ANWENDERBERICHT

Präzision und Effizienz in der Automobilindustrie

Smart Automation entwarf und implementierte eine modulare Produktionslinie für BRUSS. Das fortschrittliche Automatisierungssystem, das auf einer Reihe von Siemens-Lösungen basiert, sorgt für eine gleichbleibende Leistung, unabhängig von der Variante der hergestellten Komponente.

BRUSS ist ein weltweit führender Anbieter von Automobilprodukten in den Bereichen Dichtungstechnik und Antriebsstrangsteuerung. Bei der Herstellung seiner Lösungen verwendet das Unternehmen unter anderem Kunststoffspritzgussverfahren. Die Notwendigkeit, die Produktionskapazität zu erhöhen, und die steigenden Anforderungen an eine höhere Fertigungsgenauigkeit führten zum Bau einer neuen modularen Produktionslinie im polnischen Werk des Unternehmens.

„Neben der Steigerung der Produktion war es unser Ziel auch, die Qualitätsparameter des Endprodukts zu verbessern. Dies war mit der bestehenden Produktionslinie in unserer Anlage in Mrągowo nicht möglich, deren Leistung zu dem Zeitpunkt unter unseren Bedürfnissen lag.“
erinnert sich an Damian Rowiński, Launch & Process Manager bei BRUSS Sp. z o.o.

Daher wurde beschlossen, eine zweite Linie zu bauen und in Betrieb zu nehmen, die eine präzise Fertigung von Komponenten ermöglicht und gleichzeitig die Produktionseffizienz deutlich erhöht. Smart Automation, ein Unternehmen, das sich auf die Automatisierung und Robotisierung industrieller Prozesse spezialisiert hat, wurde mit der Planung und Lieferung einer modularen Produktionslinie für die automatische Montage, Kennzeichnung und Qualitätsprüfung von Motorhauben für Drei- und Vierzylinder-Benzinmotoren betraut.

„Bereits in der Entwurfsphase haben wir eine detaillierte Überprüfung der technischen Lösungen durchgeführt und zahlreiche Verbesserungen gegenüber der älteren Linie eingeführt. Bei der neuen Installation haben wir uns für einen umfassenden Ansatz und die vollständige Integration der Siemens-Technologien entschieden, um Konsistenz und maximale Effizienz des gesamten Systems zu gewährleisten.“
betont Radosław Szymański, Projektmanager bei Smart Automation.

Die Umsetzung begann im Juni 2023 mit der Konzeptentwicklungsphase, in der die Anordnung der Stationen und Module, die Zuweisung der Spritzgießmaschinen und die Bedienerarbeitsplätze entworfen wurden. In der nächsten Phase wurde ein 3D-Modell der gesamten Linie erstellt, einschließlich einer Visualisierung der technologischen Prozesse. Die Dokumentationsphase — abgeschlossen mit der Initiierung des Projektauftrags — umfasste ein vollständiges 3D-Modell, elektrische und pneumatische Schaltpläne sowie eine Stückliste. Die erste Vorinbetriebnahme der Anlage wurde in der Anlage von Smart Automation durchgeführt und war ein wichtiger Schritt beim Testen vor der vollständigen Inbetriebnahme. Anschließend wurde die komplette Linie vor Ort bei BRUSS getestet, was in der formellen Annahme des Antrags im Dezember 2024 gipfelte.

Die von Smart Automation gebaute Produktionslinie ermöglicht eine präzise Komponentenfertigung und erhöht die Produktionseffizienz erheblich.

Produktionsprozess von Anfang bis Ende

Die Linie besteht aus vierzehn Stationen, an denen Komponenten auf Paletten in einem geschlossenen Kreislaufsystem transportiert werden.

Die Montage der Motorabdeckung erfolgt auf einer modularen Produktionslinie, die aus 14 Stationen besteht. Komponenten werden auf Paletten in einem geschlossenen Kreislaufsystem transportiert. Der Prozess beginnt damit, dass ein Manipulator ein frisches Teil aus der Spritzgussform nimmt, es zur Massenkontrolle wiegt und es auf eine Transferpalette legt. Das Teil durchläuft dann ein thermisches Stabilisierungssystem zur kontrollierten Kühlung und ist mit einem eindeutigen DMC-Code gekennzeichnet. Das System überwacht kontinuierlich die Linienleistung. Wenn der Puffer voll ist, werden Teile eingelagert, während andere weitere Stufen durchlaufen.

„Im nächsten Schritt führen zwei Stationen, die mit Manipulatorsystemen ausgestattet sind, die Montage der Wendeschneidplatten mithilfe der induktiven Heiztechnologie durch. Der Prozess geht dann zu einer manuell-automatischen Station über, wo der Bediener Einsätze zur Durchflusssteuerung vorinstalliert und das Teil in einer Laserschweißanlage positioniert. Nach dem Zyklus wird das Bauteil in das Palettentransportsystem zurückgebracht.“
erklärt Radosław Kokornacki, Leiter der Abteilung Automatisierung bei Smart Automation.

In der nächsten Phase überprüft ein Bildverarbeitungssystem die Richtigkeit der Wendeschneidplattenmontage mit einer Genauigkeit von 0,02 mm, prüft das Vorhandensein und den Verlauf von Öffnungen sowie etwaige Gussfehler und führt Screeningmessungen anhand definierter Parameter durch. Der Bediener führt dann selbstschneidende Schrauben in die Löcher ein und installiert Druckregelventile. Schließlich werden die Schrauben automatisch angezogen und die Ebenheit der Abdeckung wird mit einer Genauigkeit von 0,01 mm gemessen. Nach diesen Schritten ist das Produkt fast fertig — es bleibt nur noch die Installation der Dichtungen übrig. Dies ist jedoch noch nicht das Ende des Produktionsprozesses.

In der nächsten Phase reinigt eine weitere Station automatisch sowohl die obere als auch die untere Oberfläche der Abdeckung. Danach, an der folgenden Station, montieren die Bediener Dichtungen mithilfe von Formen. Schließlich werden sieben Drucktests durchgeführt, um Dichtheit, Durchfluss, Durchlässigkeit und Ventilfunktion zu überprüfen. Eine spezielle Station überprüft dann die Position der Druckventile, das Vorhandensein von Schrauben und Einsätzen und bringt ein Sicherheitsetikett an. Die letzte Station gibt fertige Teile an den Bediener aus, lagert defekte Komponenten ein, bearbeitet Puffer, Teile, die überarbeitet werden müssen, Referenzmuster und lädt Paletten neu.

Bei voller Kapazität produziert die Anlage zwei verschiedene Arten von Hüllen gleichzeitig und gewährleistet so einen kontinuierlichen Arbeitsablauf mit einer Zykluszeit von 33,5 Sekunden

Damian Rowinski , Start- und Prozessmanager, PINSEL

SMART-Linie

Die Qualität der Endprodukte ist für BRUSS von entscheidender Bedeutung, weshalb es für Smart Automation unerlässlich war, ein umfassendes Produktionsparameter-Kontrollsystem zu implementieren.

„Wir haben die vollständige Rückverfolgbarkeit jedes hergestellten Teils gewährleistet. Gesammelte Daten — wie Zykluszeiten einzelner Stationen, Ein- und Ausgangszeitstempel und Testergebnisse — ermöglichen eine präzise Berechnung und Überwachung des OEE-Indikators. Die Qualitätsüberprüfung umfasst Druckprüfungen, Geometrieinspektionen mit einem fortschrittlichen Bildverarbeitungssystem sowie Kontrollen der Verarbeitung und des Vorhandenseins von Elementen wie Schrauben, Ventilen und Warnschildern.“
sagt Radosław Kokornacki.

Die Anlage ist mit einem firmeneigenen Verwaltungs-, Berichts- und Prozessdatenüberwachungssystem ausgestattet, das von Smart Automation entwickelt wurde. Diese Lösung bietet Mitarbeitern von BRUSS sicheren Fernzugriff auf den Produktionsstatus in Echtzeit von überall aus. Benutzer können die Gesamtleistung, detaillierte Stationsdaten, den Prozessverlauf mit Parametern analysieren und Qualitäts- und Effizienzindikatoren auf Stunden-, Schicht- und Tagesbasis überwachen.

Die Linie verfügt über ein firmeneigenes Management-, Berichts- und Prozessdatenüberwachungssystem, das von Smart Automation entwickelt wurde.

„Die von BRUSS verwendete Spritzgießmaschine produziert Kunststoffabdeckungen im Spritzgussverfahren. Die Linie, die wir gebaut haben, kontrolliert automatisch ihre Qualität und integriert Komponenten wie Schrauben und Dichtungen. Infolgedessen ist der Wechsel des Produkttyps mit minimalen Ausfallzeiten verbunden, wodurch die Produktionsflexibilität ohne wesentliche Änderungen an anderen Modulen gewährleistet wird.“
erklärt Radosław Szymański.

Der Umstellungsprozess für eine andere Produktreihe ist hochgradig automatisiert. Der manuelle Austausch der Dichtungswerkzeuge ist mit dem Zeitpunkt der Materialzuführung der Linie synchronisiert, wodurch Ausfallzeiten für diesen Vorgang effektiv vermieden werden.

Der Endkunde und der Maschinenhersteller entschieden sich für Siemens-Lösungen. Die Hardwarekomponenten und die Software, die wir anbieten, haben die anspruchsvollen Ziele von Smart Automation und BRUSS erfüllt. Dies zeigt die hohe Funktionalität, Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit unserer ergänzenden Lösungen, die die industriellen Produktionslinien in unserem Land buchstäblich „antreiben“.

Slawomir Kalita, Vertriebsleiter (m/w/d), Siemens

Die Produktionslinie basiert auf einer Vielzahl von Siemens-Lösungen — von Industrie-PCs und Steuerungen über Antriebssysteme, Stromversorgungseinheiten und I/O-Stationen bis hin zu RFID-Lesegeräten und HMI-Panels

Technologie für höchste Qualität und Produktionseffizienz

Bei dem Projekt war der öffentliche Auftraggeber BRUSS dafür verantwortlich, die funktionalen Annahmen und Qualitätsanforderungen für die automatisierte Produktionslinie genau zu definieren. Smart Automation, der als Systemintegrator und Auftragnehmer fungierte, kümmerte sich um den gesamten Arbeitsumfang: von der Planung und Konfiguration bis hin zur Softwareentwicklung, Montage, Prüfung und Inbetriebnahme der Linie, wodurch Produktionsflexibilität und hohe Effizienz gewährleistet wurden.

„Siemens hat die Initiative als Lieferant wichtiger Automatisierungskomponenten unterstützt und Technologien bereitgestellt, die die Produktionslinie antreiben und eine umfassende Verwaltung und Steuerung des Montageprozesses der Motorverkleidung auf der von Smart Automation entwickelten automatisierten Linie ermöglichen.“
— erklärt Sławomir Kalita.

Für den Bau der Produktionslinie wurden SIMATIC S7‑1500TF Steuerungen mit erweiterter technologischer Funktionalität verwendet, die die Implementierung fortschrittlicher Bewegungssteuerungsalgorithmen ermöglichen und dank der Funktion Safety Integrated die höchsten Sicherheitsstandards erfüllen. Die Steuerungen wurden in die Servoantriebe SINAMICS S210 und V90 integriert, was eine präzise Achsensteuerung sicherstellte. Die modulare Architektur der Linie, die auf verteilten I/O-Systemen ET200AL und ET200SP basiert, ermöglichte eine flexible Konfiguration und schnelle Umstellungen. Das System wurde durch RFID-Lesegeräte zur Bauteilidentifikation, industrielle Netzwerkschalter, Bedienfelder der neuesten SIMATIC HMI Unified-Serie und eine umfassende Palette von Schaltgeräten ergänzt, die eine zuverlässige Stromverteilung gewährleisten.

Der Einsatz der Siemens-Technologie ermöglichte uns eine einheitliche Konfiguration, Diagnose und Bedienung, ohne dass wir zwischen verschiedenen Softwareumgebungen wechseln mussten.

Radoslaw Szymanski, Intelligente Automatisierung

Stehend von links: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

„Das Schlüsselelement ist die zentrale Verwaltung des gesamten Prozesses innerhalb der TIA Portal Portal-Umgebung, die Konfiguration, Diagnose und Simulation in einem einzigen Tool integriert. Während des Projekts nutzte Smart Automation viele Funktionen der TIA Portal Portal-Plattform, darunter integrierte Antriebsblöcke, integrierte Sicherheitsmechanismen, einen Mehrbenutzermodus, der eine parallele Projektbearbeitung ermöglicht, und das S7-PLCSIM Advanced-Tool für die Simulation und das Testen der Steuerlogik vor der physischen Inbetriebnahme.“
erinnert sich an Sławomir Kalita von Siemens.

Das Tempo des Projekts war außergewöhnlich dynamisch, was sich in schnellen Entscheidungen und kontinuierlichem Fortschritt widerspiegelte, trotz technischer Herausforderungen in jeder Phase.

„Unser Ziel war es, eine Produktionslinie zu bauen, die eine hohe Wiederholbarkeit, Präzision und vollständige Rückverfolgbarkeit der Teile in jeder Produktionsphase gewährleistet und gleichzeitig eine erhöhte Prozesseffizienz und ein umfassendes Produktionsmanagement ermöglicht. Wir konnten dieses Ziel vollständig erreichen, auch dank der Unterstützung von Siemens und der Verwendung der zuverlässigen Komponenten und Software dieses Herstellers.“
betont Radosław Kokornacki.

„Die Produktionslinie zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus. Wir führen kontinuierlich Parameteranpassungen und Prozessverbesserungen ein. In naher Zukunft planen wir weitere Upgrades und Erweiterungen der Installation.“
— fasst Damian Rowiński, Launch & Process Manager bei BRUSS sp. z o.o. zusammen.

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