Jak uzyskać wyższą jakość produkcji dzięki myjni tunelowej? Droga od automatyzacji do poprawy konkurencyjności w zakładzie ZF w Gliwicach

46

Pierwszy element instalacji – myjnia – zamówiony został już w lutym 2018 r. W zautomatyzowanej linii wykorzystana została myjnia z serii NOYEN Ekspert zapewniająca wymaganą wysoką klasę czystości. Następnie dostarczane były: system paletyzacji, myjka do przekładek, system transportu wraz z automatyzacją pierwszej obrabiarki i automatycznym znakowanie kodu DMC na odlewach.

Projekt rozpoczął się od dostarczenia maszyny myjącej z systemem palet. Później system został rozbudowany o paletyzację i myjnię do opakowań. W kolejnym etapie zautomatyzowany został system transportu i znakowania laserowego części – mówi Rafał Włosek, Senior Technical Advisor Engineer z firmy NOYEN.

Automatyzacja pierwszej obrabiarki odebrana została w połowie 2020 r.

Zautomatyzowana, modułowa linia produkcyjna

W ramach procesu produkcji wykonywany jest załadunek, obróbka detali, transport do myjni, mycie i odmuchiwanie,  kontrola jakości oraz znakowanie wyrobu. Istotnym etapem procesu jest oczyszczanie detali z zanieczyszczeń. Po zakończeniu mycia, paletki przemieszczane są do systemu paletyzacji, gdzie mogą być pakowane równolegle dwie referencje detali. Układ paletyzacji wyposażony został w system kontroli jakości. Za pomocą profilomierza sprawdzane są punkty charakterystyczne. Jeśli kontrola jakości przebiegnie pomyślnie, wówczas detale trafiają do czystych opakowań. System paletyzacji układa opakowania jedno na drugim, przy czym liczba warstw jest programowalna. Wprawdzie wymiana stosów paletek odbywa się ręcznie, jednak rozwiązanie to zostało przystosowane do obsługi za pomocą robotów AGV, co pozwoli na wdrożenie ich w przyszłości. Sterowanie całej linii realizowane jest poprzez zaawansowany sterownik SIMATIC S7-1500F. Wizualizacja procesu oraz wprowadzanie nastaw jest możliwe dzięki komputerowi panelowemu SIMATIC panel PC. Wymiana danych pomiędzy poszczególnymi urządzeniami automatyki bazuje na standardzie Profinet, w warstwie fizycznej wykorzystywane są urządzenia sieciowe SCALANCE.

Podczas wdrożenia do najważniejszych wyzwań należało m.in. zapewnienie możliwości rozbudowy i modułowości. Ta część realizacji, dotycząca działu obróbki, stanowiła najistotniejszą część projektu.

Układ od początku miał być modułowy, złożony z elementów i podzielony na stacje. Na linii musieliśmy przewidzieć możliwość instalacji dodatkowych urządzeń, takich jak systemy pomiarowe. Automatyzacja nie mogła blokować dostępu do obrabiarek CNC, a w przypadku pracy manualnej operator musiał mieć zapewnioną właściwą przestrzeń pracy – mówi Rafał Włosek.

W projekcie należało także zadbać, by automatyzacja nie blokowała wymiany narzędzi i stołów mocujących w obrabiarkach. Sama linia działa obecnie w taki sposób, aby można było wyłączyć każdą z obrabiarek bez zakłócania produkcji. Posiada ona także możliwość wprowadzania części produkowanych manualnie.

Modułowość linii produkcyjnych to element koncepcji Industry 4.0. Podział linii montażowej na moduły umożliwia producentom dostosowanie się do zmieniających się potrzeb klienta. W miejsce jednego modułu można dodać inny – lub rozszerzyć linię o nowy moduł funkcyjny, technologiczny czy procesowy – dodaje Maciej Gryczewski.

Obecnie rola operatora ogranicza się do załadunku odlewów na paletę i zapewnienia dostarczania opakowań w sposób płynny, umożliwiający ciągłość produkcji. Jednak człowiek wciąż odgrywa w procesie produkcji ważną rolę, co dotyczy głównie operatorów zajmujących się ustawieniami maszyn CNC.

Zdecydowana większość pracowników dostrzegła w automatyzacji możliwość rozwoju osobistego wiążącego się z unowocześnieniem zakładu. Zadaniem operatorów jest obecnie wykonywanie regularnych pomiarów i korygowanie procesu, a także wymiana zużytych narzędzi. Maszyna ułatwia pracę ludziom, zliczając automatycznie liczbę wykonanych cykli i zatrzymując się w przypadku niedokonania wymiany w określonym czasie – dodaje Wojciech Jasiński.

Korzyści z wdrożenia

Wdrożenie automatyzacji pozwala w pełni kontrolować proces produkcyjny, zapewniając w 100 procentach jego śledzenie – traceability – i przyczyniając się do wzrostu jakości produkcji. Dzięki zmianom w procesie linia wytwarzania może być obecnie obsługiwana w sposób optymalny przez zaledwie jednego operatora, zamiast trzech. Wpłynęło to na obniżenie kosztów produkcji, dzięki czemu ZF jest w stanie oferować swoje produkty – systemy hamulcowe – w bardziej konkurencyjnych cenach. Wraz z automatyzacją poprawiła się również elastyczność produkcji przejawiająca się w uniezależnieniu działania całej linii od pojedynczej awarii. Dzięki wdrożeniu rozwiązania składającego się z jednej maszyny CNC i jednego robota dla każdego stanowiska wszystkie maszyny mogą pracować z obwodem bezpieczeństwa, którego rozpięcie (otwarcie osłon) nie wpływa na pracę pozostałych urządzeń.

Zwiększyła się także wydajność transportu oraz wydajność myjni i stopień czystości opuszczających ją detali. Nowa myjnia gwarantuje spełnienie wysokich wymagań czystości, jakości powierzchni po myciu oraz parametrów dotyczących suszenia. W procesie pakowania dodany został profilometr laserowy, który sprawdza charakterystyczne wymiary każdej części. Kontroluje on między innymi, czy wszystkie operacje zostały wykonane oraz czy nie doszło do uszkodzeń narzędzi.