Puštanje u rad robotskog sustava

Što puštanje u rad jest

Puštanje u rad je prijelaz sustava iz stanja montirano u stanje sposobno za proizvodnju. U tom se prijelazu ne dodaje nijedan novi dio i ne piše nijedan novi program; provjerava se ono što je već napravljeno i utvrđuje ponaša li se sustav onako kako je projektiran. Zbog toga puštanje u rad nije prilika za improvizaciju: svaka izmjena koja se u tom trenutku napravi mora se upisati u dokumentaciju, inače sustav odmah na početku svog vijeka odstupa od papira koji ga opisuje.

Posao se izvodi u koracima koji se nižu od najmanje prema najvećoj opasnosti. Najprije se radi bez napajanja, zatim s napajanjem ali bez gibanja, zatim s gibanjem ali bez obratka i tek na kraju u punom ciklusu. Takav redoslijed nije birokracija nego zaštita: ako se pogreška pojavi u ranom koraku, njezine su posljedice male jer robot još ne nosi teret i ne kreće se punom brzinom.

Na ćeliji ZR-1 puštanje u rad obuhvaća šestoosni robot nosivosti 20 kg i dosega 1650 mm, CNC glodalicu koju robot poslužuje, nadređeni PLC Siemens S7-1500 povezan mrežom PROFINET, ogradu visine 2000 mm, svjetlosnu zavjesu na mjestu ulaganja te paletu 1200 × 800 mm s 48 pozicija. Svaki od tih dijelova ima svoje provjere, a njihov je zajednički ishod jedinstven zapis o puštanju u rad.

Provjere prije prvog uključenja

Prvi obilazak radi se s isključenim glavnim prekidačem i zatvorenim dovodom zraka. Cilj je naći ono što se poslije, pod naponom, više ne smije dirati. Provjere su jednostavne i gotovo uvijek se nešto nađe: zaboravljen ključ na postolju, nepritegnut vijak prirubnice, kabel koji prolazi preko oštrog brida ili ostatak ambalaže unutar ograde.

1. Mehanika. Robot je pričvršćen na postolje propisanim vijcima i momentom; postolje je sidreno u pod; nema vidljivih oštećenja članaka, poklopaca i brtvi.
2. Pričvršćenja. Alat je pritegnut na prirubnicu, naprave i prihvati na stolu su zategnuti, ograda i stupovi svjetlosne zavjese stoje čvrsto i ne pomiču se pritiskom ruke.
3. Ožičenje. Kabeli robota, kontrolera i PLC-a su položeni bez naprezanja, priključci su zabravljeni, energetski lanac se giba slobodno i nigdje se ne savija ispod dopuštenog polumjera.
4. Uzemljenje. Provjeren je spoj zaštitnog vodiča na postolje robota, na ormar, na ogradu i na stroj; mjerenjem se utvrđuje neprekinutost.
5. Tlak zraka. Regulator je namješten na vrijednost iz dokumentacije, filtar i odvajač vode su čisti, crijeva prihvatnice nisu presavijena, a ispusni prigušivači su prohodni.
6. Prohodnost. Unutar ograde nema alata, ambalaže ni ostataka montaže; putevi robota su slobodni, a vrata se otvaraju i zatvaraju bez zapinjanja.
7. Okolina. Rasvjeta je dostatna, pod je čist i nije skliski, prolaz uz ćeliju je slobodan i tipke za zaustavljanje u nuždi su dostupne bez zaobilaženja.

Redoslijed uključivanja

Uključivanje se izvodi od izvora prema trošilima i od nadređenog prema podređenom. Tim se redoslijedom izbjegava da neki uređaj krene raditi prije nego što je dobio ispravne ulazne podatke, te da se signal pojavi na liniji koja još nema definirano stanje.

1. Uključuje se glavni prekidač razvodnog ormara i provjeravaju naponi na napajanjima; očekuju se vrijednosti iz sheme, bez pada pri uključenju.
2. Uključuje se PLC i prati se njegov prijelaz u radno stanje; provjerava se da nema dojava o nedostajućim modulima ili neispravnoj konfiguraciji.
3. Uspostavlja se mreža PROFINET; provjerava se da su sve postaje vidljive, da imena i adrese odgovaraju projektu i da nema izgubljenih telegrama.
4. Uključuje se kontroler robota; čeka se završetak pokretanja i čita se popis dojava. Dojave se ne brišu dok im se ne utvrdi uzrok.
5. Otvara se dovod zraka; provjerava se tlak i osluškuje propuštanje. Prihvatnica se u tom trenutku ne smije zatvoriti sama od sebe.
6. Uključuje se stroj koji robot poslužuje i provjerava se da su njegova sučelja u očekivanom stanju prije nego što se robot uopće otpusti.
7. Otpuštaju se pogoni robota, ali se gibanje još ne zadaje; provjerava se da ni jedna os ne krene sama i da kočnice drže.

Isključivanje ide obrnutim redoslijedom. Ako se uključivanje prekine zbog dojave, ne nastavlja se sa sljedećim korakom — uzrok se otklanja pa se korak ponavlja. Sustav u kojem se prva dojava preskoči obično kasnije javlja drugu, čiji uzrok više nije očit.

Provjera smjerova osi i referentnih položaja

Nakon otpuštanja pogona prvi se put zadaje gibanje, i to jednom po jednom osi u načinu rada po zglobovima. Provjerava se dvoje: da se pokreće ona os koja je odabrana i da se pokreće u smjeru koji odgovara oznaci na privjesku. Zamijenjeni smjer nije samo neugodnost; u programu koji je pisan izvan stroja on znači da će robot na prvom automatskom ciklusu krenuti na suprotnu stranu od očekivane.

Referentni položaj je položaj u kojem upravljački sustav zna stvarni kut svake osi. Bez njega su očitanja davača besmislena, pa robot ne zna gdje se nalazi. Kod većine izvedbi referentni se položaj čuva u kontroleru i podržava baterijom u davačima, a na svakoj osi postoji mehanička oznaka ili urez koji omogućuje grubu provjeru: kada su sve osi na nuli, oznake se moraju poklopiti.

Provjera se izvodi tako da se robot dovede u referentni položaj, usporede se mehaničke oznake i očitaju vrijednosti na privjesku. Zatim se robot dovede u jednu poznatu točku programa, najčešće u sigurnosni položaj iznad palete, i usporedi se stvarni položaj s očekivanim. Odstupanje veće od nekoliko desetinki milimetra znači da referentiranje treba ponoviti prije bilo kakvog daljnjeg rada.

Ispitivanje sigurnosnih funkcija

Sigurnosne se funkcije ispituju jedna po jedna i svaka se ispituje u svom načinu rada. Razlog je jednostavan: ako se ispita više funkcija odjednom i sustav se zaustavi, ne zna se koja ga je zaustavila, pa se ne zna ni koja možda ne radi. Za svaku funkciju bilježi se što je pokrenuto, kako je sustav odgovorio, u kojem vremenu i uz koji zaustavni put.

Ispitivanje se izvodi tako da robot bude u pokretu, jer funkcija koja radi na mirnom robotu ne dokazuje ništa. Pri prvom ispitivanju brzina se drži smanjenom, a osoba koja pokreće funkciju ne stoji u zoni u koju bi robot mogao doći. Nakon svakog zaustavljanja provjerava se i postupak povratka u rad: odbravljivanje, potvrda dojave i ponovno pokretanje moraju biti mogući samo s mjesta s kojeg se vidi cijela ćelija.

Prvi pokreti i prvi ciklusi

Nakon što su sigurnosne funkcije potvrđene, robot se prvi put vodi po točkama programa. Radi se u ručnom načinu rada sa smanjenom brzinom, s privjeskom u ruci i s prstom na tipki za pristanak. Program se izvodi korak po korak, a ne u nizu: prije svakog gibanja pogleda se koja je sljedeća točka i procijeni ima li na putu prepreke.

Posebna se pozornost daje alatu i prihvatnici. Provjerava se da se prihvatnica otvara i zatvara na ispravan signal, da senzori prisutnosti obratka rade i da obradak ostaje u prihvatnici i kada nestane tlak zraka. Na ćeliji ZR-1 aluminijska prirubnica 180 × 180 × 20 mm mase 1,8 kg hvata se za vanjski obod, pa se provjerava i da prihvatnica ne prekriva površine koje stroj obrađuje.

1. Vođenje po svim točkama programa u ručnom načinu rada, korak po korak, uz procjenu razmaka do naprava, stroja i ograde.
2. Provjera ulaska u stroj: vrata otvorena, stezna naprava otvorena, položaj vretena poznat.
3. Prvi automatski ciklus bez obratka, uz smanjenu brzinu i uz operatera koji drži ruku na tipki za zaustavljanje.
4. Postupno povećanje brzine na projektiranu vrijednost, uz praćenje zvuka, vibracija i opterećenja osi.
5. Prvi ciklus s obratkom, ali samo jedan komad, uz pregled obratka i prihvatnice nakon ciklusa.
6. Niz od nekoliko ciklusa s obratkom, uz punjenje palete po jednom sloju i provjeru položaja odlaganja na rubnim pozicijama.
7. Neprekidan rad kroz predviđeni broj ciklusa uz mjerenje takta i bilježenje svakog zastoja.

Rubne pozicije palete provjeravaju se namjerno i prve. Paleta 1200 × 800 mm s rasporedom 4 × 3 po sloju i četiri sloja ima 48 pozicija, a najveće se odstupanje gotovo uvijek javlja na kutovima gornjeg sloja, gdje je robot najviše ispružen i gdje se zbrajaju odstupanje palete, odstupanje naprave i elastičnost ruke.

Mjerenje takta i otklanjanje odstupanja

Takt se mjeri tek kada sustav radi bez zastoja. Mjerenje jednog ciklusa ne znači ništa; uzima se niz od najmanje dvadeset uzastopnih ciklusa i promatra se srednja vrijednost i rasipanje. Veliko rasipanje pri istoj srednjoj vrijednosti upućuje na čekanje na signal, a ne na sporo gibanje.

Na ćeliji ZR-1 takt stroja iznosi 96 s. To znači da robot ima 96 sekundi da izvadi gotov komad, odloži ga na paletu, uzme novi i uloži ga u stroj. Ako robotski dio traje manje, stroj određuje takt i robot ima rezervu; ako traje više, robot postaje usko grlo i svaka nepravilnost u njegovu radu izravno smanjuje broj komada.

Dokumentiranje, izobrazba i primopredaja

Sve što je tijekom puštanja u rad utvrđeno ili promijenjeno mora završiti u dokumentaciji. To uključuje ispravke u shemi, izmijenjene vrijednosti parametara, konačnu tablicu signala, popis programa i točaka te zapis o svakom ispitivanju sigurnosne funkcije. Sigurnosna kopija programa robota i programa PLC-a uzima se na kraju i pohranjuje na dva mjesta, od kojih jedno nije u samoj ćeliji.

Izobrazba operatera izvodi se na gotovoj ćeliji, a ne na papiru. Operater mora sam, pred svjedokom, pokrenuti ćeliju, zaustaviti je u nuždi, vratiti je u rad, izvaditi zaglavljeni obradak, zamijeniti paletu i pročitati dojavu. Dok to ne učini bez pomoći, izobrazba nije završena. Održavatelju se uz to pokazuje pristup mjestima podmazivanja, zamjena baterija davača i postupak sigurnog zahvata.

Zapisnik se potpisuje tek kada su otvorene stavke popisane s rokovima. Predaja bez popisa otvorenih stavki obično znači da će se te stavke pojaviti za nekoliko mjeseci, kada više neće biti jasno pripadaju li isporuci ili redovitom održavanju.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.