2016년부터 프리미엄 제조업체인 Scania는 288대의 로봇을 사용하여, 거의 예외없이 접수된 주문에 따라 엄격하게 맞춤형 트럭 캐빈을 조립해왔습니다. Oskarshamn에 위치한 Scania의 트럭 캐빈 생산 공장 관리자인 Marcus Holm은 "프리미엄 제품은 프리미엄 공장에서 제조해야 한다는 사실은 자명합니다."라고 말합니다. 높은 수준의 자동화는 작업자를 위해 높은 품질로, 양호한 작업 조건하에서 인체 공학으로 이루어집니다.
로봇은 고정 장치에 가공할 판금 부품을 장착하고 용접합니다. 직원은 스테이션 로딩 및 기계 모니터링만을 관리합니다. 스웨덴의 산업 안전은 어쨌든 수동 용접 장비를 사용을 금지했습니다. 용접 장치는 너무 무겁고 다루기 힘들며, 산업 안전 지침은 복사열로 인해 용접 건과 작업자 사이의 최소 거리를 요구하기 때문입니다.
조립 홀에서 수동 용접 작업을 금지하는 것은 Scania에게 두 가지 장점이었습니다. "이것은 프로세스와 품질을 향상시켰습니다."라고 Oskarshamn에 위치한 Scania의 캐빈 차체 제작 프로젝트 관리자인 Lars Kreutner가 강조합니다. 자동화 기술을 최대한 활용하기 위해 Scania는 직원들이 로봇 및 자동화 기술 사용법을 학습할 수 있는 교육 공간을 마련했습니다.
Scania는 총 중량이 16톤 이상인 트럭만을 제조합니다. 이 회사는 소방대 또는 쓰레기 처리용 차량과 같은 특수 차량 제조업체로 명성을 쌓았습니다. 이러한 틈새 시장에서만 수십만 가지의 모델이 발생합니다.
스카니아 프레스 공장 및 차체 공장의 자동화 및 전기 엔지니어인 Evert Forsberg는 "놀라실 수도 있지만, Scania는 자동차 생산보다 트럭 맞춤 주문에 더 다양한 옵션을 제공합니다."라고 설명합니다. 승용차 생산 시, 각 모델에는 자체 조립 라인이 있습니다. "반면에 Scania 트럭의 경우, Scania가 제공하는 모든 캐빈을 하나의 조립 라인에서 조립합니다."라고 Forsberg는 말합니다.
따라서 공장은 개별화된 차량의 대량 생산, 제어 기술, 진단 기능, 에너지 효율성 및 안전 솔루션을 통한 적응성 및 유연성과 같은 Industry 4.0의 필수적인 특성을 보유하고 있습니다. "모듈식 표준화 컨셉은 모든 공장 제조업체에 적용됩니다." Forsberg가 이렇게 설명합니다. 결국 공장 운영자는 검증된 자동화 제품에 의존해야 합니다. 목적은 예비 부품 재고를 불필요하게 늘리지 않는 것입니다. 모든 판금 부품은 공압 제어 장치에 고정되어 용접됩니다. 자동화 전문가 Forsberg는 "이 모든 것을 고려하여, 당사는 CPX/VTSA 유형의 사전 구성된 Festo 밸브 터미널을 사용하기로 결정했습니다. 이는 이더넷 연결 및 웹 인터페이스에서 진단, 안전 및 Profinet을 통한 에너지 효율성에 이르기까지 다양한 장점을 제공하기 때문이죠."라고 말합니다.
실제로 CPX/VTSA 밸브 터미널은 Profinet에 연결할 수 있는 유일한 인터페이스이며, 추가 배선이 필요하지 않습니다. 자동화 플랫폼 CPX를 통해 밸브 터미널은 예측 유지 보수 측면에서 시스템을 모니터링할 수 있는 진단 데이터를 제공합니다. 프로젝트 관리자 Kreutner는 "시스템 구성 요소가 고장나서 시스템 일부를 마비시키기 전에 교체할 수 있습니다."라고 설명합니다.
"We were also impressed by the valve manifold's safety concept," says Forsberg. The CPX makes it possible to operate different pressure zones and to exhaust areas when intervention is required. "We can check affected system parts using mobile panels and don't have to search the entire system for errors – which can be like looking for a needle in a haystack." Furthermore, re-pressurizing individual system parts is much more energy-efficient than starting up the entire system.
Welding robots require compressed air to move the welding guns and to clamp metal sheets. Cooling water protects the welding systems against overheating. Festo delivers complete solutions for supplying compressed air and cooling water for welding guns. At Scania, they are integrated in the safety fence for ease of operation – including MS series compressed air treatment.
For the static welding guns, Festo developed a pivoted arm exactly as per the specifications of Scania and ABB which brings the electrode milling device, the so-called tip dresser, to the electrodes after 150 spot welds have been completed. The pivoted arm is precisely positioned by Festo DNCE electric cylinders and is powered by an EMMS stepper motor. With this solution Festo has cut the cycle times by well over half.
The reason for this is that welding gun electrodes become blunter as they are being used and have to be milled after approximately 150 spot welds to ensure the spot welding is perfectly accurate. "Electrode milling operates on the same principle as the sharpening of a blunt pencil," explains Leif Lindahl, former Key Account Manager for Scania at Festo.
The control cabinet from Festo for electrode milling comprises the CMMS motor controller and the CPX, which communicates with the motor controllers and the primary robot controller. "Safety has also increased, since plant operators no longer have to enter the robot cells after milling to adjust the electrodes to the correct position for the spot welds," adds Lindahl.
Scania is ushering in a new era in vehicle manufacturing in Oskarshamn. As it is almost completely automated, but still allows huge flexibility right down to a batch size of 1 on a single assembly line, the body shop is already well on its way towards the Industrial Internet of Things. The new factory has set a precedent, and Scania will shortly build a similar factory at the Scania plant in São Paulo, Brazil.
Oskarshamn is an industrial town on Sweden's east coast, around 300 km south of Stockholm, with transport links to the holiday islands of Gotland and Öland. In 2017, a workforce of 2700 assembled a wide range of cabs for all Scania models here. Vehicle transporters take the cabs from Oskarshamn and deliver them to the Scania assembly plants in Södertälje near Stockholm, Zwolle in the Netherlands, and Angers in France, where they are assembled to create the complete truck chassis.