Od analizy procesu do budowy maszyny – jak powstaje rozwiązanie dla konkretnego zakładu?

Maszyna z katalogu rzadko pasuje do hali idealnie. Inaczej wygląda podawanie detali, inne mają wymiary, inny jest rytm zmian i inni są ludzie obok stanowiska. Dlatego w przemyśle często powstają urządzenia projektowane pod konkretne zadanie, od pierwszej rozmowy z technologiem do uruchomienia na hali. Warto wiedzieć, jak wygląda ta droga, bo od jej jakości zależy, czy maszyna będzie pracowała bez kłopotów przez lata.

Analiza procesu i pomiary

Wszystko zaczyna się od wizyty w zakładzie i poznania procesu na miejscu. Inżynier patrzy, jak wygląda cykl pracy, jakie są wymiary i masa detali, jak materiał trafia na stanowisko, a jak z niego wychodzi. Pyta o liczby: ile sztuk na zmianę, jakie są wahania, jak często zmienia się wyrób. Często wykonuje się też pomiary czasów oraz zapis wideo, żeby późniejszy projekt opierał się na faktach.

Na tym etapie bywa, że pada pytanie, czy w ogóle potrzebna jest nowa maszyna. Czasem wystarczy automatyzacja produkcji jednego etapu, czasem modernizacja istniejącego urządzenia, a czasem zmiana organizacji pracy.

Koncepcja i założenia

Po analizie powstaje koncepcja: szkic rozwiązania, wstępny układ maszyny, lista głównych podzespołów i szacunek czasu realizacji. To moment, w którym zakład może jeszcze łatwo zmienić kierunek. Zmiana założeń na papierze kosztuje godziny pracy konstruktora, a po wykonaniu maszyny kosztuje tygodnie i znaczące pieniądze.

Dobra koncepcja zawiera też kryteria odbioru, czyli konkretne parametry, które maszyna musi spełnić: wydajność, powtarzalność, dostępność, wymagania co do jakości. Dzięki nim obie strony wiedzą, kiedy projekt uznać za zakończony.

Projekt mechaniczny, elektryczny i programowy

Następnie powstaje szczegółowy projekt. Konstruktor opracowuje model trójwymiarowy, dobiera napędy, prowadnice, chwytaki i czujniki, a projektant układów sterowania przygotowuje schematy elektryczne i architekturę sterowania. Równolegle pisany jest program sterownika PLC, a gdy w grę wchodzi robot, także program ruchu.

Przy projekcie nie można zapomnieć o ergonomii i bezpieczeństwie. Dostęp do miejsc obsługowych, wysokość stanowiska, osłony i zabezpieczenia wynikają z analizy ryzyka, którą wykonuje się już na etapie projektu. Dodanie ich po fakcie jest trudne i zwykle psuje konstrukcję.

Wykonanie i montaż

Gotowy projekt trafia do produkcji. Elementy są wytwarzane i zamawiane, następnie powstaje rama, montowane są zespoły mechaniczne, szafa sterownicza i instalacja. Na tym etapie ważna jest organizacja: kompletność części, kontrola wymiarów, opisanie przewodów. To nudna część procesu, ale to ona decyduje o tym, jak bardzo maszyna będzie się dawała serwisować.

W Ostrowie Wielkopolskim takie rozwiązania projektuje i buduje ARM Solutions, firma łącząca mechanikę, automatykę i robotykę. Zakres prac obejmuje maszyny budowane od podstaw, ale też modernizację urządzeń, które już pracują w zakładzie.

Testy u wykonawcy i u klienta

Przed wysyłką maszyna przechodzi odbiór u producenta, w branży nazywany FAT. Sprawdza się działanie wszystkich funkcji, zachowanie w sytuacjach awaryjnych oraz zgodność z założeniami. Klient może w nim uczestniczyć i zgłaszać uwagi, zanim maszyna zostanie rozmontowana i przewieziona.

Drugi etap to odbiór w zakładzie, czyli SAT. Maszyna jest ustawiana w docelowym miejscu, podłączana do mediów i uruchamiana na rzeczywistych detalach. To tu wychodzą różnice między próbą a produkcją: inny surowiec, inna temperatura hali, inny sposób dostarczania materiału. Dobrze zaplanowany SAT zakłada margines czasu na takie korekty.

Szkolenie, dokumentacja i serwis

Uruchomienie to nie koniec. Operatorzy i służby utrzymania ruchu powinni przejść szkolenie, a zakład powinien dostać dokumentację: schematy, instrukcję obsługi, listę części zamiennych, opis procedur bezpieczeństwa. Bez tego każda awaria staje się zagadką.

Po uruchomieniu zaczyna się okres, w którym maszyna ujawnia swoje słabe strony. Ustalenie, kto i w jakim czasie odpowiada na zgłoszenia, oszczędza nerwów obu stronom. Maszyny przemysłowe pracują latami, więc relacja z wykonawcą nie kończy się na odbiorze. Po czasie pojawiają się nowe wyroby, zmiany wymagań i pomysły na rozbudowę.

Dla zakładów, które rozważają zamówienie urządzenia na miarę, praktycznym punktem odniesienia jest zakres, w jakim wykonawca zajmuje się całym cyklem: od pomiarów po serwis. Więcej o tym, jak przebiega produkcja maszyn przemysłowych.

Artykuł Sponsorowany - tekst i fot. mat. partnera

Zobacz też: Hrubieszów: Maturzyści na pielgrzymim szlaku