ŠTUDIJA PRIMERA

Natančnost in učinkovitost v avtomobilski industriji

Smart Automation je oblikoval in implementiral modularno proizvodno linijo za BRUSS. Napredni sistem avtomatizacije, ki temelji na vrsti Siemensovih rešitev, ohranja dosledno delovanje ne glede na različico komponente, ki se proizvaja.

BRUSS je vodilni svetovni dobavitelj avtomobilskih izdelkov na področju tehnologije tesnjenja in nadzora pogonskega sklopa. Pri izdelavi svojih rešitev med drugim uporablja postopke brizganja plastike. Potreba po povečanju proizvodnih zmogljivosti poleg naraščajočih zahtev po večji proizvodni natančnosti je privedla do izgradnje nove modularne proizvodne linije v poljskem obratu podjetja.

»Poleg povečanja proizvodnje je bil naš cilj tudi izboljšati parametre kakovosti končnega izdelka. To ni bilo mogoče z uporabo obstoječe proizvodne linije v našem obratu v Mrągowu, katere zmogljivost je bila takrat nižja od naših potreb,«
spominja Damiana Rowińskiego, vodje zagona in procesov pri BRUSS Sp. z o.o.

Zato je bilo odločeno, da se bo zgradila in naročila druga linija, ki bo omogočila natančno proizvodnjo komponent in hkrati znatno povečala učinkovitost proizvodnje. Naloga načrtovanja in dobave modularne proizvodne linije za avtomatizirano montažo, označevanje in pregled kakovosti pokrovov za tri- in štirivaljne bencinske motorje je bila zaupana podjetju Smart Automation, specializiranemu za avtomatizacijo in robotizacijo industrijskih procesov.

»Že v fazi projektiranja smo izvedli podrobno preverjanje tehničnih rešitev in uvedli številne izboljšave v primerjavi s starejšo linijo. V novi namestitvi smo se odločili za celovit pristop in popolno integracijo Siemensovih tehnologij, ki zagotavljajo doslednost in maksimalno učinkovitost celotnega sistema,«
poudarja Radosław Szymański, vodja projektov pri Smart Automation.

Izvajanje se je začelo junija 2023 s fazo razvoja koncepta, v kateri so zasnovali postavitev postaj in modulov, dodelitev strojev za brizganje in delovne postaje operaterjev. V naslednji fazi je bil ustvarjen 3D model celotne linije, vključno z vizualizacijo tehnoloških procesov. Faza dokumentacije - zaključena z začetkom projektnega naročila - je vključevala celoten 3D model, električne in pnevmatske sheme ter račun materialov. Začetni predzagon linije je bil izveden v objektu Smart Automation, ki je služil kot ključni korak pri testiranju pred popolno uvedbo. Nato je bila celotna linija preizkušena na kraju samem v BRUSS-u, vrhunec pa je dosegel uradno sprejetje vloge decembra 2024.

Proizvodna linija, ki jo je zgradil Smart Automation, omogoča natančno izdelavo komponent in znatno poveča učinkovitost proizvodnje

Proizvodni proces od začetka do konca

Linija je sestavljena iz štirinajstih postaj, pri čemer se komponente prevažajo na paletah v sistemu zaprte zanke.

Montaža pokrova motorja poteka na modularni proizvodni liniji, sestavljeni iz 14 postaj. Sestavni deli se prevažajo na paletah v sistemu zaprte zanke. Postopek se začne tako, da manipulator izbere svež del iz kalupa za brizganje, ga tehta za nadzor mase in ga postavi na prenosno paleto. Del nato gre skozi sistem toplotne stabilizacije za nadzorovano hlajenje in je označen z edinstveno kodo DMC. Sistem nenehno spremlja delovanje linije. Če je medpomnilnik poln, so deli shranjeni, drugi pa nadaljujejo v nadaljnje faze.

»V naslednjem koraku dve postaji, opremljeni z manipulatorskimi sistemi, izvedeta montažo vložkov z uporabo tehnologije indukcijskega ogrevanja. Postopek se nato premakne na ročno samodejno postajo, kjer upravljavec predhodno namesti vložke za nadzor pretoka in postavi del v lasersko varilno enoto. Po ciklu se komponenta vrne v sistem za transport palet,«
pojasnjuje Radosław Kokornacki, vodja avtomatizacije pri Smart Automation.

V naslednji fazi vizualni sistem preveri pravilnost montaže vložka z natančnostjo 0,02 mm, preveri prisotnost in pretok odprtin ter morebitne napake pri ulivanju ter opravi presejalne meritve po določenih parametrih. Operater nato v luknje vstavi samorezne vijake in namesti ventile za nadzor tlaka. Na koncu se vijaki samodejno zategnejo in ravnost pokrova se meri z natančnostjo 0,01 mm. Po teh korakih je izdelek skoraj končan - ostane le namestitev tesnil. Vendar to še ni konec proizvodnega procesa.

V naslednji fazi druga postaja samodejno očisti zgornjo in spodnjo površino pokrova. Nato na naslednji postaji upravljavci namestijo tesnila s pomočjo kalupov. Nazadnje se opravi sedem tlačnih preskusov za preverjanje tesnosti, pretoka, prepustnosti in delovanja ventila. Namenska postaja nato preveri položaj tlačnih ventilov, prisotnost vijakov in vložkov ter nanese varnostno nalepko. Končna postaja izpusti končne dele upravljavcu, shrani okvarjene komponente, upravlja z blažilniki, deli, ki zahtevajo predelavo, referenčne vzorce in ponovno naloži palete.

S polno zmogljivostjo linija hkrati proizvaja dve različni vrsti pokrovov, kar zagotavlja neprekinjen potek dela s časom cikla 33,5 sekunde

Damian Rowiński , Upravitelj zagona in procesov, NOSILEC

Linija SMART

Kakovost končnih izdelkov je ključnega pomena za BRUSS, zato je bilo za Smart Automation bistveno uvesti celovit sistem nadzora proizvodnih parametrov.

»Zagotovili smo popolno sledljivost vsakega izdelanega dela. Zbrani podatki — kot so časi cikla posameznih postaj, časovni žigi vstopa in izstopa ter rezultati testov — omogočajo natančen izračun in spremljanje indikatorja OEE. Preverjanje kakovosti vključuje testiranje tlaka, pregled geometrije z uporabo naprednega sistema vida, pa tudi preverjanje izdelave in prisotnosti elementov, kot so vijaki, ventili in opozorilne nalepke.
pravi Radosław Kokornacki.

Linija je opremljena z lastniškim sistemom za upravljanje, poročanje in spremljanje procesnih podatkov, ki ga je razvil Smart Automation. Ta rešitev zaposlenim v BRUSS omogoča varen oddaljen dostop do stanja proizvodnje v realnem času od koder koli. Uporabniki lahko analizirajo splošno zmogljivost, podrobne podatke o postajah, zgodovino procesov s parametri ter spremljajo kazalnike kakovosti in učinkovitosti na urni, izmeni in vsak dan.

Linija ima lastniški sistem za upravljanje, poročanje in spremljanje procesnih podatkov, ki ga je razvil Smart Automation.

»Stroj za brizganje, ki ga uporablja BRUSS, proizvaja plastične pokrove s tehnologijo brizganja. Linija, ki smo jo zgradili, samodejno nadzoruje njihovo kakovost in vključuje komponente, kot so vijaki in tesnila. Posledično zamenjava vrst izdelkov vključuje minimalne izpade, kar zagotavlja prilagodljivost proizvodnje brez večjih sprememb drugih modulov,«
pojasnjuje Radosław Szymański.

Postopek prehoda za drugačno paleto izdelkov je zelo avtomatiziran. Ročna zamenjava tesnilnega orodja je sinhronizirana s časom dovajanja materiala v liniji, kar učinkovito odpravlja izpade pri tej operaciji.

Končni kupec in proizvajalec strojev sta izbrala Siemensove rešitve. Komponente strojne opreme in programska oprema, ki jih ponujamo, so izpolnili zahtevne cilje, ki sta si jih zastavila Smart Automation in BRUSS. To dokazuje visoko funkcionalnost, vsestranskost in zanesljivost naših dopolnilnih rešitev, ki dobesedno »poganjajo« industrijske proizvodne linije v naši državi

Sławomir Kalita, Vodja prodaje, Siemens

Proizvodna linija deluje na podlagi široke palete Siemensovih rešitev — od industrijskih osebnih računalnikov in krmilnikov, preko pogonskih sistemov, napajalnih enot in I/O postaj do RFID bralnikov in plošč HMI

Tehnologija za vrhunsko kakovost in učinkovitost proizvodnje

V projektu je bil naročnik BRUSS odgovoren za natančno opredelitev funkcionalnih predpostavk in zahtev glede kakovosti avtomatizirane proizvodne linije. Smart Automation je kot sistemski integrator in izvajalec opravil celoten obseg dela: od načrtovanja in konfiguracije do razvoja programske opreme, montaže, testiranja in zagona linije, kar zagotavlja prilagodljivost proizvodnje in visoko učinkovitost.

»Siemens je pobudo podprl kot dobavitelj ključnih komponent za avtomatizacijo in zagotavljal tehnologije, ki poganjajo proizvodno linijo in omogočajo celovito upravljanje in nadzor postopka montaže pokrova motorja na avtomatizirani liniji, ki jo je razvila družba Smart Automation,«
— pojasnjuje Sławomir Kalita.

Za gradnjo proizvodne linije so bili uporabljeni krmilniki SIMATIC S7-1500TF z razširjeno tehnološko funkcionalnostjo, ki omogočajo izvajanje naprednih algoritmov za nadzor gibanja in izpolnjujejo najvišje varnostne standarde zahvaljujoč funkciji Safety Integrated. Krmilniki so bili integrirani s servo pogoni SINAMICS S210 in V90, kar zagotavlja natančen nadzor osi. Modularna arhitektura linije, ki temelji na porazdeljenih I/O sistemih ET200AL in ET200SP, je omogočila prilagodljivo konfiguracijo in hitre zamenjave. Sistem so dopolnili RFID bralniki za identifikacijo komponent, industrijska omrežna stikala, operaterske plošče iz najnovejše serije SIMATIC HMI Unified in obsežen nabor stikalnih naprav, ki zagotavljajo zanesljivo distribucijo energije.

Uporaba tehnologije Siemens nam je zagotovila enotno konfiguracijo, diagnostiko in delovanje brez potrebe po preklapljanju med različnimi programskimi okolji

Radosław Szymański, Pametna avtomatizacija

Stojijo z leve: R. Kokornacki, S. Kalita, R. Szymański, D. Rowiński

»Ključni element je centralizirano upravljanje celotnega procesa v okolju TIA Portal, ki združuje konfiguracijo, diagnostiko in simulacijo v eno samo orodje. Med projektom je Smart Automation izkoristila številne zmogljivosti platforme TIA Portal, vključno z vgrajenimi pogonskimi bloki, integriranimi varnostnimi mehanizmi, večuporabniškim načinom, ki omogoča vzporedno urejanje projektov, in orodjem S7-PLCSIM Advanced za simulacijo in testiranje krmilne logike pred fizičnim zagonom.
se spominja Sławomir Kalita iz Siemensa.

Tempo projekta je bilo izjemno dinamično, kar se je odražalo v hitrem odločanju in nenehnem napredku kljub tehničnim izzivom na vsaki stopnji.

»Naš cilj je bil zgraditi proizvodno linijo, ki bo zagotavljala visoko ponovljivost, natančnost in popolno sledljivost delov na vsaki stopnji proizvodnje, hkrati pa omogočila večjo učinkovitost procesov in celovito upravljanje proizvodnje. Ta cilj smo lahko v celoti dosegli deloma zahvaljujoč podpori Siemens in uporabi zanesljivih komponent in programske opreme tega proizvajalca,«
poudarja Radosław Kokornacki.

»Za proizvodno linijo je značilna visoka prilagodljivost. Nenehno uvajamo prilagoditve parametrov in izboljšave procesov. V bližnji prihodnosti načrtujemo nadaljnje nadgradnje in širitev instalacije,«
— povzema Damian Rowiński, vodja zagona in procesov pri BRUSS sp. z o.o.

Kontaktirajte nas