ABB wdraża roboty przemysłowe i cyfrową kontrolę jakości

Automatyzacja procesów w polskim sektorze metalurgicznym nabiera tempa. Coraz więcej zakładów odlewniczych, hutniczych i przetwórczych decyduje się na wdrożenie systemów robotycznych, czujników jakości i precyzyjnych układów kontroli, aby sprostać rosnącym wymaganiom rynkowym oraz kosztowym. Wśród firm realizujących największe projekty automatyzacji znajduje się ABB Poland, międzynarodowy dostawca robotów, systemów sterowania i technologii dla przemysłu ciężkiego.

Jednym z przykładów rozbudowanego wdrożenia robotyzacji jest projekt przygotowany dla zakładu branży metalurgicznej, w którym ABB wprowadziło zrobotyzowane stanowiska odlewnicze oraz systemy cyfrowej kontroli jakości. Dzięki tym rozwiązaniom zakład zyskał większą stabilność, poprawę bezpieczeństwa pracowników oraz znaczny wzrost wydajności. Wdrożenie to stało się również punktem odniesienia dla innych przedsiębiorstw rozważających modernizację swoich linii.

Dlaczego zakład zdecydował się na pełną automatyzację

Wyzwania operacyjne

Zakład, w którym wdrożono system ABB, borykał się z kilkoma typowymi problemami sektora metalurgicznego. Pierwszym z nich była wysoka uciążliwość pracy na stanowiskach odlewniczych: wysokie temperatury, kontakt z gorącym metalem oraz powtarzalne i wymagające fizycznie czynności. Drugim wyzwaniem były rosnące koszty pracy oraz trudności w pozyskiwaniu doświadczonej kadry.

Trzecim elementem, który wymagał uwagi, był proces kontroli jakości. W zakładzie stosowano głównie manualne pomiary i inspekcje wizualne, które były czasochłonne, podatne na błędy i trudne do standaryzacji.

Wzrost wymagań jakościowych klientów

Branża automotive, która jest jednym z głównych odbiorców produktów odlewniczych, wymaga komponentów o wysokiej powtarzalności i bardzo niskiej tolerancji błędu. Dlatego zakład musiał znaleźć sposób na zwiększenie precyzji procesów oraz skrócenie czasu realizacji zamówień.

Trend automatyzacji w metalurgii

Robotyka odlewnicza to jeden z najdynamiczniej rozwijających się segmentów automatyki przemysłowej. Według raportów branżowych firmy, które wdrażają zrobotyzowane stanowiska odlewania, zmniejszają od 30 do 60 procent ryzyka wypadków przy pracy, a ich wydajność rośnie od 20 do 40 procent. Zakład zdecydował się więc na wdrożenie robotów ABB jako rozwiązania strategicznego, które ma zapewnić stabilny wzrost i większą produktywność.

Zakres wdrożenia

Roboty odlewnicze ABB FlexPendant i IRB do pracy w wysokich temperaturach

W projekcie wykorzystano roboty ABB przystosowane do pracy w warunkach ekstremalnych. Modele IRB z osłonami termicznymi i pneumatycznym chłodzeniem zostały zintegrowane z piecami odlewniczymi oraz liniami transportu ciekłego metalu. Roboty wykonują zadania przenoszenia kokil, wylewania metalu, wyciągania odlewów i ich wstępnej obróbki.

Zastosowanie robotów pozwoliło na usunięcie pracowników ze stref o najwyższym ryzyku. Znacząco zwiększyło to poziom bezpieczeństwa, co było jednym z kluczowych celów projektu.

Źródło: ABB Robotics – opisy wdrożeń w branży metalurgicznej.

Automatyczna kontrola jakości z wykorzystaniem systemów wizyjnych

Drugim elementem projektu było wprowadzenie cyfrowej kontroli jakości. Systemy wizyjne ABB zostały zintegrowane z linią produkcyjną i służą do pomiaru wymiarów, analizy powierzchni odlewów oraz wykrywania defektów, takich jak pęcherze powietrza, niedolewy czy mikropęknięcia.

System wizyjny jest połączony z bazą danych zakładu, co pozwala na analizę trendów jakościowych w czasie. W razie pojawienia się odchyleń operatorzy otrzymują sygnał, a następnie mogą podjąć działania korekcyjne.

Źródło: ABB Ability – systemy kontroli jakości dla przemysłu ciężkiego.

Integracja robotów z systemem MES zakładu

Roboty ABB zostały połączone z systemem zarządzania produkcją MES. Każdy cykl odlewniczy, każda zmiana narzędzi oraz każdy pomiar jakościowy są rejestrowane w bazie danych. Pozwala to na zarządzanie produkcją w czasie rzeczywistym oraz szybką identyfikację wąskich gardeł.

Dodatkowo system umożliwia optymalizację harmonogramów i redukcję przestojów wynikających z konieczności konserwacji lub awarii.

Modernizacja infrastruktury technicznej

W ramach projektu modernizowano także układy zasilania robotów, instalacje pneumatyczne, systemy bezpieczeństwa oraz układy odprowadzania ciepła. Zakład zyskał nowe stanowiska operatorów, zintegrowane pulpity sterownicze oraz strefy bezpieczeństwa oddzielone od ciągów roboczych.

Efekty wdrożenia

Zwiększenie wydajności

Po wdrożeniu robotów ABB cykl odlewniczy uległ skróceniu dzięki precyzyjnemu i powtarzalnemu działaniu maszyn. Roboty wykonują czynności w tempie nieosiągalnym dla pracowników, co pozwoliło zakładowi na realizację większej liczby odlewów w ciągu zmiany.

Poprawa bezpieczeństwa

Wyeliminowanie konieczności przebywania pracowników w pobliżu ciekłego metalu radykalnie zmniejszyło ryzyko oparzeń i innych wypadków. Pracownicy zostali przeniesieni na stanowiska kontrolne oraz nadzorcze, które są bardziej ergonomiczne.

Redukcja kosztów produkcji

Automatyzacja pozwoliła na zmniejszenie strat materiałowych oraz skrócenie czasu ręcznej kontroli jakości. Dzięki systemom wizyjnym defekty są wykrywane natychmiast, co redukuje liczbę odrzutów i poprawek.

Poprawa jakości i powtarzalności

Roboty zapewniają powtarzalność ruchu i precyzję, która eliminuje odchylenia w procesie odlewania. Dzięki temu odlewy spełniają rygorystyczne standardy branży automotive i maszynowej.

Znaczenie projektu dla branży metalurgicznej

Projekt wdrożony przez ABB pokazuje, że automatyzacja w metalurgii jest nie tylko możliwa, ale wręcz konieczna. Coraz więcej przedsiębiorstw rozważa instalację robotów odlewniczych i systemów cyfrowej kontroli jakości. Szczególnie istotne staje się to w kontekście wymagań dotyczących jakości, niskiej emisji i bezpieczeństwa pracy.

Wdrożenie otworzyło zakładowi drogę do kolejnych inwestycji. Planowane są dalsze usprawnienia w zakresie robotyzacji transportu wewnętrznego, automatyzacji szlifowania i obróbki oraz integracji analityki predykcyjnej.

Źródła

Strona ABB Robotics – materiały dotyczące wdrożeń robotyki w przemyśle metalurgicznym.
Strona ABB Ability – systemy kontroli jakości i wizji maszynowej.
Publikacje ABB dotyczące robotów IRB i automatyzacji procesów odlewniczych.