Zefektivnění linky na výrobu plastových trubek naučilo Fränkische stavět moderní precizní stroje

Ve světě průmyslové automatizace se stále více společností uchyluje k partnerstvím, aby zvýšily efektivitu a konkurenceschopnost svých výrobních procesů. Jedním z úspěšných projektů je spolupráce mezi společnostmi Fränkische a B&R, které spojily své síly k automatizaci výroby plastových trubek.

Společnost Fränkische se řadí mezi přední světové hráče v oblasti výroby plastových trubek. Od svého vzniku si vybudovala silné postavení díky neustálému inovování a kvalitě svých výrobků. Specializuje se na širokou škálu plastových trubek, které nacházejí uplatnění v různých odvětvích – od stavebnictví po automobilový průmysl. Ve vlastní režii si pro výrobu sestavuje vlastní výrobní linky, které zvládnou efektivně a škálovatelně reagovat na výrobní proces.

„Fränkische začalo vyrábět pro vlastní potřebu své vlastní výrobní linky, které potřebovaly být něčím ovládané. Rozhodnutí o tom, kdo dodá komponenty pro potřebný hardware a software, u nás bylo poměrně snadné. Vyšlo to nejspíše hlavně z korporátní strategie, protože produkty B&R jsou ve Fränkische používány již téměř deset let,“ vysvětluje počátek spolupráce Tereza Bartlová, globální vedoucí vývoje produktu – strojů a zařízení ve společnosti Fränkische.

Díky společné historii obou firem mohla společnost čerpat i z interního know-how, v projektovém týmu totiž mají elektro konstruktéry i programátory, kteří produkty znali. „Proto jsme šli touto cestou. Souvisí s tím i řada výhod, hlavní je, že komponenty od B&R se mezi sebou dají poměrně jednoduše kombinovat a integrovat. Zároveň i programování probíhá v jednom rozhraní a je poměrně jednoduché. Nebo tak mi to aspoň vysvětlují naši programátoři, rozhraní od B&R jim zkrátka sedí,“ upřesňuje ještě Bartlová.

Základním pilířem stavby stroje se stal tlak na vyšší automatizaci. Vzhledem k tomu, že stroje byly kompletně nové a vznikaly od nuly, nemusely se zohledňovat omezení a šlo využít nejmodernějších nástrojů. V této fázi se mohla společnost Fränkische spolehnout na svůj lokální kontakt v B&R, který byl spojovníkem k celé firemní informační bázi o možnostech jednotlivých komponent.

„Automatizaci linky zajišťuje naše průmyslové PC s integrovaným dotykovým panelem a modulární systém vstupů/výstupů X20. O řízení pohonu dopravníku se stará moderní servozesilovač řady ACOPOS P3. Největší výzvou byla implementace strojního vidění pro precizní a spolehlivé čtení QR kódu,“ vysvětluje Robert Charvát zodpovědný za strategický rozvoj obchodu ve společnosti B+R automatizace, spol. s r. o.

Na základě poměrně náročného zadání probíhaly intenzivní debaty přímo s technikem B&R a testování dostupných kamer na trhu, aby přesně splňovaly požadavek dané aplikace. První nastavení a integrace Smart Senzoru od B&R do softwaru linky bylo rychlé. Interní programátor napsal kód za pouhých 14 dní a stroj byl schopen spolehlivě naskenovat QR kód na každé trubce.

Další výhodou Smart Sensoru se ukázalo být rozhraní, v němž se nastavuje zorné pole. Toto rozhraní je dostupné v jakémkoli internetovém prohlížeči a snadno se používá. Díky tomu není potřeba žádné povolení od IT oddělení, se kterými je často složitá a zdlouhavá spolupráce.

„Jednou mi zavolal náš zákazník z Mexika, že jedna z linek není schopna přečíst kód. Náš tým zákaznické podpory si uvědomil, že je potřeba změnit definovaný prostor, ve kterém kamera hledá kód. Jediné dvě věci, které český tým udělal, bylo, že nejprve poslal našemu zákazníkovi odkaz na rozhraní Smart Sensoru a následně zákazníka navedl k nastavení zorného pole. To nám ušetřilo nejméně týdenní návštěvu Mexika a na dalších linkách si příště zákazník zvládne upravit nastavení sám,“ vysvětluje Bartlová na příkladu z praxe.

Právě míra automatizace násobně zvýšila efektivitu stroje a snížila personální požadavky na obsluhu. Sekundárně pak i v procesech eliminovala chybovost lidského faktoru a zaručila neměnnou kvalitu produkce. Díky automatizaci se role operátora ve výrobě přesouvá z jednotvárné role do role multifunkční, daný operátor párkrát za směnu doplní vstupní materiál do linky, zároveň provádí lehkou údržbu a občasnou kvalitativní kontrolu dílů vystupujících z linky. Jeden operátor zvládne obsluhovat až 5 linek zároveň.

Automatizace také společnosti Fränkische umožňuje rozšiřovat portfolio nabízených produktů. Při určité geometrii trubek by manuální výroba byla pro operátora příliš náročná až nemožná. Automaticky však náročné geometrie vyrobit lze a pro zákazníky to znamená volnější ruku při návrhu tvaru trubky. Dalším benefitem je pro zákazníky Fränkische stálá a vyšší kvalita obdržených trubek s minimálním počtem reklamací. Zároveň vysoce kvalitní trubky obdrží včas, protože plánování výroby je mnohem snadněji předvídatelné.

„Zákazníci rádi a často upravují geometrii námi dodávaných trubek. Při manuální výrobě je implementace těchto změn finančně náročná a trvá v řádu měsíců. V automatizovaných linkách využíváme technologie 3D tisku a některé složité mechanismy jsme značně zjednodušili pomocí vision systému právě od B&R. Díky tomu jsme schopni implementovat změny vyžádané zákazníky v rámci dnů namísto měsíců a daleko levněji,“ ví ve Fränkische Tereza Bartlová.

Velkou měrou se na efektivním řízení stroje podílí také precizní práce s daty, která jsou sbírána přes CPU od B&R. Tým pak sleduje různá data – teploty v pecích, rychlosti dopravníků, zda části procesů probíhají úspěšně, nebo ne. Každá trubka, která vstupuje do stroje, má unikátní QR kód, který je skenován kamerou od B&R a ke konkrétnímu QR kódu jsou následně přiřazena data. Ta jsou pak zpracovávána ještě přes další nástroje a odesílána do cloudu. Tam jsou analyzována přes Microsoft Azure a připravena pro další rozbor odborníky přímo ve Fränkische.

Jak bylo zmíněno v úvodu, Fränkische se primárně zabývá výrobou plastových trubek. Konkurence je v tomto odvětví veliká a někteří automotive zákazníci vyžadují automatizovanou výrobu. Z tohoto důvodu bylo v posledních dvou letech založeno nové oddělení, které má za úkol vývoj a výrobu linek pro všechny pobočky ve Fränkische.

„Věřím, že preciznost věnovaná vlastnímu stroji dává novému oddělení ve Fränkische možnost pootevřít spoustu nových dveří, protože tlak v automotive směřuje k co nejvíce automatizované výrobě. A tady je důkazem přímo nasazení ve vlastní výrobě, což je jistě nejlepší možnost referenční ukázky,“ uvažuje nad novým předmětem podnikání Robert Charvát, který společně s B&R pomáhá obsluhovat i požadavky nových linek. Přičemž i zde je pořád otevřena možnost dalšího vylepšení a posunu směrem nejen k automatizaci, ale i dalším požadavkům na digitalizaci. Ostatně samotné Fränkische už chystá další řadu linek, do níž bude zahrnuto mnohem více procesů.

„Když to zjednoduším, teď jsme zautomatizovali jeden proces. Linka, na které momentálně pracujeme, automatizuje pět až šest procesů. Celkově i na stávající linky revidujeme stávající schéma a budeme ho předělávat tak, abychom zvýšili bezpečnost a rychlost dat komunikace z mechanických součástí. Chceme i modernizovat komunikaci a přejít na Ethernet POWERLINK v kombinaci se sběrnicí IO-Link,“ uzavírá s pozitivními plány do budoucna projekt Tereza Bartlová, která je základním pilířem tohoto nového oddělení.