Danfoss – Digitalisoitu tuotantolinja
Joustavuutta alusta alkaen
IO-Link -liitäntä säädettävää tuotantoa varten
Danfoss ja ifm electronic tekevät menestyksekästä yhteistyötä innovatiivisten automaatioratkaisujen kehittämiseksi. Yksi esimerkki tästä kumppanuudesta on sähköajoneuvojen sisäisten latureiden robottiavusteiseen kokoonpanoon tarkoitetun uuden tuotantolinjan onnistunut digitalisointi.
Danfoss on vuonna 1933 perustettu tanskalainen perheyritys, jolla on nykyään tuotantolaitoksia yli 100 eri maassa ympäri maailmaa. Nordborgin tehtaallaan Danfoss valmistaa muun muassa tehokkaita ajoneuvolatureita sähkökäyttöisiin trukkeihin ja rakennuskoneisiin.
Editron Danfossin operatiivinen johtaja Mia Parsberg Brumvig selittää: "Täällä Nordborgissa valmistamme ED3-mallia, joka on ajoneuvoon asennettava laturi maasto- ja maantiesovelluksiin. Se on kolme yhdessä -ratkaisu, jonka erityispiirteenä on, että sen tuottama jopa 44 kW latausteho on kaksi kertaa enemmän kuin markkinoilla vakiona olevalla 22 kW ajoneuvolaturilla. Muihin ajoneuvolatureihin verrattuna 44 kW vaihtovirtalaturimme lyhentää latausajan puoleen. ED3-mallissa on myös 44 kW DC/DC- ja DC/AC-muunnin, jolla voidaan syöttää tehoa esimerkiksi kuorma-autojen tai rakennuskoneiden lavoille sijoitetuille aputyökaluille."
Kuva 1: Nostotyökalun IO-Link-moduuli yhdistää kaikki anturit ja toimilaitteet. Yhteys ohjaimeen muodostetaan Profinetin avulla.
Kuva 2: Nostotyökalun optiset etäisyysanturit ja sylinterianturit varmistavat tarkan paikannuksen.
Kuva 3: Valmiiksi koottu ED3-laturi.
Tuotantolinjan perustamiseen liittyvät haasteet
Suunnitellessaan uutta ajoneuvolatureiden tuotantolinjaa Danfoss kohtasi useita haasteita löytää tulevaisuuden ratkaisu.
"Tuotantolaitoksen alkusuunnittelu oli melko hankalaa, koska tuotetta ei ollut vielä täysin kehitetty", Danfossin tuotantoinsinööri Karsten Fibiger kertoo. "Tämä tarkoitti sitä, että meidän oli ajateltava luovasti, sillä suunnittelu on erityisen haastavaa silloin, kun valmistettavan osan tarkkaa kokoa ei tiedetä."
Näiden tuntemattomien seikkojen vuoksi oli tarpeen suunnitella tuotantolinja, jota voitiin mukauttaa joustavasti uusien vaatimusten mukaan. Danfoss valitsi älykkäillä antureilla toteutettavan Industry 4.0 -lähestymistavan kerätäkseen dataa ennakoivaa kunnossapitoa varten ja vähentääkseen erilaisten anturityyppien määrää.
Karsten Fibiger: "Yksi tavoitteistamme oli kerätä dataa kaikilta antureilta, jotta voisimme toteuttaa ennakoivia kunnossapitotoimenpiteitä ennen toimintahäiriöiden ilmenemistä. Lisäksi älykkäiden antureiden käyttö merkitsi sitä, että erilaisia anturityyppejä tarvittiin vähemmän, koska esimerkiksi mittausaluetta ja kytkentäpisteitä voidaan säätää anturissa."
Lisähaasteena oli välittää suuri määrä signaaleja työkalunvaihtopäähän asennetuilta antureilta ja toimilaitteilta kosketuspintojen kautta robotin käsivarteen ja sieltä edelleen ohjaimeen. Tähän monimutkaiseen tehtävään tarvittiin innovatiivista ratkaisua, joka on sekä tehokas että luotettava.
Älykäs automaatioratkaisu IO-Link -liitännän avulla
Läheisessä yhteistyössä ifm electronicin kanssa Danfoss kehittiälykkään automaatioratkaisun, joka perustuu IO-Link -teknologiaan. "Teimme yhdessä ifm:n kanssa lukuisia testejä selvittääksemme, mitkä IO-Link-moduulit voitaisiin sijoittaa yhteen, jotta voisimme vaihtaa robotin käsivarren päässä olevia päitä vain kolmea kaapelia käyttämällä", Fibiger kertoo. "Ja se toimi: siitä ei aiheuttanut ongelmia, ja testi onnistui."
Tämä ratkaisu yksinkertaisti prosesseja huomattavasti ja auttoi lisäämään tuotantolinjan tehokkuutta. IO-Link -teknologian menestyksekäs käyttöönotto on osoitus siitä, että kumppanien välinen tiivis yhteistyö on tärkeää innovatiivisten ratkaisujen kehittämisessä.
Danfoss valitsi tietoisesti ifm:n antureiden ja automaatiokomponenttien kokonaistoimittajaksi. Karsten Fibiger: "Valitsin tarkoituksella yhden toimittajan koko järjestelmälle, koska on yksinkertaisempaa pitää varastossa vain muutamia komponentteja yhdeltä valmistajalta kuin varastoida useita eri valmistajien versioita. Ja tiesin, että ifm:llä oli IO-Link-anturit , joita tarvitsin tähän järjestelmään. Siksi valitsin ifm:n koko tuotantolinjan toimittajaksi."
IO-Link -liitännän käyttö nopeuttaa huomattavasti asennuksia linjalla. Kaapeliliittimet voidaan nyt liittää pistorasioihin manuaalisen ruuviliitännän sijasta, mikä myös yksinkertaistaa järjestelmän laajentamista. Prosessien yksinkertaistaminen johti huomattaviin aikasäästöihin ja tuotannon joustavuuden lisääntymiseen. Karsten Fibiger: "IO-Link-järjestelmä nopeuttaa huomattavasti kokoonpanoa linjalla, koska kaikki komponentit on kytketty toisiinsa kaapeleilla ja pistokkeilla, mikä tekee manuaalisesta kytkentätyöstä tarpeetonta. Järjestelmän laajentaminen oli myös erittäin helppoa, koska voimme yksinkertaisesti asentaa toisen IO-Link-moduulin ja lisätä siten linjaan jopa kahdeksan uutta anturia. Koska emme tienneet tarkalleen, miltä tuotantolinjan tulisi näyttää, IO-Link -liitäntä tarjosi meille maksimaalista joustavuutta.”
Karsten Fibiger: "IO-Link-järjestelmä nopeuttaa huomattavasti kokoonpanoa linjalla, koska kaikki komponentit on kytketty toisiinsa kaapeleilla ja pistokkeilla, mikä tekee manuaalisesta kytkentätyöstä tarpeetonta. Järjestelmän laajentaminen oli myös erittäin helppoa, koska voimme yksinkertaisesti asentaa toisen IO-Link-moduulin ja lisätä siten linjaan jopa kahdeksan uutta anturia. Koska emme tienneet tarkalleen, miltä tuotantolinjan tulisi näyttää, IO-Link -liitäntä tarjosi meille maksimaalista joustavuutta.”
Kuva 1: Tällaisessa sähkötrukissa Danfossin sisäinen laturi lataa käyttöakut ja syöttää virtaa vaihto- ja tasavirtalaitteille.
Kuva 2: Robotti vaihtaa itsenäisesti erilaisia päitä kokoonpanon aikana. IO-Link-liitäntä varmistaa, että kaikki signaalit niputetaan yhteen ja lähetetään Profinetillä neljän kontaktin kautta.
Antureiden älykäs käyttö
Joissakin paikoissa käytettiin erityisiä ifm-antureita haasteiden ratkaisemiseksi tyylikkäästi. Esimerkiksi robotin päähän kiinnitettyjen valon kulkuaikaan perustuvien etäisyysantureiden avulla voidaan kosketuksetta tarkistaa osien paikalla oleminen kuumassa uunissa ilman, että anturit altistuisivat kuumuudelle. "Tulimme siihen tulokseen, että on parempi, ettei antureita ole uunissa, koska on melko vaikeaa löytää antureita, jotka kestävät jatkuvasti niin korkeita lämpötiloja", Fibiger kertoo. "Kun uunissa käytettiin optisia valon kulkuaikaan perustuvia antureita tavallisten antureiden sijaan, pystyimme ratkaisemaan tämän ongelman ja säästämään tulevissa kunnossapitotöissä."
Tämä ratkaisu osoittaa, miten älykkäitä antureita voidaan käyttää komponenttien käyttöiän pidentämiseen ja kunnossapidon vähentämiseen. Toinen esimerkki on kosteusantureiden käyttö komponenttien kuivauksessa vesitestien jälkeen. Sen sijaan, että arvioisi kuivausaikaa ja tuhlaisi paineilmaa, Danfoss voi nyt mitata todellisen jäännöskosteuden. Tämä mahdollistaa resurssien tehokkaamman käytön ja suuremman tuotantotarkkuuden. Käyttämällä ifm-etäisyysanturia kemiallisen kylvyn pinnankorkeuden mittaukseen voitiin korvata epäluotettavat uimurikytkimet. Ratkaisu auttoi lisäämään prosessin luotettavuutta ja vähentämään tuotantokustannuksia.
Luotettava kumppanuus, jolla on tulevaisuus
Danfossin ja ifm electronicin yhteistyö osoittaa, miten monimutkaisetkin automaatiotehtävät voidaan ratkaista tehokkaasti innovatiivisten antureiden ja älykkään verkottamisen avulla. ifm-tuotteiden luotettavuuden ja joustavuuden ansiosta Danfoss pystyi kehittämään tulevaisuuden tuotantolinjan, joka vastaa nykyaikaisen teollisuuden tarpeita. "Myös ifm-teknologian integrointi MES-järjestelmäämme toimii erittäin hyvin. Se on yksinkertaisesti plug and play", tiivistää Anders Abildtrup Jørgensen, valmistuksen IT-insinööri Danfossilla. "Jos meillä on ongelma, joka voidaan korjata lisäämällä yksi ifm-anturi, se voidaan yksinkertaisesti liittää IO-Link-moduuliin, ja se toimii yleensä minimaalisten konfigurointimuutosten jälkeen."
Tämä yksinkertaisuus ja tuotteen hyvä luotettavuus ovat ratkaisevia tekijöitä laitoksen tehokkaan toiminnan kannalta. Myös ifm:n palvelu ja tuki oli kaikin puolin vaikuttavaa. Jos ongelmia ilmeni, ifm tarjosi Danfossille aina nopeaa ja ammattitaitoista tukea ja yksityiskohtaisia ratkaisuehdotuksia. Tämä nopea ja asiantunteva tuki auttoi sujuvoittamaan tuotantoprosesseja ja pitämään mahdolliset seisokit mahdollisimman vähäisinä. Yritys aikoo nyt jatkaa menestyksekästä yhteistyötä ifm:n kanssa uusien tuotantolinjojen asentamisessa. Tämä pitkäaikainen yhteistyö on osoitus vahvojen kumppanuuksien merkityksestä menestyksen saavuttamiselle nykyaikaisessa teollisuudessa.
Yhteenveto
Innovatiivisen teknologian, luotettavien tuotteiden ja tiiviin yhteistyön ansiosta Danfoss pystyi luomaan tuotantolinjan, joka vastaa nykypäivän vaatimuksia ja on valmis myös tuleviin haasteisiin. Kumppanuus ifm:n kanssa on esimerkki siitä, miten yhteisin ponnisteluin ja nykyaikaista teknologiaa hyödyntämällä voidaan kehittää kestäviä ratkaisuja, jotka tarjoavat todellista lisäarvoa.