Uddeholm
Automation for bæredygtighed og kvalitet
Uddeholm AB i Hagfors er en verdensførende producent af værktøjsstål. For at fastholde denne position investerer virksomheden massivt i automation – både for kvalitetssikring og sporbarhed samt, ikke mindst, for at skabe et bedre arbejdsmiljø. Med hjælp fra Prevas tog de udfordringen op med at automatisere inspektion, kvalitetssikring og måling af værktøjsstål direkte i tilknytning til robotiseret plansfræsning.
Behov for en automationsløsning
Omkring 2014 havde Uddeholm installeret et robotanlæg til plansfræsning af værktøjsstål. Materialet kom dog ud med skarpe kanter og i nogle tilfælde med mærker, hvor fræseren ikke havde arbejdet korrekt. Materialet kunne også ligge lidt uden for de specificerede mål, hvis ikke alt forløb som det skulle i de foregående processer. Kvaliteten blev desuden kontrolleret manuelt for vinkelnøjagtighed og overfladeplanhed; som premiumleverandør af værktøjsstål skal produkterne være helt præcise. Målet var at erstatte afgratning med en automatiseret proces og samtidig inkludere kontroltrin som måling, skadesinspektion m.m. i et automatiseret flow.
Man begyndte at se på en udvidelse af den eksisterende robotcelle, og det var også her, dialogen med Prevas startede. Målet var at finde en komplet løsning – en produktionssektion, der kunne modtage afskårne emner og sortere dem, måle, mærke, palletere osv. På det tidspunkt var der 5-6 personer, som manuelt afgratede og mærkede materialet. Det er meget intensivt manuelt arbejde med både tunge løft og risiko for skader, især på grund af de skarpe kanter. Med andre ord var det ikke en særlig bæredygtig løsning.
"Med en automationsløsning kunne vi slippe for alt dette og få en ergonomisk bedre og mere bæredygtig løsning," siger Stefan Stenmark, produktionstekniker hos Uddeholm. "Ingen ekstra løft, automatiseret bearbejdning, måling, mærkning og lastning på paller med færdigt materiale – klar til levering til kunder over hele verden."
Dette blev drøftet frem og tilbage med Prevas, som til sidst gennemførte en forundersøgelse af mulige teknikker til afgratning. Skulle emnerne slibes for at fjerne de værste grater og derefter poleres for at gøre siderne glatte? Man indså, at processen havde svært ved at håndtere deres hærdede stål, og slibebåndene skulle udskiftes ofte.
"Vi så videre på andre muligheder og endte til sidst med en robot med en pneumatisk drevet afgratningsspindel til kantbearbejdning eller afgratning, som kunne fjerne alle skarpe kanter, men ikke til bestemte mål," siger Philip Holst, forretningsenhedschef hos Prevas. "Denne skulle kobles til den tidligere proces, fræsecellen, men også kunne modtage materiale fra en anden forudgående proces."
Tillid til Prevas
Uddeholm havde naturligvis mange idéer til løsningen, men valgte en meget forsigtig tilgang og undlod at blande sig for meget eller stille detaljerede krav. I stedet fokuserede de på funktionsbeskrivelsen.
"Vi gav ganske enkelt Prevas en beskrivelse af, hvad vi ønskede at opnå, men lod dem udvikle løsningerne til funktionen," siger Stefan. "Der er en åbenlys risiko ved at forsøge at styre for meget; man foretrækker måske denne komponent eller den maskinleverandør, fordi man allerede har andet udstyr fra samme producent..."
For mange krav skaber begrænsninger i udviklingen af en løsning og opbygger ikke tillid til leverandøren. Uddeholm valgte det modsatte og lod Philip og hans kolleger føre deres idéer ud i livet, hvilket gav dem mulighed for at udvikle meget gode tekniske løsninger til driften.
Kendt teknologi og visuelle udfordringer
Løsningen omfattede et indløb fra to retninger med værktøjsstål stablet på paller. I første trin var det nødvendigt at finde materialet ud fra input fra operatøren. Dette hentes med en magnetgriber af samme type, som Uddeholm tidligere har anvendt, hvilket gør det lettere, da det er en kendt teknik; de ved, hvordan den fungerer, hvordan den vedligeholdes, og de har reservedele på lager.
"Materialet scannes derefter for at finde vibrationsskader ved at føre det forbi en 2D-scanner i forskellige trin, som søger efter topografiske uregelmæssigheder," siger Philip. "Systemet har forudbestemte grænseværdier for antal fejl, størrelse osv. – med andre ord ren kvalitetskontrol."
Det endelige resultat er naturligvis de færdige produkter, hvor målet er, at strukturen er den samme på begge sider. For en premiumleverandør er de visuelle aspekter også vigtige, hvor den visuelle vurdering ofte betyder mere end måleresultaterne.
"Hvis det ligner en fejl på et emne, vil det blive opfattet som skrot, selv om målingerne viser, at det ligger inden for tolerancerne," siger Stefan. "Det var en stor udfordring i projektet, med en konstant balance mellem det, vi ser, og det, vi kan måle."
Ved vibrationsscanning via vibrationsmønstre er det ifølge Philip ikke selve målingen, der er vanskelig; her har man stor viden. Det svære er at definere en visuel fejl, som kan omsættes til målbare datapunkter.
"Der er stadig noget arbejde tilbage med at finde en acceptabel definition, og den udfordring er op til Uddeholm at løse," siger Philip. "Det handler ikke kun om et produktionsperspektiv, men i lige så høj grad om et markedsperspektiv. Det kan være et helt korrekt produkt målemæssigt, men hvor det visuelle indtryk stadig peger på vibrationsskader."
De materialer, der er beskadigede, bliver naturligvis fundet – også dem, der ser helt perfekte ud, men som har ”usynlige” fejl. Samtidig giver dette grænsetilfælde fra to retninger – ser perfekt ud, men er defekt, versus ser dårlig ud, men er perfekt – hvilket gør det hele endnu mere komplekst.
Herefter kantbearbejdes materialet med en robot udstyret med en roterende afgratningsspindel, en proces som også verificeres med en laserscanner.
Til sidst placeres materialet i en måleenhed med en måleprobe, som måler forskellige parametre som planparallelitet og vinkelrethed for at sikre, at det overholder den fastsatte specifikation. Når dette er gjort, løftes det videre til mærkningslinjen forbi en inkjetprinter, som påfører alle nødvendige oplysninger og logoet, inden det placeres på en palle.
Uddeholm finder nu flere mindre fejl, som ikke blev opdaget ved manuel måling, hvilket de havde forventet. Det giver mulighed for at arbejde med forbedringer i de foregående processer, og de kan samtidig se, at det skaber resultater takket være målingerne. Selvom de var overbeviste om, at dette ville blive synligt, har de nu alt dokumenteret sort på hvidt. De kan også vedlægge målerapporter for specifikke materialer ved levering til kunden, fordi alle målinger gemmes i forretningssystemet.
Samarbejde som nøgle til succes
Projektet har naturligvis mødt enkelte tilbageslag, hvilket er uundgåeligt, men med et fælles mål bliver det langt lettere sammen at løse udfordringerne. Alle kan bidrage, hvad enten det handler om omprogrammering eller ombygning af noget. Det har ikke været sådan, at Uddeholm har siddet og ventet på, at Prevas gjorde arbejdet; det meste er blevet løst i fællesskab. Samarbejde er afgørende – fra kravspecifikation til levering.
"Vi kender den funktion, vi ønsker, Prevas fokuserer på de tekniske løsninger, og sammen gennemfører vi planen uden at spænde ben for hinanden," siger Stefan. "For os er Prevas den bedste leverandør med den viden og erfaring, der kræves."
At definere noget, som er svært at definere, for at løse det samme problem eller arbejde mod det samme mål, er noget, vi kan tage med videre til andre projekter, mener Philip. Tæt samspil er afgørende, og i den sammenhæng ser han Uddeholm som en fremragende virksomhed at samarbejde med – kompetent, forretningsorienteret og med meget høj kundeekspertise.
"Når det gælder samarbejde, har vi været utroligt tætte gennem hele projektet, og den samlede løsning, som Prevas udviklede, var utrolig god," afslutter Stefan. "Vi har været ekstremt tilfredse med projektet fra start til slut, og løsningen er virkelig imponerende!"