Danfoss – Дигитализирана производствена линия
Гъвкавост от самото начало
IO-Link за регулируемо производство
Danfoss и ifm electronic успешно си сътрудничат за развитието на иновативни решения за автоматизация. Един пример за това партньорство е успешната дигитализация на нова производствена линия за роботизирано сглобяване на бордови зарядни устройства за електрически автомобили.
Danfoss е датско семейно предприятие, основано през 1933 г., което днес има производствени обекти в повече от 100 различни страни по целия свят. В своя завод в Нордборг, Danfoss произвежда продукти, включително мощни бордови зарядни устройства за електрически камиони и строителни машини.
Миа Парсберг Брумвиг (Mia Parsberg Brumvig), оперативен директор в Editron Danfoss, обяснява: „Тук, в Нордборг, произвеждаме ED3, бордово зарядно устройство за извънпътни и пътни приложения. Това е решение „три в едно“ с отличителната характеристика, че осигурява до 44 киловата, което е два пъти повече от мощността на стандартното на пазара 22-киловато бордово зарядно устройство. В сравнение с други бордови зарядни устройства, нашето 44-киловатово зарядно устройство за променлив ток намалява времето за зареждане наполовина. Нашият ED3 разполага и с 44-kW DC/DC и DC/AC преобразувател, който може да захранва спомагателни инструменти на платформите на камиони или строителни машини, например.”
Изображение 1: IO-Link модулът на повдигащия инструмент свързва всички сензори и актуатори. Свързването към контролера се осъществява чрез Profinet.
Изображение 2: Оптични сензори за разстояние и цилиндрични сензори на повдигащото устройство осигуряват точно позициониране.
Изображение 3: Най-накрая сглобеното вградено зарядно устройство ED3.
Предизвикателства при създаването на производствената линия
При планирането на новата производствена линия за бордови зарядни устройства, Danfoss се сблъска с няколко предизвикателства, за да намери решение, подготвено за бъдещето.
„Първоначалното планиране на производствения завод беше доста сложно, тъй като продуктът все още не беше напълно разработен“, обяснява Карстен Фибигер, производствен инженер в Danfoss. „Това означаваше, че трябва да се мисли нестандартно, защото планирането е особено трудно, когато точният размер на произведената част не е известен.”
Тези неизвестни фактори наложиха необходимостта от проектиране на производствена линия, която да може да се адаптира гъвкаво, за да отговори на новите изисквания. Danfoss избра подход Индустрия 4.0 с интелигентни сензори за събиране на данни за прогнозна поддръжка и намаляване на броя на различните видове сензори.
Карстен Фибигер (Karsten Fibiger): „Една от целите ни беше да съберем данни от всички сензори, за да можем да предприемем превантивни мерки за поддръжка, преди да възникне неизправност. Освен това, използването на интелигентни сензори означаваше, че бяха необходими по-малко различни типове сензори, тъй като например обхватът на измерване и точките на превключване могат да се регулират в сензора.”
Друго предизвикателство беше предаването на многобройните сигнали от сензорите и актуаторите, монтирани на главите за смяна на инструменти, чрез контактни повърхности към роботното рамо и оттам към контролера. Тази сложна задача изискваше иновативно решение, което да е едновременно ефективно и надеждно.
Интелигентно решение за автоматизация чрез IO-Link
В тясно сътрудничество с ifm electronic, Danfoss разработи интелигентно решение за автоматизация, базирано на IO-Link. „Заедно с ifm проведохме множество тестове, за да определим кои IO-Link модули могат да бъдат позиционирани заедно, за да ни позволят да сменяме главите в края на ръката на робота, използвайки само три кабела“, обяснява Фибигер. „И това проработи: нямаше никакви проблеми и тестът беше успешен.”
Това решение значително опрости процесите и спомогна за повишаване на ефективността на производствената линия. Успешното внедряване на IO-Link демонстрира важността на тясното сътрудничество между партньорите при разработването на иновативни решения.
Danfoss съзнателно избра ifm за единствен доставчик на сензори и компоненти за автоматизация. Карстен Фибигер (Karsten Fibiger): „Умишлено се стремях да имам един доставчик за цялата система, защото е по-лесно да имам на склад само няколко компонента от един производител, отколкото да се налага да съхранявам многобройни варианти от различни марки. И знаех, че ifm разполага с IO-Link сензорите, от които се нуждаех за тази система. Ето защо избрах ifm за доставчик на цялата производствена линия.”
Използването на IO-Link значително ускори инсталирането на линията. Кабелните конектори вече могат да се включват, вместо да се завинтват ръчно, което също опростява разширяването на системата. Това опростяване на процесите доведе до значителна икономия на време и по-голяма гъвкавост на производството. Карстен Фибигер (Karsten Fibiger): “Системата IO-Link значително ускорява монтажа на линията, тъй като всичко е свързано с кабели и конектори, което прави ръчното окабеляване ненужно. Разширяването на системата също беше много лесно, защото можехме просто да инсталираме още един IO-Link модул и след това да добавим до осем сензора към линията. Предвид факта, че не знаехме точно как трябва да изглежда производствената линия, IO-Link ни предложи максимална гъвкавост.”
Карстен Фибигер (Karsten Fibiger): “Системата IO-Link значително ускорява монтажа на линията, тъй като всичко е свързано с кабели и конектори, което прави ръчното окабеляване ненужно. Разширяването на системата също беше много лесно, защото можехме просто да инсталираме още един IO-Link модул и след това да добавим до осем сензора към линията. Предвид факта, че не знаехме точно как трябва да изглежда производствената линия, IO-Link ни предложи максимална гъвкавост.”
Изображение 1: В този вид електрически камион, бордовото зарядно устройство на Danfoss зарежда акумулаторите на задвижването и захранва техните променливотокови и постояннотокови устройства.
Изображение 2: Роботът самостоятелно сменя различните глави по време на сглобяването. IO-Link гарантира, че всички сигнали се обединяват и предават от Profinet чрез четири контакта.
Разумно използване на сензори
На някои места бяха използвани специални датчици ifm, за да се решат предизвикателствата по най-добрия начин. Например, time-of-flight сензорите за измерване на разстоянието, разположени на главата на робота, позволяват безконтактна проверка дали има части в горещата фурна, без да се излагат сензорите на топлина. „Стигнахме до заключението, че е по-добре да няма сензори във фурната, защото е доста трудно да се намерят сензори, които да издържат постоянно на високите температури“, обяснява Фибигер. „Използването на оптични time-of-flight сензори вместо стандартни сензори във фурната ни позволи да решим този проблем и да си спестим бъдещи ремонтни работи.”
Това решение показва как интелигентните сензори могат да се използват за удължаване на експлоатационния живот на компонентите и намаляване на необходимостта от поддръжка. Друг пример е използването на сензори за влажност при сушенето на компоненти след тестове с вода. Вместо да се оценява времето за сушене и да се хаби сгъстен въздух, Danfoss вече може да измерва действителната остатъчна влажност. Това позволява по-ефективно използване на ресурсите и по-висока точност на производството. Чрез използването на датчик за разстояние ifm за измерване на нивото в химична баня, беше възможно да се заменят ненадеждни поплавъчни превключватели. Това решение спомогна за повишаване на надеждността на процесите и намаляване на производствените разходи. изисквания.
Надеждно партньорство с бъдеще
Сътрудничеството между Danfoss и ifm electronic показва как дори сложни задачи за автоматизация могат да бъдат решени ефективно с помощта на иновативни сензори и интелигентни мрежи. Надеждността и гъвкавостта на продуктите на ifm позволиха на Danfoss да разработи производствена линия, подготвена за бъдещето, която отговаря на нуждите на съвременната индустрия. „Интеграцията на ifm в нашата MES система също работи много добре. „Просто е „plug and play“, обобщава Андерс Абилдтруп Йоргенсен (Anders Abildtrup Jørgensen), IT инженер по производството в Danfoss. „Ако имаме проблем, който може да бъде отстранен с допълнителен сензор ifm, той може просто да бъде включен в IO-Link модула и обикновено започва да функционира след минимални настройки на конфигурацията.”
Тази простота и високото ниво на надеждност на продукта са решаващи фактори за ефективната работа на инсталацията. Услугите и поддръжката на ifm също бяха впечатляващи във всяко едно отношение. Ако е имало някакви проблеми, ifm винаги е предоставяла на Danfoss бърза и професионална поддръжка и подробни предложения за решения. Тази бърза и компетентна поддръжка спомогна за улесняване на производствените процеси и за свеждане до минимум на потенциалните прекъсвания в работата. Компанията сега планира да продължи успешното партньорство с ifm при инсталирането на допълнителни производствени линии. Това дългосрочно сътрудничество демонстрира важността на силните партньорства за постигане на успех в съвременната индустрия.
Заключение
Комбинацията от иновативни технологии, надеждни продукти и тясно сътрудничество позволи на Danfoss да създаде производствена линия, която не само отговаря на днешните изисквания на 06, но и е подготвена да посрещне бъдещите предизвикателства. Партньорството с ifm е пример за това как чрез съвместни усилия и използване на съвременни технологии могат да се разработват устойчиви решения, които предлагат реална добавена стойност.