Uddeholm
Automaatiota kestävyyden ja laadun takaamiseksi
Hagforsissa sijaitseva Uddeholm AB on maailman johtava työkaluterästen valmistaja. Säilyttääkseen asemansa he investoivat voimakkaasti automaatioon sekä laadunvarmistuksen ja jäljitettävyyden että paremman työympäristön tarjoamiseksi. Prevasin avulla he tarttuivat haasteeseen automatisoida robotisoidun tasojyrsinnän vieressä olevan työkaluteräksen tarkastuksen, laadunvarmistuksen ja mittauksen.
Tarve automaatioratkaisulle
Uddeholm oli asentanut robottiautomatiikkaa työkaluteräksen tasojyrsintään noin vuonna 2014. Materiaalista tuli kuitenkin teräviä reunoja ja joissakin tapauksissa jälkiä, joita jyrsin oli jättänyt. Materiaali saattoi myös poiketa hieman määritellyistä mitoista, jos kaikki ei mennyt aiemmissa prosesseissa niin kuin piti. Siksi laatu tarkastettiin myös manuaalisesti kulmatarkkuuden ja pinnan tasaisuuden osalta; työkaluterästen ensiluokkaisena toimittajana tuotteiden on oltava erittäin täsmällisiä. Tavoitteena oli korvata purseenpoisto automatisoidulla prosessilla ja sisällyttää myös tarkastusvaiheet, kuten mittaus, vaurioiden tarkastus jne., automatisoituun prosessiin.
He alkoivat tutkia olemassa olevan robottisolun laajennusta, ja silloin aloitettiin myös keskustelut Prevasin kanssa. Tavoitteena oli löytää kokonaisvaltainen ratkaisu, tuotanto-osasto, joka voisi ottaa vastaan leikattuja materiaaleja ja luokitella ne, mitata, merkitä, lavata jne. Tuolloin materiaalia manuaalisesti poisti ja merkitsi 5–6 henkilöä. Työ on erittäin intensiivistä manuaalista käsittelyä, johon liittyy sekä raskaita nostoja että loukkaantumisriski, erityisesti terävien reunojen vuoksi. Toisin sanoen, ei kovin kestävä ratkaisu.
”Automaatioratkaisulla pääsisimme kaikesta tästä eroon ja saisimme ergonomisesti paremman ja kestävämmän ratkaisun”, sanoo Stefan Stenmark, Uddeholmin tuotantoteknikko. ”Ei ylimääräistä nostamista, automatisoitua koneistusta, mittausta, merkintää, eikä valmiin materiaalin lastaamista lavoille, jotka toimitetaan asiakkaille ympäri maailmaa.”
Tästä keskusteltiin edestakaisin, ja Prevas lopulta teki toteutettavuustutkimuksen mahdollisista purseenpoistotekniikoista. Hiottaisiinko ne pahimpien purseiden poistamiseksi ja sitten kiillotettaisiinko sivut sileiksi? He ymmärsivät, että kyseessä oli prosessi, jossa oli vaikeuksia käsitellä karkaistua terästä, ja hiomahihnat piti vaihtaa usein.
”Tutkimme lisää muita vaihtoehtoja ja päädyimme lopulta robottiin, jossa oli pneumaattisesti toimiva purseenpoistokara reunojen työstämiseen tai purseenpoistoon, joka voisi poistaa kaikki terävät reunat, mutta ei tiettyjen mittojen mukaisesti”, sanoo Philip Holst, Prevasin liiketoimintayksikön johtaja. ”Tämä olisi sitten kytketty edelliseen prosessiin, jyrsintäsoluun, mutta se voisi myös vastaanottaa materiaalia toisesta edellisestä prosessista.”
Luotto Prevasiin
Uddeholmilla oli luonnollisesti monia ideoita ratkaisusta, mutta he suhtautuivat asiaan hyvin varovaisesti ja välttivät puuttumista ja vaatimusten esittämistä. Sen sijaan he keskittyivät toiminnon kuvaukseen.
"Annoimme Prevasille vain kuvauksen siitä, mitä halusimme saavuttaa, mutta annoimme heidän kehittää ratkaisut toiminnolle", Stefan sanoo. "Liian suuren kontrollin yrittämisessä on ilmeinen riski; suosisimme kyseisen komponentin tai tämän koneen toimittajan käyttöä, koska meillä on jo muita laitteita samalta valmistajalta..."
Liian monet vaatimukset taas luovat rajoituksia ratkaisun kehittämiselle eivätkä rakenna luottamusta toimittajaan. Uddeholm päätti tehdä päinvastoin ja antoi Philipin ja hänen kollegoidensa toteuttaa ideansa, mikä mahdollisti heille erittäin hyvien teknisten ratkaisujen kehittämisen.
Tunnetut teknologiset ja visuaaliset haasteet
Ratkaisuun sisältyi työkaluteräksen sisäänvirtaus kahdesta suunnasta lavoille pinottuna. Ensimmäisessä vaiheessa oli etsittävä materiaalia käyttäjän syötteiden perusteella. Materiaali noudetaan magneettikouralla, joka on samanlainen kuin Uddeholmilla aiemmin. Tämä helpottaa prosessia, koska tekniikka on tunnettu; he tietävät, miten se toimii, miten sitä huolletaan ja heillä on osia varastossa.
"Materiaali skannataan sitten tärinävaurioiden varalta siirtämällä se 2D-skanneriin eri vaiheissa, joka etsii topografisia epäsäännöllisyyksiä", Philip sanoo. "Sillä on ennalta määritellyt raja-arvot virheiden lukumäärän, koon jne. osalta, toisin sanoen se on puhdasta laadunvalvontaa."
Lopputuloksena on tietenkin valmiit tuotteet, joiden tavoitteena on, että rakenne on sama molemmilta puolilta. Huippuluokan toimittajalle myös visuaaliset näkökohdat ovat tärkeitä, ja silmämääräinen arviointi on usein tärkeämpää kuin mittaustulokset.
"Jos se näyttää kappaleessa olevalta vialta, kappaletta pidetään romuna, vaikka mittaus osoittaisi sen olevan toleranssien sisällä", Stefan sanoo. "Tämä oli projektissa suuri haaste, jossa käytiin jatkuvaa taistelua sen välillä, mitä näemme ja mitä voimme mitata."
Värähtelykuvion avulla tehtävässä värähtelykuvauksessa Philipin mukaan vaikeaa ei ole mittaaminen; heillä on siitä hyvä tietämys, mutta vaikeaa on määritellä visuaalinen virhe, joka voidaan mitata datapisteissä.
"Tässä on vielä työtä tehtävänä hyväksyttävän määritelmän löytämiseksi, haaste, joka Uddeholmin on ratkaistava", Philip sanoo. "Kyse ei ole pelkästään tuotannon näkökulmasta, vaan yhtä lailla markkinanäkökulmasta. Se voi olla täysin oikea tuote, joka on täydellinen mittauksen suhteen, mutta jossa visuaalinen vaikutelma viittaa silti värähtelyvaurioihin."
Vaurioituneet materiaalit kuitenkin löytyvät, mukaan lukien ne, jotka esimerkiksi näyttävät täysin täydellisiltä, mutta joissa on "näkymättömiä" vikoja. Samalla tämä asettaa rajoituksia kahdesta suunnasta – näyttää täydelliseltä, mutta on viallinen vs. näyttää huonolta, mutta on täydellinen – mikä tekee siitä entistä monimutkaisemman. Materiaali reunataan sen jälkeen pyörivällä purseenpoistokaralla varustetulla robotilla, ja tämä prosessi varmennetaan myös laserskannerilla.
Lopuksi materiaali asetetaan mittauslaitteeseen, jossa on mittausanturi. Se mittaa erilaisia asioita, kuten vaakasuuntaisuutta ja kohtisuoruutta, varmistaakseen, että materiaali on asetettujen spesifikaatioiden mukainen. Tämän jälkeen materiaali nostetaan merkintäviivalle mustesuihkutulostimen ohi, joka tulostaa sille kaikki tarvittavat tiedot ja logon ennen kuin se asetetaan lavalle.
Uddeholm löytää nyt enemmän pieniä virheitä, joita ei havaittu manuaalisen mittauksen aikana. Tämä mahdollistaa aiempien prosessien parannusten hyödyntämisen ja mahdollistaa myös sen, että mittauksen ansiosta tulokset saadaan. Vaikka he olivat vakuuttuneita siitä, että tämä näkyisi, heillä on nyt kaikki mustavalkoisena. He voivat myös liittää tiettyjen materiaalien mittaustietueita toimituksen yhteydessä, koska kaikki mittaukset tallennetaan liiketoimintajärjestelmään.
Yhteistyö menestyksen avain
Projektissa on luonnollisesti kohdattu myös muutamia vastoinkäymisiä, tämä on väistämätöntä, mutta yhteisen tavoitteen myötä haasteiden ratkaisemiseen on paljon helpompi osallistua. Kaikki voivat auttaa, olipa kyse sitten uudelleenohjelmoinnista tai jonkin uudelleenrakentamisesta. Uddeholm ei ole pyöritellyt peukaloitaan odottaessaan Prevasin tekevän työtä; suurimman osan he ovat tehneet yhdessä. Yhteistyö on kaikki kaikessa, vaatimusmäärittelystä toimitukseen.
"Tiedämme haluamamme toiminnon, Prevas keskittyy teknisiin ratkaisuihin ja yhdessä toteutamme suunnitelman sotkematta toisiamme", Stefan sanoo. "Meidän osaltamme Prevas on paras toimittaja heillä olevan tiedon ja kokemuksen ansiosta."
Philipin mukaan vaikeasti määriteltävän asian määritteleminen ongelman ratkaisemiseksi tai saman tavoitteen tavoittelemiseksi on asia, jonka viemme mukanamme muihin projekteihin. Läheinen vuorovaikutus on ratkaisevan tärkeää, ja tässä suhteessa hän uskoo, että Uddeholm on loistava yritys työskennellä – osaava ja asiallinen, ja sillä on erittäin korkea asiakasosaaminen.
"Yhteistyön osalta olemme olleet projektissa tiiviitä ja Prevasin kehittämä kokonaisratkaisu oli uskomattoman hyvä", Stefan päättää. "Olemme olleet erittäin tyytyväisiä projektiin alusta loppuun, ja ratkaisu on todella upea!"