Bezpečnostné riziká a potenciálne chyby ľudí

Oceliarne už niekoľko rokov označujú oceľové výrobky, ktoré sa odvíjajú z valcov. Hlavným dôvodom je možnosť sledovateľnosti. Pre oceliarne, ktoré pracujú s rôznou železnou rudou, je dôležité vedieť teploty, pri ktorých sa oceľ vyrobila. To určuje, ako sa konečný produkt bude vyrábať alebo spracúvať. Ak sa oceľ po odliatí nejde hneď ďalej spracovávať, ale sa dočasne uskladňuje, je dôležité mať zavedený spoľahlivý systém označovania, aby bolo možné jednotlivé produkty neskôr rozlíšiť. Zvyčajne si operátor vytlačí vo svojej kancelárii niekoľko štítkov a ide s nimi na určené miesto. Tu vzniká veľká pravdepodobnosť ľudskej chyby pri umiestnení správneho štítku na správny odliatok. Navyše v prípade spoločnosti Nucor sa plocha, kde sa odkladali odliatky, vyznačovala teplotami nebezpečnými pre človeka, pričom sa nad hlavou operátorov neustále pohybovali portálové žeriavy. Označovanie sa vykonávalo pomocou špecializovaných pištolí, ktoré mali veľké spätné rázy. Pritom pracovníci museli za jednu smenu označiť aj 1200 odliatkov.

Kombinácia kontroly kvality, spoľahlivosti označovania a bezpečnostných rizík viedla Nucor Steel k hľadaniu spôsobu, ako tieto procesy zautomatizovať. Preto sa obrátili na spoločnosť Concept Systems Inc., ktorá má bohatú skúsenosť s integráciou kamerovo navádzaných robotických systémov v náročných prostrediach.

Riešenie

Systém, ktorý dodávateľ vyvinul, je navrhnutý tak, aby pracoval bezobslužne. Oceľové odliatky alebo polotovary prechádzajú cez chladiacu vaňu vytvorenú zo štyroch prameňov. Akonáhle je skupina oceľových produktov umiestnená na pozícii, príjme robotický systém signál z nadradeného PLC a začne proces označovania. Po prijatí signálu sa spustí ochranný protitepelný štít a 6-osí robot Nachi MC50 sa pohybuje po predpísanej trajektórii s cieľom vykonania 3D skenu pomocou laserového systému. Pomocou neho sa zisťuje presná poloha produktov. Systém využíva 3D laserový skener od spoločnosti Hermary Opto Electronics Inc. pre vytvorenie mračna bodov, z ktorých dokáže presne určiť polohu oceľových produktov v chladiacej vani. Presné určenie polohy je potrebné pre ďalšie procesy zvárania ako aj pre určenie, či produkty majú už svoj štítok. Súčasne s tým systémová SQL databáza prijíma informácie z procesu, ako napr. číslo odliatku, teplotu, pri ktorej bol vyrobený či dĺžku rezu z celopodnikového systému druhej úrovne. Po zaradení do SQL databázy sa takýto záznam zaradí do radu na tlač štítkov. Databáza sa načíta zvyčajne predtým, ako sa skupina odliatkov posúva do pozície, aby mohol napaľovací laser spustiť napaľovanie štítkov.

Umiestnenie štítku

Akonáhle sa vykoná 3D sken, presunie sa robot k stroju so štítkami, ktoré obsahujú všetky výrobné informácie. Robot prenesie štítok do kontrolnej stanice, ktorá zistí, či bol štítok správne pripravený. Robot s koncovým efektorom, kde je pripravený štítok, sa vráti späť k oceľovému produktu, kde zvárací hrot, riadený pneumatickým valcom, sa dostane do kontaktu s produktom. Systém využíva techniku zvárania pomocou kapacitných výbojov, ktoré pripevnia železný štítok na koniec produktu. Po skončení zvárania používa robot čítačku 2D kódov Cognex Dataman aby sa uistil, že štítok dobre priľnul a je čitateľný. Po úspešnom načítaní sa aktualizuje SQL databáza s časom a dátumom umiestnenia štítku. Robot následne opakuje cyklus so všetkými štítkami, ktoré čakajú v rade. Akonáhle sú všetky štítky prizvárané k produktom, presunie sa robot do svojej východzej polohy, ochranný tepelný štít sa zodvihne a PLC hlási, že robot odišiel zo zóny označovania.

Zhrnutie

Systém, ktorý dostal označenie BilletID, je vytvorený z viacerých bežne dostupných komponentov. Nový proces pomohol zlepšiť bezpečnosť a zvýšiť produktivitu. Úspech tohto projektu možno rozšíriť aj do ďalších procesov v rámci oceliarne, nakoľko sledovateľnosť produktov sa vyskytuje aj v jej rôznych iných častiach a prevádzkach – ako napr. označovanie produktov pre potreby expedície a pod.

Zdroj: Nucor Steel Case Study, dostupné 14.11. 2017 online na http://conceptsystemsinc.com/projects/nucor-steel-details/

-tog-