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ESTUDO DE CASO

Precisão e eficiência na indústria automotiva

A Smart Automation projetou e implementou uma linha de produção modular para a BRUSS. O sistema de automação avançado, baseado em uma variedade de soluções da Siemens, mantém um desempenho consistente, independentemente da variante do componente que está sendo produzido.

A BRUSS é uma fornecedora líder global de produtos automotivos nas áreas de tecnologia de vedação e controle de transmissão. Na fabricação de suas soluções, utiliza, entre outros, processos de moldagem por injeção de plástico. A necessidade de aumentar a capacidade de produção, juntamente com os crescentes requisitos de maior precisão de fabricação, levou à construção de uma nova linha de produção modular na fábrica polonesa da empresa.

“Além de impulsionar a produção, nosso objetivo também era melhorar os parâmetros de qualidade do produto final. Isso não foi possível usando a linha de produção existente em nossa fábrica de Mrągowo, cujo desempenho estava abaixo de nossas necessidades na época”
lembra Damian Rowiński, gerente de lançamento e processo da BRUSS Sp. z o.o.

Portanto, foi decidido construir e comissionar uma segunda linha, projetada para permitir a produção precisa de componentes e, ao mesmo tempo, aumentar significativamente a eficiência da fabricação. A tarefa de projetar e entregar uma linha de produção modular para a montagem automatizada, marcação e inspeção de qualidade de tampas para motores a gasolina de três e quatro cilindros foi confiada à Smart Automation, uma empresa especializada na automação e robotização de processos industriais.

“Já na fase de projeto, realizamos uma verificação detalhada das soluções técnicas, introduzindo inúmeras melhorias em comparação com a linha mais antiga. Na nova instalação, optamos por uma abordagem abrangente e total integração das tecnologias da Siemens, garantindo consistência e máxima eficiência de todo o sistema”
enfatiza Radosław Szymański, gerente de projetos da Smart Automation.

A implementação começou em junho de 2023 com a fase de desenvolvimento do conceito, durante a qual o layout das estações e módulos, a alocação de máquinas de moldagem por injeção e as estações de trabalho do operador foram projetados. Na etapa seguinte, foi criado um modelo 3D de toda a linha, incluindo uma visualização dos processos tecnológicos. A fase de documentação — concluída com o início do pedido do projeto — incluiu um modelo 3D completo, esquemas elétricos e pneumáticos e uma lista de materiais. O pré-comissionamento inicial da linha foi realizado nas instalações da Smart Automation, servindo como uma etapa fundamental nos testes antes da implantação completa. Posteriormente, a linha completa foi testada no local da BRUSS, culminando na aceitação formal da solicitação em dezembro de 2024.

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A linha de produção construída pela Smart Automation permite a fabricação precisa de componentes e aumenta significativamente a eficiência da produção

Processo de produção do início ao fim

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A linha consiste em quatorze estações, com componentes transportados em paletes em um sistema de circuito fechado.

A montagem da tampa do motor ocorre em uma linha de produção modular composta por 14 estações. Os componentes são transportados em paletes em um sistema de circuito fechado. O processo começa com um manipulador selecionando uma peça nova do molde de injeção, pesando-a para controle de massa e colocando-a em um palete de transferência. A peça então passa por um sistema de estabilização térmica para resfriamento controlado e é marcada com um código DMC exclusivo. O sistema monitora continuamente o desempenho da linha. Se o buffer estiver cheio, as peças serão armazenadas, enquanto outras prosseguirão para outros estágios.

“Na próxima etapa, duas estações equipadas com sistemas manipuladores realizam a montagem dos insertos usando a tecnologia de aquecimento por indução. O processo então se move para uma estação manual-automática, onde o operador pré-instala os insertos de controle de fluxo e posiciona a peça em uma unidade de solda a laser. Após o ciclo, o componente é devolvido ao sistema de transporte de paletes,”
explica Radosław Kokornacki, chefe de automação da Smart Automation.

Na próxima etapa, um sistema de visão verifica a exatidão da montagem da pastilha com uma precisão de 0,02 mm, verificando a presença e o fluxo de aberturas, bem como quaisquer defeitos de fundição, realizando medições de peneiramento de acordo com os parâmetros definidos. Em seguida, o operador insere parafusos autorroscantes nos orifícios e instala válvulas de controle de pressão. Finalmente, os parafusos são apertados automaticamente e o nivelamento da tampa é medido com uma precisão de 0,01 mm. Após essas etapas, o produto está quase concluído, restando apenas a instalação das vedações. No entanto, esse ainda não é o fim do processo de produção.

Na próxima etapa, outra estação limpa automaticamente as superfícies superior e inferior da tampa. Depois, na estação seguinte, os operadores instalam as vedações usando moldes. Finalmente, sete testes de pressão são realizados para verificar a estanqueidade, o fluxo, a permeabilidade e a operação da válvula. Uma estação dedicada então verifica a posição das válvulas de pressão, a presença de parafusos e insertos e aplica uma etiqueta de segurança. A estação final libera peças acabadas para o operador, armazena componentes defeituosos, manipula buffers, peças que precisam ser retrabalhadas, amostras de referência e recarrega paletes.

Em plena capacidade, a linha produz dois tipos diferentes de coberturas simultaneamente, garantindo um fluxo de trabalho contínuo, com um tempo de ciclo de 33,5 segundos
Damian Rowinski , Gerenciador de lançamento e processo, ESCOVA

Linha SMART

A qualidade dos produtos finais é crucial para a BRUSS, e é por isso que foi essencial para a Smart Automation implementar um sistema abrangente de controle de parâmetros de produção.

“Garantimos a rastreabilidade total de cada peça fabricada. Os dados coletados, como tempos de ciclo de estações individuais, registros de data e hora de entrada e saída e resultados de testes, permitem o cálculo e o monitoramento precisos do indicador OEE. A verificação de qualidade inclui testes de pressão, inspeção de geometria usando um sistema de visão avançado, bem como verificações de mão de obra e da presença de elementos como parafusos, válvulas e etiquetas de advertência”
diz Radosław Kokornacki.

A linha é equipada com um sistema proprietário de gerenciamento, geração de relatórios e monitoramento de dados de processo desenvolvido pela Smart Automation. Essa solução fornece aos funcionários da BRUSS acesso remoto seguro ao status da produção em tempo real de qualquer lugar. Os usuários podem analisar o desempenho geral, os dados detalhados da estação, o histórico do processo com parâmetros e monitorar os indicadores de qualidade e eficiência por hora, por turno e diariamente.

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A linha apresenta um sistema proprietário de gerenciamento, geração de relatórios e monitoramento de dados de processo desenvolvido pela Smart Automation.

“A máquina de moldagem por injeção usada pela BRUSS produz tampas plásticas usando a tecnologia de moldagem por injeção. A linha que construímos controla automaticamente sua qualidade e integra componentes como parafusos e vedações. Como resultado, a troca de tipos de produtos envolve um tempo mínimo de inatividade, garantindo flexibilidade de produção sem alterações significativas em outros módulos”
explica Radosław Szymański.

O processo de troca para uma linha de produtos diferente é altamente automatizado. A substituição manual das ferramentas de vedação é sincronizada com o tempo de alimentação de material da linha, eliminando efetivamente o tempo de inatividade dessa operação.

O cliente final e o fabricante da máquina escolheram as soluções da Siemens. Os componentes de hardware e software que fornecemos atenderam às metas exigentes estabelecidas pela Smart Automation e pela BRUSS. Isso demonstra a alta funcionalidade, versatilidade e confiabilidade de nossas soluções complementares, que literalmente “impulsionam” as linhas de produção industrial em nosso país
Sławomir Kalita, Gerente de vendas, Siemens

A linha de produção opera com base em uma ampla variedade de soluções da Siemens, desde PCs e controladores industriais, passando por sistemas de acionamento, unidades de alimentação e estações de E/S, até leitores de RFID e painéis HMI

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Tecnologia para alta qualidade e eficiência de produção

No projeto, a autoridade contratante, BRUSS, foi responsável por definir com precisão as premissas funcionais e os requisitos de qualidade para a linha de produção automatizada. A Smart Automation, atuando como integradora e contratada de sistemas, cuidou de todo o escopo do trabalho: do projeto e configuração ao desenvolvimento de software, montagem, teste e comissionamento da linha, garantindo flexibilidade de produção e alta eficiência.

“A Siemens apoiou a iniciativa como fornecedora dos principais componentes de automação, fornecendo tecnologias que impulsionam a linha de produção e permitem o gerenciamento e o controle abrangentes do processo de montagem da tampa do motor na linha automatizada desenvolvida pela Smart Automation”
— explica Sławomir Kalita.

Para a construção da linha de produção, foram usados controladores SIMATIC S7‑1500TF com funcionalidade tecnológica estendida, permitindo a implementação de algoritmos avançados de controle de movimento e atendendo aos mais altos padrões de segurança graças ao recurso Safety Integrated. Os controladores foram integrados aos servo-drives SINAMICS S210 e V90, garantindo um controle preciso do eixo. A arquitetura modular da linha, baseada nos sistemas de E/S ET200AL e ET200SP distribuídos, permitiu uma configuração flexível e trocas rápidas. O sistema foi complementado por leitores RFID para identificação de componentes, comutadores de rede industrial, painéis de operação da mais recente série SIMATIC HMI Unified e uma ampla gama de dispositivos de comutação que garantem uma distribuição confiável de energia.

O uso da tecnologia Siemens nos proporcionou uma configuração, diagnóstico e operação unificados sem a necessidade de alternar entre diferentes ambientes de software
Radoslaw Szymański, Automação inteligente
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Em pé da esquerda: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

“O elemento chave é o gerenciamento centralizado de todo o processo no ambiente do Portal TIA, que integra configuração, diagnóstico e simulação em uma única ferramenta. Durante o projeto, a Smart Automation aproveitou muitos recursos da plataforma TIA Portal, incluindo blocos de acionamento integrados, mecanismos de segurança integrados, um modo multiusuário que permite a edição paralela de projetos e a ferramenta avançada S7-PLCSIM para simulação e teste da lógica de controle antes do comissionamento físico”
lembra Sławomir Kalita, da Siemens.

O ritmo do projeto foi excepcionalmente dinâmico, refletido na rápida tomada de decisões e no progresso contínuo, apesar dos desafios técnicos encontrados em todas as etapas.

“Nosso objetivo era construir uma linha de produção que garantisse alta repetibilidade, precisão e rastreabilidade total das peças em todas as etapas da produção, além de permitir maior eficiência do processo e gerenciamento abrangente da produção. Conseguimos atingir totalmente esse objetivo graças, em parte, ao suporte da Siemens e ao uso dos componentes e softwares confiáveis desse fabricante”
enfatiza Radosław Kokornacki.

“A linha de produção é caracterizada pela alta flexibilidade. Nós introduzimos continuamente ajustes de parâmetros e melhorias no processo. Em um futuro próximo, planejamos novas atualizações e expansão da instalação”
— resume Damian Rowiński, gerente de lançamento e processo da BRUSS sp. z o.o.

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