Techniki przemieszczeń liniowych
Inteligentna serwoprasa, stabilne procesy
BSH Group standaryzuje procesy prasowania i łączenia, kluczowe dla zapewnienia jakości produkowanych pralek. W jaki sposób? Dzięki mechatronicznemu podsystemowi Smart Function Kit Pressing. Wynik: większa elastyczność, stabilność i transparentność przy minimalnym nakładzie czasu na prace inżynieryjne, integrację i kontrolę jakości.
Dla Maximiliana Aßmutha z zespołu Laundry Care Industrial Engineering Team w BSH, wprowadzone niedawno elektromechaniczne serwoprasy oparte na Smart Function Kit Pressing zapewniają kluczową przewagę nad dotychczas stosowanymi rozwiązaniami pneumatycznymi. Umożliwiają wysoce precyzyjne procesy, oszczędzają energię i stanowią niezawodną podstawę dla zapewniania jakości oraz dalszej optymalizacji procesów. Dlaczego? Ponieważ elektromechaniczne serwoprasy konwertują elektrycznie generowany moment obrotowy bezpośrednio w ruch poprzez napęd śrubowy w siłowniku elektromechanicznym EMC, precyzyjnie nim sterują i rejestrują dokładne dane procesowe za pomocą czujników i oprogramowania. To właśnie te korzyści wykorzystuje BSH, aby procesy w globalnej sieci produkcji stawały się coraz bardziej opłacalne.
Ze Smart Function Kit Pressing jesteśmy w stanie przeprowadzać istotne dla jakości procesy montażowe w stabilny, efektywny i transparentny sposób. Jednocześnie produkcja staje się bardziej elastyczna i wydajna.
Maximilian Aßmuth
Zespół Laundry Care Industrial Engineering w BSH
Przejście na prasy elektromechaniczne
Międzynarodowy projekt standaryzacyjny z pierwszym Smart Function Kit Pressing rozpoczęto dla fabryki w La Cartuja nieopodal Saragossy w Hiszpanii. To mechatroniczne rozwiązanie składa się z siłownika elektromechanicznego z czujnikiem siły, serwomotoru z serwonapędem oraz z komputera przemysłowego z wstępnie zainstalowanym oprogramowaniem sterującym. Do produkcji pralek wykorzystywana jest inteligentna serwoprasa w celu niezawodnego mocowania uszczelnienia między wałem bębna i zbiornikiem na wodę. Dzięki wstępnie zmontowanemu, kompletnemu pakietowi i dobremu przygotowaniu projekt szybko przerodził się w sukces. Już po zaledwie trzech dniach, w tym po przebiegu testowym, niezawodnie uruchomiono to potężne połączenie technologii Press-Fit, oprogramowania i serwisu.
Pierwszy pakiet Smart Function Kit Pressing został wdrożony w BSH w zakładzie La Cartuja pod Saragossą już w 2021 roku. Na całym świecie w użyciu znajduje się ponad 20 serwopras. (Źródło obrazu: BSH Group)
Strategiczna elektryfikacja z wykorzystaniem serwopras
Obecnie w La Cartuja produkowane są głównie sprzęty gospodarstwa domowego dla dobrze znanych marek, takich jak Bosch, Siemens, Gaggenau i Neff. W tym hiszpańskim zakładzie zatrudnionych jest około 400 pracowników będących częścią globalnej sieci produkcyjnej, na którą składa się 37 fabryk i około 60 000 pracowników. Pakiet Smart Function Kit Pressing odgrywa bardzo ważną rolę w standaryzacji procesów, podobnie jak globalna obecność firmy Bosch Rexroth. „Na etapie ewaluacji Smart Function Kit okazał się być najbardziej odpowiednim i efektywnym kosztowo rozwiązaniem. Łatwość obsługi jest wyjątkowo praktyczna podczas nocnych zmian, gdy operatorzy nie mogą skorzystać ze wsparcia technicznego” wyjaśnia David Ochoa, inżynier procesów w BSH.
Szybszy progres od projektowania do działania
Smart Function Kit Pressing oszczędza cenny czas na prace inżynieryjne jeszcze przed oddaniem do użytku w zakładzie. Wykorzystanie inteligentnych narzędzi cyfrowych od Bosch Rexroth umożliwia cyfrowe projektowanie i konfigurację mechatronicznego podsystemu, który można zamówić w sklepie Rexroth zaledwie w kilka minut. Po dostarczeniu wstępnie zmontowanej serwoprasy w jednym opakowaniu, kreator przeglądarkowego oprogramowania sterującego prowadzi krok po kroku przez proces uruchamiania. Do wizualnego definiowania procesu wykorzystywane są przedstawione graficznie moduły, a integracja linii z ustawionymi parametrami przebiega szybko i sprawnie dzięki przygotowanym blokom funkcji. Dane dotyczące wyników i przebiegu procesu można bezpośrednio wyświetlać w panelu i przesyłać do innych systemów poprzez różne interfejsy.
Smart Function Kit Pressing pozwala zaoszczędzić czas od fazy inżynieryjnej po operacyjną. Projekt, konfiguracja i zamawianie przebiegają całkowicie cyfrowo, podczas gdy zainstalowane fabrycznie oprogramowanie sterujące zmniejsza nakład prac potrzebnych na przekazanie do użytku, definiowanie procesu i integrację linii. (Źródło obrazu: Bosch Rexroth)
Bezpośrednie pozycjonowanie bez mechanicznego przestoju
Smart Function Kit Pressing jest dostępny z zakresem siły od 2 do 70 kN i obejmuje trzy typowe zastosowania: łączenie w celu pozycjonowania, łączenie w celu wywarcia siły lub łączenie w celu wywarcia siły z późniejszym przytrzymaniem. Uszczelnienie jest montowane na miejscu w zakładzie BSH w La Cartuja. W tym celu najpierw wciskane jest ono w obudowę łożyska. Po podaniu uszczelnienia zgarniającego do osi, prasa w krótkim czasie przesuwa się do pozycji wstępnie określonej dla danego produktu.
Jeśli RFID wykryje nowy wariant, sterowanie linii automatycznie przenosi odpowiednie parametry, takie jak ścieżki, siły i tolerancje do serwoprasy. „Dzięki cyfrowemu sterowaniu procesem jesteśmy w stanie szybko reagować na zmiany komponentów”, wyjaśnia Ochoa. „Powtarzalność głębokości wciskania uległa wyraźnej poprawie. Możemy to osiągnąć bez mechanicznych przestojów, co nie jest możliwe w przypadku pozycjonowania pneumatycznego”.
Transparentna produkcja
Stała siła oraz wykrywanie ścieżki natychmiast identyfikują nieprawidłowo założone uszczelki i zgłaszają je bezpośrednio na stacji - w formie komunikatu NOK - w opartym na przeglądarce oprogramowaniu sterowania. Dane dotyczące jakości można przesyłać poprzez różne interfejsy. Aplikacja BSH podłączona jest do Smart Function Kit poprzez TCP/IP. Dodatkowo dane procesowe również są przesyłane na serwer w chmurze BSH jako pliki JSON.„Dzięki zwiększonej transparentności przetwarzania możemy nieprzerwanie monitorować jakość, stale polepszać procesy i jeszcze szybciej eliminować możliwe błędy”, mówi Aßmuth. „Tworzymy między innymi analizy, które pozwalają wyznaczyć dokładne strefy tolerancji procesu względem projektu lub danej części.”.
Wydajny energetycznie standard dla globalnej produkcji
W międzyczasie spółka BSH wdrożyła tę pomyślną koncepcję na inne lokalizacjew Polsce, Niemczech, Turcji, Indiach i Chinach. W ciągu trzech kolejnych lat 21 pras Smart Function Kit Pressing zostało przekazanych do użytku. W nowszych stacjach często montowana jest druga prasa Smart Function Kit Pressing, dzięki czemu komponent można ustawić dokładnie w pozycji zerowej od dołu, umożliwiając górnej serwoprasie bardziej precyzyjną pracę.
W porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami pneumatycznymi ta elektryczna koncepcja wyróżnia sie także pod względem zrównoważonego rozwoju: „Stopniowo zastępujemy pozostałe systemy pneumatyczne poprzez systematyczną elektryfikację procesów i operacji montażowych. Natychmiast po wyłączeniu sprężarek gwałtownie zwiększa się wydajność energetyczna linii”, mówi Aßmuth.
Pomyślna zmiana technologii
Zmiana technologii na elektromechanikę zakończyła się w BSH sukcesem. „Pakiet Smart Function Kit Pressing niezawodnie pracuje już od pierwszej minuty jego włączenia z wydajnością na poziomie powyżej 99% prawidłowych części”, wyznaje Ochoa z zakładu La Cartuja. Maximilian Aßmuth również jest bardzo zadowolony z kompletnego pakietu mechatronicznego:„Dzięki innowacyjnemu podejściu Bosch Rexroth udało nam się ustandaryzować ważne zadania prasowania i łączenia na całym świecie w sposób, który przygotowuje nas także na wyzwania przyszłości. Podoba nam się, że partner dostarczający nam rozwiązania, jest otwarty na sugestie dotyczące ulepszeń, z których niektóre zostały wdrożone od razu, wraz z kolejną aktualizacją oprogramowania. Tak bliska współpraca z klientem znacznie przyczynia się również do ogólnego sukcesu projektu”.
Autor: Simone Engel
Stanowisko: Menadżer produktu Smart Function Kit Pressing, Bosch Rexroth AG