Transport toczy się kołem mecanum
Cykle produkcyjne są coraz krótsze, za to różnorodność asortymentowa coraz większa. Komponenty niezbędne do produkcji danego elementu trzeba dostarczyć na miejsce, na czas i na pewno – tak, jak kiedyś mówiło hasło jednej z firm kurierskich. Te warunki może spełnić wewnątrzzakładowy system transportu wykorzystujący niezwykłe koła mecanum.
Spróbujmy spojrzeć w przyszłość: zautomatyzowane i połączone ze sobą, samojezdne systemy transportowe z mobilnymi platformami montażowymi przesuwają się przez hale produkcyjne. Produkuje się szybciej, bardziej indywidualnie, elastyczniej i precyzyjniej. Oszczędza się pieniądze i czas. To wcale nie taka odległa przyszłość. Już dziś w krajach rozwiniętych gospodarka stoi u progu czwartej rewolucji przemysłowej. Jednak tylko zaawansowane technologie mogą wesprzeć tę rewolucję.
Wysoka wydajność i zautomatyzowanie
Przewiduje się, że w przyszłości rynek będzie wymagał coraz większej ilości produktów indywidualnych i że w warunkach seryjnej produkcji masowej istotna stanie się możliwość wykorzystania elastycznych metod wytwarzania. Obecnie z powodzeniem w zakładach produkcyjnych stosuje się zasadę One Piece Flow (przepływ jednej sztuki) w myśl zasad Lean Manufacturing, w której materiały, półwyroby czy wyroby są przekazywane ze stanowiska na stanowisko w sposób systematyczny (określone tempo), niezmienny i nieprzerwany (bez zatrzymań). Każdy element po obrobieniu jest natychmiast przekazywany na kolejne stanowisko, a na jego miejsce pojawia się następna część do obróbki, czyli wyrób przepływa w partii jednej sztuki. Konieczne do tego m.in. mobilne platformy montażowe muszą w sposób elastyczny transportować produkty i dostarczać ergonomicznie do pracownika. Platformy mobilne powinny dostosowywać się w sposób maksymalnie bezkolizyjny do zmieniających się warunków produkcji. Sztywne, np. połączone szynami systemy nie mogą być w takiej sytuacji dobrym wyborem. Rozwiązaniem mogą być systemy transportowe wyposażone w koła typu mecanum.
Przyszłościowe rozwiązanie
Koło mecanum zostało wynalezione w 1973 roku przez Bengta Ilona, inżyniera ze szwedzkiej firmy Mecanum AB. Wynalazek ten bywa także nazywany kołem Ilona. Amerykańska Marines odkupiła patent i stosowała ten rodzaj koła w systemach transportu i załadunku na swoich statkach. Dopiero w roku 1997 technologia mecanum zastosowana została w służbie cywilnej, głównie do transportu ciężkich elementów. Na czym polega wyjątkowość tych kół? Pojazdy wyposażone w koła typu mecanum mogą swobodnie poruszać się – podobnie jak poduszkowce – w dwóch płaszczyznach. Mogą obierać dowolny kierunek ruchu, pokonywać zakręty o dowolnym promieniu lub kręcić się w miejscu. To wszystko możliwe jest dzięki wyjątkowej budowie kół. Na swoistej feldze osadzone są beczkowate rolki, najczęściej pod kątem 450 w stosunku do osi koła. Poruszają się one także wokół swojej osi. Forma, rozmiar i odległości między rolkami są niemal dowolne.
Obecnie w Europie tylko kilka przedsiębiorstw zajmuje się technologią mecanum. Jedną z nich jest niemiecka firma Imetron, która opracowała i w grudniu 2014 r. przedstawiła innowacyjne urządzenie do transportu wewnątrzzakładowego nazwane Donkeymotion (ilustracja 2). To modułowa konstrukcja umożliwiająca tworzenie systemów transportu bez operatora, sterowanych zdalnie, z kołami mecanum.
Pojazdy wyposażone w te niezwykłe koła nie potrzebują dużo miejsca do przemieszczania się, dostają się w wąskie ciągi komunikacyjne w halach produkcyjnych lub magazynach. Można je zatem bez problemu i kosztownych „przemeblowań” zintegrować z istniejącą infrastrukturą. Dzięki standaryzowanym, pasującym do siebie elementom systemu można łatwo tworzyć indywidualnie dopasowane do potrzeb danego zakładu rozwiązania transportowe, co znacząco oszczędza czas i pieniądze. Wszystkie komponenty nadają się do wielokrotnego użytku i w razie zmiany potrzeb transportowych można je łatwo przebudować.
Elementami systemu modułowego są napędy kół wraz z kołami mecanum. Obecnie oferowane są dwie wielkości urządzenia: Mecanum Drive S i Mecanum Drive M. Te dwa rozmiary, w różnych wariantach, pozwalają na budowanie platform mecanum o nośności do 4 ton, a dodatkowe koła podtrzymujące pozwalają nawet na ładowność do 10 ton.
Oprócz jednostek napędowych, Imetron oferuje dopasowane jednostki sterujące, które są dostarczane z odpowiednimi algorytmami sterowania. We współpracy z zespołem prof. dr. Röhriga z Politechniki w Dortmundzie udoskonalono algorytmy w taki sposób, iż możliwe jest bardzo dokładne pozycjonowanie i absolutnie miękkie ruchy. Dzięki oferowanemu wraz z systemem modułowym bezprzewodowym lub przewodowym pilotem systemy są gotowe do natychmiastowego użytku.
Szybka wymiana narzędzi
Jednostki napędowe piasty koła mogą być umieszczone dowolnie na pojeździe. Rozstaw osi i rozstaw kół również mogą być dowolnie dobrane. Jedynym warunkiem jest to, że napędy są ułożone równolegle do osi. Sterowanie wyposażone we współrzędne jednostek napędowych gwarantuje prawidłowe skręcanie kół.
Kolejnym ważnym zakresem zastosowania w obszarze wewnątrzzakładowych zadań transportowych są wózki wymiany narzędzi. System mecanum wprowadza rewolucyjny postęp w zakresie wózków wymiany narzędzi, które przykładowo ułatwiają proces konfiguracji wtryskarek lub pras: często ważące kilka ton narzędzia muszą być dokładnie włożone do maszyny, a następnie wkręcone.
Rozmieszczenie musi nastąpić na wszystkich trzech osiach. Konwencjonalne systemy kół mogą być oczywiście umieszczone w trzeciej osi bez manewrowania. Wózek wymiany narzędzi z precyzyjnie sterowanymi kołami mecanum i platformą podnoszącą rozwiązuje dylemat i zapewnia bezpieczny, szybki proces konfiguracji, bez uszkodzenia sprzętu lub narzędzi związanych z owym procesem.
Poza tym system ten sprawdzi się w wielu zastosowaniach, np. jako wózek pod palety, mobilna platforma montażowa czy system dostarczający małe części (tzw. shuttle) potrzebne w trakcie produkcji. Donkeymotion można także wykorzystać do transportu pacjentów w szpitalach lub sprzętu teatralnego, telewizyjnego czy kinowego.
