Scania vrachtwagens

Snellere productie

Carrosseriebouw bijna volledig geautomatiseerd

Met een automatiseringsgraad van 95 procent is de carrosseriefabriek van Scania in het Zweedse Oskarshamn een van de modernste voertuigfabrieken ter wereld. Met de hoogste mate van individualisering: aan het einde van de montagelijn is iedere vrachtwagencabine net weer iets anders. Is dat al industrie 4.0? Automatiseringsproducten van Festo vormen daarvoor een solide basis.

Sinds 2016 monteert de premiumfabrikant Scania op maat gemaakte vrachtwagencabines strikt volgens de ontvangen orders – vrijwel zonder uitzondering door 288 robots. “Voor mij is het duidelijk dat een premiumproduct in een premiumfabriek moet worden geproduceerd”, legt Marcus Holm, fabrieksmanager voor de productie van de vrachtwagencabine bij Scania in Oskarshamn, uit. De hoge mate van automatisering leidt tot een hoge kwaliteit, goede werkomstandigheden en ergonomie voor de werknemers, voegt hij eraan toe.

Plaatdelen spannen en lassen

Perfect afgestemd: Plaatdelen worden geklemd en gelast in pneumatische installaties, die aangestuurd worden door CPX/VTSA-ventieleilanden (rechtsvoor). De initiatiefnemers: Evert Forsberg (links), Lars Kreutner (rechts), beiden van Scania, en Leif Lindahl (midden) van Festo.

Fabriek van de toekomst

De robots laden de te verwerken plaatdelen in de fixeereenheden en lassen deze. Medewerkers laden de stations en monitoren de machines. Het overige werk doen de robots. Door de Zweedse wettelijke maatregelen ter bescherming van de werknemer is het toch al onmogelijk om handmatige lasapparatuur te gebruiken. Aan de ene kant is de lasapparatuur te zwaar en te log, en aan de andere kant vereisen de wettelijke maatregelen ter bescherming van de werknemer een minimale afstand tussen de lastang en de operator vanwege de straling.

Scania profiteert op twee manieren van het verbieden van manueel laswerk in de montagehal: “Het verbetert de processen en de kwaliteit”, benadrukt Lars Kreutner, project manager voor de carrosseriebouw bij Scania in Oskarshamn. Om optimaal gebruik te maken van automatiseringstechnologie heeft Scania een trainingsruimte ingericht waar medewerkers leren hoe ze de robots en automatiseringstechniek moeten gebruiken.

Vele varianten zijn mogelijk

Scania bouwt alleen vrachtwagens met een totaalgewicht van meer dan 16 ton. Het bedrijf heeft een reputatie opgebouwd als fabrikant van speciale voertuigen, bijvoorbeeld voor brandweer of vuilnisophaaldiensten. Alleen al in deze nichemarkten ontstaan honderdduizenden varianten.

“Het is misschien een verrassing, maar we bieden meer opties voor het aanpassen van vrachtwagens dan in de autoproductie”, legt Evert Forsberg, automatiserings- en elektrotechnisch ingenieur bij pers- en carrosserieafdeling van Scania. Bij de autoproductie heeft ieder model een eigen montagelijn. "We monteren daarentegen alle cabines die Scania aanbiedt op één montagelijn", aldus Forsberg.

In de Scania-carrosseriefabriek in Oskarshamn lassen 288 robots vrachtwagencabines in elkaar.

In de Scania-carrosseriefabriek in Oskarshamn lassen 288 robots vrachtwagencabines in elkaar.

Industrie 4.0 aan het werk

De fabriek voldoet dus aan essentiële kenmerken van industrie 4.0: massaproductie van geïndividualiseerde voertuigen, aanpasbaarheid en flexibiliteit dankzij de besturingstechniek, diagnostische mogelijkheden, maar ook energie-efficiëntie en Safety oplossingen. “Voor alle installatiebouwers geldt een modulair standaardisatieconcept”, legt Forsberg uit. De installatie-operators moeten immers kunnen vertrouwen op beproefde automatiseringsproducten. Het doel is ook om te grote voorraden van reserveonderdelen te voorkomen. Alle plaatdelen worden in pneumatisch gestuurde installaties geklemd om daar te worden gelast. “We hebben bewust gekozen voor de voorgeconfigureerde Festo-ventieleilanden van het type CPX/VTSA”, zegt automatiseringsdeskundige Forsberg: “Deze bieden ons verschillende voordelen – van ethernet-aansluiting en webinterface tot diagnose, safety, Profinet en energie-efficiëntie.”

In feite is het CPX/VTSA-ventieleiland de enige interface naar Profinet; er is geen extra bedrading nodig. Via het automatiseringsplatform CPX levert het ventieleiland diagnostische gegevens op waarmee de installaties kunnen worden bewaakt op het gebied van voorspellend onderhoud: “We kunnen installatiecomponenten vervangen voordat ze uitvallen en hele installatiedelen stilleggen”, legt projectleider Kreutner uit.

Verschillende drukzones

“Ook het veiligheidsconcept van het ventieleiland heeft ons overtuigd”. vertelt Forsberg. Met de CPX kunnen verschillende drukzones worden gebruikt en kunnen zones worden ontlucht wanneer er moet worden ingegrepen. “Op deze manier kunnen we met mobiele panelen aangetaste installatiedelen controleren en hoeven we niet als een naald in een hooiberg in de hele installatie te zoeken naar fouten.” De herbeluchting van de afzonderlijke installatiedelen is vele malen energie-efficiënte dan het opstarten van de hele installatie.

Lasrobots hebben perslucht nodig om de lastangen te bewegen en platen vast te klemmen. Koelwater beschermt de lasinstallaties tegen oververhitting. De totaaloplossingen voor de toevoer van perslucht en koelwater voor lastangen zijn afkomstig van Festo. Bij Scania zijn ze gebruiksvriendelijk geïntegreerd in het veiligheidshek - inclusief persluchtverzorging uit de MS-serie.

Kant-en-klare totaaloplossing geïntegreerd in het veiligheidshek

Gebruiksvriendelijk geïntegreerd in het veiligheidshek: kant-en-klare totaaloplossing voor perslucht- en koelwatertoevoer naar de lastangen, inclusief persluchtverzorging uit de MS-serie.

Veilig elektrodenfrezen

Voor de statische lastanginstallaties heeft Festo een zwenkarm ontwikkeld volgens de specificaties van Scania en ABB, die de elektrodenfreesmachine, de zogenaamde Tip Dresser, na 150 ingestelde laspunten naar de elektroden voert. De zwenkarm werkt met nauwkeurig positionerende elektrocilinders van het type DNCE, aangedreven door de stappenmotor EMMS. Met deze oplossing reduceert Festo de cyclustijden met meer dan de helft.

Achtergrond: De elektroden van een lastang worden bij het instellen van een laspunt steeds botter en moeten na ongeveer 150 laspunten worden gefreesd om precieze laspunten in te stellen. “Elektrodenfrezen werkt volgens hetzelfde principe als het slijpen van een stomp potlood”, legt Leif Lindahl, voormalig Key Account Manager voor Scania bij Festo, uit.

De schakelkast van Festo voor het frezen van elektroden omvat de CMMS motorcontrollers en de CPX, die via Profinet communiceert met de motorcontrollers en de robotcontrollers op hoger niveau. “Ook de veiligheidsaspecten worden niet verwaarloosd: de installatie-operators hoeven na het frezen niet meer in de robotcellen te stappen om de elektroden in de juiste positie van het laspunt te brengen", vult Lindahl aan.

Tot batchgrootte 1

In Oskarshamn luidt Scania een nieuw tijdperk in de voertuigbouw in. Met een bijna volledige automatisering, maar tegelijkertijd een enorme flexibiliteit tot batchgrootte 1 op een enkele montagelijn, heeft de carrosseriefabriek zich al ver in de richting van industrie 4.0 ontwikkeld. De nieuwe fabriek geeft het goede voorbeeld: Scania bouwt een soortgelijke fabriek in de Scania-fabriek in São Paulo, Brazilië.

Scania in Oskarshamn

Aan de Zweedse archipelkust met veerverbindingen naar de vakantie-eilanden Gotland en Öland, ongeveer 300 km ten zuiden van Stockholm, ligt de industriestad Oskarshamn. In 2017 produceerden 2700 medewerkers een grote verscheidenheid aan cabines voor alle Scania-modellen. Vanuit Oskarshamn nemen de autotransporteurs de cabines mee naar de montagefabrieken van Scania in Södertälje bij Stockholm, Zwolle in Nederland en Angers in Frankrijk. Daar worden ze geassembleerd tot een compleet vrachtwagenchassis.

Scania AB

Een bedrijf van de Volkswagen Groep

151 87 Södertälje
Zweden

www.scania.com

Activiteiten: Zware bedrijfsvoertuigen (vrachtwagens en bussen), scheeps- en industriemotoren

  1. Dit artikel verscheen in het klantenmagazine van Festo trends in automation 1.2018
  2. Foto's: Curt-Robert Lindqvist
Overzicht