STUDIU DE CAZ

Precizie și eficiență în industria auto

Smart Automation a proiectat și implementat o linie modulară de producție pentru BRUSS. Sistemul avansat de automatizare, bazat pe o gamă de soluții Siemens, menține performanțe constante indiferent de varianta componentei produse.

BRUSS este un furnizor global de top de produse auto în domeniile tehnologiei de etanșare și controlului sistemului de propulsie. În fabricarea soluțiilor sale, utilizează, printre altele, procese de turnare prin injecție a plasticului. Necesitatea creșterii capacității de producție, alături de cerințele crescânde pentru o precizie mai mare de fabricație, a dus la construirea unei noi linii de producție modulare la fabrica poloneză a companiei.

„Pe lângă stimularea producției, obiectivul nostru a fost și îmbunătățirea parametrilor de calitate ai produsului final. Acest lucru nu a fost posibil folosind linia de producție existentă la unitatea noastră din Mrągowo, a cărei performanță era sub nevoile noastre la momentul respectiv”.
își amintește Damian Rowiński, Manager de lansare și proces la BRUSS Sp. z o.o.

Prin urmare, s-a decis construirea și punerea în funcțiune a unei a doua linii, concepută pentru a permite producția precisă a componentelor, crescând în același timp eficiența producției. Sarcina de a proiecta și livra o linie de producție modulară pentru asamblarea automată, marcarea și inspecția calității capacelor pentru motoarele pe benzină cu trei și patru cilindri a fost încredințată Smart Automation, o companie specializată în automatizarea și robotizarea proceselor industriale.

„Deja în faza de proiectare, am efectuat o verificare detaliată a soluțiilor tehnice, introducând numeroase îmbunătățiri în comparație cu linia mai veche. În noua instalație, am optat pentru o abordare cuprinzătoare și integrarea completă a tehnologiilor Siemens, asigurând consecvența și eficiența maximă a întregului sistem.
subliniază Radosław Szymański, manager de proiect la Smart Automation.

Implementarea a început în iunie 2023 cu faza de dezvoltare a conceptului, în timpul căreia au fost proiectate dispunerea stațiilor și modulelor, alocarea mașinilor de turnare prin injecție și stațiile de lucru ale operatorilor. În următoarea etapă, a fost creat un model 3D al întregii linii, inclusiv o vizualizare a proceselor tehnologice.Faza de documentare - finalizată cu inițierea comenzii de proiect - a inclus un model 3D complet, scheme electrice și pneumatice și o listă de materiale. Pre-punerea în funcțiune inițială a liniei a fost efectuată la unitatea Smart Automation, servind ca un pas cheie în testare înainte de implementarea completă. Ulterior, linia completă a fost testată la fața locului la BRUSS, culminând cu acceptarea formală a cererii în decembrie 2024.

Linia de producție construită de Smart Automation permite fabricarea precisă a componentelor și crește semnificativ eficiența producției

Procesul de producție de la început până la sfârșit

Linia este formată din paisprezece stații, cu componente transportate pe paleți într-un sistem cu buclă închisă.

Asamblarea capacului motorului are loc pe o linie de producție modulară formată din 14 stații. Componentele sunt transportate pe paleți într-un sistem cu buclă închisă. Procesul începe cu un manipulator care alege o piesă proaspătă din matrița de injecție, cântărește-o pentru controlul masei și plasând-o pe un palet de transfer. Piesa trece apoi printr-un sistem de stabilizare termică pentru răcire controlată și este marcată cu un cod DMC unic. Sistemul monitorizează continuu performanța liniei. Dacă tamponul este plin, piesele sunt stocate, în timp ce altele trec la etape ulterioare.

„În etapa următoare, două stații echipate cu sisteme de manipulare efectuează asamblarea inserției folosind tehnologia de încălzire prin inducție. Procesul trece apoi la o stație manual-automată, unde operatorul preinstalează inserții de control al debitului și poziționează piesa într-o unitate de sudare cu laser. După ciclu, componenta este returnată în sistemul de transport al paleților,”
explică Radosław Kokornacki, șef de automatizare la Smart Automation.

În etapa următoare, un sistem vizual verifică corectitudinea ansamblului inserției cu o precizie de 0,02 mm, verificând prezența și debitul deschiderilor, precum și eventualele defecte de turnare, efectuând măsurători de screening conform parametrilor definiți. Operatorul introduce apoi șuruburi autofiletante în găuri și instalează supapele de control al presiunii. În cele din urmă, șuruburile sunt strânse automat și planeitatea capacului este măsurată cu o precizie de 0,01 mm. După acești pași, produsul este aproape complet - rămâne doar instalarea sigiliilor. Cu toate acestea, acesta nu este încă sfârșitul procesului de producție.

În următoarea etapă, o altă stație curăță automat atât suprafețele superioare, cât și cele inferioare ale capacului. Ulterior, la următoarea stație, operatorii instalează sigilii folosind matrițe. În cele din urmă, sunt efectuate șapte teste de presiune pentru a verifica etanșeitatea, debitul, permeabilitatea și funcționarea supapei. O stație dedicată verifică apoi poziția supapelor de presiune, prezența șuruburilor și inserțiilor și aplică o etichetă de siguranță. Stația finală eliberează piesele finite către operator, stochează componentele defecte, manipulează tampoanele, piesele care necesită reprelucrare, eșantioane de referință și reîncarcă paleți.

La capacitate maximă, linia produce simultan două tipuri diferite de capace, asigurând un flux de lucru continuu, cu un timp de ciclu de 33,5 secunde

Damian Rowinski , Manager de lansare și proces, BRÂNZA

Linie SMART

Calitatea produselor finale este crucială pentru BRUSS, motiv pentru care a fost esențial pentru Smart Automation să implementeze un sistem cuprinzător de control al parametrilor de producție.

„Am asigurat trasabilitatea completă a fiecărei piese fabricate. Datele colectate - cum ar fi timpii ciclurilor stațiilor individuale, marcajele temporale de intrare și ieșire și rezultatele testelor - permit calcularea și monitorizarea precisă a indicatorului OEE. Verificarea calității include testarea presiunii, inspecția geometriei folosind un sistem avansat de viziune, precum și verificări ale manoperei și prezența unor elemente precum șuruburi, supape și etichete de avertizare”.
spune Radosław Kokornacki.

Linia este echipată cu un sistem proprietar de gestionare, raportare și monitorizare a datelor de proces dezvoltat de Smart Automation. Această soluție oferă angajaților BRUSS acces securizat la distanță la starea producției în timp real de oriunde. Utilizatorii pot analiza performanța generală, datele detaliate ale stației, istoricul proceselor cu parametrii și pot monitoriza indicatorii de calitate și eficiență pe oră, în schimburi și zilnic.

Linia dispune de un sistem proprietar de gestionare, raportare și monitorizare a datelor de proces dezvoltat de Smart Automation.

„Mașina de turnare prin injecție utilizată de BRUSS produce huse din plastic folosind tehnologia de turnare prin injecție. Linia pe care am construit-o controlează automat calitatea acestora și integrează componente precum șuruburi și garnituri. Drept urmare, schimbarea tipurilor de produse implică perioade de nefuncționare minime, asigurând flexibilitatea producției fără modificări semnificative ale altor module”.
explică Radosław Szymański.

Procesul de schimbare a monedei pentru o gamă diferită de produse este extrem de automatizat. Înlocuirea manuală a sculelor de etanșare este sincronizată cu sincronizarea alimentării materialului liniei, eliminând în mod eficient timpii de nefuncționare pentru această operațiune.

Clientul final și producătorul de mașini au ales soluțiile Siemens. Componentele hardware și software-ul pe care le oferim au îndeplinit obiectivele exigente stabilite de Smart Automation și BRUSS. Acest lucru demonstrează funcționalitatea ridicată, versatilitatea și fiabilitatea soluțiilor noastre complementare, care literalmente „conduc” liniile de producție industrială din țara noastră

Slawomir Kalita, Director Vânzări, Siemens

Linia de producție funcționează pe baza unei game largi de soluții Siemens - de la PC-uri industriale și controlere, prin sisteme de acționare, unități de alimentare și stații I/O, până la cititoare RFID și panouri HMI

Tehnologie pentru calitate superioară și eficiență de producție

În cadrul proiectului, autoritatea contractantă, BRUSS, a fost responsabilă pentru definirea precisă a ipotezelor funcționale și a cerințelor de calitate pentru linia de producție automatizată. Smart Automation, acționând ca integrator de sistem și antreprenor, s-a ocupat de întregul domeniu de lucru: de la proiectare și configurare până la dezvoltarea de software, asamblarea, testarea și punerea în funcțiune a liniei, asigurând flexibilitatea producției și eficiența ridicată.

„Siemens a sprijinit inițiativa ca furnizor de componente cheie de automatizare, oferind tehnologii care conduc linia de producție și permit gestionarea și controlul cuprinzător al procesului de asamblare a capacului motorului pe linia automată dezvoltată de Smart Automation.”
— explică Sławomir Kalita.

Pentru construcția liniei de producție au fost utilizate controlere SIMATIC S7-1500TF cu funcționalitate tehnologică extinsă, permițând implementarea algoritmilor avansați de control al mișcării și îndeplinind cele mai înalte standarde de siguranță datorită funcției Safety Integrated. Controlerele au fost integrate cu servomotoarele SINAMICS S210 și V90, asigurând un control precis al axei. Arhitectura modulară a liniei, bazată pe sistemele I/O distribuite ET200AL și ET200SP, a permis configurarea flexibilă și schimbarea rapidă. Sistemul a fost completat de cititoare RFID pentru identificarea componentelor, comutatoare industriale de rețea, panouri de operare din cea mai recentă serie SIMATIC HMI Unified și o gamă cuprinzătoare de dispozitive de comutare care asigură o distribuție fiabilă a energiei.

Utilizarea tehnologiei Siemens ne-a oferit o configurație unificată, diagnosticare și funcționare fără a fi nevoie să comutăm între diferite medii software

Radoslaw Szymanski, Automatizare inteligentă

În picioare de la stânga: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

„Elementul cheie este gestionarea centralizată a întregului proces în mediul TIA Portal, care integrează configurarea, diagnosticarea și simularea într-un singur instrument. În timpul proiectului, Smart Automation a valorificat multe capabilități ale platformei TIA Portal, inclusiv blocuri de acționare încorporate, mecanisme de siguranță integrate, un mod Multiuser care permite editarea paralelă a proiectelor și instrumentul S7-PLCSIM Advanced pentru simularea și testarea logicii de control înainte de punerea în funcțiune fizică,”
își amintește Sławomir Kalita de la Siemens.

Ritmul proiectului a fost extrem de dinamic, reflectat în luarea deciziilor rapide și progresul continuu, în ciuda provocărilor tehnice întâmpinate în fiecare etapă.

„Scopul nostru a fost să construim o linie de producție care să asigure repetabilitate ridicată, precizie și trasabilitate completă a pieselor în fiecare etapă a producției, permițând în același timp o eficiență sporită a procesului și un management cuprinzător al producției. Am reușit să atingem pe deplin acest obiectiv datorită, în parte, sprijinului Siemens și utilizării componentelor și software-ului fiabile ale acestui producător”.
subliniază Radosław Kokornacki.

„Linia de producție se caracterizează printr-o flexibilitate ridicată. Introducem continuu ajustări ale parametrilor și îmbunătățiri ale proceselor. În viitorul apropiat, planificăm modernizări suplimentare și extinderea instalației”.
— rezumă Damian Rowiński, Manager de lansare și proces la BRUSS sp. z o.o.

Contactați-ne