Skip to main content
Deze pagina wordt weergegeven met behulp van automatische vertaling. In plaats daarvan in het Engels bekijken?
CASESTUDIE

Precisie en efficiëntie in de automobielindustrie

Smart Automation heeft een modulaire productielijn ontworpen en geïmplementeerd voor BRUSS. Het geavanceerde automatiseringssysteem, gebaseerd op een reeks oplossingen van Siemens, zorgt voor consistente prestaties, ongeacht de variant van het onderdeel dat wordt geproduceerd.

BRUSS is een toonaangevende wereldwijde leverancier van autoproducten op het gebied van afdichtingstechnologie en aandrijflijnbesturing. Bij de productie van zijn oplossingen maakt het onder andere gebruik van kunststofspuitgietprocessen. De noodzaak om de productiecapaciteit te verhogen, naast de toenemende eisen voor een hogere fabricageprecisie, leidde tot de bouw van een nieuwe modulaire productielijn in de Poolse fabriek van het bedrijf.

„Naast het verhogen van de productie was ons doel ook om de kwaliteitsparameters van het eindproduct te verbeteren. Dit was niet mogelijk met de bestaande productielijn in onze fabriek in Mrągowo, waarvan de prestaties op dat moment lager waren dan wat we nodig hadden,”
herinnert zich Damian Rowiński, Launch & Process Manager bij BRUSS Sp. z o.o.

Daarom werd besloten om een tweede lijn te bouwen en in gebruik te nemen, ontworpen om nauwkeurige productie van componenten mogelijk te maken en tegelijkertijd de productie-efficiëntie aanzienlijk te verhogen. De taak om een modulaire productielijn te ontwerpen en te leveren voor de geautomatiseerde assemblage, markering en kwaliteitscontrole van afdekkingen voor drie- en viercilinderbenzinemotoren werd toevertrouwd aan Smart Automation, een bedrijf dat gespecialiseerd is in de automatisering en robotisering van industriële processen.

„Reeds in de ontwerpfase hebben we een gedetailleerde verificatie van technische oplossingen uitgevoerd, waarbij we talrijke verbeteringen hebben aangebracht ten opzichte van de oudere lijn. In de nieuwe installatie hebben we gekozen voor een alomvattende aanpak en volledige integratie van Siemens-technologieën, waardoor consistentie en maximale efficiëntie van het hele systeem werd gegarandeerd,”
benadrukt Radosław Szymański, projectmanager bij Smart Automation.

De implementatie begon in juni 2023 met de conceptontwikkelingsfase, waarin de indeling van stations en modules, de toewijzing van spuitgietmachines en werkstations voor operators werden ontworpen. In de volgende fase werd een 3D-model van de hele lijn gemaakt, inclusief een visualisatie van technologische processen. De documentatiefase, die werd voltooid met de start van de projectopdracht, omvatte een volledig 3D-model, elektrische en pneumatische schema's en een materiaallijst. De eerste stap vóór de inbedrijfstelling van de lijn werd uitgevoerd in de fabriek van Smart Automation, wat een belangrijke teststap was voordat de lijn volledig werd ingezet. Vervolgens werd de complete lijn ter plaatse getest in BRUSS, met als hoogtepunt de formele aanvaarding van de aanvraag in december 2024.

BRUSS - Case Study - 02 img

De productielijn die door Smart Automation is gebouwd, maakt nauwkeurige productie van componenten mogelijk en verhoogt de productie-efficiëntie aanzienlijk

Productieproces van begin tot eind

BRUSS - Case Study - 03 img

De lijn bestaat uit veertien stations, waarbij componenten op pallets worden vervoerd in een gesloten systeem.

De montage van de motorkap vindt plaats op een modulaire productielijn die bestaat uit 14 stations. Componenten worden op pallets vervoerd in een gesloten systeem. Het proces begint met een manipulator die een vers onderdeel uit de spuitgietmatrijs haalt, het weegt voor massacontrole, en het op een transferpallet plaatst. Het onderdeel gaat vervolgens door een thermisch stabilisatiesysteem voor gecontroleerde koeling en is gemarkeerd met een unieke DMC-code. Het systeem controleert continu de prestaties van de lijn. Als de buffer vol is, worden onderdelen opgeslagen, terwijl andere naar verdere fasen gaan.

„In de volgende stap assembleren twee stations met manipulatorsystemen de wisselplaten met behulp van inductieverwarmingstechnologie. Het proces wordt vervolgens overgezet naar een handmatig en automatisch station, waar de operator de inzetstukken voor stroomregeling vooraf installeert en het onderdeel in een laserlaseenheid plaatst. Na de cyclus wordt het onderdeel teruggestuurd naar het pallettransportsysteem,”
legt Radosław Kokornacki uit, hoofd automatisering bij Smart Automation.

In de volgende fase verifieert een visiesysteem de juistheid van de assemblage van de wisselplaten met een nauwkeurigheid van 0,02 mm, waarbij de aanwezigheid en doorstroming van openingen en eventuele gietfouten worden gecontroleerd, waarbij screeningsmetingen worden uitgevoerd volgens gedefinieerde parameters. De operator steekt vervolgens zelftappende schroeven in de gaten en installeert drukregelventielen. Tot slot worden de schroeven automatisch aangedraaid en wordt de vlakheid van de kap gemeten met een nauwkeurigheid van 0,01 mm. Na deze stappen is het product bijna voltooid. Alleen de installatie van de afdichtingen blijft over. Dit is echter nog niet het einde van het productieproces.

In de volgende fase reinigt een ander station automatisch zowel de boven- als onderkant van de hoes. Daarna installeren operators op het volgende station afdichtingen met behulp van mallen. Ten slotte worden zeven druktests uitgevoerd om de dichtheid, het debiet, de doorlaatbaarheid en de werking van de klep te controleren. Een speciaal station controleert vervolgens de positie van de drukventielen, de aanwezigheid van schroeven en inzetstukken, en brengt een veiligheidslabel aan. Het eindstation geeft afgewerkte onderdelen vrij aan de operator, slaat defecte componenten op, verwerkt buffers, onderdelen die moeten worden nabewerkt, referentiemonsters en laadt pallets opnieuw.

Op volle capaciteit produceert de lijn twee verschillende soorten hoezen tegelijk, wat zorgt voor een continue workflow, met een cyclustijd van 33,5 seconden
Damian Rowinski , Manager voor starten en verwerken, PENSEEL

SMART-lijn

De kwaliteit van de eindproducten is cruciaal voor BRUSS. Daarom was het voor Smart Automation essentieel om een uitgebreid controlesysteem voor productieparameters te implementeren.

„We hebben gezorgd voor volledige traceerbaarheid van elk geproduceerd onderdeel. Verzamelde gegevens, zoals cyclustijden van afzonderlijke stations, tijdstempels voor binnenkomst en vertrek en testresultaten, maken een nauwkeurige berekening en monitoring van de OEE-indicator mogelijk. Kwaliteitscontrole omvat druktesten, geometrie-inspectie met behulp van een geavanceerd visiesysteem, evenals controles van de afwerking en de aanwezigheid van elementen zoals schroeven, kleppen en waarschuwingslabels,”
zegt Radosław Kokornacki.

De lijn is uitgerust met een eigen beheer-, rapportage- en procesgegevensbewakingssysteem, ontwikkeld door Smart Automation. Deze oplossing biedt medewerkers van BRUSS vanaf elke locatie veilige toegang op afstand tot de actuele productiestatus. Gebruikers kunnen de algemene prestaties, gedetailleerde stationsgegevens, de procesgeschiedenis met parameters analyseren en de kwaliteits- en efficiëntie-indicatoren monitoren op uur-, ploegendienst- en dagbasis.

BRUSS - Case Study - 04 img

De lijn beschikt over een eigen beheer-, rapportage- en procesgegevensbewakingssysteem, ontwikkeld door Smart Automation.

„De spuitgietmachine die BRUSS gebruikt, produceert plastic hoezen met behulp van spuitgiettechnologie. De lijn die we hebben gebouwd, controleert automatisch de kwaliteit ervan en integreert componenten zoals schroeven en afdichtingen. Als gevolg hiervan betekent het omschakelen van producttype minimale uitvaltijd, waardoor productieflexibiliteit wordt gegarandeerd zonder noemenswaardige wijzigingen aan andere modules,”
legt Radosław Szymański uit.

Het omschakelingsproces voor een ander assortiment is in hoge mate geautomatiseerd. De handmatige vervanging van afdichtingsgereedschap wordt gesynchroniseerd met het tijdstip van de materiaaltoevoer van de lijn, waardoor downtime voor deze operatie effectief wordt voorkomen.

De eindklant en de machinefabrikant kozen voor de oplossingen van Siemens. De hardwarecomponenten en software die we leveren hebben voldaan aan de veeleisende doelstellingen van Smart Automation en BRUSS. Dit toont de hoge functionaliteit, veelzijdigheid en betrouwbaarheid aan van onze aanvullende oplossingen, die letterlijk de industriële productielijnen in ons land 'aandrijven'
Sławomir Kalita, Verkoopmanager, Siemens

De productielijn werkt op basis van een breed scala aan oplossingen van Siemens — van industriële pc's en controllers, via aandrijfsystemen, voedingseenheden en I/O-stations tot RFID-lezers en HMI-panelen.

BRUSS - Case Study - 05 img
BRUSS - Case Study - 06 img
BRUSS - Case Study - 07 img
BRUSS - Case Study - 08 img

Technologie voor topkwaliteit en productie-efficiëntie

In het project was de aanbestedende dienst, BRUSS, verantwoordelijk voor het nauwkeurig definiëren van de functionele veronderstellingen en kwaliteitseisen voor de geautomatiseerde productielijn. Smart Automation, die als systeemintegrator en aannemer fungeerde, heeft het volledige werkterrein afgehandeld: van ontwerp en configuratie tot softwareontwikkeling, assemblage, testen en inbedrijfstelling van de lijn, waardoor productieflexibiliteit en hoge efficiëntie werden gegarandeerd.

„Siemens ondersteunde het initiatief als leverancier van belangrijke automatiseringscomponenten, door technologieën te leveren die de productielijn aandrijven en een uitgebreid beheer en controle mogelijk maken van het assemblageproces van de motorkap op de geautomatiseerde lijn, ontwikkeld door Smart Automation,”
— legt Sławomir Kalita uit.

Voor de bouw van de productielijn werden SIMATIC S7‑1500TF-controllers met uitgebreide technologische functionaliteit gebruikt, die de implementatie van geavanceerde bewegingsbesturingsalgoritmen mogelijk maakten en die voldoen aan de hoogste veiligheidsnormen dankzij de functie Safety Integrated. De controllers zijn geïntegreerd met SINAMICS S210- en V90-servoaandrijvingen, wat zorgt voor nauwkeurige asbesturing. De modulaire architectuur van de lijn, gebaseerd op gedistribueerde I/O-systemen ET200AL en ET200SP, maakte flexibele configuratie en snelle omschakelingen mogelijk. Het systeem werd aangevuld met RFID-lezers voor de identificatie van componenten, industriële netwerkswitches, bedieningspanelen uit de nieuwste SIMATIC HMI Unified-serie en een uitgebreide reeks schakelapparaten die een betrouwbare stroomverdeling garanderen.

Het gebruik van Siemens-technologie bood ons een uniforme configuratie, diagnose en bediening zonder dat we tussen verschillende softwareomgevingen hoefden te schakelen
Radoslaw Szymanski, Slimme automatisering
BRUSS - Case Study - 09 img

Van links naar rechts: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

„Het belangrijkste element is het gecentraliseerde beheer van het hele proces binnen de TIA Portal-omgeving, waarbij configuratie, diagnose en simulatie in één enkele tool zijn geïntegreerd. Tijdens het project maakte Smart Automation gebruik van vele mogelijkheden van het TIA Portal-platform, waaronder ingebouwde aandrijfblokken, geïntegreerde veiligheidsmechanismen, een modus voor meerdere gebruikers die parallelle projectbewerking mogelijk maakt, en de S7-PLCSIM Advanced-tool voor het simuleren en testen van besturingslogica vóór de fysieke inbedrijfstelling,”
herinnert zich Sławomir Kalita van Siemens.

Het tempo van het project was buitengewoon dynamisch, wat tot uiting kwam in snelle besluitvorming en voortdurende vooruitgang, ondanks technische uitdagingen die zich in elke fase voordeden.

„Ons doel was om een productielijn te bouwen die een hoge herhaalbaarheid, precisie en volledige traceerbaarheid van onderdelen in elke fase van de productie zou garanderen en tegelijkertijd een verhoogde procesefficiëntie en een uitgebreid productiebeheer mogelijk zou maken. We hebben dit doel volledig kunnen bereiken, mede dankzij de steun van Siemens en het gebruik van betrouwbare componenten en software van deze fabrikant,”
benadrukt Radosław Kokornacki.

„De productielijn wordt gekenmerkt door een hoge flexibiliteit. We introduceren voortdurend parameteraanpassingen en procesverbeteringen. In de nabije toekomst plannen we verdere upgrades en uitbreiding van de installatie,”
— vat Damian Rowiński samen, Launch & Process Manager bij BRUSS sp. z o.o.

BRUSS - Case Study - 10 img
BRUSS - Case Study - 11 img
BRUSS - Case Study - 12 img