Nasz klient firma BRUSS jest wiodącym światowym dostawcą produktów motoryzacyjnych z obszaru technologii uszczelniania i sterowania układami napędowymi. Podczas wytwarzania swoich rozwiązań wykorzystuje, między innymi, procesy formowania wtryskowego tworzyw sztucznych. Konieczność wzrostu mocy produkcyjnej, przy rosnących wymaganiach w zakresie zwiększenia precyzji wytwarzania, zrodziły potrzebę budowy nowej, modułowej linii produkcyjnej w polskim zakładzie tego producenta.
„Oprócz uzyskania wzrostu produkcji naszym celem była także poprawa parametrów jakościowych produktu końcowego. Nie było to możliwe przy wykorzystaniu już istniejącej w zakładzie w Mrągowie linii produkcyjnej, której wydajność była niższa niż nasze ówczesne potrzeby”
– wspomina Damian Rowiński, Launch & Process Manager w BRUSS sp. z o.o.
Zdecydowano więc o budowie i uruchomieniu drugiej linii, która miała umożliwić precyzyjną produkcję części oraz znacząco zwiększyć efektywność wytwarzania elementów. Zadanie zaprojektowania i kompleksowego wykonania modułowej linii produkcyjnej przeznaczonej do automatycznego montażu komponentów, znakowania i kontroli jakości pokryw trzy- i czterocylindrowych silników benzynowych powierzono firmie Smart Automation, specjalizującej się w automatyzacji i robotyzacji procesów przemysłowych.
„Już na etapie projektowania przeprowadziliśmy szczegółową weryfikację rozwiązań technicznych, wprowadzając liczne zmiany względem starszej linii. W nowej instalacji postawiliśmy na kompleksowe podejście oraz pełną integrację technologii marki Siemens, co zapewniło spójność i najwyższą efektywność całego systemu”
– podkreśla Radosław Szymański, Project Manager w Smart Automation.
Wdrożenie rozpoczęto w czerwcu 2023 roku od etapu opracowania koncepcji, w którym zaprojektowano między innymi układ stacji i modułów, alokację wtryskarek oraz stanowiska operatorów. W następnej fazie stworzono model 3D całej linii, wraz z wizualizacją procesów technologicznych. Etap opracowania dokumentacji, który zakończył się zainicjowaniem zamówienia projektowego objął pełny model 3D, schematy elektryczne i pneumatyczne oraz zestawienie materiałowe. Pierwsze, wstępne uruchomienie linii przeprowadzono w siedzibie Smart Automation. Był to kluczowy krok w procesie testów przed pełnym wdrożeniem. Następnie, na miejscu w firmie BRUSS, przetestowano kompletną linię, co zakończyło się protokolarnym odbiorem aplikacji w grudniu 2024 roku.
Montaż pokryw silników odbywa się na modułowej linii produkcyjnej złożonej z czternastu stacji. Transport elementów realizowany jest na paletkach w obiegu zamkniętym. Proces rozpoczyna się od pobrania świeżej części z formy wtryskowej przez manipulator, który odkłada ją na wagę w celu kontroli masy, a następnie umieszcza na paletce transferowej. Kolejnym etapem jest przejazd przez układ stabilizacji termicznej, gdzie prowadzony jest proces kontrolowanego chłodzenia. Następnie część zostaje oznakowana indywidualnym kodem DMC. System w sposób ciągły monitoruje wydajność linii. W przypadku zapełnienia bufora elementy mogą zostać odłożone do magazynu, a pozostałe kierowane są do dalszych etapów produkcji.
W kolejnym etapie system wizyjny kontroluje poprawność montażu insertów z dokładnością 0,02 mm, sprawdza obecność i drożność otworów oraz ewentualne defekty odlewu, wykonując pomiary przesiewowe według ustalonych parametrów. Dalej, operator wkłada śruby samogwintujące w otwory oraz montuje zawory regulacji ciśnienia. Wreszcie, następuje automatyczny docisk śrub oraz pomiar płaskości pokrywy z dokładnością do 0,01 mm. Po tych czynnościach wyrób jest już prawie gotowy, wystarczy zainstalować uszczelki. Jednak to nie koniec procesu produkcji.
W następnym etapie kolejna stacja automatycznie czyści górną i dolną powierzchnię pokrywy. Po zakończeniu procesu na kolejnej stacji operatorzy montują uszczelki z matryc. Ostatecznie w stacji przeprowadzanych jest siedem testów ciśnieniowych weryfikujących szczelność, drożność, przepływ i działanie zaworów, po czym odpowiednia stacja kontroluje pozycję zaworów ciśnienia, obecność śrub i insertów oraz montuje etykietę bezpieczeństwa. Ostatnia stacja wydaje gotowe części operatorowi, magazynuje części wybrakowane, odbiera zapas, elementy wymagające poprawek, wzorniki oraz ładuje paletki.
Jakość produktów końcowych ma dla BRUSS kluczowe znaczenie, dlatego tak ważne było zaimplementowanie przez Smart Automation systemu kompleksowej kontroli parametrów produkcji.
Linia posiada własny, autorski, dostarczony przez Smart Automation system zarządzania, raportowania i podglądu danych procesowych. Rozwiązanie to umożliwia pracownikom BRUSS zdalny, bezpieczny dostęp do informacji o statusie produkcji w czasie rzeczywistym, z dowolnego miejsca. Użytkownik może analizować ogólną wydajność, szczegółowe dane z poszczególnych stacji, historię procesów wraz z parametrami, a także monitorować wskaźniki jakości i efektywności m.in. w ujęciu godzinowym, zmianowym i dziennym.
Zapewniliśmy pełną identyfikowalność (ang. traceability) każdej wyprodukowanej części. Gromadzone dane – takie jak czasy cykli poszczególnych stacji, momenty wejścia i wyjścia z linii oraz wyniki testów – pozwalają na precyzyjne wyliczanie i monitorowanie wskaźnika OEE. Weryfikacja jakościowa obejmuje testy ciśnieniowe, kontrolę geometrii zaawansowanym systemem wizyjnym oraz inspekcję jakości wykonania oraz obecności takich elementów jak śruby, zawory i etykiety ostrzegawcze”
– mówi Radosław Kokornacki.
„Wtryskarka używana przez firmę BRUSS produkuje plastikowe pokrywy metodą wtrysku ciśnieniowego. Zbudowana przez nas linia automatycznie kontroluje ich jakość i integruje elementy, takie jak śruby czy uszczelki. Dzięki temu zmiana typu produktu następuje przy minimalnych przestojach, co zapewnia elastyczność produkcji bez znaczących ingerencji w inne moduły”
– tłumaczy Radosław Szymański.
Proces przezbrojenia na inny asortyment jest w wysokim stopniu zautomatyzowany. Ręczna wymiana oprzyrządowania uszczelniającego została zsynchronizowana z czasem zasilania linii w nowy materiał, co pozwala na całkowite zamaskowanie czasu tej operacji.
Technologia zapewniająca najwyższą jakość i wydajność produkcji
W projekcie zleceniodawca, firma BRUSS, odpowiadał za precyzyjne określenie założeń funkcjonalnych i wymagań jakościowych dotyczących zautomatyzowanej linii produkcyjnej. Firma Smart Automation, pełniąc rolę integratora i wykonawcy systemu, przejęła całość prac: od projektowania i konfiguracji po oprogramowanie, montaż, testy oraz uruchomienie linii, gwarantując elastyczność produkcji i wysoką wydajność.
„Siemens wsparł inicjatywę jako dostawca kluczowych komponentów automatyki, dostarczając technologie napędzające linię produkcyjną oraz zapewniające kompleksowe zarządzanie i kontrolę procesu montażu pokryw silnikowych na zautomatyzowanej linii stworzonej przez Smart Automation”
– wyjaśnia Sławomir Kalita.
Do budowy linii produkcyjnej zastosowano sterowniki z serii SIMATIC S7‑1500TF z rozszerzoną funkcjonalnością technologiczną, umożliwiające realizację zaawansowanych algorytmów sterowania ruchem oraz spełniające najwyższe standardy bezpieczeństwa dzięki funkcji Safety Integrated. Sterowniki zostały zintegrowane z serwonapędami SINAMICS S210 i V90 zapewniającymi precyzyjne sterowanie osiami. Modułowa architektura linii oparta na rozproszonych systemach wejść/wyjść ET200AL i ET200SP umożliwiła elastyczną konfigurację i szybkie przezbrajanie. System uzupełniły czytniki RFID do identyfikacji komponentów, przemysłowe switche sieciowe, panele operatorskie z najnowszej serii SIMATIC HMI Unified oraz pełne portfolio aparatury łączeniowej zapewniające niezawodną dystrybucję energii.
„Kluczowym elementem jest centralne zarządzanie całym procesem w środowisku TIA Portal, które integruje konfigurację, diagnostykę i symulacje w jednym narzędziu. Podczas realizacji projektu Smart Automation wykorzystał wiele możliwości platformy TIA Portal, w tym wbudowane bloki napędowe, zintegrowane mechanizmy bezpieczeństwa, tryb pracy dla wielu użytkowników (Multiuser) umożliwiający równoległą edycję projektu oraz narzędzie S7-PLCSIM Advanced do symulacji i testów logiki sterowania przed uruchomieniem fizycznym”
– wspomina Sławomir Kalita z Siemensa.
Dynamika projektu była niezwykle wysoka, co przejawiało się w błyskawicznym tempie podejmowania decyzji oraz ciągłości prac, mimo napotykanych na każdym kroku wyzwań technicznych.
„Naszym celem było zbudowanie linii produkcyjnej, która zapewni wysoką powtarzalność, dokładność, pełną identyfikację części na każdym etapie produkcji, a także umożliwi zwiększenie efektywności procesu i pełne zarządzanie produkcją. Cel ten udało się w pełni zrealizować również dzięki wsparciu Siemensa oraz zastosowaniu niezawodnych komponentów i oprogramowania tego producenta”
– podkreśla Radosław Kokornacki.
„Linia produkcyjna charakteryzuje się dużą elastycznością. Na bieżąco wprowadzamy modyfikacje parametrów i usprawnienia procesów. W najbliższym czasie planujemy dalsze modernizacje oraz rozbudowę instalacji”
– podsumowuje Damian Rowiński, Launch & Process Manager w BRUSS sp. z o.o.
Nasza oferta Cię zainteresowała?
Zostaw swój kontakt i powiedz w czym możemy Ci pomóc - odezwiemy się.
