До 18 ч непрерывного автономного производства
Примером комплексной автоматизации процесса литья под давлением служит производственная ячейка, установленная австрийской группой WITTMANN на заводе немецкой компании RING Kamm und Hairschück GmbH в Регенсбурге (Германия), выпускающей пластиковые зубные щетки и чашки для их хранения, мыльницы, расчески и прочие всевозможные аксессуары для ванных комнат (рис. 1 и титульное фото).
А начиналась эта история в период пандемии COVID-19, когда удаленное производство данной продукции, расположенное в Азии, стало невыгодным из-за дополнительных издержек, связанных с усложнением логистики и повышением стоимости сырья. Поэтому компанией RING было принято решение организовать выпуск продукции на родине, после чего встала новая задача: найти поставщика оборудования, который смог бы обеспечить автономное производство на заводе в Регенсбурге при максимальной эффективности и минимальной себестоимости продукции – такими были основные требования к новой производственной ячейке. Кроме того, в целях экономии на зарплате персонала и с учетом дефицита квалифицированных кадров требовалась возможно более высокая степень автоматизации производства. После недолгих поисков выбор пал на группу компаний WITTMANN – известного производителя как основного литьевого, так и периферийного оборудования. В итоге была спроектирована и запущена в эксплуатацию полностью автоматизированная и рассчитанная на 18 ч непрерывного автономного производства ячейка на базе сервогидравлического ТПА SmartPower 120/350 производства компании Wittmann Battenfeld, входящей в группу Wittmann (рис. 2, а, б). Ячейка была также оснащена роботом для съема литников модели WP80 и дополнительным периферийным оборудованием, включая систему термостатирования литьевой формы, дозирующее и транспортирующее оборудование, сушилку и приставную к ТПА дробилку G-Max для измельчения производственных отходов – литников и возможного брака, которые в количестве до 10 % добавляются в первичный материал. Помимо этого, в состав ячейки были интегрированы наклонный ленточный транспортер и двухуровневая карусельная система с крупногабаритными ящиками для сбора готовых литьевых изделий (рис. 2, в).
В настоящее время данная производственная ячейка выпускает продукцию круглосуточно с перерывами лишь для поднастройки и техобслуживания.
Три ТПА и четыре робота
Качество, точность и время играют важнейшую роль в производстве. И если какой-либо из этих факторов проседает, производство может быстро стать убыточным.
Подобная ситуация сложилась на заводе швейцарской компании medmix Switzerland AG, производящей пластиковые статические смесители для подготовки и нанесения стоматологических смесей. Дело в том, что операции литья под давлением элементов смесителей и их последующая сборка в сборочных автоматах осуществлялись с перерывом во времени и на разных участках цеха. Это требовало промежуточных операций транспортировки и хранения, что тормозило производственный процесс и вызывало необходимость в дополнительных складских площадях. Но самое главное, что всего лишь 60–70 % продукции доходило до сборочного автомата из-за дефектов литья или повреждений в процессе хранения. Это известная проблема, когда литьевое производство и сборка разделены и осуществляются с большим перерывом, поскольку ошибки в производстве или изменения продукта могут быть замечены только с задержкой по времени.
Для решения этой проблемы компания medmix пригласила специалистов по оптимизации процессов и по робототехнике из компаний Krehl & Partners и robomotion соответственно. В результате была разработана с использованием принципа моделирования (рис. 3) и запущена в эксплуатацию полностью автоматизированная производственная ячейка на основе трех ТПА и четырех многоосных коленно-рычажных роботов производства транснациональной компании ABB Group – трех модели IRB 1600 и одного модели IRB 1200 – со 100%-ным оптическим контролем каждого смесителя (рис. 4). Первые три робота извлекают отдельные детали смесителей из литьевых форм и направляют на операции сборки и контроля, четвертый – упаковывает готовую продукцию. Программным обеспечением, разработанным на основе цифрового двойника производственной ячейки (см. рис. 3), последнюю оснастила также ABB Group. В настоящее время на заводе medmix постоянно работают несколько таких роботизированных установок с использованием в общей сложности 20 роботов ABB.
В итоге резко подскочила вверх общая эффективность используемого оборудования OEE (Overall Equipment Efficiency), не говоря о других достигнутых преимуществах нового решения:
- более низкий уровень брака;
- уменьшенное энергопотребление;
- отсутствие необходимости в транспортировке и промежуточных хранилищах.
Подготовил канд. техн. наук В. Н. Мымрин с использованием пресс-материалов упомянутых в данной статье компаний.
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 9 (304) 2024 г., с. 26-28.
