Danfoss — Цифрова виробнича лінія
Гнучкість із самого початку
IO-Link для регульованого виробництва
Компанії Danfoss та ifm electronic успішно співпрацюють для просування інноваційних рішень у галузі автоматизації. Одним із прикладів такого партнерства є успішна цифровізація нової виробничої лінії з роботизованого збирання бортових зарядних пристроїв для електромобілів.
Danfoss — це данська сімейна компанія, заснована в 1933 році, яка сьогодні має виробничі майданчики більш ніж у 100 країнах світу. На своєму заводі в Нордборзі компанія Danfoss виробляє таку продукцію, як потужні бортові зарядні пристрої для електровантажівок і будівельної техніки.
Міа Парсберг Брумвіг, керівник виробництва в Editron Danfoss, пояснює: «Тут, у Нордборзі, ми виготовляємо ED3 — бортовий зарядний пристрій для використання як на автостраді, так і поза нею. Це рішення «три в одному», особливістю якого є потужність до 44 кВт, що вдвічі перевищує потужність стандартного на ринку вбудованого зарядного пристрою потужністю 22 кВт. Порівняно з іншими зарядними пристроями наш зарядний пристрій змінного струму потужністю 44 кВт скорочує час зарядки вдвічі. Наш ED3 також оснащений перетворювачем постійного струму в постійний і постійного струму в змінний потужністю 44 кВт, який може живити, наприклад, допоміжні інструменти в кузовах вантажівок або будівельних машин.»
Зображення 1: Модуль IO-Link на підйомному інструменті з'єднує всі датчики й виконавчі механізми. Підключення до контролера здійснюється через Profinet.
Зображення 2: Оптичні датчики відстані й датчики циліндрів на підйомному інструменті забезпечують точне позиціонування.
Зображення 3: Зібраний вбудований зарядний пристрій ED3.
Труднощі під час налаштування виробничої лінії
Під час планування нової виробничої лінії для бортових зарядних пристроїв, компанія Danfoss зіткнулася з низкою труднощів у пошуку перспективного рішення.
«Початкове планування виробничого заводу було досить складним, оскільки продукт ще не повністю розроблений», — пояснює Карстен Фібігер, інженер-технолог у компанії Danfoss. «Це потребувало нестандартного мислення, оскільки планування стає особливо складним завданням, коли точний розмір деталі, яку потрібно виготовити, невідомий.»
Ці невідомі чинники зумовили необхідність проєктування виробничої лінії, яку можна було б гнучко адаптувати до нових вимог. Компанія Danfoss вибрала підхід Індустрії 4.0 із використанням інтелектуальних датчиків для збору даних із метою предиктивного обслуговування та скорочення кількості різних типів датчиків.
Карстен Фібігер: «Однією з наших цілей був збір даних з усіх датчиків, щоб мати змогу вживати заходів із предиктивного обслуговування до того, як виникне несправність. Ба більше, використання інтелектуальних датчиків означало потребу меншої кількості різних типів датчиків, оскільки діапазон вимірювання та точки перемикання, наприклад, можна налаштувати в датчику.»
Ще однією проблемою стала передача численних сигналів від датчиків і виконавчих механізмів, установлених на головках зміни інструмента, через контактні поверхні на маніпулятор робота, а звідти на контролер. Це складне завдання вимагало інноваційного рішення, яке було б одночасно ефективним і надійним.
Інтелектуальне рішення з автоматизації через IO-Link
Тісно співпрацюючи з ifm electronic, компанія Danfoss розробила інтелектуальне рішення з автоматизації на базі IO-Link. «Ми провели численні випробування спільно з компанією ifm, щоб визначити, які модулі IO-Link можна розмістити разом, аби мати можливість міняти головки на кінці маніпулятора робота, використовуючи всього три кабелі», — пояснює Фібігер. «І це спрацювало: Жодних проблем не виникло, і випробування пройшло успішно.»
Це рішення значно спростило процеси й допомогло підвищити ефективність виробничої лінії. Успішне впровадження IO-Link демонструє важливість тісної співпраці між партнерами під час розробки інноваційних рішень.
Компанія Danfoss свідомо обрала ifm як комплексного постачальника датчиків і компонентів автоматизації. Карстен Фібігер: «Я навмисно прагнув вибору одного постачальника для всієї системи, оскільки простіше мати в наявності всього кілька компонентів від одного виробника, ніж безліч варіантів від різних брендів. І я знав, що компанія ifm має датчики IO-Link, необхідні для цієї системи. Тому я вибрав ifm як постачальник для всієї виробничої лінії.»
Використання IO-Link значно прискорило монтаж лінії. Кабельні роз'єми тепер можна підключати, а не вкручувати вручну, що також спрощує розширення системи. Таке спрощення процесів призвело до значної економії часу й підвищення гнучкості виробництва. Карстен Фібігер: «Система IO-Link значно прискорює складання на лінії, оскільки все з'єднане кабелями й роз'ємами, що виключає потребу ручного прокладання дротів. Розширити систему також було дуже просто, оскільки ми могли встановити ще один модуль IO-Link, а потім додати до восьми додаткових датчиків в лінію. З огляду на те, що ми не знали точно, як має виглядати виробнича лінія, IO-Link забезпечив нам максимальну гнучкість.»
Карстен Фібігер: «Система IO-Link значно прискорює складання на лінії, оскільки все з'єднане кабелями й роз'ємами, що виключає потребу ручного прокладання дротів. Розширити систему також було дуже просто, оскільки ми могли встановити ще один модуль IO-Link, а потім додати до восьми додаткових датчиків в лінію. З огляду на те, що ми не знали точно, як має виглядати виробнича лінія, IO-Link забезпечив нам максимальну гнучкість.»
Зображення 1: У цьому типі електровантажівок зарядний пристрій Danfoss заряджає акумуляторні батареї приводу й забезпечує їх пристрої змінного й постійного струму електроенергією.
Зображення 2: Робот самостійно змінює різні головки в процесі збирання. IO-Link забезпечує об'єднання всіх сигналів та їх передачу через Profinet через чотири контакти.
Розумне використання датчиків
У деяких місцях для елегантного вирішення проблем використовувалися спеціальні датчики ifm. Наприклад, датчики відстані, що працюють за принципом часу прольоту, на головці робота дають змогу безконтактно перевіряти наявність деталей у гарячій печі, не піддаючи датчики впливу тепла. «Ми дійшли висновку, що краще не встановлювати датчики в печі, оскільки досить складно знайти датчики, здатні постійно витримувати високі температури», — пояснює Фібігер. «Використання оптичних датчиків часу прольоту замість стандартних датчиків у печі дало нам змогу вирішити цю проблему й заощадити на майбутніх роботах із технічного обслуговування.»
Це рішення демонструє, як інтелектуальні датчики можуть використовуватися для продовження терміну служби компонентів і скорочення витрат на технічне обслуговування. Іншим прикладом є використання датчиків вологості під час сушіння компонентів після випробувань на вплив води. Замість того, щоб оцінювати час сушіння та витрачати стиснене повітря, компанія Danfoss тепер може вимірювати фактичну залишкову вологість. Це дає змогу більш ефективно використовувати ресурси й підвищити точність виробництва. Завдяки використанню датчика відстані ifm для вимірювання рівня в хімічній ванні стало можливим замінити ненадійні поплавкові вимикачі. Це рішення допомогло підвищити надійність процесу й знизити виробничі витрати.
Надійне партнерство з перспективою
Співпраця компаній Danfoss та ifm electronic демонструє, як навіть складні завдання з автоматизації можна ефективно вирішувати за допомогою інноваційних датчиків й інтелектуальних мереж. Надійність і гнучкість продукції ifm дали змогу компанії Danfoss розробити перспективну виробничу лінію, що відповідає потребам сучасної промисловості. «Інтеграція ifm у нашу MES-систему також працює дуже добре. Усе просто й готово до роботи», — підсумовує Андерс Абільдтруп Йоргенсен, інженер з інформаційних технологій на виробництві в компанії Danfoss. «Якщо в нас є проблема, яку може усунути додатковий датчик ifm, його можна просто підключити до модуля IO-Link, і тоді він зазвичай працюватиме навіть із мінімальним коригуванням конфігурації.»
Простота й висока надійність продукції є вирішальними факторами для ефективної роботи заводу. Обслуговування та підтримка ifm також були неперевершеними у всіх відношеннях. Якщо виникали проблеми, компанія ifm завжди надавала Danfoss швидку професійну підтримку й пропонувала докладні рішення. Ця швидка й компетентна підтримка допомогла налагодити виробничі процеси й звести до мінімуму можливі простої. Наразі компанія планує продовжити успішне партнерство з ifm щодо встановлення додаткових виробничих ліній. Ця довгострокова співпраця демонструє важливість міцних партнерських відносин для досягнення успіху в сучасній промисловості.
Висновок
Поєднання інноваційних технологій, надійних продуктів і тісної співпраці дало змогу компанії Danfoss створити виробничу лінію, яка не лише відповідає сьогоднішнім вимогам 06, а й готова вирішувати майбутні завдання. Партнерство з ifm є прикладом того, як спільними зусиллями та з використанням сучасних технологій можна розробляти сталі рішення, що забезпечують реальну додану вартість.