PRÍPADOVÁ ŠTÚDIA

Presnosť a efektívnosť v automobilovom priemysle

Smart Automation navrhol a implementoval modulárnu výrobnú linku pre BRUSS. Pokročilý automatizačný systém založený na rade riešení spoločnosti Siemens udržuje konzistentný výkon bez ohľadu na variant vyrábaného komponentu.

BRUSS je popredným globálnym dodávateľom automobilových výrobkov v oblasti tesniacej techniky a riadenia hnacieho ústrojenstva. Pri výrobe svojich riešení využíva okrem iného procesy vstrekovania plastov. Potreba zvýšiť výrobnú kapacitu spolu s rastúcimi požiadavkami na vyššiu výrobnú presnosť viedla k výstavbe novej modulárnej výrobnej linky v poľskom závode spoločnosti.

„Okrem zvýšenia výroby bolo naším cieľom aj zlepšenie kvalitatívnych parametrov konečného produktu. To nebolo možné pomocou existujúcej výrobnej linky v našom závode v Mrągove, ktorej výkon bol v tom čase pod našimi potrebami,“
odvoláva Damiana Rowińskiego, manažéra spustenia a procesu v spoločnosti BRUSS Sp. z o.o.

Preto bolo rozhodnuté vybudovať a uviesť do prevádzky druhú linku navrhnutú tak, aby umožňovala presnú výrobu komponentov a zároveň výrazne zvýšila efektivitu výroby. Úlohou navrhovania a dodávky modulárnej výrobnej linky pre automatizovanú montáž, značenie a kontrolu kvality krytov pre troj- a štvorvalcové benzínové motory bola zverená spoločnosti Smart Automation, spoločnosti špecializujúcej sa na automatizáciu a robotizáciu priemyselných procesov.

„Už vo fáze návrhu sme vykonali podrobné overenie technických riešení a zaviedli početné vylepšenia v porovnaní so staršou linkou. V novej inštalácii sme sa rozhodli pre komplexný prístup a úplnú integráciu technológií Siemens, ktoré zabezpečujú konzistentnosť a maximálnu účinnosť celého systému,“
zdôrazňuje Radosław Szymański, projektový manažér spoločnosti Smart Automation.

Implementácia sa začala v júni 2023 fázou vývoja koncepcie, počas ktorej bolo navrhnuté usporiadanie staníc a modulov, prideľovanie vstrekovacích strojov a pracovné stanice operátora. V ďalšej fáze bol vytvorený 3D model celej linky vrátane vizualizácie technologických procesov. Fáza dokumentácie - dokončená začatím objednávky projektu - zahŕňala úplný 3D model, elektrické a pneumatické schémy a listinu materiálov. Počiatočné predbežné uvedenie linky do prevádzky sa uskutočnilo v zariadení Smart Automation a slúžilo ako kľúčový krok v testovaní pred úplným nasadením. Následne bola kompletná linka testovaná na mieste v BRUSS, čo vyvrcholilo formálnym prijatím žiadosti v decembri 2024.

Výrobná linka postavená spoločnosťou Smart Automation umožňuje presnú výrobu komponentov a výrazne zvyšuje efektivitu výroby

Výrobný proces od začiatku do konca

Linka pozostáva zo štrnástich staníc, pričom komponenty sa prepravujú na paletách v systéme uzavretej slučky.

Montáž krytu motora sa uskutočňuje na modulárnej výrobnej linke pozostávajúcej zo 14 staníc. Komponenty sa prepravujú na paletách v systéme uzavretej slučky. Proces začína tým, že manipulátor vyberie čerstvú časť z vstrekovacej formy, zváži ju na kontrolu hmotnosti a umiestni ju na prenosovú paletu. Časť potom prechádza systémom tepelnej stabilizácie pre riadené chladenie a je označená jedinečným kódom DMC. Systém nepretržite monitoruje výkon linky. Ak je vyrovnávacia pamäť plná, časti sa ukladajú, zatiaľ čo iné pokračujú do ďalších fáz.

„V ďalšom kroku dve stanice vybavené manipulačnými systémami vykonávajú montáž vložky pomocou technológie indukčného vykurovania. Proces sa potom presunie na manuálno-automatickú stanicu, kde obsluha vopred nainštaluje vložky na reguláciu prietoku a umiestni časť do laserovej zváracej jednotky. Po ukončení cyklu sa komponent vráti do systému prepravy paliet,“
vysvetľuje Radosław Kokornacki, vedúci automatizácie v spoločnosti Smart Automation.

V ďalšej fáze vizuálny systém overuje správnosť montáže vložky s presnosťou 0,02 mm, kontroluje prítomnosť a prietok otvorov, ako aj prípadné chyby odlievania a vykonáva skríningové merania podľa definovaných parametrov. Operátor potom vloží samorezné skrutky do otvorov a nainštaluje regulačné ventily tlaku. Nakoniec sa skrutky automaticky utiahnu a rovnosť krytu sa meria s presnosťou 0,01 mm. Po týchto krokoch je výrobok takmer dokončený - zostáva iba inštalácia tesnení. Toto však ešte nie je koniec výrobného procesu.

V ďalšej fáze iná stanica automaticky čistí hornú aj spodnú plochu krytu. Potom na nasledujúcej stanici operátori inštalujú tesnenia pomocou foriem. Nakoniec sa vykoná sedem tlakových testov na overenie tesnosti, prietoku, priepustnosti a činnosti ventilu. Vyhradená stanica potom kontroluje polohu tlakových ventilov, prítomnosť skrutiek a vložiek a nanesie bezpečnostný štítok. Konečná stanica uvoľňuje hotové diely prevádzkovateľovi, ukladá chybné komponenty, manipuluje s nárazníkmi, dielmi vyžadujúcimi prepracovanie, referenčné vzorky a prekladá palety.

Pri plnej kapacite linka vyrába dva rôzne typy krytov súčasne, čo zaisťuje nepretržitý pracovný tok s časom cyklu 33,5 sekundy

Damian Rowiński , Správca spustenia a procesov, NOHAVICE

Linka SMART

Kvalita konečných výrobkov je pre BRUSS rozhodujúca, a preto bolo pre Smart Automation nevyhnutné implementovať komplexný systém riadenia výrobných parametrov.

„Zabezpečili sme úplnú vysledovateľnosť každej vyrobenej časti. Zhromaždené údaje — ako sú časy cyklov jednotlivých staníc, časové pečiatky vstupu a výstupu a výsledky testov — umožňujú presný výpočet a monitorovanie indikátora OEE. Overenie kvality zahŕňa tlakové testovanie, kontrolu geometrie pomocou pokročilého systému videnia, ako aj kontrolu spracovania a prítomnosti prvkov, ako sú skrutky, ventily a výstražné štítky.
hovorí Radosław Kokornacki.

Linka je vybavená proprietárnym systémom správy, výkazníctva a monitorovania procesných údajov vyvinutým spoločnosťou Smart Automation. Toto riešenie poskytuje zamestnancom BRUSS bezpečný vzdialený prístup k stavu výroby v reálnom čase odkiaľkoľvek. Používatelia môžu analyzovať celkový výkon, podrobné údaje o stanici, históriu procesov s parametrami a monitorovať ukazovatele kvality a efektívnosti na hodinovej, smenovej a dennej báze.

Linka obsahuje proprietárny systém správy, výkazníctva a monitorovania procesných údajov vyvinutý spoločnosťou Smart Automation.

„Vstrekovací stroj používaný spoločnosťou BRUSS vyrába plastové kryty pomocou technológie vstrekovania. Linka, ktorú sme postavili, automaticky kontroluje ich kvalitu a integruje komponenty, ako sú skrutky a tesnenia. Výsledkom je, že prepínanie typov výrobkov zahŕňa minimálne prestoje, čo zaisťuje flexibilitu výroby bez výrazných zmien iných modulov,“
vysvetľuje Radosław Szymański.

Proces prechodu pre iný sortiment výrobkov je vysoko automatizovaný. Manuálna výmena tesniacich nástrojov je synchronizovaná s časovaním podávania materiálu linky, čím sa účinne eliminujú prestoje pri tejto operácii.

Koncový zákazník a výrobca strojov si vybrali riešenia spoločnosti Siemens. Hardvérové komponenty a softvér, ktoré poskytujeme, splnili náročné ciele stanovené spoločnosťami Smart Automation a BRUSS. To dokazuje vysokú funkčnosť, všestrannosť a spoľahlivosť našich doplnkových riešení, ktoré doslova „poháňajú“ priemyselné výrobné linky v našej krajine

Sławomir Kalita, Manažér predaja, Siemens

Výrobná linka funguje na základe širokej škály riešení spoločnosti Siemens — od priemyselných počítačov a ovládačov cez pohonné systémy, napájacie jednotky a I/O stanice až po čítačky RFID a panely HMI

Technológia pre najvyššiu kvalitu a efektivitu výroby

V projekte bol verejný obstarávateľ BRUSS zodpovedný za presné vymedzenie funkčných predpokladov a požiadaviek na kvalitu automatizovanej výrobnej linky. Spoločnosť Smart Automation, ktorá pôsobí ako systémový integrátor a dodávateľ, zvládla celý rozsah práce: od návrhu a konfigurácie až po vývoj softvéru, montáž, testovanie a uvedenie linky do prevádzky, čím zaisťuje flexibilitu výroby a vysokú efektivitu.

„Spoločnosť Siemens podporila iniciatívu ako dodávateľ kľúčových automatizačných komponentov a poskytovala technológie, ktoré poháňajú výrobnú linku a umožňujú komplexné riadenie a riadenie procesu montáže krytu motora na automatizovanej linke vyvinutej spoločnosťou Smart Automation,“
— vysvetľuje Sławomir Kalita.

Pri výstavbe výrobnej linky boli použité ovládače SIMATIC S7-1500TF s rozšírenou technologickou funkčnosťou, ktoré umožňujú implementáciu pokročilých algoritmov riadenia pohybu a spĺňajú najvyššie bezpečnostné normy vďaka funkcii Safety Integrated. Ovládače boli integrované so servopohonmi SINAMICS S210 a V90, čo zaisťuje presné riadenie osí.Modulárna architektúra linky založená na distribuovaných I/O systémoch ET200AL a ET200SP umožnila flexibilnú konfiguráciu a rýchle zmeny. Systém bol doplnený RFID čítačkami na identifikáciu komponentov, priemyselnými sieťovými prepínačmi, operátorskými panelmi z najnovšej série SIMATIC HMI Unified a komplexnou škálou spínacích zariadení zabezpečujúcich spoľahlivú distribúciu energie.

Použitie technológie Siemens nám poskytovalo jednotnú konfiguráciu, diagnostiku a prevádzku bez potreby prepínania medzi rôznymi softvérovými prostrediami

Radosław Szymański, Inteligentná automatizácia

Stojí zľava: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

„Kľúčovým prvkom je centralizované riadenie celého procesu v prostredí TIA Portal, ktoré integruje konfiguráciu, diagnostiku a simuláciu do jedného nástroja. Počas projektu spoločnosť Smart Automation využila mnohé možnosti platformy TIA Portal vrátane zabudovaných pohonných blokov, integrovaných bezpečnostných mechanizmov, režimu pre viacerých používateľov umožňujúcich paralelné úpravy projektu a nástroja S7-PLCSIM Advanced na simuláciu a testovanie riadiacej logiky pred fyzickým uvedením do prevádzky,“
pripomína Sławomira Kalitu zo spoločnosti Siemens.

Tempo projektu bolo mimoriadne dynamické, čo sa prejavilo v rýchlom rozhodovaní a neustálom pokroku napriek technickým výzvam, s ktorými sa stretávame v každej fáze.

„Naším cieľom bolo vybudovať výrobnú linku, ktorá by zabezpečila vysokú opakovateľnosť, presnosť a úplnú vysledovateľnosť dielov v každej fáze výroby a zároveň umožnila zvýšenú efektivitu procesu a komplexné riadenie výroby. Tento cieľ sme dokázali plne dosiahnuť čiastočne vďaka podpore spoločnosti Siemens a použitiu spoľahlivých komponentov a softvéru tohto výrobcu,“
zdôrazňuje Radosław Kokornacki.

„Výrobná linka sa vyznačuje vysokou flexibilitou. Neustále zavádzame úpravy parametrov a zlepšovanie procesov. V blízkej budúcnosti plánujeme ďalšie modernizácie a rozšírenie inštalácie,“
— sumarizuje Damian Rowiński, manažér spustenia a procesu v BRUSS sp. z o.o.

Kontaktujte nás