Automatyzacja procesów produkcyjnych stała się nieodłącznym elementem współczesnego przemysłu. W dobie rosnącej konkurencji, przedsiębiorstwa dążą do zwiększenia efektywności, redukcji kosztów oraz poprawy jakości produkowanych wyrobów. Kluczowym rozwiązaniem w tym zakresie są automatyczne linie produkcyjne, które pozwalają na realizację tych celów. W poniższym artykule przyjrzymy się składowym takiej linii.
Automatyczna linia produkcyjna to zespół maszyn, urządzeń i systemów sterowania, które współpracują ze sobą w celu wykonania określonego procesu produkcyjnego. Składa się ona z kilku kluczowych elementów, można je podzielić na następujące kategorie:
Podstawowym zadaniem systemów transportowych jest przenoszenie materiałów i półproduktów pomiędzy poszczególnymi stanowiskami pracy. Automatyzacja produkcji wykorzystuje różne rodzaje transportu, takie jak przenośniki taśmowe, rolkowe czy łańcuchowe. Towar może być także przenoszony pomiędzy operacjami za pomocą stołów obrotowych obracających się o stały kąt co cykl pracy maszyny. Do transportu stosuje się także manipulatory pneumatyczne lub elektryczne.
Aby uzyskać maksymalną elastyczność linii w przypadku produktów o bardzo zmiennej geometrii i zróżnicowaniu operacji produkcyjnych, do transportu można użyć robotów 5-cio i 6-cio osiowych lub w układzie delta dla bardzo szybkich procesów produkcyjnych.
Przyszłością transportu towaru na dużych liniach produkcyjnych są roboty mobilne. W niektórych fabrykach już pracują mobilne roboty AGV, które nawigują się na taśmach magnetycznych wbudowanych w podłogę lub na reflektorach umieszczonych na słupach hali produkcyjnej. Nowszymi i bardziej elastycznymi robotami są roboty AMR, które nawigują się za pomocą Lidarów i w przeciwieństwie do robotów AGV, nie wymagają modyfikacji hali produkcyjnej do ich uruchomienia.
Wybór odpowiedniego systemu transportowego zależy od wielu czynników. Najważniejszymi z nich są:
Stacje robocze to miejsca, w których realizowane są poszczególne etapy procesu produkcyjnego. Mogą one obejmować różnorodne operacje, takie jak:
W zależności od rodzaju wykonywanych zadań stacje robocze mogą być wyposażone w specjalistyczne maszyny, komponenty i urządzenia.
Roboty przemysłowe to zaawansowane technologicznie urządzenia, które coraz częściej zastępują człowieka w realizacji zadań produkcyjnych. Dzięki swojej precyzji, szybkości i braku zmęczenia, przyczyniają się do znacznego wzrostu efektywności procesów produkcyjnych. Roboty mogą wykonywać zadania: montażowe, manipulacji częściami, pakowania, malowania, wiercenia czy frezowania. W przemyśle zwykle stosuje się roboty:
Kluczowym elementem automatycznej linii produkcyjnej jest system sterowania, który koordynuje pracę wszystkich urządzeń i maszyn. Dzięki zaawansowanym algorytmom i technologiom komunikacji przemysłowej, system sterowania jest w stanie monitorować i kontrolować cały proces produkcyjny, zapewniając jego optymalny przebieg. W przemyśle układy sterowania zwykle składają się z:
Czujniki są niezbędne do monitorowania procesów produkcyjnych. Mogą to być czujniki wykrywające obecność materiałów na przenośniku, czujniki pomiarowe kontrolujące parametry procesu i produktów, czy też czujniki bezpieczeństwa zapobiegające wypadkom przy pracy.
Czujniki cyfrowe przesyłają do sterownika PLC sygnały logiczne 0 lub 1 – w zależności od tego, czy mierzony przez nie parametr przekroczył zadaną wartość progową.
Czujniki analogowe przesyłają do jednostki sterującej sygnał np. w zakresie od 0 do 10V lub od 4 do 20 mA. Sygnał ten jest proporcjonalny do zmierzonego przez czujnik parametru np. ciśnienia powietrza czy wysunięcia tłoka siłownika pneumatycznego.
Czujniki bezpieczeństwa stosuje się do zabezpieczenia stref niebezpiecznych maszyn tam, gdzie nie było możliwe konstrukcyjne zabezpieczenie obszarów niebezpiecznych, np. czujniki i rygle bezpieczeństwa zabezpieczają drzwi maszyny potrzebne do jej przezbrojenia. Rygle utrudniają otwarcie drzwi podczas pracy maszyny, a czujniki bezpieczeństwa wykrywają otwarcie tych drzwi. Po wykryciu otwarcia drzwi w trakcie produkcji, układ bezpieczeństwa maszyny natychmiast zatrzymuje jej pracę, aby uchronić operatora przed wypadkiem.
Systemy wizyjne są coraz częściej stosowane w automatycznych liniach produkcyjnych do kontroli jakości, rozpoznawania elementów oraz wspomagania procesów montażu. W zależności od wymaganego stopnia skomplikowania inspekcji, do budowy systemów wizyjnych używa się:
Podczas budowy systemów wizyjnych, kluczowym elementem jest zapewnienie powtarzalnego oświetlenia badanego detalu. Do tego celu stosuje się różnego typu oświetlacze czy urządzenia backlight, które mogą oświetlić element światłem o różnym kolorze i spektrum – zarówno widzialnym, jak i niewidzialnym dla człowieka.
O ile to możliwe, zaleca się odizolowanie produktu od światła zewnętrznego podczas przeprowadzania inspekcji wizyjnej. W przypadku, gdy produkt nie jest odizolowany od światła zewnętrznego, często zdarza się, że system działa poprawnie przez większość czasu, lecz podczas specyficznego ustawienia słońca lub przesunięcia maszyny w inne miejsce w fabryce, gdzie jest inne oświetlenie, system przestaje działać poprawnie.
Coraz częściej klienci, zgodnie z ideą Przemysłu 4.0, wymagają od nas podłączenia budowanych przez nas linii produkcyjnych do ich systemów MES i ERP. Podłączenie urządzeń do takiego systemu umożliwia monitorowanie i wizualizację między innymi:
Automatyczne linie produkcyjne składają się z wielu skomplikowanych elementów, które współpracują, aby zapewnić sprawne działanie całego procesu. Wraz z postępem technologicznym i rozwojem nowych rozwiązań, automatyczne linie produkcyjne stają się coraz bardziej zaawansowane, umożliwiając produkcję na coraz większą skalę przy zachowaniu wysokich standardów jakościowych.
Office: 
