MODUL 5 · PROJEKTNI ZADATAK: PALETIZACIJA S CNC STROJA
Nastavna jedinica 5.6
Analiza izvršenih gibanja robota
Simulacija ne služi samo za provjeru izvedivosti nego i za mjerenje. Vrijeme ciklusa, brzine i ubrzanja očitavaju se iz istog modela u kojem je program napisan, a iz njih se vidi gdje se vrijeme gubi. Skraćivanje ciklusa uvijek počinje mjerenjem, nikada pretpostavkom.
- očitati vrijeme ciklusa i dijagram brzine iz simulacije
- razdvojiti vrijeme ciklusa na gibanje, čekanje i radnje prihvatnice
- prepoznati usko grlo ciklusa iz izmjerenih udjela
- objasniti učinak zona zaobljenja na vrijeme ciklusa
- skratiti ciklus izmjenom redoslijeda točaka i visine prilaza
- procijeniti granicu do koje se ciklus može skraćivati bez gubitka pouzdanosti
Što se mjeri
Vrijeme ciklusa mjeri se od jednog do drugog istovjetnog trenutka, najčešće od zatvaranja prihvatnice na jednom komadu do zatvaranja na sljedećem. Mjeri se na više ciklusa, jer se ciklusi razlikuju: udaljenost do pozicije 1 nije jednaka udaljenosti do pozicije 60, a svaki dvadeseti ciklus uključuje i odlaganje kartona.
| Dio ciklusa | Trajanje | Udio |
|---|---|---|
| Gibanje između točaka | 33,5 s | 71 % |
| Zaustavljanja u točkama bez zaobljenja | 5,6 s | 12 % |
| Prihvat i otpuštanje obratka | 4,2 s | 9 % |
| Čekanje vrata stroja | 4,0 s | 8 % |
| Ukupno | 47,3 s | 100 % |
Prvo mjerenje daje 47,3 s, što prelazi zahtijevanih 45 s. Ciklus je i dalje kraći od takta stroja od 52 s, pa bi proizvodnja tekla, ali bez rezerve. Zadatak analize je pronaći gdje se vrijeme troši i skratiti ga do zahtijevane vrijednosti.
Zapamtite
Vrijeme ciklusa uvijek se mjeri kao prosjek više ciklusa i uz uključeno čekanje na vanjske uvjete. Mjerenje samo najbržeg ciklusa daje brojku koja u proizvodnji ne postoji.
Brzine, ubrzanja i uska grla
Dijagram brzine vrha alata pokazuje gdje robot vozi punom brzinom, a gdje samo ubrzava i koči. Kratki segmenti između bliskih točaka nikada ne dosegnu zadanu brzinu: robot stigne samo ubrzati do polovice i odmah počne kočiti. Na takvim segmentima povećanje zadane brzine ne donosi ništa, a povećanje ubrzanja donosi mnogo.
| Nalaz iz dijagrama | Tumačenje | Mjera |
|---|---|---|
| Trokutasti oblik brzine | segment prekratak da se dosegne zadana brzina | povećati ubrzanje |
| Trapezni oblik s dugom ravninom | segment dovoljno dug | povećati zadanu brzinu |
| Brzina pada na nulu u svakoj točki | nema zona zaobljenja | uvesti zone na prijelaznim točkama |
| Duga ravnina pri niskoj brzini | gibanje ograničeno zadanom brzinom prilaza | skratiti prilaz |
| Ravni dio bez gibanja | čekanje na vanjski signal | skratiti odziv vrata ili preklopiti radnje |
Usko grlo je onaj dio ciklusa koji troši najviše vremena i koji se najlakše skraćuje. U ovom ciklusu to nije čekanje vrata, iako se na prvi pogled čini rasipnim: ono traje 4,0 s i teško se skraćuje jer ovisi o stroju. Usko je grlo zbroj zaustavljanja u četrnaest točaka, jer se ono uklanja jednom postavkom.
Zone zaobljenja
Zona zaobljenja definira polumjer oko programirane točke unutar kojega robot ne mora stati nego prelazi na sljedeći segment. Svako izbjegnuto zaustavljanje štedi vrijeme kočenja i ponovnog ubrzavanja, u ovom ciklusu oko 0,4 s po točki.
Ciklus se sastoji od gibanja, zaustavljanja u točkama, radnji prihvatnice i čekanja vrata. Povećajte udio točaka sa zonom zaobljenja i pratite kako se ciklus približava zahtjevu od 45 s.
Zone se ne postavljaju posvuda. Točka izuzimanja, točka odlaganja i točke u kojima se otvara ili zatvara prihvatnica moraju se dosegnuti točno, pa ostaju bez zaobljenja. Prijelazne točke iznad stroja i iznad palete ne moraju se dosegnuti točno i njima se zaobljenje dodjeljuje slobodno. U ovom programu to znači zone na jedanaest od četrnaest točaka, dakle oko 80 %.
| Vrsta točke | Zona | Obrazloženje |
|---|---|---|
| Izuzimanje u steznoj glavi | bez zone | prihvat traži točan položaj |
| Odlaganje na paletu | bez zone | položaj komada određuje urednost sloga |
| Točka odlaganja kartona | bez zone | karton mora leći ravno |
| Prilaz i odmak od stroja | srednja zona | položaj nije kritičan, smjer jest |
| Prijelazna točka iznad ćelije | velika zona | služi samo za zaobilaženje prepreka |
| Prilaz iznad pozicije | mala zona | spuštanje mora ostati okomito |
Redoslijed točaka i visina prilaza
Nakon zona, dvije mjere donose najviše. Prva je snižavanje visine prilaza sa 250 na 150 mm, obrađeno u prethodnoj jedinici; ono skraćuje osnovno vrijeme gibanja za oko 1,6 s po ciklusu. Druga je izmjena redoslijeda pozicija unutar sloja.
U prvoj izvedbi robot je slogove punio red po red, uvijek počinjući od istoga kraja. Nakon posljednje pozicije u redu vraćao se na početak sljedećeg reda, što je 640 mm praznog hoda. Izmjenom u naizmjenični smjer — parni redovi slijeva nadesno, neparni zdesna nalijevo — taj se prazan hod uklanja, a osnovno vrijeme gibanja skraćuje za dodatnih 2,4 s.
| Mjera | Skraćenje | Vrijeme ciklusa nakon mjere |
|---|---|---|
| Prvo mjerenje | — | 47,3 s |
| Zone zaobljenja na 80 % točaka | 4,5 s | 42,8 s |
| Visina prilaza s 250 na 150 mm | 1,6 s | 41,2 s |
| Naizmjenični redoslijed u redovima | 2,4 s | 38,8 s |
Konačnih 38,8 s zadovoljava zahtjev od 45 s i ostavlja 13,2 s rezerve prema taktu stroja od 52 s. Iskorištenje takta iznosi 75 %, što je razumna vrijednost: dovoljno rezerve za usporenje, a bez pretjerano skupog rješenja.
Granice skraćivanja
Ciklus se uvijek može skratiti još malo, ali ne bez cijene. Povećanje brzine i ubrzanja opterećuje prijenosnike i skraćuje razdoblje između održavanja. Prevelike zone zaobljenja pomiču putanju prema preprekama. Preniski prilaz smanjuje razmak do složenih komada. Svaka od tih mjera pomiče granicu pouzdanosti.
Pažnja
Skraćivanje ciklusa ispod potrebe nema vrijednosti. Robot koji završi ciklus za 30 s, dok stroj radi 52 s, jednostavno dulje čeka. Uloženi trud i povećano trošenje ne donose nijedan dodatni komad.
Zato se skraćivanje vodi prema zahtjevu iz radnog zadatka, a ne prema najboljem mogućem rezultatu. Kada je zahtjev ispunjen s razumnom rezervom, analiza se zaključuje, brojke se upisuju u dokumentaciju i prelazi se na provjeru cijeloga ciklusa paletizacije.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Vrijeme ciklusa | Vrijeme između dvaju istovjetnih trenutaka u radu robota, mjereno kao prosjek više ciklusa. |
| Usko grlo | Dio ciklusa koji troši najviše vremena i čije skraćivanje donosi najveći učinak. |
| Trokutasti profil brzine | Oblik dijagrama na segmentu prekratkom da se dosegne zadana brzina. |
| Zona zaobljenja | Polumjer oko točke unutar kojega robot ne zaustavlja gibanje. |
| Naizmjenični redoslijed | Punjenje reda naizmjence u jednom pa u drugom smjeru, čime se uklanja prazan hod. |
| Iskorištenje takta | Omjer vremena ciklusa robota i takta stroja, izražen postotkom. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Segment na kojem dijagram brzine ima trokutasti oblik skraćuje se:
Na prekratkom segmentu zadana brzina se ne doseže, pa je mjerodavno ubrzanje.
Pitanje 2 od 3
Kojim se točkama u ovom programu ne dodjeljuje zona zaobljenja?
Točke u kojima se prihvaća ili otpušta obradak moraju se dosegnuti točno.
Pitanje 3 od 3
Vrijeme ciklusa snizilo se s 47,3 s na 38,8 s, uz takt stroja 52 s. To znači:
Razlika između 52 s i 38,8 s iznosi 13,2 s, a zahtjev od 45 s je ispunjen.
Odgovoreno 0 od 3.