PŘÍPADOVÁ STUDIE

Přesnost a efektivita v automobilovém průmyslu

Společnost Smart Automation navrhla a implementovala modulární výrobní linku pro BRUSS. Pokročilý automatizační systém založený na řadě řešení Siemens udržuje konzistentní výkon bez ohledu na variantu vyráběného komponentu.

BRUSS je předním světovým dodavatelem automobilových produktů v oblasti těsnící techniky a řízení hnacích ústrojí. Při výrobě svých řešení využívá mimo jiné procesy vstřikování plastů.Potřeba zvýšit výrobní kapacitu spolu s rostoucími požadavky na vyšší přesnost výroby vedla k výstavbě nové modulární výrobní linky v polském závodě společnosti.

„Kromě zvýšení výroby bylo naším cílem také zlepšení kvalitativních parametrů finálního produktu. To nebylo možné s využitím stávající výrobní linky v našem závodě Mrągowo, jejíž výkon byl v té době nižší než naše potřeby,“
vzpomíná Damian Rowiński, manažer spouštění a procesů ve společnosti BRUSS Sp. z o.o.

Proto bylo rozhodnuto postavit a uvést do provozu druhou linku, navrženou tak, aby umožňovala přesnou výrobu komponentů a zároveň výrazně zvýšila efektivitu výroby. Úkolem návrhu a dodávky modulární výrobní linky pro automatizovanou montáž, značení a kontrolu kvality krytů pro tři a čtyřválcové benzínové motory byla svěřena společnosti Smart Automation, která se specializuje na automatizaci a robotizaci průmyslových procesů.

„Již ve fázi návrhu jsme provedli podrobné ověření technických řešení a zavedli řadu vylepšení ve srovnání se starší linkou. V nové instalaci jsme zvolili komplexní přístup a plnou integraci technologií Siemens, která zajistí konzistenci a maximální efektivitu celého systému.“
zdůrazňuje Radosław Szymański, projektový manažer společnosti Smart Automation.

Implementace začala v červnu 2023 vývojovou fází konceptu, během níž bylo navrženo uspořádání stanic a modulů, alokace vstřikovacích strojů a pracovní stanice obsluhy. V další fázi byl vytvořen 3D model celé linky včetně vizualizace technologických procesů.Dokumentační fáze — dokončená iniciací zakázky — zahrnovala kompletní 3D model, elektrická a pneumatická schémata a rozpis materiálů. Počáteční předběžné uvedení linky do provozu bylo provedeno v zařízení společnosti Smart Automation a sloužilo jako klíčový krok při testování před úplným nasazením. Následně byla kompletní řada testována na místě v BRUSS, což vyvrcholilo formálním přijetím žádosti v prosinci 2024.

Výrobní linka vytvořená společností Smart Automation umožňuje přesnou výrobu součástí a výrazně zvyšuje efektivitu výroby

Výrobní proces od začátku do konce

Linka se skládá ze čtrnácti stanic, přičemž komponenty jsou přepravovány na paletách v uzavřeném systému.

Montáž krytu motoru probíhá na modulární výrobní lince sestávající ze 14 stanic. Komponenty jsou přepravovány na paletách v uzavřeném systému. Proces začíná manipulátorem, který vybere čerstvý díl z vstřikovací formy, váží ji pro kontrolu hmotnosti a umístí ji na přenosovou paletu. Díl pak prochází systémem tepelné stabilizace pro řízené chlazení a je označen jedinečným kódem DMC. Systém nepřetržitě monitoruje výkon linky. Pokud je vyrovnávací paměť plná, části jsou uloženy, zatímco jiné pokračují do dalších fází.

„V dalším kroku provedou dvě stanice vybavené manipulátorovými systémy montáž břitových destiček technologií indukčního ohřevu. Proces se poté přesune do manuálně automatické stanice, kde obsluha předinstaluje vložky pro řízení průtoku a umístí součást do laserové svařovací jednotky. Po skončení cyklu je součást vrácena do paletového přepravního systému,“
vysvětluje Radosław Kokornacki, vedoucí automatizace ve společnosti Smart Automation.

V další fázi optický systém ověří správnost montáže břitových destiček s přesností 0,02 mm, kontroluje přítomnost a průtok otvorů, jakož i případné vady odlitku a provádí třídicí měření podle definovaných parametrů. Obsluha poté vloží samořezné šrouby do otvorů a nainstaluje regulační ventily tlaku. Nakonec se šrouby automaticky utáhnou a rovinnost krytu se měří s přesností 0,01 mm. Po těchto krocích je výrobek téměř dokončen - zbývá pouze instalace těsnění. To však ještě není konec výrobního procesu.

V další fázi další stanice automaticky čistí horní i dolní povrch krytu. Poté na následující stanici operátoři instalují těsnění pomocí forem. Nakonec je provedeno sedm tlakových zkoušek pro ověření těsnosti, průtoku, propustnosti a provozu ventilu. Vyhrazená stanice pak kontroluje polohu tlakových ventilů, přítomnost šroubů a vložek a aplikuje bezpečnostní štítek. Konečná stanice uvolňuje hotové díly operátorovi, ukládá vadné komponenty, manipuluje s nárazníky, díly vyžadující přepracování, referenční vzorky a přebírá palety.

Při plné kapacitě linka vyrábí současně dva různé typy krytů, což zajišťuje nepřetržitý pracovní postup s dobou cyklu 33,5 sekundy

Damian Rowiński , Správce spouštění a procesů, BRUSLE

SMART linka

Kvalita finálních výrobků je pro BRUSS zásadní, a proto bylo pro Smart Automation zásadní implementovat komplexní systém řízení výrobních parametrů.

„Zajistili jsme plnou sledovatelnost každého vyrobeného dílu. Shromážděná data — například časy cyklů jednotlivých stanic, časová razítka vstupu a výstupu a výsledky testů — umožňují přesný výpočet a monitorování indikátoru OEE. Ověření kvality zahrnuje tlakové zkoušky, kontrolu geometrie pomocí pokročilého systému vidění, jakož i kontroly zpracování a přítomnosti prvků, jako jsou šrouby, ventily a výstražné štítky,“
říká Radosław Kokornacki.

Linka je vybavena proprietárním systémem pro správu, vykazování a monitorování procesních dat vyvinutým společností Smart Automation. Toto řešení poskytuje zaměstnancům BRUSS bezpečný vzdálený přístup ke stavu výroby v reálném čase odkudkoli. Uživatelé mohou analyzovat celkový výkon, podrobná data stanic, historii procesů s parametry a sledovat ukazatele kvality a efektivity na hodinové, směnové a denní bázi.

Linka obsahuje proprietární systém pro správu, hlášení a monitorování procesních dat vyvinutý společností Smart Automation.

„Vstřikovací stroj používaný společností BRUSS vyrábí plastové kryty technologií vstřikování. Linka, kterou jsme postavili, automaticky kontroluje jejich kvalitu a integruje komponenty, jako jsou šrouby a těsnění. Výsledkem je, že přepínání typů produktů vyžaduje minimální prostoje, což zajišťuje flexibilitu výroby bez významných změn jiných modulů,“
vysvětluje Radosław Szymański.

Proces přechodu na jiný sortiment výrobků je vysoce automatizovaný. Ruční výměna těsnicích nástrojů je synchronizována s časováním přívodu materiálu na lince, což účinně eliminuje prostoje této operace.

Koncový zákazník a výrobce strojů zvolili řešení Siemens. Hardwarové komponenty a software, které poskytujeme, splnily náročné cíle stanovené společností Smart Automation a BRUSS. To dokazuje vysokou funkčnost, všestrannost a spolehlivost našich doplňkových řešení, která doslova „řídí“ průmyslové výrobní linky v naší zemi

Slawomir Kalita, Manažer prodeje, Siemens

Výrobní linka je založena na široké škále řešení Siemens — od průmyslových počítačů a řídicích jednotek přes pohonné systémy, napájecí zdroje a I/O stanice až po čtečky RFID a panely HMI

Technologie pro špičkovou kvalitu a efektivitu výroby

V rámci projektu byl zadavatel BRUSS zodpovědný za přesné vymezení funkčních předpokladů a požadavků na kvalitu automatizované výrobní linky. Inteligentní automatizace, která působí jako systémový integrátor a dodavatel, zvládla celý rozsah práce: od návrhu a konfigurace až po vývoj softwaru, montáž, testování a uvedení do provozu linky, což zajišťuje flexibilitu výroby a vysokou efektivitu.

„Siemens podpořil iniciativu jako dodavatel klíčových automatizačních komponent, poskytující technologie, které řídí výrobní linku a umožňují komplexní řízení a řízení procesu montáže krytu motoru na automatizované lince vyvinuté společností Smart Automation.“
— vysvětluje Sławomir Kalita.

Pro konstrukci výrobní linky byly použity řídicí jednotky SIMATIC S7-1500TF s rozšířenou technologickou funkčností, umožňující implementaci pokročilých algoritmů řízení pohybu a splnění nejvyšších bezpečnostních standardů díky funkci Safety Integrated. Řadiče byly integrovány se servopohony SINAMICS S210 a V90, což zajistilo přesné řízení osy. Modulární architektura linky založená na distribuovaných I/O systémech ET200AL a ET200SP umožnila flexibilní konfiguraci a rychlé přepínání. Systém byl doplněn čtečkami RFID pro identifikaci komponent, průmyslovými síťovými přepínači, ovládacími panely z nejnovější řady SIMATIC HMI Unified a komplexní řadou spínacích zařízení zajišťujících spolehlivou distribuci energie.

Použití technologie Siemens nám poskytlo jednotnou konfiguraci, diagnostiku a provoz bez nutnosti přepínání mezi různými softwarovými prostředími

Radoslaw Szymanski, Inteligentní automatizace

Stojící zleva: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

„Klíčovým prvkem je centralizovaná správa celého procesu v prostředí TIA Portal, které integruje konfiguraci, diagnostiku a simulaci do jediného nástroje. Během projektu využila společnost Smart Automation mnoho možností platformy TIA Portal, včetně vestavěných bloků pohonů, integrovaných bezpečnostních mechanismů, víceuživatelského režimu umožňujícího paralelní úpravy projektu a pokročilého nástroje S7-PLCSIM pro simulaci a testování řídicí logiky před fyzickým uvedením do provozu,“
vzpomíná Sławomir Kalita ze společnosti Siemens.

Tempo projektu bylo mimořádně dynamické, odráželo se v rychlém rozhodování a neustálém pokroku navzdory technickým výzvám, s nimiž se setkáváme v každé fázi.

„Naším cílem bylo vybudovat výrobní linku, která by zajistila vysokou opakovatelnost, přesnost a plnou sledovatelnost dílů v každé fázi výroby a zároveň umožnila zvýšení efektivity procesů a komplexní řízení výroby. Tohoto cíle jsme byli schopni plně dosáhnout částečně díky podpoře společnosti Siemens a používání spolehlivých komponent a softwaru tohoto výrobce.“
zdůrazňuje Radosław Kokornacki.

„Výrobní linka se vyznačuje vysokou flexibilitou. Neustále zavádíme úpravy parametrů a vylepšování procesů. V blízké budoucnosti plánujeme další modernizace a rozšíření instalace,“
— shrnuje Damian Rowiński, Launch & Process Manager ve společnosti BRUSS sp. z o.o.

Kontaktujte nás