Danfoss – digitalizirana proizvodna linija
Fleksibilnost od samoga početka
IO-Link za prilagodljivu proizvodnju
Danfoss i ifm electronic uspješno surađuju kako bi unaprijedili inovativna rješenja za automatizaciju. Jedan je primjer te suradnje njihova uspješna digitalizacija nove proizvodne linije za robotski potpomognuto sklapanje ugradbenih punjača za električna vozila.
Danfoss je dansko društvo u obiteljskom vlasništvu osnovano 1933. godine, a danas ima proizvodne pogone u više od 100 različitih zemalja diljem svijeta. U svojoj tvornici u Nordborgu, društvo Danfoss stvara proizvode kao što su snažni ugradbeni punjači za električne kamione i građevinske strojeve.
Mia Parsberg Brumvig, operativna voditeljica u društvu Editron Danfoss, objašnjava: „Ovdje u Nordborgu proizvodimo ED3, ugradbeni punjač za primjene na autocesti i izvan nje. To su tri rješenja u jednom, s jedinstvenom značajkom da isporučuje do 44 kilovata, što je dvostruko više snage od standardnog ugrađenog punjača od 22 kilovata na tržištu. U usporedbi s drugim ugrađenim punjačima, našim se punjačem na izmjeničnu struju od 44 kilovata prepolavlja vrijeme punjenja. Naš ED3 također ima pretvarač iz istosmjerne u izmjeničnu struju i obrnuto snage 44 kW koji, primjerice, može napajati pomoćne alate na tovarnim prostorima kamiona ili građevinskih strojeva.”
Slika 1.: Modulom IO-Link na alatu za podizanje povezani su svi senzori i pokretači. Povezivanje na upravljač izvodi se s pomoću značajke Profinet.
Slika 2.: Optičkim senzorima udaljenosti i cilindarskim senzorima na alatu za podizanje jamči se točno postavljanje položaja.
Slika 3.: Završni sklop ugradbenog punjača ED3.
Izazovi u postavljanju proizvodne linije
Danfoss se tijekom planiranja nove proizvodne linije za ugrađene punjače suočio s nekoliko izazova u pronalasku rješenja koje odgovara budućnosti.
„Početno planiranje proizvodnog pogona bilo je prilično nezgodno jer proizvod još nije bio u potpunosti razvijen”, objašnjava Karsten Fibiger, proizvodni inženjer u društvu Danfoss. „Planiranje je posebno izazovno kada nije poznata točna veličina dijela koji se proizvodi. Zbog toga smo trebali razmišljati izvan okvira.”
Zbog tih nepoznanica bilo je potrebno projektirati proizvodnu liniju koju bismo mogli fleksibilno prilagoditi novim zahtjevima. Danfoss se u prikupljanju podataka za predvidljivo održavanje i smanjenju broja različitih vrsta senzora odlučio za pristup Industrije 4.0 s inteligentnim senzorima.
Karsten Fibiger: „Kako bismo mogli poduzeti mjere predvidljivog održavanja prije nego što dođe do kvara, jedan je od naših ciljeva bio prikupiti podatke sa svih senzora. Nadalje, uporaba inteligentnih senzora značila je da je potrebno manje različitih vrsta senzora jer se, primjerice, mjerni raspon i točke prebacivanja mogu prilagoditi u senzoru.”
Daljnji je izazov bio prenijeti brojne signale sa senzora i pokretača postavljenih na glavama za izmjenu alata preko dodirnih površina do robotskog kraka, a od njega do upravljača. Za taj je složeni zadatak bilo potrebno inovativno rješenje koje je istodobno učinkovito i pouzdano.
Inteligentno rješenje za automatizaciju preko sustava IO-Link
Danfoss je u bliskoj suradnji s društvom ifm electronic razvio inteligentno rješenje za automatizaciju na temelju sustava IO-Link. „Zajedno s društvom ifm proveli smo brojna ispitivanja kako bismo utvrdili koje module IO-Link možemo zajedno postaviti, čime bismo omogućili zamjenu glava na kraju robotskog kraka služeći se samo trima kabelima”, objašnjava Fibiger. „I uspjelo je: nije predstavljalo nikakve probleme, a ispitivanje je bilo uspješno.”
Tim smo rješenjem znatno pojednostavili postupke i pomogli povećati učinkovitost proizvodne linije. Uspješna ugradnja i provedba sustava IO-Link pokazuje važnost bliske suradnje između partnera kada je u pitanju razvoj inovativnih rješenja.
Danfoss se namjerno odlučio za ifm jer je on sveobuhvatan dobavljač senzora i dijelova za automatizaciju. Karsten Fibiger: „Namjerno sam ciljao samo na jednog dobavljača za cijeli sustav jer je jednostavnije imati na zalihi samo nekoliko komponenti jednog proizvođača, nego imati na zalihi brojne inačice različitih robnih marki. A usto sam znao da ifm ima senzore IO-Link koji su mi bili potrebni za taj sustav. Baš sam zato odabrao ifm kao dobavljača za cijelu proizvodnu liniju.”
Uporabom sustava IO-Link znatno se ubrzala ugradnja na liniji. Kabelski priključci sada se mogu ukopčati umjesto ručnog uvrtanja, čime se također pojednostavljuje proširenje sustava. Tim pojednostavljenjem postupaka ostvarili smo znatnu uštedu vremena i veću fleksibilnost proizvodnje. Karsten Fibiger: „Budući da je u sustavu IO-Link sve povezano kabelima i utikačima, njime se znatno ubrzava sklapanje proizvoda na liniji, što ručno ožičenje čini nepotrebnim. A proširenje sustava također je bilo veoma jednostavno jer smo mogli jednostavno ugraditi još jedan modul IO-Link pa u liniju dodati do osam senzora. Budući da nismo točno znali kako bi proizvodna linija trebala izgledati, preko sustava IO-Link dobili smo najveću moguću fleksibilnost.”
Karsten Fibiger: „Budući da je u sustavu IO-Link sve povezano kabelima i utikačima, njime se znatno ubrzava sklapanje proizvoda na liniji, što ručno ožičenje čini nepotrebnim. A proširenje sustava također je bilo veoma jednostavno jer smo mogli jednostavno ugraditi još jedan modul IO-Link pa u liniju dodati do osam senzora. Budući da nismo točno znali kako bi proizvodna linija trebala izgledati, preko sustava IO-Link dobili smo najveću moguću fleksibilnost.”
Slika 3.: Kod ove vrste električnog kamiona ugrađenim punjačem Danfoss pune se pogonske baterije i napajanjem se opskrbljuju njihovi uređaji na izmjeničnu i istosmjernu struju.
Slika 4.: Tijekom sklapanja robot samostalno mijenja različite glave. Sustavom se IO-Link jamči objedinjavanje i slanje svih signala preko značajke Profinet služeći se četirima kontaktima.
Pametna uporaba senzora
Na nekim mjestima upotrijebljeni su posebni senzori društva ifm za elegantno svladavanje izazova. Na primjer, senzorima za mjerenje udaljenosti kretanja na robotskoj glavi omogućuje se beskontaktna provjera prisutnosti dijelova u vrućoj pećnici, bez izlaganja senzora toplini. „Budući da je prilično teško pronaći senzore koji mogu stalno izdržati visoke temperature, zaključili smo da je bolje ne imati senzore u pećnici”, objašnjava Fibiger. „Upotrebom optičkih senzora za mjerenje vremena kretanja umjesto standardnih senzora u pećnici mogli smo svladati taj problem i uštedjeti na budućim radovima na održavanju.”
To rješenje pokazuje kako se inteligentne senzore može upotrebljavati za produljenje vijeka trajanja dijelova i smanjenje održavanja. Drugi je primjer uporaba senzora za vlagu tijekom sušenja dijelova nakon ispitivanja vodom. Umjesto procjene vremena sušenja i rasipanja stlačenog zraka, Danfoss sada može mjeriti stvarnu preostalu vlagu. Time se omogućuju učinkovitija uporaba resursa i veća točnost proizvodnje. Zamjena nepouzdanih plovaka prekidača omogućena je uporabom senzora udaljenosti društva ifm za mjerenje razine u kemijskoj kupki. To je rješenje pomoglo povećati pouzdanost postupka i smanjiti troškove proizvodnje.
Pouzdana suradnja s budućnošću
Suradnjom se između društava Danfoss i ifm electronic pokazuje kako se čak i složene zadatke automatizacije može učinkovito riješiti uporabom inovativnih senzora i inteligentnog umrežavanja. Pouzdanost i fleksibilnost ifm-ovih proizvoda omogućili su društvu Danfoss razvoj proizvodne linije otporne na budućnost, koja zadovoljava potrebe moderne industrije. „Integracija ifm-a u naš sustav MES također veoma dobro djeluje. Jednostavno je: uključimo i upotrebljavamo”, zaključuje Anders Abildtrup Jørgensen, informatički inženjer za proizvodnju u društvu Danfoss. „Ako imamo problem koji dodatni senzor ifm može ispraviti, njega jednostavno možemo uključiti u modul IO-Link, a obično će djelovati nakon najmanjih mogućih prilagodbi konfiguracije.”
Kada je u pitanju učinkovit rad postrojenja, ta jednostavnost i visoka razina pouzdanosti proizvoda odlučujući su čimbenici. A ifm-ova usluga i podrška bili su zapanjujući u svakome pogledu. Kada bi se pojavili bilo kakvi problemi, ifm bi društvu Danfoss uvijek pružao brzu i stručnu podršku, kao i podrobne prijedloge rješenja. Tom je brzom i sposobnom podrškom pomogao u pojednostavljivanju proizvodnih procesa i smanjenju mogućih zastoja na najkraće moguće. Društvo sada planira nastaviti uspješnu suradnju s ifm-om ugradnjom sljedećih proizvodnih linija. U toj se dugoročnoj suradnji odražava važnost snažnih partnerstava za postizanje uspjeha u modernoj industriji.
Završetak
Kombinacija inovativne tehnologije, pouzdanih proizvoda i bliske suradnje omogućila je društvu Danfoss stvaranje proizvodne linije, koja ne samo da zadovoljava današnje zahtjeve „06”, već je i opremljena za buduće izazove. Zajedničkim se naporima i uporabom modernih tehnologija mogu razviti održiva rješenja koja nude stvarnu dodanu vrijednost, što primjerom pokazuje suradnja s društvom ifm.
