21 milionów śrub wkręconych
Systemy wkręcania śrub kół SCHULZ dla przemysłu motoryzacyjnego
Większość kierowców zajmuje się śrubami trzymającymi koła przy samochodzie najwyżej dwa razy w roku. My, z zespołu SCHULZ zajmującego się mechanizacją dla branży automotive, na co dzień pracujemy przy różnych zadaniach związanych ze śrubami kół.
Naszym celem jest oferowanie rozwiązań automatyzacji dopasowanych do potrzeb klienta. Nasz najnowszy projekt, zbudowany u renomowanego producenta samochodów w Bremie, dokręca rocznie pięć milionów śrub kół. Instalacja precyzyjnie monitoruje takie parametry jak kąt dokręcenia i moment dokręcania, dzięki czemu możemy dokumentować elektroniczne zapewnienie jakości montażu kół. Montażem kół w pojazdach zajmujemy się już od dziesięcioleci. Pierwsze instalacje były jeszcze usieciowione przez Interbus-S, dziś inteligentne czujniki raportują przez IO-Link, a PROFINET zbiera całą sygnalizację czujnikową. Rozwijaliśmy się również my: podczas gdy dawniej działaliśmy jako partner odpowiedzialny za automatykę sterowania, dziś dostarczamy kompletne, „pod klucz” instalacje dla całego procesu.
Korzystamy przy tym z kompetencji różnych działów w ramach Grupy SCHULZ. Dysponujemy własnymi konstruktorami, także w obszarze mechaniki, i pracujemy wewnętrznie na systemach takich jak Siemens NX oraz CATIA. Nasz własny dział budowy suwnic nie tylko montuje systemy suwnicowe, lecz potrafi również projektować, wytwarzać i montować na całym świecie złożone systemy szynowe. Instalacja zamontowana na początku 2025 roku jest czwartą z serii podwieszanych pod sufitem systemów do wkręcania śrub kół –całkowicie nową konstrukcją zaprojektowaną u nas. Dużą zaletą tej koncepcji jest to, że podłoga, a więc i strefa przejścia, pozostaje wolna od jakiejkolwiek techniki instalacji. Pracownik może poruszać się swobodnie, sprzątanie jest proste, a podczas prac utrzymania ruchu nie trzeba przechodzić po łożu maszyny.
Z kolei rozwiązanie prowadzone pod sufitem wymaga większego nakładu konstrukcyjnego, ponieważ na system działają zupełnie inne siły. W przypadku bębna śrubowego – czyli serca instalacji – jest to już czwarta iteracja i osiągnęliśmy stan akceptowany w szerokim zakresie. Bęben ma budowę modułową, co w utrzymaniu ruchu daje korzyść w postaci szybkich napraw. Dzięki temu wymiana napędu wkręcania jest możliwa dosłownie w kilku ruchach – to realna korzyść dla płynnej pracy instalacji, ponieważ znacząco ogranicza przestoje i straty produkcyjne. To także plus dla nas, bo dzięki koncepcji modułowej możemy niewielkim nakładem reagować na wymagania klientów. Nie każdy pojazd ma pięć szpilek kół – to tylko jeden przykład z możliwych modyfikacji.
Właśnie od bębna śrubowego – zwanego też manipulatorem śrub – rozpoczyna się w pełni automatyczny proces wkręcania. Jest ergonomiczny, ma regulację wysokości i podczas wkręcania porusza się synchronicznie z karoserią.
W tej instalacji po raz pierwszy zrealizowaliśmy wózek do osadzania kół prowadzony pod sufitem. Przejmuje on kompletne koła z doprowadzającego przenośnika i wspiera pracownika przy osadzaniu koła. Dzięki pneumatycznemu wspomaganiu we wszystkich trzech osiach koło można osadzić na piaście przy minimalnym wysiłku, a śruby kół wstępnie wkręcić ręcznie. Po osadzeniu koła i akceptacji przez pracownika wózek wraca w pełni automatycznie do pozycji przejęcia, blokuje się i jest gotowy do pobrania kolejnego koła. W tym czasie pracownik przykłada bęben śrubowy do wstępnie osadzonego koła i uruchamia automatyczny proces wkręcania. Ten również jest wspomagany pneumatycznie i porusza się synchronicznie z taśmą, razem z karoserią.
Także tutaj, po zakończeniu całkowicie elektrycznego cyklu dokręcania, sterownik cofa mechanikę do pozycji wyjściowej, więc pracownik nie musi robić nic więcej. To, że w przypadku błędnego połączenia generowane są komunikaty i wyświetlane zarówno na dużym ekranie 43”, jak i na smartfonach pracowników, w dobie Przemysłu 4.0 jest oczywiste. Montaż instalacji w trakcie postoju na przełomie roku przebiegł sprawnie również dlatego, że najpierw sprawdziliśmy komórki montażowe w pełnym przedmontażu testowym w naszym oddziale w Bremie. Obejmowało to także to, że „jadącą” karoserię prowadziliśmy obok instalacji na sterowanym, atrapowym przenośniku.
Nasz kierownik projektu Tim Wiegers opisuje zalety: „Taka konfiguracja testowa daje nam możliwość przeprowadzenia wstępnego uruchomienia w absolutnie realistycznych warunkach. Dzięki współpracy z klientem zadziałało to tutaj znakomicie – udostępniono nam prawdziwą karoserię.” Oprogramowanie sterujące zostało wcześniej uruchomione również w ramach symulacji cyfrowej. Z jednej strony zminimalizowało to nakład prac przy wstępnym uruchomieniu, a z drugiej pomogło nam w tematach, których nie mogliśmy odwzorować w naszej hali. Dzięki temu mamy pewność: na koniec w drogę wyrusza instalacja sprawdzona od A do Z – niezależnie od tego, na jakim kontynencie i w jakiej produkcji zostanie później zainstalowana. Jakość „Made by SCHULZ” jest w pakiecie.
Po teście nastąpiła przebudowa w rzeczywistym środowisku produkcyjnym — w obszarze o najwyższym takcie. Po drobnych komplikacjach podczas demontażu starej instalacji udało nam się odrobić czas dzięki know-how zdobytemu na stanowisku testowym. Rozruch produkcji w nowym roku wystartował zgodnie z planem. Dzięki temu w przypadku realizowanych przez nas obecnie instalacji osiągamy roczną wydajność dokręcania na poziomie ok. 21 milionów śrub kół. Dziękujemy całemu zespołowi oraz wszystkim osobom zaangażowanym, które umożliwiły ten wynik.
Nasz system wkręcania śrub kół to efekt dziesięcioleci doświadczeń, pracy zespołowej i technologicznej precyzji — od pierwszego testu po przekazanie instalacji pod klucz. Kto wkręca z nami, wkręca systemowo.
Robert Straub, kierownik działu Automotive Automation, SCHULZ Systemtechnik
