Zwiększenie wydajności produkcji nie zawsze wymaga wymiany całej linii albo znalezienia miejsca na kolejną dużą maszynę. Czasem problem leży pomiędzy poszczególnymi urządzeniami – przy podawaniu materiału, jego odbiorze, sortowaniu czy ręcznym przenoszeniu. Właśnie takie miejsca coraz częściej stają się początkiem automatyzacji zakładów drzewnych.
W tartaku, zakładzie produkującym palety czy na stolarni łatwo wskazać maszynę, która wykonuje konkretną operację. Trudniej natomiast zauważyć czas tracony pomiędzy kolejnymi etapami produkcji. Deska musi zostać odebrana, pakiet przetransportowany, element odpowiednio ustawiony przed cięciem, a gotowy detal odłożony lub posortowany. Jeżeli część tych czynności wykonywana jest ręcznie, tempo całego procesu zaczyna zależeć nie tylko od wydajności maszyn, ale również od sprawności ich obsługi. A ta, nawet najlepsza, ma czasem też gorsze dni – wszak człowiek jest tylko człowiekiem.
Na automatyzacji takich właśnie operacji koncentruje się włoska firma BMAC Automation. Przedsiębiorstwo formalnie rozpoczęło działalność w 2023 r. w Castelgomberto, w prowincji Vicenza, jednak tworzący je specjaliści mają ponad 20-letnie doświadczenie w budowie maszyn przemysłowych. Dziś 23-osobowy zespół zajmuje się projektowaniem rozwiązań do manipulacji, transportu i obróbki drewna. Firma ma za sobą kilkanaście kompletnych wdrożeń oraz wiele modernizacji istniejących instalacji.
Najpierw znaleźć ograniczenie
Automatyzację łatwo utożsamić z zakupem nowej linii. Tymczasem w istniejącym zakładzie znacznie częściej trzeba najpierw odpowiedzieć na inne pytanie: który fragment procesu rzeczywiście ogranicza produkcję i wart jest nowego, świeżego spojrzenia?
Może być nim choćby ręczny załadunek ciężkich elementów, „oczekiwanie” materiału przed kolejną maszyną albo zbyt wolny odbiór po zakończeniu obróbki.
W takich miejscach nawet najbardziej wydajna pilarka czy inne urządzenie nie wykorzystuje swoich możliwości, ponieważ musi czekać na wcześniejszą lub kolejną operację.
Dlatego BMAC rozpoczyna projekt od analizy wykonalności i rozpoznania istniejącego procesu. Dopiero na tej podstawie dobierane są urządzenia i sposób ich integracji. W jednym zakładzie wystarczające może być przebudowanie transportu pomiędzy maszynami, w innym potrzebny będzie manipulator, a jeszcze gdzie indziej robot przemysłowy przejmujący powtarzalną operację.
Ma to szczególne znaczenie w firmach, które już dysponują rozbudowanym parkiem maszynowym. Nie zawsze jest możliwość przesunięcia urządzeń, rozbudowania hali czy przygotowania fundamentów pod nową linię. Modernizacja musi więc uwzględnić zarówno dostępną przestrzeń, jak i wydajność urządzeń, które pozostają na swoich miejscach.
Transport bez przestojów
Przenośniki rolkowe, łańcuchowe i taśmowe należą do najmniej efektownych elementów linii, ale właśnie od ich prawidłowego doboru może zależeć rytm całej produkcji. Ich zadaniem nie jest jedynie przewiezienie materiału z punktu A do punktu B; muszą zrobić to w takim czasie i w taki sposób, aby kolejna maszyna mogła rozpocząć pracę bez zbędnego oczekiwania na surowiec.
BMAC projektuje systemy transportowe pod wymiary obrabianego materiału oraz tempo konkretnego procesu. Dotyczy to zarówno surowych desek i kantówek, jak i półfabrykatów czy gotowych elementów. Takie rozwiązania stosowane są m.in. przy produkcji opakowań drewnianych, komponentów konstrukcyjnych, stolarki oraz parkietów.
Kolejnym etapem może być automatyzacja samego podawania i odbioru. Manipulatory przejmują operacje wymagające przenoszenia ciężkich lub dużych elementów, a urządzenie projektowane jest pod konkretny produkt. Ograniczenie pracy ręcznej nie jest tu jedynym celem. Równie istotna jest powtarzalność ustawienia materiału przed kolejną operacją.
Dokładność przed cięciem
Przy rozkroju samo ustawienie elementu ma bezpośredni wpływ na wynik obróbki. Dlatego częścią oferty BMAC są automatyczne i półautomatyczne pilarki oraz systemy optymalizacji rozkroju współpracujące z elektronicznymi ogranicznikami i układami podawania.
Operator nie musi każdorazowo ręcznie pozycjonować ciężkiego elementu. System prowadzi materiał do zaprogramowanej pozycji, co ma znaczenie zarówno przy pojedynczych detalach, jak i produkcji powtarzalnych komponentów.
Szczególnym przykładem są zakłady produkujące palety, gdzie stosowane mogą być pilarki do całych pakietowe. Obróbka pakietu materiału pozwala przyspieszyć przygotowanie elementów, ale stawia również wymagania dotyczące dokładności cięcia. W rozwiązaniach BMAC deklarowana tolerancja wynosi ok. 1 mm.
Przy dużej liczbie jednakowych detali właśnie powtarzalność staje się jednym z podstawowych argumentów za automatyzacją. Błąd wykonany raz można poprawić; błąd powtarzany przez całą zmianę oznacza już partię elementów wymagających ponownej obróbki albo odrzucenia.
Robot zamiast nowej linii
Jeszcze kilka lat temu robot przemysłowy w zakładzie drzewnym kojarzył się przede wszystkim z dużą, od początku projektowaną instalacją. Obecnie coraz częściej trafia również do funkcjonujących już ciągów technologicznych.
BMAC integruje roboty wyposażone w chwytaki przygotowane do desek, elementów palet oraz innych detali drewnianych. Mogą one przejmować sortowanie, podawanie, odbieranie i układanie materiału.
W takich zastosowaniach nie chodzi wyłącznie o zastąpienie urządzeń wykonujących właściwą obróbkę, lecz o uporządkowanie operacji, które odbywają się pomiędzy nimi.
Właśnie dlatego interesującym kierunkiem jest retrofitting, czyli doposażanie istniejących linii w nowe elementy automatyki i robotyki. Zakład zachowuje maszyny, które nadal spełniają swoją funkcję, a przebudowuje fragment linii, czy procesu technologicznego, odpowiedzialny za przepływ materiału. Pozwala to zwiększać możliwości ciągu produkcyjnego bez przebudowywania lub stawiania wszystkiego od początku.
Takie podejście wymaga jednak znacznie więcej zachodu niż ustawienia robota obok maszyny: trzeba bowiem zsynchronizować jego pracę z tempem linii, dobrać sposób chwytania elementów, zapewnić miejsce odkładania i uwzględnić zmienność materiału charakterystyczną dla drewna.
Projekt pod istniejący zakład
BMAC nie buduje swojej oferty wokół jednego standardowego układu. Konstrukcja konkretnego rozwiązania wynika z produktu, który wytwarza klient, posiadanych przez niego maszyn i warunków lokalowych. Firma zajmuje się analizą wykonalności, projektem, montażem oraz uruchomieniem, a po wdrożeniu również serwisem i wsparciem eksploatacyjnym.
I właśnie tutaj znajduje się chyba najciekawszy element takiego myślenia o automatyzacji. Nie zawsze trzeba bowiem zaczynać od pytania, jaką nową maszynę kupić; czasem lepiej najpierw sprawdzić, dlaczego urządzenia, które już stoją w hali, nie mogą pracować w takim tempie, na jakie pozwalają ich parametry. Jeżeli ograniczeniem jest tylko człowiek przenoszący materiał, zbyt wolny transport, ręczne pozycjonowanie albo odbiór gotowych elementów, rozwiązaniem może okazać się przebudowa właśnie tego fragmentu procesu. I dopiero wtedy automatyzacja przestaje być dużym projektem rozpoczynanym od pustej hali, a staje się kolejnym etapem rozwoju działającego zakładu.
~basza
