Společnost Méca-Précis optimalizuje procesy kontroly dílů pomocí robotizovaných měřicích stanic
Společnost Méca-Précis zavádí robotickou měřicí buňku pro zefektivnění svých procesů měření a kontroly. Toto řešení kombinuje souřadnicový měřicí stroj od společnosti Mitutoyo s robotickým pracovištěm od společnosti Engineering Data, čímž účinně odstraňuje úzká místa v procesu kontroly rozměrů vyrobených dílů.
www.mitutoyo.eu
Některá řemesla se předávají z otce na syna – spolu s touhou po dokonalosti. Když Bruno Mériaudeau hovoří o velké složitosti a přesnosti komponentů vyráběných v jeho dílně, jiskra v jeho očích a nadšení v hlase, které se mísí s hrdostí, mluví za vše. Tento přívětivý a dobrosrdečný ředitel zjevně zdědil hluboký smysl pro přesnou mechaniku. Společnost Méca-Précis byla založena v roce 1975 jeho otcem, který byl veden silným podnikatelským duchem a touhou uplatnit své odborné znalosti v oblasti výroby vysoce přesných komponent. Odborné znalosti si osvojil během svého působení v armádě, kde navrhoval a vyráběl jedinečné díly určené pro vysoce specializovaná zařízení. Jeho syn nastoupil do firmy v roce 1982. V té době se stal osmým zaměstnancem rodinné firmy. Dnes se chystá předat štafetu svému synovi Nicolasovi, který v roce 2023 převzal vedení společnosti Méca-Précis. Společnost v současné době zaměstnává 45 lidí a disponuje parkem 25 obráběcích strojů, z nichž 18 je CNC řízených. Během téměř půl století společnost se sídlem v Châtillon-sur-Indre neustále rozšiřovala jak své technické kompetence, tak i výrobní kapacity.
Nabídka společnosti Méca-Précis je široká. V současné době se specializuje na prototypové díly, jedinečné komponenty, obrobky malých a středních sérií a svařované mechanické sestavy. Jako výrobce složitých dílů pro letecký a kosmický průmysl si společnost již 48 let udržuje důvěru přední světové firmy v oblasti strojů na balení do kartonových obalů, pro něž vyrábí díly i kompletní podsestavy.
Pro výrobu náročných komponent jsou nezbytné odborné znalosti a strojní vybavení, ale stejně důležité je zajistit, aby tyto díly splňovaly přísné požadavky na toleranci rozměrů. Proto společnost Méca-Précis provozuje standardní měřicí stroj přímo ve výrobní hale, stejně jako souřadnicový měřicí stroj umístěný (SMS) v měřicí laboratoři v prostředí s řízenou teplotou. Někteří zákazníci z leteckého a kosmického průmyslu vyžadují 100% kontrolu všech rozměrů u každého vyrobeného dílu, a to jak před povrchovou úpravou, tak po ní.
Když se kontrola rozměrů stane kritickým místem ve výrobě
„Kontrola rozměrů jednoho čepu trvá pouhou minutu – ale těch čepů může být třeba až 300. Na druhé straně spektra může kontrola jediného složitého dílu pro satelit trvat až 80 hodin,“ vysvětluje Nicolas Mériaudeau.
Když se zvyšovaly objemy výroby a několik obráběcích center s automatickou výměnou palet pracovalo nepřetržitě i v noci, souřadnicový měřicí stroj již nestačil držet krok. „Naši dva kontroloři kvality byli přetížení. Abychom udrželi vysokou úroveň služeb a kvality výroby a zajistili našim zákazníkům přijatelné dodací lhůty, museli jsme najít řešení, jak odstranit kritické místo v procesu kontroly rozměrů. Proto jsme začali hledat způsob, jak jej automatizovat a robotizovat,“ vysvětluje Bruno Mériaudeau.
Jelikož výrobce souřadnicového měřicího stroje (SMS), který používala společnost Méca-Précis, nebyl schopen nabídnout vhodné řešení, obrátil se Nicolas Mériaudeau na společnost Mitutoyo. Společnost Mitutoyo navrhla konstrukci robotizované měřicí buňky, která integruje souřadnicový měřicí stroj MiSTAR, a to ve spolupráci se společností Engineering Data, jež se specializuje na upínání a automatizaci obráběcích center.
Zavedení robotické měřicí buňky
Méně než rok po úvodním setkání týmů společností Mitutoyo, Engineering Data a Méca-Précis – přičemž oba kontroloři kvality byli do celého projektu úzce zapojeni – byla v dílně nainstalována robotická měřicí buňka. Po dokončení fází zaměřených na vypracování programů pro kontrolu dílů, uvedení systému do provozu, jeho konfiguraci a technickém doladění bylo zapotřebí dalších šest měsíců, než byl systém plně zprovozněn.
„Úspěšně jsme odstranili kritické místo, které se nacházelo v procesu kontroly kvality. Toto řešení nám přináší větší flexibilitu a umožňuje nám výrazně zvýšit kapacitu kontroly,“ říká Bruno Mériaudeau. „Kdybychom neměli tuto robotizovanou měřicí buňku, nedokázali bychom zvládnout rostoucí objemy výroby sériově vyráběných dílů, které kladou vysoké požadavky na kontrolu kvality. Nyní máme řešení, které plně vyhovuje našim potřebám. V průběhu celého projektu jsme těžili z kvalitní komunikace, rychlé reakce, vstřícnosti a geografické blízkosti týmů Engineering Data a Mitutoyo,“ dodává Nicolas Mériaudeau. Díky tomu se výrazně snížil dosavadní tlak na dva kontrolory společnosti Méca-Précis.
Nyní mohou využívat dvě měřicí zařízení, díky nimž mohou všechna potřebná měření provádět přímo ve výrobním závodě. Robotizovaná buňka výrazně snížila jejich pracovní zátěž tím, že provádí automatizované kontroly jak během dne, tak i v noci. Než odejdou domů, mohou do robotizovaného měřicího zařízení vložit vyrobené díly. Zařízení je potom v jejich nepřítomnosti automaticky zkontroluje.
Architektura a provoz robotizované měřicí buňky
Toto řešení je výsledkem odborných znalostí společnosti Engineering Data v oblasti automatizace zakládání obrobků do obráběcích strojů v kombinaci s know-how společnosti Mitutoyo v oblasti kontroly rozměrů. Robotizovaná měřicí buňka je umístěna v uzavřeném kontejneru se stěnami ze skleněných panelů. To zajišťuje bezpečnost obsluhy a zároveň umožňuje mít plný přehled o provozu měřicího zařízení v kontejneru. Buňka zahrnuje víceosý kloubový robot určený k manipulaci s díly, souřadnicový měřicí stroj Mitutoyo MiSTAR navržený pro použití ve výrobním prostředí a automatizovaný zakládací systém s kapacitou až 20 palet, na nichž jsou upevněny díly určené ke kontrole. Zakládací stanice, přístupná z vnějšku buňky, umožňuje interakci obsluhy bez přerušení celkového provozu.
Proces začíná fází zakládání. Obsluha umístí paletu s dílem na určenou zakládací stanici. Každá paleta je navržena tak, aby držela součást v poloze vhodné pro robotickou manipulaci a měření. Pomocí rozhraní člověk-stroj na pracovišti vybere obsluha příslušný typ dílu. Zadané informace se předávají do řídicího systému buňky, který k součásti automaticky přiřadí příslušný řídicí program. Robot poté paletu zvedne a přemístí ji do skladovacího prostoru. Tento postup lze opakovat, dokud nebude úložiště zcela zaplněno.
Jakmile jsou palety založeny, obsluha spustí prostřednictvím ovládacího panelu cyklus měření. Buňka poté pracuje samostatně. Robot postupně odebírá uložené palety a ukládá je na měřicí stůl souřadnicového měřicího stroje, která je vybavena upínacím zařízením zajišťujícím správné umístění a stabilitu dílu během měření. Souřadnicový měřicí stroj spustí měřicí program určený pro daný díl a změří požadované rozměry. Délka trvání této fáze závisí na počtu kontrolovaných prvků a složitosti součásti a pohybuje se v rozmezí od několika minut až po několik hodin.
Po dokončení měření robot vyzvedne paletu a vrátí ji do skladovacího regálu. Cyklus pokračuje automaticky, dokud nejsou zkontrolovány všechny založené díly. Výsledky měření jsou zaznamenány a mohou být později zkontrolovány metrology.
Celý proces je založen na koordinaci mezi řídicím systémem, robotem a měřicím zařízením. Automatizace manipulace s paletami umožňuje oddělit zakládací operace od měřicích fází, čímž se zajistí nepřetržité využívání měřicího zařízení a zároveň se omezí ruční manipulace.
Obrázek 1: Souřadnicový měřicí stroj Mitutoyo MiSTAR 555, určený pro provoz ve výrobním prostředí, je ve společnosti Méca-Précis instalován v robotizované měřicí buňce. Jeho přesnost je zaručena v širokém teplotním rozmezí a díky absolutnímu snímači vykazuje vysokou odolnost vůči vlivům okolního prostředí.
Obrázek 2: Na základě údajů zadaných pomocí rozhraní člověk-stroj buňky Easyprod od společnosti Engineering Data volí řídicí jednotka ve společnosti Méca-Précis typ dílu, který se zakládá do robotické měřicí buňky. Zadané informace se předávají do řídicího systému buňky, který daný díl automaticky přiřadí k příslušnému měřicímu programu.
Obrázek 3: Kontrolované díly jsou upevněny na paletách, které jsou konstruovány tak, aby umožňovaly manipulaci robotem.
Obrázek 4: Robot zajišťuje zakládání kontrolovaných dílů do skladovacího prostoru. Robot postupně odebírá uložené palety a ukládá je na měřicí stůl souřadnicového měřicího stroje, který je vybaven upínacím zařízením, zajišťujícím přesné umístění a stabilitu v celém měřicím procesu.
