Turck dostarcza zdecentralizowane rozwiązania

Maszyny w wykonaniu modułowym w połączeniu ze zdecentralizowanym sterowaniem stanowią idealną alternatywę dla wspomnianych we wstępie wymagań. Przykładem może być jedna z linii, jaką firma Smart Automation wykonała dla branży automotive.

Modułowość w praktycznym zastosowaniu

Smart Automation może pochwalić się wieloletnim doświadczeniem zdobytym w takich branżach, jak meblarska, spożywcza, automotive, e-commerce, chemiczna i kosmetyczna oraz farmaceutyczna. Firma zmierzyła się z tematem maszyn modułowych przy okazji projektowania nowej linii produkcyjnej dla swojego klienta z branży automotive. Duża obszarowo linia do produkcji pokryw zaworowych dla producenta aut z segmentu premium była ogromnym wyzwaniem. Klient postawił warunki, które determinowały zastosowanie koncepcji maszyn modułowych. Firma Smart Automation zdecydowała się zaprojektować linię składającą się z wielu stacji roboczych, na których odbywały się poszczególne etapy produkcji, takie jak:

• znakowanie laserowe UV kodu DMC na potrzeby traceability,
• nagrzewanie indukcyjne, montaż i pomiar wysokości insertów aluminiowych,
• zrobotyzowana dejonizacja i oczyszczanie powierzchni pod uszczelkę gumową,
• pomiary średnic, okrągłości, pozycji względnej otworów – system pomiarowy konfokalny na robocie,
• docisk śrub z pomiarem pozycji,
• montaż (wciskanie) uszczelek o skomplikowanym kształcie,
• testy szczelności, przepływów i spadków ciśnienia,
• etykietowanie kodu DMC i naklejki ostrzegawczej,
• archiwizacja i analiza danych produkcyjnych.

Dzięki zastosowanym rozwiązaniom udało się ograniczyć liczbę operatorów, zmniejszyć ilość okablowania oraz przyspieszyć prace montażowe, co nie byłoby możliwe przy zastosowaniu klasycznej technologii sterowania opartej na sterowniku z modułami rozszerzeń. Każda ze stacji roboczych składa się z podmodułów (transport, proces, konstrukcja), co umożliwiło unifikację na poziomie projektowania, montażu i programowania, jak również łatwe dokonywanie zmian w późniejszym cyklu życia maszyn. Zastosowane w linii moduły I/O firmy Turck z zaimplementowaną logiką (ARGEE) umożliwiają realizację lokalnie prostych zadań sterowania. Minimalizuje to obciążenie centralnego CPU i nie wymaga edycji programu w sterowniku centralnym w przypadku zmiany modułów. Tego typu urządzenia wydatnie wspomagają modułowe podejście w projektowaniu maszyn. Należy też zwrócić uwagę na fakt, że w ujęciu całej linii produkcyjnej modułowość można rozpatrywać na kilku poziomach. Modułami są nie tylko stacje, ale też poszczególne podmoduły, np. moduł transportu czy moduł odpowiedzialny za proces technologiczny (tych może przypadać nawet kilka na stację – np. łączenie, kontrola jakości, znakowanie).

Elastyczność i optymalizacja

Kolejnym ciekawym rozwiązaniem zastosowanym w tej linii przez firmę Smart Automation jest pełne śledzenie procesu oparte na technologii RFID z głowicami TN i masterami TBEN-S1 firmy Turck. Takie rozwiązanie wspiera koncepcję modułowości oraz pozwala na elastyczną zmianę procesu – np. z pominięciem poszczególnych kroków – lub reworking danego elementu na każdym etapie produkcji. Zastosowane rozwiązanie umożliwia pełną rejestrację wyników i parametrów procesu produkcyjnego dla każdej części i rejestrowanie ich w bazie danych na serwerze i chmurze.

Poza szeregiem wspomnianych wyżej zalet, modułowa linia produkcyjna jest najlepszym rozwiązaniem w przypadku projektów o wysokim ryzyku lub dużej liczbie niewiadomych. Właśnie szeroko pojęta modułowość pozwala na znaczną redukcję ryzyka i optymalizację budżetu projektu w ujęciu całościowym, stanowiąc w konsekwencji najlepsze rozwiązanie, „uszyte na miarę” potrzeb klienta.

W taką filozofię idealnie wpisują się też moduły I/O z serii BL67 oraz TBEN firmy Turck z funkcjonalnością Multiprotokół. Moduły komunikują się w jednym z trzech popularnych protokołów komunikacyjnych (Modbus TCP, EtherNet/IP i Profinet) z funkcją autorozpoznania. Umożliwia to powtarzalne podejście przy projektowaniu maszyn mimo różnych standardów komunikacji, które wymusza klient. Modułowe podejście z zastosowaniem zdecentralizowanego sterowania powoduje, że dana linia nie jest zamkniętym projektem i w każdej chwili może zostać w łatwy sposób rozbudowana.

Unifikacja

W ciekawy sposób rozwiązano kwestię okablowania i wyboru czujników indukcyjnych. Firma Smart Automation, mając na uwadze fakt jak mocno rozbudowana jest linia, już na etapie konstrukcji skorzystała z szerokiego portfolio produktów Connectivity firmy Turck. Dobrała konfekcjonowane przewody o różnych długościach i zastosowała gotowe pasywne huby w miejscach, gdzie było to konieczne do grupowania sygnałów, m.in. z czujników indukcyjnych. Dzięki temu już na tym etapie zostało wyeliminowane ryzyko prostych błędów łączeniowych, które przy mocno rozbudowanej linii trudno wykryć na etapie uruchomienia. W zakresie samych czujników indukcyjnych firma wybrała serię Uprox firmy Turck, która umożliwia wykrywanie wszystkich rodzajów metali z tej samej odległości, co pozwala na unifikację w doborze czujników i jest kolejną zaletą przy projektowaniu maszyn.

W tak rozbudowanym projekcie bardzo ważna jest sygnalizacja statusu na kolejnych etapach produkcji. Do realizacji tego zadania firma wybrała inteligentne oświetlenie WLS27 w technologii wielokolorowej RGB firmy Banner do sygnalizacji statusu maszyny (wyświetlanie kolorów w poszczególnych modułach) oraz przyciski K50, aby intuicyjnie komunikować się z operatorem.

Linia produkcyjna wykonana przez firmę Smart Automation była bardzo rozbudowana i można powiedzieć, że „najdłuższa” ze wszystkich, które do tej pory przygotowała. Nad realizacją projektu czuwał Cezary Zakrzewski, kierownik sprzedaży w Smart Automation. – Firma Turck uczestniczyła w projekcie już na etapie koncepcji, co pozwoliło na optymalizację projektu oraz pokazanie klientowi możliwych rozwiązań, które ułatwią kolejne etapy przygotowania całego projektu. Szerokie portfolio urządzeń sieciowych umożliwiło kompleksową obsługę różnych sygnałów, od standardowych sygnałów cyfrowych, przez sygnały analogowe, aż po bardziej zaawansowane technologie typu RFID, która została wykorzystana zarówno do logowania operatorów, jak i śledzenia całego procesu. Współpraca z firmą Turck umożliwiła nam uzyskanie wysokiego poziomu modułowości całej linii. Daje nam to możliwość późniejszej rekonfiguracji całego procesu. Możemy przerwać proces, wstawić między dwie maszyny kolejną, która będzie realizowała dodatkowe operacje. Co jest dla nas bardzo ważne, możemy też w łatwy sposób automatyzować operacje, które na etapie projektu pozostały manualne – jeśli klient w pewnym momencie poprosi o ich automatyzację – mówi Cezary Zakrzewski.

Podsumowanie

Firma Turck współpracuje ze Smart Automation od wielu lat, ale opisana linia była wyjątkowo dużym wyzwaniem. Firma Smart Automation pokazała w pełnym wymiarze swoje 13-letnie doświadczenie w automatyzacji i robotyzacji procesów, stosując śmiałe rozwiązania, zgodne z filozofią Przemysłu 4.0. Portfolio produktów Turck i techniczne wsparcie tej firmy na każdym etapie projektu pomogło zrealizować ciekawy, a jednocześnie skomplikowany projekt, „szyty na miarę” dla wymagającego klienta z grupy Premium w branży automotive.

O firmie Smart Automation

Smart Automation ma siedzibę w Olsztynie. Od 13 lat realizuje ciekawe projekty w Polsce, a w ostatnich latach również na terenie całej Europy. Firma ma doświadczoną kadrę i nie boi się innowacyjnego podejścia do trudnych projektów. Specjalizuje się w automatyzacji i robotyzacji procesów, w szczególności rozwiązań prototypowych, przygotowanych zgodnie z potrzebami klienta i opartych na założeniach Przemysłu 4.0.

TURCK Sp. z o.o.
ul. Budowlanych 131/4
45-123 Opole
tel. +48 77 4434 800

źródło: Automatyka 10/2023