sisse ja välja lülitada, kuidas tagada, et robot saaks iga vajaliku asendi võtta.

Kõik projekteeriti virtuaalselt, enne kui asuti neid päriselt valmistama. Enne reaalset tööd saatis Effet kliendile simulatsioonist video kooskõlastamiseks. Nii sai klient näha, kuidas robot tema tooteid värvima hakkab, veel enne kui esimestki katset tehti.

„Kui kliendile saadetud simulatsioonivideo heaks kiideti, liikusime edasi reaalse testimise juurde,” selgitab Effeti meeskond.

Värvimisrobot liigub arvutist tehasesse

Selleks, et töö jõuaks simulatsioonist päris ellu, tuli robotile loodud 3D tööriistad ka reaalselt ellu äratada. Nimelt tuleb robot standardotsaga, kuid see, kuidas ja mille abil robot näiteks värvipudelit hoiab või kuidas voolikud liiguvad, selle peab insener ise juurde projekteerima.

Effetis loovad selliseid tööriistu insenerid, kes suunavad need kohe ka tootmisesse. Kui laserlõigatud detailid lõpuks kohale jõudsid, oli aeg paigaldada roboti külge pihustid ja voolikud. Voolikute kaudu liiguvad kolm põhiliini: värv, pihustusõhk ja rõhk, mis lülitab pihustamise sisse või välja.

Kui värvimisrobot oli paigas, rakendati 3D programmi esimese toote õpetamiseks. Seda uhket momenti kutsuti ka klient oma platsile vaatama. Ühendati ka värvipump ja tehti üheskoos katseid.

Õnneks oli klient pärast esimest testi väga rahul. See tähendas, et aeg oli robot lahti ühendada, transportida see Effeti saalist kliendi tootmishoonesse ning seal uuesti kokku panna. Edasine on lihtne – nupuvajutus käivitab juba eelloodud programmi ning robot alustab värvimist nagu ette nähtud. 

Inimest tuleb hästi hoida

Robotid muudavad töö efektiivsemaks – see on teada. Kuid sageli jääb varju veelgi olulisem aspekt: robot aitab hoida inimest. Värvimistööd võivad olla pikaajaliselt tervistkahjustavad, eriti kokkupuutel kemikaalidega. Nüüd on see töö värvimisroboti õlul, samal ajal kui töötajale saab pakkuda ohutumaid ja jõukohasemaid ülesandeid.

Ettevõtte teekond käsitöölt automatiseeritud tootmiseni näitab, kuidas hästi läbimõeldud robotlahendus võib muuta kogu töökorraldust – alates digitaalsest simulatsioonist kuni reaalse ja kestliku tulemuseni.