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CASO DE ÉXITO

Precisión y eficiencia en la industria de la automoción

Smart Automation diseñó e implementó una línea de producción modular para BRUSS. El avanzado sistema de automatización, basado en una gama de soluciones de Siemens, mantiene un rendimiento constante independientemente de la variante del componente que se produzca.

BRUSS es un proveedor líder mundial de productos de automoción en los campos de la tecnología de sellado y el control del tren motriz. Al fabricar sus soluciones, utiliza, entre otros, procesos de moldeo por inyección de plástico. La necesidad de aumentar la capacidad de producción, junto con los crecientes requisitos de mayor precisión de fabricación, llevó a la construcción de una nueva línea de producción modular en la planta polaca de la empresa.

«Además de impulsar la producción, nuestro objetivo también era mejorar los parámetros de calidad del producto final. Esto no era posible con la línea de producción existente en nuestra planta de Mrągowo, cuyo rendimiento estaba por debajo de nuestras necesidades en ese momento»,
recuerda a Damian Rowiński, director de lanzamiento y procesos de BRUSS Sp. z o.o.

Por lo tanto, se decidió construir y poner en marcha una segunda línea, diseñada para permitir la producción precisa de componentes y, al mismo tiempo, aumentar significativamente la eficiencia de fabricación. La tarea de diseñar y entregar una línea de producción modular para el montaje, el marcado y la inspección de calidad automatizados de las tapas de los motores de gasolina de tres y cuatro cilindros se confió a Smart Automation, una empresa especializada en la automatización y robotización de procesos industriales.

«Ya en la fase de diseño, llevamos a cabo una verificación detallada de las soluciones técnicas e introdujimos numerosas mejoras en comparación con la línea anterior. En la nueva instalación, optamos por un enfoque integral y una integración total de las tecnologías de Siemens, garantizando la coherencia y la máxima eficiencia de todo el sistema»,
hace hincapié en Radosław Szymański, director de proyectos de Smart Automation.

La implementación comenzó en junio de 2023 con la fase de desarrollo del concepto, durante la cual se diseñaron el diseño de las estaciones y los módulos, la asignación de las máquinas de moldeo por inyección y las estaciones de trabajo de los operadores. En la siguiente etapa, se creó un modelo 3D de toda la línea, que incluía una visualización de los procesos tecnológicos. La fase de documentación, que se completó con el inicio del pedido del proyecto, incluía un modelo 3D completo, esquemas eléctricos y neumáticos y una lista de materiales. La primera puesta en servicio previa de la línea se llevó a cabo en las instalaciones de Smart Automation, y fue un paso clave en las pruebas antes del despliegue completo. Posteriormente, toda la línea se probó in situ en BRUSS y culminó con la aceptación formal de la solicitud en diciembre de 2024.

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La línea de producción construida por Smart Automation permite fabricar componentes precisos y aumenta significativamente la eficiencia de la producción

Proceso de producción de principio a fin

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La línea consta de catorce estaciones y los componentes se transportan en palés en un sistema de circuito cerrado.

El montaje de la tapa del motor se realiza en una línea de producción modular compuesta por 14 estaciones. Los componentes se transportan en palés en un sistema de circuito cerrado. El proceso comienza con un manipulador que recoge una pieza nueva del molde de inyección, la pesa para controlar la masa y la coloca en un palé de transferencia. La pieza pasa entonces por un sistema de estabilización térmica para controlar la refrigeración y se marca con un código DMC único. El sistema monitorea continuamente el rendimiento de la línea. Si el búfer está lleno, las piezas se almacenan y otras pasan a otras fases.

«En el siguiente paso, dos estaciones equipadas con sistemas manipuladores montan los insertos mediante tecnología de calentamiento por inducción. El proceso pasa entonces a una estación manual-automática, donde el operador preinstala los insertos de control de flujo y coloca la pieza en una unidad de soldadura láser. Tras el ciclo, el componente se devuelve al sistema de transporte de palés»,
explica Radosław Kokornacki, director de automatización de Smart Automation.

En la siguiente etapa, un sistema de visión comprueba la exactitud del conjunto del inserto con una precisión de 0,02 mm, comprueba la presencia y el flujo de las aberturas, así como cualquier defecto de fundición, y realiza mediciones de cribado según los parámetros definidos. A continuación, el operario inserta tornillos autorroscantes en los orificios e instala las válvulas de control de presión. Por último, los tornillos se aprietan automáticamente y la planitud de la cubierta se mide con una precisión de 0,01 mm. Tras estos pasos, el producto está casi terminado, solo queda la instalación de las juntas. Sin embargo, aún no es el final del proceso de producción.

En la siguiente etapa, otra estación limpia automáticamente las superficies superior e inferior de la funda. Después, en la siguiente estación, los operadores instalan las juntas con moldes. Por último, se realizan siete pruebas de presión para comprobar la estanqueidad, el flujo, la permeabilidad y el funcionamiento de la válvula. A continuación, una estación dedicada comprueba la posición de las válvulas de presión, la presencia de tornillos e insertos y aplica una etiqueta de seguridad. La estación final entrega las piezas acabadas al operador, almacena los componentes defectuosos, gestiona los tampones, las piezas que requieren reprocesamiento, las muestras de referencia y recarga los palés.

A plena capacidad, la línea produce dos tipos diferentes de fundas simultáneamente, lo que garantiza un flujo de trabajo continuo, con un tiempo de ciclo de 33,5 segundos
Damian Rowinski , Gestor de lanzamientos y procesos, CEPILLO

Línea SMART

La calidad de los productos finales es crucial para BRUSS, por eso era fundamental que Smart Automation implementara un sistema integral de control de los parámetros de producción.

«Garantizamos la trazabilidad total de cada pieza fabricada. Los datos recopilados, como los tiempos de ciclo de las estaciones individuales, las marcas horarias de entrada y salida y los resultados de las pruebas, permiten calcular y supervisar con precisión el indicador OEE. La verificación de la calidad incluye las pruebas de presión, la inspección de la geometría con un sistema de visión avanzado, así como el control de la mano de obra y de la presencia de elementos como tornillos, válvulas y etiquetas de advertencia»
dice Radoslaw Kokornacki.

La línea está equipada con un sistema patentado de gestión, generación de informes y supervisión de datos de procesos desarrollado por Smart Automation. Esta solución proporciona a los empleados de BRUSS un acceso remoto seguro al estado de la producción en tiempo real desde cualquier lugar. Los usuarios pueden analizar el rendimiento general, los datos detallados de las estaciones, el historial de procesos con parámetros y supervisar los indicadores de calidad y eficiencia por hora, turno y día a día.

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La línea cuenta con un sistema patentado de gestión, generación de informes y supervisión de datos de procesos desarrollado por Smart Automation.

«La máquina de moldeo por inyección utilizada por BRUSS produce fundas de plástico con tecnología de moldeo por inyección. La línea que creamos controla automáticamente su calidad e integra componentes como tornillos y juntas. Como resultado, cambiar de tipo de producto implica un tiempo de inactividad mínimo, lo que garantiza la flexibilidad de producción sin cambios significativos en otros módulos»,
explica Radoslaw Szymański.

El proceso de cambio a una gama de productos diferente está altamente automatizado. La sustitución manual de las herramientas de sellado se sincroniza con el tiempo de alimentación del material de la línea, lo que elimina eficazmente el tiempo de inactividad de esta operación.

El cliente final y el fabricante de la máquina eligieron las soluciones de Siemens. Los componentes de hardware y el software que ofrecemos cumplen los exigentes objetivos establecidos por Smart Automation y BRUSS. Esto demuestra la alta funcionalidad, versatilidad y fiabilidad de nuestras soluciones complementarias, que literalmente «impulsan» las líneas de producción industrial en nuestro país
Slawomir Kalita, Director de ventas, Siemens

La línea de producción funciona en base a una amplia gama de soluciones de Siemens, desde ordenadores y controladores industriales, pasando por sistemas de accionamiento, fuentes de alimentación y estaciones de E/S, hasta lectores RFID y paneles HMI

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Tecnología para la máxima calidad y eficiencia de producción

En el proyecto, la autoridad contratante, BRUSS, se encargó de definir con precisión los supuestos funcionales y los requisitos de calidad de la línea de producción automatizada. Smart Automation, como integrador de sistemas y contratista, se encargó de todo el trabajo: desde el diseño y la configuración hasta el desarrollo del software, el montaje, las pruebas y la puesta en marcha de la línea, garantizando la flexibilidad de la producción y una alta eficiencia.

«Siemens apoyó la iniciativa como proveedor de componentes clave de automatización, proporcionando tecnologías que impulsan la línea de producción y permiten la gestión y el control integrales del proceso de montaje de la tapa del motor en la línea automatizada desarrollada por Smart Automation»,
— explica Sławomir Kalita.

Para la construcción de la línea de producción, se utilizaron los controladores SIMATIC S7-1500TF con funciones tecnológicas ampliadas, lo que permitió implementar algoritmos avanzados de control de movimiento y cumplir con los más altos estándares de seguridad gracias a la función Safety Integrated. Los controladores se integraron con los servoaccionamientos SINAMICS S210 y V90, lo que garantizaba un control preciso de los ejes. La arquitectura modular de la línea, basada en sistemas de E/S ET200AL y ET200SP distribuidos, permitía una configuración flexible y cambios rápidos. El sistema se complementó con lectores RFID para la identificación de componentes, conmutadores de redes industriales, paneles de operador de la última serie SIMATIC HMI Unified y una amplia gama de dispositivos de conmutación que garantizaban una distribución de energía fiable.

El uso de la tecnología de Siemens nos proporcionó una configuración, un diagnóstico y un funcionamiento unificados sin necesidad de cambiar entre diferentes entornos de software
Radoslaw Szymanski, Automatización inteligente
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De pie de izquierda a derecha: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

«El elemento clave es la gestión centralizada de todo el proceso en el entorno del TIA Portal, que integra la configuración, el diagnóstico y la simulación en una sola herramienta. Durante el proyecto, Smart Automation aprovechó muchas funciones de la plataforma TIA Portal, como los bloques de accionamiento integrados, los mecanismos de seguridad integrados, el modo multiusuario que permitía la edición de proyectos en paralelo y la herramienta avanzada S7-PLCSIM para simular y probar la lógica de control antes de la puesta en marcha física,»
recuerda a Sławomir Kalita de Siemens.

El ritmo del proyecto fue excepcionalmente dinámico, lo que se reflejó en la rapidez de la toma de decisiones y en el progreso continuo, a pesar de los desafíos técnicos encontrados en cada etapa.

«Nuestro objetivo era crear una línea de producción que garantizara una alta repetibilidad, precisión y trazabilidad total de las piezas en cada fase de la producción y, al mismo tiempo, permitiera aumentar la eficiencia del proceso y una gestión integral de la producción. Pudimos lograr este objetivo plenamente gracias, en parte, al apoyo de Siemens y al uso de los componentes y el software fiables de este fabricante»,
hace hincapié en Radoslaw Kokornacki.

«La línea de producción se caracteriza por su gran flexibilidad. Introducimos continuamente ajustes de parámetros y mejoras en los procesos. En un futuro próximo, tenemos previsto realizar nuevas mejoras y ampliaciones de la instalación»,
— resume Damian Rowiński, director de lanzamiento y procesos de BRUSS sp. z o.o.

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