Natryskowy tunel myjący sterowany automatyką B&R: technologia zapewniająca jakość

Spawanie to jeden z głównych procesów produkcyjnych wykorzystywany w wielu branżach zajmujących się pracą z elementami metalowymi. Pozwala na ich łączenie w trwały i wytrzymały sposób. Zanim przejdziemy do samego procesu spawania należy się do niego solidnie przygotować. Zapewnienie jakości jest w tym wypadku bardzo ważnym czynnikiem w przypadku każdej pracy spawalniczej przy zbiornikach ciśnieniowych i nie tylko. Gotowe produkty mogą stanowić poważne zagrożenie dla osób pracujących lub mieszkających w ich pobliżu, ponieważ w przypadku nieprawidłowego wykonania mogą wybuchnąć. Dlatego tak istotne jest, aby od samego początku proces był zgodny z odpowiednimi normami jakości.

Integralność spoiny nie zależy wyłącznie od umiejętności spawacza ani od jakości użytych materiałów spawalniczych. W dużej mierze wpływ na nią ma stan powierzchni, które są spawane. Zanieczyszczenia, takie jak olej, rdza, wilgoć czy brud, mogą znacząco wpłynąć na wynik procesu spawania. Odpowiednie przygotowanie powierzchni eliminuje te zanieczyszczenia, co umożliwia materiałowi spawalniczemu i metalowi bazowemu połączenie się bez zakłóceń. Czyste, starannie przygotowane powierzchnie zapewniają lepszą penetrację i łączenie spoiny, co prowadzi do mocniejszych i bardziej niezawodnych połączeń. Usunięcie wszelkich zanieczyszczeń powierzchniowych pozwala na uzyskanie czystego i spójnego jeziorka spawalniczego, co w rezultacie skutkuje gładkim i jednolitym ściegiem spoiny

Słabe spoiny:
zanieczyszczenia mogą uniemożliwić prawidłowe połączenie metalu spoiny z metalem bazowym, co prowadzi do osłabienia spoin, które stają się podatne na pęknięcia pod wpływem naprężeń.
Korozja:
obecność zanieczyszczeń, takich jak rdza, może przyspieszać proces korozji spoiny oraz otaczającego ją metalu, co znacząco skraca żywotność całej konstrukcji.
Pęknięcie spoiny:
w zastosowaniach krytycznych, takich jak elementy konstrukcyjne czy zbiorniki ciśnieniowe, pęknięcie spoiny spowodowane niewłaściwym przygotowaniem powierzchni może prowadzić do katastrofalnych konsekwencji, zagrażając zarówno mieniu, jak i życiu ludzkiemu.

Jednym z ważniejszych etapów przedspawalniczych jest dokładne czyszczenie powierzchni. Do tego typu procesów stosuje się m.in. różnego rodzaju myjnie przemysłowe i tunele myjące. Największy producent zbiorników ciśnieniowych w Polsce i jeden z większych w Europie Środkowo-Wschodniej, firma Chemet, wdrożył niedawno do swojej produkcji nowy natryskowy tunel myjący. Dla ciekawostki, firma obecnie zatrudnia ponad 1100 pracowników, w tym prawie 1000 osób na stanowiskach bezpośrednio oraz pośrednio produkcyjnych. Firmą odpowiedzialną za realizację projektu była katowicka firma ARM Robotics Sp. zo.o.

Wdrożenie natryskowego tunelu myjącego do odtłuszczania komponentów przed procesem spawania było realizowane w oddziale produkcyjnym klienta we Francji.

Jednym z większych wyzwań w procesie realizacji było kryterium czasu: demontaż, przygotowanie miejsca posadowienia, instalacja, włączenie tunelu w linię produkcyjną, uruchomienie i wznowienie procesu produkcyjnego w trybie automatycznym w fabryce – wszystkie te etapy należało sprawnie zaplanować i przeprowadzić w ściśle określonym czasie.

Dział projektowy przygotował maszynę wraz z peryferiami tak, aby można ją było łatwo przetransportować i umiejętnie złożyć na miejscu, skracając jak najbardziej czas na instalację. Tunel jest bowiem wąskim gardłem w cyklu produkcyjnym ponieważ cały materiał prefabrykowany musi przejść przez ten tunel przed procesem spawania. Jeśli urządzenie nie pracuje, to wstrzymana zostaje praca w całej fabryce.

Technologia ciągle ewoluuje. Tak samo nowe maszyny produkcyjne jak i te sprzed dziesięcioleci, działają na podstawie różnych systemów sterowania, aby nadążyć za dzisiejszym tempem produkcji i standardami bezpieczeństwa.

Systemy sterowania zapewniają większą elastyczność, zwiększoną produktywność, mniejsze ryzyko i niższe koszty dzięki wizualizacji i uruchamianiu procesów za pomocą najnowocześniejszych interfejsów, utrzymywaniu krytycznych systemów w działaniu i wykorzystywaniu najnowszych systemów bezpieczeństwa funkcjonalnego i procesowego.

Celem przemysłowych systemów sterowania w automatyzacji jest integracja funkcji i procesów pomiędzy maszynami przemysłowymi, sprzętem i urządzeniami w zakładach produkcyjnych. Dzięki systemom sterowania powtarzalne zadania mogą być łatwo obsługiwane, podczas gdy inne zasoby są wykorzystywane do optymalizacji procesów na poziomie produkcji przemysłowej. Ta możliwość obejmuje powtarzalne zadania, takie jak tworzenie i utrzymywanie rekordów informacji o partiach, zmiany partii, tworzenie harmonogramów okresowej konserwacji maszyn i wiele innych zadań.

W tym wypadku kompletny układ sterowania tunelu myjącego został oparty o rozwiązania automatyki przemysłowej firmy B&R. Wykorzystano komputer przemysłowy zintegrowany z panelem operatorskim, na którym przygotowana została wizualizacja procesu wraz z możliwością edycji wszystkich kluczowych parametrów, pełną diagnostyką oraz historią zdarzeń i awarii.

Narzędzie inżynierskie Automation Studio umożliwiło zaprogramowanie sterownika PLC oraz sterownika Safety. Dodatkowo, przygotowano wizualizację na panel operatorski oraz dokonano parametryzacji systemu wizyjnego. Wykorzystanie jednego środowiska programistycznego dla wielu zadań pozwoliło na efektywną redukcję czasu przygotowania oprogramowania i końcowego uruchomienia instalacji.

Sprostanie kryterium czasu było możliwe dzięki odpowiedniemu planowaniu i kompetencjom działu projektowego firmy wykonawczej. Do tego sukcesu przyczynił się także wybór sprawdzonych i właściwych rozwiązań na polu automatyzacji.

Integracja całego systemu sterowania w jednym systemie oraz sieciowe połączenie I/O i napędów zapewniły spójność i efektywność operacyjną. Jedna sieć w obrębie całego systemu – Powerlink – umożliwiła łatwą integrację urządzeń zewnętrznych dostawców automatyki przemysłowej, takich jak falowniki czy czujniki.

Zastosowane komponenty automatyki od B&R dały możliwość łatwej diagnostyki urządzenia oraz serwisu sprzętu, bez konieczności posiadania oprogramowania narzędziowego. Wizualizacja obsługi urządzenia jest oparta o HTML 5 - mappView, która przejrzyście pokazuje procesy i jest intuicyjna oraz łatwa w obsłudze dla operatorów. Dodatkowo, wielojęzyczność interfejsu oraz globalna obecność B&R w razie potrzeby zakupu części zamiennych i serwisu stanowią istotne atuty.

Pracownicy odpowiedzialni za planowanie produkcji mają możliwość korzystania ze szczegółowych raportów wysyłanych bezpośrednio ze sterownika PLC zainstalowanego w tunelu myjącym. Warto też, podkreślić, iż udział firmy B&R w tym projekcie nie ograniczał się tylko do dostawy sprzętu. Inżynierowie automatycy wspierali zespół firmy inżynierskiej z Katowic, w tworzeniu aplikacji, co jest częstą usługą tego dostawcy komponentów automatyki.

Projekt tunelu myjącego dla firmy Chemet na pewno stanowił wyzwanie dla integratora automatyki - ARM Robotics. Wdrożenie natryskowego tunelu myjącego do odtłuszczania komponentów przed procesem spawania, realizowane w oddziale produkcyjnym klienta we Francji, wymagało wiedzy, starannego planowania i precyzyjnej realizacji.

Dzięki zastosowaniu zaawansowanych rozwiązań B&R oraz wysokim kompetencjom zespołów inżynierskich obu współpracujących ze sobą firm, instalacja została zrealizowana w ściśle określonym czasie. Warto zwrócić uwagę na fakt, że całe wdrożenie projektu było zrealizowane kompleksowo przez jedną firmę.

Zaimplementowane rozwiązania w dziedzinach automatyzacji i diagnostyki oraz intuicyjna obsługa tunelu plus szczegółowe raporty ułatwiają codzienną pracę załodze na wielu stanowiskach i w różnych obszarach zakładu.

Obejrzyj nagranie