Reference
13.11.2024

Udržitelné bez trhlin a přehybů Povrchy jsou v automobilovém průmyslu považovány za královskou disciplínu - systém dodatečného vybavování umožňuje dosahování vyšší transparentnosti procesů i u starších lisů díky senzorice a digitalizaci.

Spolupracující roboti přepravují konstrukční díl karoserie automobilu výrobní linkou

Zkrácená verze

Vždy je dobré vědět, co jde dobře na odbyt. Toto tvrzení je obzvláště důležité při zpracování kovů, kdy nespočet procesních parametrů ovlivňuje výsledek výroby tenkých materiálů při „tvarování“ plechů - např. v automobilovém průmyslu.

Ve spolupráci se společností Phoenix Contact se společnosti iLARIZ podařilo sestavit digitální systém, který zajišťuje větší transparentnost při hlubokém tažení plechových dílů. Tímto soběstačným systémem lze dodatečně vybavovat nástroje pro hluboké tažení. To otevírá cestu především k výrobě náročných dílů z lehkých materiálů s vysokou kvalitou a nízkou zmetkovitostí na veškerých, tedy i starších lisovacích linkách.

Dr. Apostolos Papaioanu vysvětluje praktické použití systému určeného pro společnost iLARIZ

Dr. Apostolos Papaioanu (iLARIZ) v akci: Pprvní test aplikace v lisovně

Důkladnější poznání procesů probíhajících v lisovacích nástrojích

Nejraději lehké, nejraději tenké, nejraději pevné. Nároky kladené na lehké materiály jsou rychle formulovány. Snaha o co nejnižší hmotnost má však také své meze - a k těm se dospěje nejpozději tehdy, jestliže součásti již nedosahují požadované stability nebo jestliže je již obtížné tvarovat vysoce pevné materiály. Plech dovnitř, lis uzavřen, součást ven: Vše, co se podrobně odehrává během procesu hlubokého tažení, je pro osoby zodpovědné za tento proces v každodenní praxi stěží postřehnutelné. Jakmile se forma uzavře, proces podléhá svým vlastním zákonitostem - doslova za všech okolností.

Obzvláštní výzva přitom spočívá v tom, že se zde projevují měnící se parametry, jakými jsou teplota, tření a především kolísání vlastností materiálu, včetně účinků opotřebení. Neprobíhá-li vše tak, jak má, opouštějí obrobky hlubokotažnou formu s trhlinami a přehyby, a stávají se tak drahým šrotem. Skutečným problémem se může stát rovněž nedostatečná rozměrová přesnost způsobená odchylkami procesu při zpracování plechu. Již i tolerance v rozsahu desetin milimetru mohou způsobit rozsáhlé poruchy při výrobě karoserií - s odpovídajícími vysokými náklady a negativními dopady na OEE, tedy celkovou efektivitu zařízení.

Lisovací nástroj s plechem a žlutými snímači na patici

Řešením vyvinutým společností iLARIZ lze dodatečně vybavovat stávající lisovací nástroje. Fotografie: iLARIZ

Řešení, které lze dodatečně instalovat, snižuje zmetkovitost

Právě zde přichází na řadu společnost iLARIZ. Podnik ze Stuttgartu vybavuje lisovací nástroje nezávislými snímači síly a dráhy. Obě charakteristické veličiny jsou směrodatné při vyhodnocování lisovacího postupu a v nejlepším případě i pro jeho ovládání pomocí hydraulických ventilů. Tento přístup se projevuje v podobě křivek průběhu nebo profilů pohybu. Společnost iLARIZ se záměrně rozhodla vybavovat piezoelektrickými snímači jednotlivé nástroje, nikoli celý lis. „Ve výrobě existuje výrazně více nástrojů než lisů a nástroje jsou jen zřídkakdy trvale spojeny s jedním výrobním závodem. Není neobvyklé, že se nástroje přemísťují mezi jednotlivými stanovišti,“ říká Stefanie Sobola, vývojářka softwaru a marketingová manažerka společnosti iLARIZ. Systém digitálních snímačů propojený s nástrojem pracuje soběstačně a nezávisle na místní infrastruktuře OT a IT.

Za tímto účelem společnost iLARIZ připojuje piezoelektrické senzory přímo k počítači EPC 1522, který je určen pro edge computing, a to prostřednictvím sítě PROFINET v rámci ekosystému PLCnext Technology. Kompaktní přítroj je primárně koncipován pro konverzi protokolů, záznam dat a edge computing. V oblasti zpracování a vizualizaci dat se stuttgartská společnost spoléhá na řešení Cumulocity IoT a thin-edge.io, která jsou dostupná prostřednictvím obchodu PLCnext Store. Vzhledem k tomu, že záznam a analýza dat se uskutečňují v prostředích edge comptutingu a cloudového úložiště, nevyžaduje systém nákladné začlenění do stávajících IT/OT infrastruktur. To zjednodušuje integraci právě tehdy, jedná-li se o rozhraní a především o bezpečnost. Totéž platí pro používání senzoriky. „Usilujeme o to, aby i detaily byly srozumitelné. V průběhu dalšího vývoje produktů proto chceme také více integrovat umělou inteligenci a strojové učení - a nabídnout tak našim zákazníkům možnost maximalizovat robustnost jejich výroby a zprůhlednit jejich procesy. Naším cílem je také posilovat naši přítomnost na mezinárodním trhu,“ vysvětluje Christian Held, který společnost založil společně s Dr. Apostolosem Papaioanu.

Cenný příspěvek k udržitelnosti a ochraně zdrojů

Při zavádění obou produktů Draw.Control (automatické řízení procesu) a Draw.Monitor (vizualizace a analýza) instaluje společnost iLARIZ, v rámci patentovaného postupu, snímače na několika místech nástroje. Tímto způsobem je mladý podnik schopen shromažďovat data z měření v různých oblastech nástroje - a získat tak celkový obraz o každém jednotlivém výrobním cyklu. Systém nakonec poskytuje integrální procesní proměnné, které lze porovnávat s digitálním otiskem pro každou jednotlivou součást.

Řešení Draw.Control zachází ještě o krok dále a řídí hydraulické pohony podle získaných dat, čímž nahrazuje klasické ruční seřizovací pomůcky. Základní znalosti společnosti iLARIZ zahrnují povědomí o tom, které snímače jsou nejlépe umístěny pro obě oblasti použití a kolik jich je zapotřebí pro jeden nástroj. Stuttgartskému podniku chyběl pro prodejný produkt partner v oblasti automatizace, který by dokázal převést myšlenku do řídicí techniky a v ideálním případě ji také dodat plně nakonfigurovanou v rozvaděči připraveném k připojení. V přepracovaném systému, který byl navržen v úzkém projektovém partnerství mezi společnostmi Phoenix Contact a iLARIZ, má být v budoucnu ústředním prvkem řešení PLCnext Control.

Dr. Apostolos Papaioanu, iLARIZ (vlevo) a Thanh An Pham, Phoenix Contact (vpravo) stvrzují partnerství na veletrhu BlechExpo 2023

Dr. Apostolos Papaioanu, iLARIZ (vlevo) a Thanh An Pham, Phoenix Contact (vpravo) stvrzují partnerství na veletrhu BlechExpo 2023

Partnerství pro továrnu zítřka

Další zvláštnost systému vyvinutého společností iLARIZ spočívala od samého počátku v tom, že systém správy nástrojů, kterým lze výrobní linky dodatečně vybavovat, byl realizován pomocí komponent, které jsou v automobilovém průmyslu již zavedené. „Hardware musí být v lisovně známý,“ zdůrazňuje Christian Held. Ať již se jedná o řídicí jednotku nebo hydraulický ventil, každý, kdo nedodržuje technické předpisy, má zpravidla malou šanci prosadit se v tomto odvětví s novým produktem. „A proto jsme hledali jsme partnera, který by s námi spolupracoval na návrhu řídicí techniky a zároveň to celé navíc převedl do cloudového prostředí,“ shrnuje Christian Held. „V této fázi vnímáme společnost Phoenix Contact jako prostředníka, který nám poskytuje optimální podporu, abychom se mohli soustředit na naše hlavní odborné znalosti. Tato odbornost jednoznačně spočívá ve znalosti procesu přesného a dokonale opakovatelného tváření kovů," pokračuje dr. Apostolos Papaioanu.

Vyrábějte přesněji, šetřete čas, vytvářejte méně odpadu a udržitelným způsobem zvyšujte spolehlivost procesu: Každý ušetřený zdroj má nakonec pozitivní účinek na ochranu klimatu a na hospodárnost. Řešení Draw.Control a Draw.Monitor vytváření spolu s koncepcí společnosti Phoenix Contact „Digital Factory now!“ základ pro to, aby bylo možné zasahovat do procesů ještě v počáteční fázi, a tím se vyhýbat vzniku zmetků a v konečném důsledku i snižovat emise CO₂. „Pouze nepatrný podíl šrotu se kvůli požadavkům na kvalitu vrací do automobilového průmyslu jako nový materiál, a nenachází tedy cestu zpět do místa původního použití,“ vysvětluje Christian Held. Každý díl s menším množstvím odpadu znamená nižší výdaje i menší množství energie vynakládané při recyklaci - s cílem znatelně tímto způsobem zvyšovat udržitelnost v hodnotovém řetězci.

Shrnutí

Více udržitelnosti, více hospodárnosti: Pohled na zpracování plechů ukazuje, jak může digitalizace a cílené využití senzorů a akčních členů v nástrojích pro hluboké tažení přispět k získání důkladnějších znalostí o procesu. Použití soběstačného systému s připojením ke cloudovému prostředí znamená, že tato modernizace je bez omezení v oblastech CE, bezpečnosti nebo rozhraní. „Spolupráce se společností Phoenix Contact byla a nadále je nesmírně produktivní, inspirativní a rovnocenná. Její odborné znalosti a poskytovaná podpora jsou pro nás velmi cenné a pomohly nám ještě efektivněji implementovat naše inovativní přístupy, zejména s ohledem na požadavky na našr řídicí jednotky,“ říká Dr. Apostolos Papaioanu, který je ze spolupráce nadšený.

Ve společnosti Phoenix Contact je integrace snímačů považována za důležitý krok směrem k digitalizaci. S tím související hustota dat a informací pak umožňuje účinné propojení sektorů v rámci koncepce All Electric Society - s cílem zvyšovat efektivní využití zdrojů.

Autor: Thorsten Sienk

E-mail:

Spojte se s našimi odborníky

„Poradíme vám v otázkách týkajících se propojení odvětví a podpoříme vás našimi řešeními.“

Relevantní položky