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ESTUDO DE CASO

Precisão e eficiência na indústria automóvel

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

A BRUSS é um fornecedor líder global de produtos automóveis nas áreas da tecnologia de vedação e controlo do grupo propulsor. Na fabricação das 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 para uma maior precisão de fabrico, levou à construção de uma nova linha de produção modular na fábrica polaca da empresa.

“Além de impulsionar a produção, o nosso objetivo era também melhorar os parâmetros de qualidade do produto final. Isto não foi possível utilizando a linha de produção existente nas nossas instalações de Mrągowo, cujo desempenho estava abaixo das nossas necessidades na altura,”
recorda Damian Rowiński, Launch & Process Manager da BRUSS Sp. z o.o.

Decidiu-se, portanto, construir e comissionar uma segunda linha, concebida para permitir a produção precisa de componentes enquanto aumenta significativamente a eficiência de fabrico. 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 concepção, realizámos uma verificação detalhada das soluções técnicas, introduzindo inúmeras melhorias em comparação com a linha mais antiga. Na nova instalação, optámos por uma abordagem abrangente e integração total das tecnologias Siemens, garantindo a consistência e a máxima eficiência de todo o sistema,”
enfatiza Radosław Szymański, Gestor de Projetos da Smart Automation.

A implementação começou em junho de 2023 com a fase de desenvolvimento do conceito, durante a qual foram concebidos o layout das estações e módulos, a atribuição de máquinas de moldagem por injeção e as estações de trabalho do operador. Na fase seguinte, foi criado um modelo 3D de toda a linha, incluindo uma visualização de processos tecnológicos. A fase de documentação — concluída com o início da ordem 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 um passo fundamental nos testes antes da implementação completa. Posteriormente, a linha completa foi testada no local na BRUSS, culminando na aceitação formal do pedido 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 catorze estações, com componentes transportados em paletes num sistema de circuito fechado.

A montagem da tampa do motor ocorre numa linha de produção modular composta por 14 estações. Os componentes são transportados em paletes num sistema de circuito fechado. O processo começa com um manipulador a escolher uma peça nova do molde de injecção, pesando-a para controlo de massa e colocando-a numa palete de transferência. A peça passa então por um sistema de estabilização térmica para arrefecimento controlado e é marcada com um código DMC exclusivo. O sistema monitoriza continuamente o desempenho da linha. Se o buffer estiver cheio, as peças são armazenadas, enquanto outras prosseguem para fases posteriores.

“Na próxima etapa, duas estações equipadas com sistemas manipuladores realizam a montagem de pastilhas usando tecnologia de aquecimento por indução. O processo passa então para uma estação manual-automática, onde o operador pré-instala inserções de controlo de fluxo e posiciona a peça numa unidade de soldadura 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 do conjunto 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 triagem de acordo com parâmetros definidos. O operador insere então parafusos auto-roscantes nos orifícios e instala válvulas de controlo de pressão. Finalmente, os parafusos são apertados automaticamente e o nivelamento da tampa é medido com uma precisão de 0,01 mm. Após estes passos, o produto está quase completo — apenas a instalação dos selos permanece. No entanto, este ainda não é o fim do processo de produção.

Na fase seguinte, outra estação limpa automaticamente as superfícies superior e inferior da tampa. Depois, na estação seguinte, os operadores instalam vedações usando moldes. Finalmente, são realizados sete testes de pressão para verificar a estanqueidade, o fluxo, a permeabilidade e o funcionamento da válvula. Uma estação dedicada verifica então 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 requerem retrabalho, amostras de referência e recarrega paletes.

A plena capacidade, a linha produz dois tipos diferentes de capas simultaneamente, garantindo um fluxo de trabalho contínuo, com um tempo de ciclo de 33,5 segundos
Damian Rowiński , Lançamento & Gestor de Processos, PINCÉIS

Linha SMART

A qualidade dos produtos finais é crucial para a BRUSS, razão pela qual foi essencial para a Automação Inteligente implementar um sistema abrangente de controlo de parâmetros de produção.

“Garantimos a rastreabilidade total de todas as peças fabricadas. Os dados recolhidos — tais como tempos de ciclo de estações individuais, carimbos de data e hora de entrada e saída e resultados de teste — permitem o cálculo preciso e a monitorização 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 a presença de elementos como parafusos, válvulas e etiquetas de advertência,”
diz Radosław Kokornacki.

A linha está equipada com um sistema proprietário de gestão, relatórios e monitorização de dados de processo desenvolvido pela Smart Automation. Esta solução fornece aos funcionários da BRUSS acesso remoto seguro ao estado da produção em tempo real a partir de qualquer lugar. Os utilizadores podem analisar o desempenho geral, dados detalhados da estação, histórico de processos com parâmetros e monitorizar indicadores de qualidade e eficiência a cada hora, turno e diariamente.

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A linha apresenta um sistema proprietário de gestão, relatórios e monitorização de dados de processo desenvolvido pela Smart Automation.

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

O processo de transição para uma gama de produtos diferente é altamente automatizado. A substituição manual das ferramentas de vedação é sincronizada com o tempo de alimentação do material da linha, eliminando eficazmente o tempo de inatividade para esta operação.

O cliente final e o fabricante da máquina escolheram as soluções da Siemens. Os componentes de hardware e software que fornecemos cumpriram os objetivos exigentes estabelecidos pela Smart Automation e BRUSS. Isto demonstra a alta funcionalidade, versatilidade e fiabilidade das nossas soluções complementares, que literalmente 'impulsionam' linhas de produção industrial no nosso país
Sławomir Kalita, Gestor de Vendas, Siemens

A linha de produção opera com base numa vasta gama de soluções Siemens — desde PCs e controladores industriais, passando por sistemas de transmissão, fontes de alimentação e estações de E/S, a leitores RFID e painéis HMI

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Tecnologia para qualidade superior e eficiência de produção

No projeto, a entidade adjudicante, BRUSS, foi responsável por definir com precisão os pressupostos funcionais e os requisitos de qualidade para a linha de produção automatizada. A Smart Automation, atuando como integradora de sistemas e contratante, tratou 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 uma gestão e controlo 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 utilizados controladores SIMATIC S7‑1500TF com funcionalidade tecnológica alargada, permitindo a implementação de algoritmos avançados de controlo de movimento e cumprindo os mais elevados padrões de segurança graças à funcionalidade Safety Integrated. Os controladores foram integrados com os servo-drives SINAMICS S210 e V90, garantindo um controlo preciso do eixo. A arquitectura 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 operador da mais recente série SIMATIC HMI Unified e uma gama abrangente de dispositivos de comutação garantindo uma distribuição de energia fiável.

A utilização da tecnologia Siemens proporcionou-nos uma configuração, diagnóstico e operação unificados sem a necessidade de alternar entre diferentes ambientes de software
Radosław Szymański, Automação Inteligente
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Parado da esquerda: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

“O elemento chave é a gestão centralizada de todo o processo dentro do ambiente do TIA Portal, que integra configuração, diagnóstico e simulação numa única ferramenta. Durante o projeto, a Smart Automation aproveitou muitas capacidades da plataforma TIA Portal, incluindo blocos de acionamento integrados, mecanismos de segurança integrados, um modo multiutilizador que permite a edição paralela do projeto e a ferramenta avançada S7‑PLCSIM para simulação e teste de lógica de controlo antes do comissionamento físico,”
recorda Sławomir Kalita da Siemens.

O ritmo do projeto foi excepcionalmente dinâmico, reflectido numa rápida tomada de decisão e num progresso contínuo apesar dos desafios técnicos encontrados em todas as fases.

“O nosso objetivo era construir uma linha de produção que assegurasse uma elevada repetibilidade, precisão e rastreabilidade total das peças em todas as fases da produção, ao mesmo tempo que permitisse uma maior eficiência do processo e uma gestão abrangente da produção. Conseguimos atingir totalmente este objetivo graças em parte ao suporte da Siemens e ao uso dos componentes e software confiáveis deste fabricante,”
enfatiza Radosław Kokornacki.

“A linha de produção caracteriza-se por uma elevada flexibilidade. Introduzimos continuamente ajustes de parâmetros e melhorias de processo. Num futuro próximo, planeamos novas actualizações e expansão da instalação,”
— resume Damian Rowiński, Launch & Process Manager da BRUSS sp. z o.o.

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