ESETTANULMÁNY

Pontosság és hatékonyság az autóiparban

A Smart Automation moduláris gyártósort tervezett és megvalósított a BRUSS számára. A Siemens számos megoldáson alapuló fejlett automatizálási rendszer állandó teljesítményt biztosít, függetlenül a gyártott alkatrész változatától.

A BRUSS vezető globális autóipari termékek szállítója a tömítéstechnika és a hajtáslánc-vezérlés területén. Megoldásainak gyártása során többek között műanyag fröccsöntési folyamatokat alkalmaz. A termelési kapacitás növelésének szükségessége a nagyobb gyártási pontosság iránti növekvő követelmények mellett egy új moduláris gyártósor építéséhez vezetett a vállalat lengyel üzemében.

„A termelés fellendítése mellett célunk a végtermék minőségi paramétereinek javítása is. Ez nem volt lehetséges a márgowo létesítményünk meglévő gyártósorával, amelynek teljesítménye az akkori igényeinknél alacsonyabb volt.”
visszahívja Damian Rowiński-t, a BRUSS Sp. z o.o. indítási és folyamatvezetőjét.

Ezért úgy döntöttek, hogy egy második vonalat építenek és üzembe helyeznek, amelynek célja, hogy lehetővé tegye a pontos alkatrészgyártást, miközben jelentősen növeli a gyártási hatékonyságot. A három- és négyhengeres benzinmotorok burkolatainak automatizált összeszereléséhez, jelöléséhez és minőségellenőrzéséhez szükséges moduláris gyártósor tervezését és szállítását az ipari folyamatok automatizálására és robotizálására szakosodott Smart Automation vállalatra bízták meg.

„Már a tervezési szakaszban elvégeztük a műszaki megoldások részletes ellenőrzését, számos fejlesztést vezettünk be a régebbi vonalhoz képest. Az új telepítésben átfogó megközelítést és a Siemens technológiák teljes integrációját választottuk, biztosítva a teljes rendszer következetességét és maximális hatékonyságát.”
hangsúlyozza Radosław Szymański, a Smart Automation projektmenedzsere.

A megvalósítás 2023 júniusában kezdődött a koncepciófejlesztési szakaszban, amelynek során megtervezték az állomások és modulok elrendezését, a fröccsöntő gépek kiosztását és a kezelői munkaállomásokat. A következő szakaszban létrehozták a teljes vonal 3D-modelljét, beleértve a technológiai folyamatok vizualizációját is. A projektmegrendelés kezdeményezésével befejezett dokumentációs szakasz tartalmazott egy teljes 3D modellt, elektromos és pneumatikus vázlatokat, valamint egy anyagjegyet. A vonal kezdeti üzembe helyezése a Smart Automation létesítményében történt, és a teljes telepítés előtti tesztelés kulcsfontosságú lépéseként szolgál. Ezt követően a teljes termékcsaládot helyszínen tesztelték a BRUSS-nél, amelynek csúcspontja a kérelem hivatalos elfogadása 2024 decemberében.

A Smart Automation által épített gyártósor lehetővé teszi a precíz alkatrészgyártást és jelentősen növeli a termelés hatékonyságát

Gyártási folyamat az elejétől a végéig

A vonal tizennégy állomásból áll, amelyek alkatrészeit raklapokon szállítják zárt hurkú rendszerben.

A motorfedél összeszerelése 14 állomásból álló moduláris gyártósoron történik. Az alkatrészeket raklapokon szállítják zárt hurkú rendszerben. A folyamat azzal kezdődik, hogy a manipulátor egy friss alkatrészt vesz ki a fröccsöntőformából, mérlegelve a tömegszabályozás céljából, és áthelyező raklapra helyezi. Az alkatrész ezután áthalad a szabályozott hűtés hőstabilizáló rendszerén, és egyedi DMC-kóddal van jelölve. A rendszer folyamatosan figyeli a vonal teljesítményét. Ha a puffer tele van, az alkatrészeket tárolják, míg mások további szakaszokba lépnek.

„A következő lépésben két manipulátorrendszerekkel felszerelt állomás indukciós fűtési technológiával hajtja végre a betétszerelést. A folyamat ezután egy kézi automatikus állomásra kerül, ahol a kezelő előre telepíti az áramlásszabályozó betéteket, és az alkatrészt egy lézeres hegesztőegységben helyezi el. A ciklus után az alkatrész visszakerül a raklapszállító rendszerbe,”
magyarázza Radosław Kokornacki, a Smart Automation automatizálási vezetője.

A következő szakaszban egy látórendszer 0,02 mm pontossággal ellenőrzi a betétek összeszerelésének helyességét, ellenőrzi a nyílások jelenlétét és áramlását, valamint az öntési hibákat, a meghatározott paraméterek szerint szűrőméréseket végez. Ezután a kezelő önmetsző csavarokat helyez be a lyukakba, és nyomásszabályozó szelepeket telepít. Végül a csavarokat automatikusan meghúzzuk, és a fedél síkosságát 0,01 mm pontossággal mérik. Ezen lépések után a termék majdnem befejeződött - csak a tömítések telepítése marad. Ez azonban még nem ért véget a gyártási folyamatnak.

A következő szakaszban egy másik állomás automatikusan megtisztítja a fedél felső és alsó felületét. Ezt követően a következő állomáson az üzemeltetők öntőformák segítségével telepítik a tömítéseket. Végül hét nyomásvizsgálatot végeznek a tömítettség, az áramlás, az áteresztőképesség és a szelep működésének ellenőrzésére. Ezután egy dedikált állomás ellenőrzi a nyomásszelepek helyzetét, a csavarok és betétek jelenlétét, és biztonsági címkét alkalmaz. A végállomás kiadja a kész alkatrészeket a kezelőnek, tárolja a hibás alkatrészeket, kezeli a puffereket, az újrafeldolgozást igénylő alkatrészeket, a referenciamintákat és újratölti a raklapokat.

Teljes kapacitással a vonal két különböző típusú burkolatot állít elő egyszerre, biztosítva a folyamatos munkafolyamatot, 33,5 másodperces ciklusidővel

Damian Rowiński , Indítási és folyamatkezelő, MELLTARTÓ

SMART vonal

A végtermékek minősége kulcsfontosságú a BRUSS számára, ezért alapvető fontosságú volt a Smart Automation számára egy átfogó gyártási paramétervezérlő rendszer bevezetése.

„Minden gyártott alkatrész teljes nyomon követhetőségét biztosítottuk. Az összegyűjtött adatok — például az egyes állomások ciklusidői, a belépési és kilépési időbélyegek, valamint a vizsgálati eredmények — lehetővé teszik az OEE-mutató pontos kiszámítását és figyelemmel kísérését. A minőségellenőrzés magában foglalja a nyomásvizsgálatot, a geometriai ellenőrzést fejlett látórendszerrel, valamint a kivitelezés és az elemek, például csavarok, szelepek és figyelmeztető címkék jelenlétének ellenőrzését.”
mondja Radosław Kokornacki.

A vonal a Smart Automation által kifejlesztett szabadalmaztatott menedzsment, jelentési és folyamatadatfigyelő rendszerrel van felszerelve. Ez a megoldás a BRUSS munkatársainak biztonságos távoli hozzáférést biztosít a valós idejű termelési állapothoz bárhonnan. A felhasználók elemezhetik az általános teljesítményt, a részletes állomásadatokat, a folyamatelőzményeket paraméterekkel, valamint ellenőrizhetik a minőségi és hatékonysági mutatókat óránként, műszakban és naponta.

A vonal a Smart Automation által kifejlesztett szabadalmaztatott felügyeleti, jelentési és folyamatadatfigyelő rendszerrel rendelkezik.

„A BRUSS által használt fröccsöntő gép műanyag burkolatokat gyárt fröccsöntési technológiával. Az általunk épített vonal automatikusan szabályozza azok minőségét, és integrálja az olyan alkatrészeket, mint a csavarok és tömítések. Ennek eredményeként a terméktípusok váltása minimális leállást jelent, biztosítva a termelés rugalmasságát a többi modulok jelentős változtatása nélkül.”
magyarázza Radosław Szymański.

Egy másik termékcsalád átállási folyamata erősen automatizált. A tömítőszerszámok kézi cseréje szinkronizálódik a vonal anyagadagolási időzítésével, hatékonyan kiküszöbölve ezzel a művelettel kapcsolatos leállásokat.

A végügyfél és a gépgyártó a Siemens megoldásokat választotta. Az általunk kínált hardverkomponensek és szoftverek teljesítették a Smart Automation és a BRUSS által kitűzött igényes célokat. Ez bizonyítja kiegészítő megoldásaink magas funkcionalitását, sokoldalúságát és megbízhatóságát, amelyek szó szerint „hajtják” hazánkban az ipari gyártósorokat

Sławomir Kalita, Értékesítési vezető, Siemens

A gyártósor a Siemens megoldásainak széles skálája alapján működik — az ipari számítógépektől és vezérlőktől kezdve a hajtásrendszereken, a tápegységeken és az I/O állomásokon át az RFID olvasókig és a HMI panelekig

Technológia a kiváló minőség és a termelés hatékonysága érdekében

A projektben az ajánlatkérő szerv, a BRUSS volt felelős az automatizált gyártósor funkcionális feltételezéseinek és minőségi követelményeinek pontos meghatározásáért. A Smart Automation rendszerintegrátorként és vállalkozóként működő teljes munkakört kezelte: a tervezéstől és a konfigurációtól a szoftverfejlesztésig, összeszerelésig, tesztelésig és a vonal üzembe helyezéséig, biztosítva a gyártás rugalmasságát és magas hatékonyságát.

„A Siemens támogatta a kezdeményezést kulcsfontosságú automatizálási alkatrészek szállítójaként, olyan technológiákat biztosítva, amelyek a gyártósort hajtják, és lehetővé teszik a motorburkolat összeszerelési folyamatának átfogó irányítását és irányítását a Smart Automation által kifejlesztett automatizált vonalon.”
— magyarázza Sławomir Kalita.

A gyártósor építéséhez a kibővített technológiai funkcionalitással rendelkező SIMATIC S7-1500TF vezérlőket használtak, amelyek lehetővé tették a fejlett mozgásvezérlő algoritmusok megvalósítását és a legmagasabb biztonsági előírásoknak való megfelelést a Safety Integrated funkciónak köszönhetően. A vezérlőket a SINAMICS S210 és V90 szervohajtásokkal integrálták, biztosítva a pontos tengelyvezérlést. A vonal moduláris architektúrája, amely elosztott ET200AL és ET200SP I/O rendszereken alapul, rugalmas konfigurációt és gyors átállást tesz lehetővé. A rendszert az alkatrészek azonosítására szolgáló RFID olvasók, ipari hálózati kapcsolók, a legújabb SIMATIC HMI Unified sorozatból származó kezelőpanelek és a megbízható áramelosztást biztosító kapcsolóeszközök átfogó választéka egészítette ki.

A Siemens technológia használata egységes konfigurációt, diagnosztikát és működést biztosított számunkra anélkül, hogy a különböző szoftverkörnyezetek közötti váltásra lenne szükség

Radosław Szymański, Intelligens automatizálás

Balról állva: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

„A kulcsfontosságú elem a teljes folyamat központosított kezelése a TIA Portal környezetben, amely egyetlen eszközbe integrálja a konfigurációt, a diagnosztikát és a szimulációt. A projekt során a Smart Automation a TIA Portal platform számos képességét használta ki, beleértve a beépített meghajtóblokkokat, az integrált biztonsági mechanizmusokat, a párhuzamos projektszerkesztést lehetővé tevő többfelhasználós módot, valamint az S7-PLCSIM Advanced eszközt a vezérlési logika szimulálására és tesztelésére a fizikai üzembe helyezés előtt.”
emlékeztet Sławomir Kalita a Siemens-től.

A projekt üteme rendkívül dinamikus volt, ami tükröződött a gyors döntéshozatalban és a folyamatos fejlődésben, annak ellenére, hogy minden szakaszban felmerült technikai kihívások ellenére is.

„Célunk egy olyan gyártósor kialakítása volt, amely biztosítja az alkatrészek magas ismételhetőségét, pontosságát és teljes nyomon követhetőségét a gyártás minden szakaszában, miközben lehetővé teszi a folyamathatékonyság növelését és az átfogó gyártásmenedzsmentet. Ezt a célt részben a Siemens támogatásának és a gyártó megbízható alkatrészeinek és szoftverének használatának köszönhetően sikerült teljes mértékben elérni.”
hangsúlyozza Radosław Kokornacki.

„A gyártósort nagy rugalmasság jellemzi. Folyamatosan bevezetjük a paraméterbeállításokat és a folyamatfejlesztéseket. A közeljövőben további korszerűsítéseket és a telepítés bővítését tervezzük,”
— összefoglalja Damian Rowiński, a BRUSS sp. z o.o. indítási és folyamatmenedzsere.

Kapcsolatfelvétel