Automatisiertes Anfassystem verbessert die Arbeitssicherheit für Rohr- und Leitungshersteller

Beim Umgang mit Rohren und Rohren, die frisch aus der Mühle kommen, besteht die Gefahr von Schnittwunden. Taylor-Winfield nutzte ein herkömmliches Konzept, ein automatisiertes Anfassystem, rüstete es auf einen Roboter als Grundlage auf und stattete es mit modernster Sensortechnologie aus. Das Ergebnis ist ein vielseitiges und robustes System, das als Plattform für Anfasungen und andere Vorgänge dient.

Im gesamten verarbeitenden Gewerbe dürfte es kaum ein Unternehmen geben, das es härter hat als ein Rohr- und Rohrhersteller. Die Rohstoffpreise steigen und fallen fast ohne Vorwarnung, die inländische Konkurrenz ist herausfordernd und die ausländische Konkurrenz noch schlimmer, die Suche nach neuen Mitarbeitern ist immer schwierig und es ist nicht einfach, Produkte herzustellen, die alle Herstellungsanforderungen erfüllen und gleichzeitig den Kundenwünschen entsprechen. Es ist eine große Aufgabe, alles sicher und effizient zu erledigen. Es ist kein Wunder, dass Rohr- und Leitungshersteller nach Möglichkeiten suchen, Aufgaben wann immer möglich zu automatisieren.

Nehmen wir zum Beispiel das Anfasen. Das Anfasen der Enden jedes Rohrstücks, das aus einem Walzwerk rollt, klingt nach einer zu großen Aufgabe, ist aber in der Tat notwendig. Wenn die Enden schlauchförmiger Produkte ordnungsgemäß abgeschnitten werden, besteht bei nachgelagerten Vorgängen ein großes Risiko für Risse. Das Anfasen der Enden ist eine große Hilfe für die Hersteller, die Rohre direkt vom Walzwerk verarbeiten.

Wenn diese Arbeit manuell ausgeführt wird, ist alles schwierig. Es kann eine entmutigende Aufgabe sein, einen ganzen Tag damit zu verbringen, mit einem manuell betriebenen Werkzeug gleichmäßige Rohrfasen zu erzielen. Wenn der Arbeitnehmer die Nase voll hat und kündigt, ist es auch nicht einfach, ihn zu ersetzen. Die Hersteller haben alle qualifizierten Arbeitskräfte eingestellt, die sie finden konnten, und müssen sich in der Regel mit ungelernten Arbeitskräften begnügen. Es ist schwierig, solche Positionen zu besetzen und zu behalten.

Anfasen ist nichts Neues, aber wenn es mit der neuesten Technologie durchgeführt wird, kann es wie ein völlig neuer, moderner Prozess erscheinen. Taylor-Winfield Technologies Inc., Youngstown, Ohio, hat kürzlich ein Roboter-Anfassystem entwickelt, das einige der neuesten Sensoren, Hardware und Software kombiniert, um die Aufgabe zu vereinfachen.

Die Entwicklung einer automatisierten Schneidemaschine ist nicht das erste Rodeo des Unternehmens. Die Konzentration auf den Einsatz neuester Technologien in Kombination mit Robotern und Sicherheitsbedenken führte jedoch dazu, dass Taylor-Winfield ein anpassbares, flexibles System entwickelte, das heute in Rohrverarbeitungswerken eingesetzt wird.

„Heutige Roboter sind in Kombination mit moderner Sensortechnologie äußerst flexibel in ihren Fähigkeiten“, sagte Rory McDonnell, Vizepräsident für Technik bei Taylor-Winfield.

Bei der neuen Anfastechnologie scannt der Roboter, nachdem das Spannsystem das Rohr automatisch befestigt hat, mithilfe eines Bildverarbeitungssystems den Durchmesser des Rohrs oder Rohrs und bestimmt, wie rund oder unrund das Produkt ist. Nach dem Sammeln dieser Informationen zeichnet der Roboterarm die genaue Kontur des Umfangs nach und verwendet das Werkzeug, um eine Fase zu erzeugen, die trotz etwaiger Unstimmigkeiten in der Rohrform mit dem Umfang übereinstimmt. Ein Schmutzentfernungssystem bläst die Späne aus dem Rohr, um sie in einer Wanne zu sammeln, und ein Laser-Wegsensor führt eine 360-Grad-Prüfung durch, um zu überprüfen, ob die Fase vollständig ist. Ein solches Closed-Loop-Konzept ist von entscheidender Bedeutung, wenn ein Lieferant einen 100-prozentigen Nachweis über die Durchführung eines Prozesses erbringen möchte oder muss.

Wenn die nächste U-Bahn am Bahnhof ankommt, beginnt der Vorgang von vorne. Wenn das nächste Rohr einen anderen Durchmesser oder eine andere Form hat und ein anderes Anfaswerkzeug benötigt, ist kein Bedienereingriff erforderlich. Der Roboter führt einen automatischen Werkzeugwechsel durch.

Das System sammelt zahlreiche Datenpunkte, die auf Wunsch in das Enterprise-Resource-Planning-System (ERP) des Unternehmens eingespeist werden können. Diese beinhalten:

Das System bietet nicht nur die endlose Vielseitigkeit, die handelsübliche Anfasbohrer bieten, sondern ist auch effizient; Es ist nur sehr wenig auf menschliches Eingreifen angewiesen und verwendet ein automatisches Wechselsystem zum Austauschen von Bits.

Die Möglichkeiten des Roboter-Anfassystems sind umfassender, als es auf den ersten Blick scheint. Erstens ist das Taylor-Winfield-Team hinsichtlich der Robotermarken, die es nutzen kann, um ein maßgeschneidertes System für seine Kunden zu entwickeln, nicht wirklich eingeschränkt.

Taylor-Winfield, Hersteller von kundenspezifischen Geräten, hat herausgefunden, dass die Robotertechnologie das ideale Maß an Flexibilität für eine Plattform zum Anfasen von Rohren und Rohren bietet.

„Wir sind zertifizierter Integrator vieler großer Hersteller von Robotersystemen – Fanuc, Kawasaki und Motoman“, sagte McDonnell.

Zweitens ist das System nicht nur zum Anfasen gedacht. Als langjähriger Entwickler kundenspezifischer Geräte mit umfassender Erfahrung in der Metallentfernung betrachtet das Unternehmen diese Maschine eher als eine Plattform als als eine Maschine, die andere Prozesse wie Schleifen, Gratentfernung, Entgraten und Polieren ermöglichen kann.

Drittens ist das Designteam des Unternehmens aus Gründen der Skalierbarkeit darauf vorbereitet, ein System zu entwickeln, das zwei Roboter anstelle nur eines verwendet.

Viertens ist dieser Roboter – wie die meisten automatisierten Systeme – in der Werkstatt kein Jobkiller, sondern ein Jobschaffender. Vor Jahrzehnten stieß jeder Schritt auf dem Weg zur Automatisierung bei der Belegschaft auf endlose Skepsis und in der Regel auf regelrechtes Misstrauen, und einige Arbeitnehmer sehen solche Technologien auch heute noch als Jobkiller an. Allerdings verblasst diese Perspektive seit einiger Zeit. Es klingt wie ein Klischee, aber Robotik und automatisierte Systeme tun genau das, was von ihnen schon immer erwartet wurde: Sie verbessern den Arbeitsplatz, indem sie die gefährlichsten und eintönigsten Arbeiten übernehmen, wie das Be- und Entladen von Maschinen, Lackieren und einfache Schweißarbeiten. Die Metallentfernung ist keine Ausnahme. Und je anspruchsvoller die Werkstatt wird, desto mehr Möglichkeiten entstehen. Da leistungsfähigere Maschinen mehr Aufgaben bewältigen, müssen die Arbeiter diese Maschinen durch den Austausch von Werkzeugen pflegen; Einrichtung, Feinabstimmung und Abbau temporärer Arbeitszellen; und natürlich das Programmieren von Robotern.

Der Laserscanner des Systems beleuchtet das Rohrende und das Bildverarbeitungssystem erfasst sein Profil. Dadurch kann das System etwaige Unrundheiten oder andere Maßabweichungen berücksichtigen, sodass der Weg des Anfaswerkzeugs an die spezifische Geometrie jedes Rohrs angepasst wird.