S 95-percentnou úrovňou automatizácie je karosáreň spoločnosti Scania vo švédskom Oskarshamne jedným z najmodernejších závodov na výrobu vozidiel na svete. Maximálne prispôsobenie: na konci montážnej linky nie sú žiadne dve kabíny nákladných vozidiel rovnaké. Je to už Priemysel 4.0? Umožňujú to automatizačné výrobky spoločnosti Festo.
Od roku 2016 montuje prémiový výrobca Scania kabíny nákladných vozidiel na mieru takmer bez výnimky pomocou 288 robotov. „Je mi úplne jasné, že prémiový produkt sa musí vyrábať v prémiovej továrni,“ vysvetľuje Marcus Holm, vedúci pre výrobu kabíny vodiča v spoločnosti Scania v Oskarshamne. Vysoký stupeň automatizácie prispieva k vysokej kvalite, dobrým pracovným podmienkam a ergonómii pre pracovníkov, dodáva.
Roboty dávajú do upevňovacích jednotiek plechové diely, ktoré sa majú opracovať, a zvárajú ich. Zamestnanci majú na starosti iba naloženie staníc a sledovanie strojov. Švédska organizácia pre bezpečnosť pri práci neumožňuje použitie ručného zváracieho zariadenia. Zváracie zariadenia sú totiž príliš ťažké a ťažko sa s nimi manipuluje. Okrem toho vzhľadom na žiarenie smernice o bezpečnosti práce vyžadujú minimálnu vzdialenosť medzi zváracou pištoľou a obsluhou.
Zákaz ručného zvárania v montážnej hale prináša spoločnosti Scania dvojnásobné výhody: „Zlepšujú sa procesy a zvyšuje sa kvalita,“ zdôrazňuje Lars Kreutner, projektový manažér pre výrobu karosérie a kabíny v spoločnosti Scania v Oskarshamne. Aby Scania mohla plne využívať automatizačnú techniku, vytvorila školenia, na ktorých sa zamestnanci naučia používať roboty a automatizačnú techniku.
Scania vyrába iba nákladné vozidlá s celkovou hmotnosťou viac ako 16 ton. Spoločnosť si získala povesť ako výrobca špeciálnych vozidiel, napríklad pre hasičov alebo odvoz odpadu. Len v týchto špecializovaných oblastiach sú potrebné státisíce variantov.
„Niekoho to možno prekvapí, ale pre prispôsobenie nákladných vozidiel ponúkame viac možností, ako ich je pri výrobe osobných automobilov,“ vysvetľuje Evert Forsberg, automatizačný technik a elektrotechnik v lisovni a karosárni Scania. Pri výrobe osobných automobilov je pre každý model určená jedna montážna linka. „My na jednej montážnej linke montujeme všetky kabíny vodiča ponúkané spoločnosťou Scania,“ hovorí Forsberg.
Továreň má teda základné črty Priemyslu 4.0: hromadná výroba individualizovaných vozidiel, adaptabilita a flexibilita vďaka riadiacej technike, diagnostika, ako aj energetická účinnosť a bezpečnosť. „Pre všetkých konštruktérov zariadení platí jeden koncept modulárnej štandardizácie,“ vysvetľuje Forsberg. Veď prevádzkovatelia zariadení by sa mali môcť spoľahnúť na osvedčené automatizačné produkty. Cieľom tiež nie je zbytočne kumulovať zásoby náhradných dielov. Všetky plechové diely sa upínajú v pneumaticky ovládaných zariadeniach, v ktorých sa potom zvárajú. „Preto sme sa cielene rozhodli pre predkonfigurované ventilové terminály Festo typu CPX/VTSA,“ hovorí expert na automatizáciu Forsberg: „Ponúkajú nám niekoľko výhod od ethernetového pripojenia a webového rozhrania cez diagnostiku, bezpečnosť a Profinet až po energetickú účinnosť.“
V skutočnosti je ventilový terminál CPX/VTSA jediným rozhraním k Profinetu, takže nie je potrebné žiadne ďalšie zapojenie. Prostredníctvom automatizačnej platformy CPX poskytuje ventilový terminál diagnostické údaje, pomocou ktorých je možné monitorovať zariadenia v zmysle prediktívnej údržby: „Môžeme vymeniť komponenty skôr, ako zlyhajú a ochromia celé bloky zariadenia,“ vysvetľuje projektový manažér Kreutner.
„Presvedčila nás aj bezpečnostná koncepcia ventilového terminálu,“ vysvetľuje Forsberg. CPX umožňuje prevádzkovať rôzne tlakové zóny a v prípade potreby odvetrávať určité oblasti. „Môžeme použiť mobilné panely na kontrolu určitých častí systému a nemusíme hľadať chyby v celom zariadení ako ihlu v kope sena.“ Opätovné natlakovanie jednotlivých častí zariadenia je mnohonásobne energeticky efektívnejšie ako natlakovanie celého zariadenia.
Zváracie roboty vyžadujú na pohyb zváracích pištolí a upnutie plechov stlačený vzduch. Chladiaca voda chráni zváracie systémy pred prehriatím. Festo poskytuje kompletné riešenia pre dodávku stlačeného vzduchu a chladiacej vody do zváracích pištolí. Tie sú v spoločnosti Scania integrované do bezpečnostného plotu tak, aby sa dali jednoducho používať. Nechýba ani úprava stlačeného vzduchu radu MS.
Pre systémy statických zváracích pištolí vyvinula spoločnosť Festo kyvné rameno podľa špecifikácií spoločností Scania a ABB, ktoré privádza zariadenie na frézovanie elektród, takzvanú zarovnávaciu frézu, k elektródam po vykonaní 150 zvarov. Kyvné rameno pracuje s presne umiestnenými elektrickými valcami typu DNCE, ktoré sú poháňané krokovým motorom EMMS. S týmto riešením Festo skracuje časy cyklu o viac ako polovicu.
Bližšie informácie: elektródy zváracej pištole sa pri zváraní čoraz viac otupujú a asi po 150 zvaroch ich treba vyfrézovať, aby boli body zvárania presné. „Frézovanie elektród funguje na rovnakom princípe ako strúhanie tupej ceruzky,“ vysvetľuje Leif Lindahl, bývalý Key Account Manager pre spoločnosť Scania v spoločnosti Festo.
Súčasťou rozvodnej skrine Festo pre frézy elektród sú kontroléry motora CMMS a CPX, ktoré komunikujú s kontrolérmi motora a nadradenou riadiacou jednotkou robota prostredníctvom Profinetu. „Myslí sa aj na bezpečnosť: operátori nemusia po frézovaní vchádzať do buniek s robotom, aby správne nastavili elektródy do bodu zvárania,“ dodáva Lindahl.
Scania ohlasuje novú éru v oblasti výroby vozidiel v Oskarshamne. Vďaka takmer úplnej automatizácii, ale zároveň obrovskej flexibilite až do veľkosti dávky 1 na jednej montážnej linke sa karosáreň už veľmi posunula v smere k Priemyslu 4.0. Nová továreň inšpiruje: Scania stavia podobnú továreň v brazílskom závode Scania v São Paule.
Priemyselné mesto Oskarshamn sa nachádza na skalnatom pobreží Švédska s trajektovým spojením na dovolenkové ostrovy Gotland a Öland asi 300 km južne od Štokholmu. V roku 2017 tu vyrábalo 2 700 zamestnancov množstvo rôznych kabín vodiča pre všetky modely Scania. Nákladné vozidlá prevážajú kabíny z Oskarshamnu do montážnych závodov Scania v Södertälje pri Štokholme, do holandského Zwolle a do francúzskeho Angers. Tam sa spájajú s kompletným podvozkom nákladného vozidla.
Spoločnosť koncernu Volkswagen
151 87 Södertälje
Švédsko
Oblasť činnosti: ťažké úžitkové vozidlá (nákladné autá a autobusy), lodné a priemyselné motory