W zakładzie Swoboda CZ w Jihlavie działa jedna z największych i najbardziej złożonych cel produkcyjnych w tej lokalizacji. Na powierzchni około 200 m² wytwarzane są co roku miliony komponentów obudów skrzynek łączeniowych. Szczególną cechą tej instalacji jest wysoki poziom automatyzacji, obejmujący zarówno wtrysk pionowy, jak i rozbudowany system manipulacji wkładkami metalowymi oraz transportu wewnątrz celi.
Zakład w Jihlavie, należący do globalnej grupy Swoboda, specjalizuje się w złożonych zespołach metal–tworzywo. Jak wyjaśnia Václav Dostal, dyrektor zarządzający Swoboda CZ s.r.o., same komponenty obudów skrzynek łączeniowych nie są nowym wyrobem, jednak całkowicie zmieniono sposób ich wytwarzania. Według Dostatla silna presja kosztowa skłoniła firmę do inwestycji w nową, w pełni automatyczną celę produkcyjną, która zastąpiła dotychczasowe rozwiązania półautomatyczne. Dwie wcześniejsze cele nadal pracują, co pozwala prześledzić ewolucję procesu: w porównaniu z nimi nowa linia umożliwiła podwojenie zdolności produkcyjnych przy tym samym wyrobie. Zlecenia związane z tym projektem są powiązane z globalnym rozwojem odnawialnych źródeł energii, co dla zespołu w Czechach ma także znaczenie strategiczne, ponieważ pomaga zmniejszyć zależność zakładu od branży motoryzacyjnej.
Kluczowym elementem nowego rozwiązania jest zmodyfikowana koncepcja automatyzacji. W trakcie prac projektowych kompletnie przeprojektowano układ manipulacji i transportu części, pozostawiając jednak niektóre sprawdzone wcześniej elementy, w tym centralne ustawienie dużej pionowej wtryskarki Wittmann o sile zwarcia 270 ton z dwustanowiskowym stołem obrotowym. W celi zastosowano również termostaty dostarczone przez Wittmann, które odpowiadają za stabilne warunki temperaturowe w formie.
Pionowa wtryskarka Wittmann w centrum zautomatyzowanej celi
Produkcja komponentów obudów skrzynek łączeniowych opiera się na pionowej maszynie z dwustanowiskowym stołem obrotowym, na którym umieszczono dolne połówki form. Taki układ umożliwia równoległe wykonywanie kilku operacji: podczas gdy na jednym stanowisku następuje wtrysk tworzywa na przygotowane wkładki, drugie stanowisko jest obsługiwane przez roboty odpowiedzialne za wyjmowanie gotowych detali i załadunek nowych elementów metalowych.
Jak podkreśla kierownik produkcji Pavel Bohuněk, wszystkie pionowe wtryskarki w zakładzie pochodzą wyłącznie z grupy Wittmann i część z nich pracuje niezawodnie od wielu lat. W jego ocenie istotnym atutem tych maszyn jest wygoda obsługi dla personelu produkcyjnego. Wynika ona z dwóch głównych aspektów. Po pierwsze, z intuicyjnego interfejsu użytkownika systemu sterowania wtryskarki Wittmann, który pozwala nawet mniej doświadczonym operatorom utrzymywać stały poziom jakości wyprasek oraz sprawnie wznawiać proces po ewentualnych przestojach. Po drugie, znaczenie ma rozwiązanie konstrukcyjne charakterystyczne dla pionowych maszyn z dwustanowiskowym stołem obrotowym, dostarczane standardowo.
Michal Slaba, dyrektor zarządzający Wittmann Battenfeld CZ, wskazuje na sposób doprowadzenia mediów do termostatowania formy. Przyłącza umieszczono od góry, dzięki czemu można zrezygnować z centralnego rozdzielacza obrotowego. Zwiększa to dostępność do formy, co upraszcza zarówno integrację automatyki, jak i czynności manualne, takie jak prace serwisowe czy przezbrojenia. Konstrukcja pionowej wtryskarki sprzyja więc efektywnemu połączeniu z rozbudowanym systemem przenoszenia i pozycjonowania wkładek metalowych.
System transferowy koordynuje kluczowe etapy procesu
Do obsługi formy zastosowano duży robot sześcioosiowy, który na każdym cyklu usuwa z gniazd gotowe detale i jednocześnie wprowadza do nich nowe wkładki. Jak podkreśla Václav Dostal, głównym wyzwaniem przy tym wyrobie jest duża liczba oraz zróżnicowanie części metalowych, które muszą być bezpiecznie i powtarzalnie obsługiwane przez system automatyki. Wkładki obejmują kilka typów pinów sygnałowych, pinów zasilających oraz gniazd, przy czym poszczególne elementy dostarczane są do robota w różnych formach podawania.
Drugi robot wspiera robota sześcioosiowego w przygotowaniu wkładek. Jego zadaniem jest wstępne pozycjonowanie elementów metalowych w specjalnych ramkach transportowych. Część wkładek jest podawana na tackach, natomiast niektóre piny są wykonywane w linii w procesie taśma–taśma, w którym następuje ich wykrawanie i gięcie. Całość zintegrowano z wewnętrznym systemem transferowym celi, którego konstrukcja pozwala na płynne zaopatrywanie jednostki zamykania w kompletne zestawy wkładek, a następnie na ich odbiór po procesie wtrysku.
Ruch ramek odbywa się po układzie szyn, który prowadzi je do jednostki zamykania. Tam robot wieloosiowy pobiera całe zestawy wkładek i umieszcza piny oraz gniazda w gniazdach formy. W kolejnym etapie wkładki są obtryskiwane białym, wzmocnionym włóknem szklanym tworzywem, co pozwala uzyskać wymagane właściwości mechaniczne i izolacyjne gotowego komponentu. System transferowy odpowiada również za odbiór świeżo wtryskanych detali z okolicy jednostki zamykania i przekazanie ich do dalszych operacji kontrolnych oraz znakowania.
Po opuszczeniu strefy zamykania komponenty obudów trafiają do stanowiska kontroli wizyjnej, gdzie sprawdzane są za pomocą systemu kamer. Następnie wykonywane jest znakowanie kodem DMC, które umożliwia identyfikowalność wyrobów. Gotowe części są układane na tackach i w tej formie opuszczają celę produkcyjną. Puste ramki i wózki transportowe są automatycznie zawracane do punktu początkowego, co zamyka cykl i umożliwia jego w pełni automatyczną realizację w trybie ciągłym.
Urządzenia automatyzujące z zaawansowanym systemem transferowym otaczają pionową wtryskarkę
Wzorzec dla innych zakładów i znaczenie współpracy lokalnej
Nowa cela produkcyjna w Jihlavie, w której zastosowano w pełni zautomatyzowany proces wytwarzania komponentów obudów skrzynek łączeniowych, została opracowana i zbudowana na miejscu przez lokalny zespół. Rozwiązania automatyzacyjne z tego zakładu są stosowane także w innych lokalizacjach grupy Swoboda na świecie, a projekt z Jihlavy pełni funkcję referencyjną jako przykład kompletnej integracji wszystkich etapów procesu.
Według informacji firmy pełna automatyzacja operacji, w połączeniu z wysoką powtarzalnością pracy wtryskarki Wittmann, pozwoliła zwiększyć efektywność procesu i obniżyć jednostkowe koszty produkcji. Jednocześnie uzyskano wysoką stabilność parametrów przetwórstwa oraz spójność standardów jakościowych, co ma kluczowe znaczenie przy tak złożonych zespołach metal–tworzywo.
Współpraca Swoboda i Wittmann w Czechach ma charakter partnerski, co ułatwiają niewielkie odległości oraz zaplecze lokalnego oddziału Wittmann z własnym magazynem części zamiennych, centrum szkoleniowym i centrum technicznym. Jak wskazuje Michal Slaba, przy optymalizacji procesów pod kątem zwiększenia efektywności, lokalna spółka pełni dla wielu klientów rolę partnera wspierającego w doborze i doskonaleniu rozwiązań technicznych, w tym zintegrowanych systemów automatyzacji wokół wtryskarek pionowych.
Współpraca na rzecz maksymalnej efektywności: Pavel Bohuněk i Marek Hejl ze Swoboda CZ oraz Michal Slaba z Wittmann Battenfeld CZ
