Produkcja w szybkim tempie

Prawie w pełni zautomatyzowana spawalnia

Przy stopniu automatyzacji wynoszącym 95%, fabryka kabin Scania w Oskarshamn w Szwecji jest jedną z najnowocześniejszych fabryk sektora motoryzacyjnego na świecie. Równocześnie zakład umożliwia szerokie dostosowanie do potrzeb klienta. Na końcu linii montażowej nie ma już praktycznie dwóch takich samych kabin. Czy to już Przemysł 4.0? Produkty automatyzacji Festo z pewnością zapewniły solidną podstawę.

Od 2016 r. producent premium Scania montuje zindywidualizowane kabiny samochodów ciężarowych ściśle według otrzymanych zamówień - niemal bez wyjątku przy pomocy 288 robotów. "Dla mnie jest oczywiste, że produkt klasy premium musi być wytwarzany w fabryce klasy premium - wyjaśnia Marcus Holm, kierownik zakładu produkcji kabin w Scania w Oskarshamn. "Wysoki stopień automatyzacji skutkuje doskonałą jakością, a także dobrymi warunkami pracy i ergonomią dla naszych pracowników" - dodaje.

Fabryka przyszłości

Roboty umieszczają elementy panelu na stacjach łączenia i spawają je. Pracownicy zajmują się jedynie załadunkiem stacji i monitorowaniem maszyn. W żadnym wypadku szwedzkie przepisy BHP nie pozwoliły na używanie ręcznych urządzeń spawalniczych. Z jednej strony sprzęt spawalniczy jest zbyt ciężki i nieporęczny, a z drugiej strony wytyczne BHP wymagają zachowania minimalnej odległości między uchwytem spawalniczym a operatorem ze względu na promieniowanie.

Wyeliminowanie ręcznych prac spawalniczych z hali montażowej jest podwójnie korzystne dla Scanii: "To poprawia procesy i jakość" - podkreśla Lars Kreutner, Project Leader ds. produkcji kabin w Scania w Oskarshamn. Aby w pełni wykorzystać technologię automatyzacji, Scania stworzyła obszar szkoleniowy, w którym pracownicy uczą się, jak korzystać z robotów i technologii automatyzacji.

Wiele możliwych wariantów

Scania produkuje wyłącznie samochody ciężarowe o masie całkowitej przekraczającej 16 ton. Firma zdobyła renomę jako producent pojazdów specjalnych, takich jak te używane przez straż pożarną czy firmy zajmujące się wywozem śmieci. Same te nisze rynkowe tworzą setki tysięcy wariantów.

"Może to być zaskoczeniem, ale oferujemy więcej możliwości dostosowania samochodów ciężarowych do potrzeb klienta niż w przypadku produkcji samochodów osobowych - wyjaśnia Evert Forsberg, inżynier automatyki i elektryk w tłoczni i spawalni w Scanii. W produkcji samochodów osobowych, każdy model ma swoją własną linię montażową. "Z kolei my montujemy wszystkie kabiny oferowane przez Scania na jednej linii montażowej - mówi Forsberg.

Przemysł 4.0 w akcji

Fabryka posiada więc istotne cechy Przemysłu 4.0: masowa produkcja zindywidualizowanych pojazdów, zdolność adaptacji i elastyczność dzięki technologii sterowania, możliwość diagnostyki, jak również efektywność energetyczna i rozwiązania w zakresie bezpieczeństwa. "Koncepcja standaryzacji modułowej dotyczy wszystkich producentów instalacji" - wyjaśnia Forsberg. Pracownicy instalacji powinni mieć możliwość polegania na sprawdzonych produktach automatyzacji. Kolejnym celem jest unikanie zbędnego magazynowania części zamiennych. Wszystkie elementy z blachy są zaciskane w urządzeniach uruchamianych pneumatycznie, a następnie spawane. "Celowo wybraliśmy wstępnie skonfigurowane wyspy zaworowe Festo typu CPX/VTSA" - mówi ekspert ds. automatyki Forsberg: "Oferują nam one szereg korzyści - od połączenia Ethernet i interfejsu sieciowego, przez diagnostykę, bezpieczeństwo i Profinet, aż po efektywność energetyczną"

W rzeczywistości, wyspa zaworowa VTSA z terminalem CPX jest jedynym interfejsem do Profinetu - dodatkowe okablowanie nie jest wymagane. Wyspa zaworowa dostarcza dane diagnostyczne poprzez platformę automatyzacji CPX, które mogą być wykorzystane do monitorowania instalacji w zakresie konserwacji predykcyjnej: "Możemy wymienić komponenty instalacji zanim ulegną awarii i sparaliżują całe sekcje systemu", wyjaśnia Project Manager Kreutner.

Różne strefy ciśnienia

"Przekonała nas również koncepcja bezpieczeństwa wyspy zaworowej" - mówi Forsberg. CPX umożliwia obsługę różnych stref ciśnienia i odpowietrzanie obszarów, gdy konieczna jest interwencja. "Za pomocą mobilnych paneli możemy sprawdzać uszkodzone części instalacji i nie musimy szukać usterek w całej instalacji jak igły w stogu siana Przywracanie ciśnienia w poszczególnych częściach instalacji jest wielokrotnie bardziej energooszczędne niż uruchamianie całej instalacji.

Roboty spawalnicze potrzebują sprężonego powietrza do poruszania uchwytów spawalniczych oraz do zaciskania blach. Woda chłodząca chroni urządzenia spawalnicze przed przegrzaniem. Festo oferuje kompletne rozwiązania w zakresie dostarczania sprężonego powietrza i wody chłodzącej do zgrzewadeł. W Scanii są one zintegrowane z ogrodzeniem bezpieczeństwa, co ułatwia obsługę - łącznie z układem przygotowania sprężonego powietrza serii MS.

Bezpieczne frezowanie elektrod

W przypadku statycznych zgrzewadeł spawalniczych Festo opracowało obrotowe ramię, dokładnie według specyfikacji Scania i ABB, które wprowadza urządzenie do frezowania elektrod, tzw. tip dresser, na elektrody po wykonaniu 150 zgrzewów punktowych. Ramię obrotowe jest precyzyjnie pozycjonowane przez siłowniki elektryczne Festo DNCE i napędzane przez silnik krokowy EMMS. Dzięki temu rozwiązaniu Festo skraca czas cyklu o ponad połowę.

Powodem tego jest fakt, że elektrody zgrzewadeł w miarę użytkowania stają się coraz bardziej tępe i muszą być frezowane po około 150 zgrzewach punktowych, tak aby zapewnić, że zgrzewanie punktowe jest idealnie dokładne. "Frezowanie elektrod działa na tej samej zasadzie, co ostrzenie tępego ołówka - wyjaśnia Leif Lindahl, były Key Account Manager firmy Scania w Festo.

Szafa sterownicza Festo do frezowania elektrod zawiera sterowniki silników CMMS oraz CPX, który komunikuje się ze sterownikami silników i nadrzędnym sterownikiem robota poprzez Profinet. "Wzrosło również bezpieczeństwo, ponieważ operatorzy zakładu nie muszą już wchodzić do komórek robota po frezowaniu, aby ustawić elektrody w prawidłowej pozycji dla zgrzewów punktowych" - dodaje Lindahl.

Do wielkości partii 1

Scania zapowiada nową erę w produkcji pojazdów w Oskarshamn. Dzięki niemal całkowitej automatyzacji, a jednocześnie ogromnej elastyczności aż do wielkości partii 1 na jednej linii montażowej, zakład produkcji kabin przeszedł już długą drogę w kierunku Przemysłu 4.0. Nowa fabryka stała się swoistym przykładem, a Scania wkrótce zbuduje podobną fabrykę w zakładzie Scania w Sao Paulo w Brazylii.

Scania w Oskarshamn

Oskarshamn to miasto przemysłowe na wschodnim wybrzeżu Szwecji, około 300 km na południe od Sztokholmu, z połączeniami komunikacyjnymi z wyspami wypoczynkowymi Gotlandią i Olandią. W 2017 roku 2700 pracowników wyprodukowało szeroką gamę kabin do wszystkich modeli Scania. Z Oskarshamn pojazdy transportowe przewożą kabiny do zakładów montażowych Scania w Södertälje koło Sztokholmu, Zwolle w Holandii i Angers we Francji. Tam są one montowane w kompletne podwozia samochodów ciężarowych.

Scania AB

Spółka należąca do Grupy Volkswagen

151 87 Södertälje
Szwecja

www.scania.com

Zakres działalności: ciężkie pojazdy użytkowe (ciężarówki i autobusy), silniki okrętowe i przemysłowe

  1. Ten artykuł ukazał się w czasopiśmie technicznym dla klientów Festo trends in automation 1.2018
  2. Zdjęcia: Curt-Robert Lindqvist
Przegląd