Zájem o elektromotory roste, řešením je automatizace

Po příjezdu do JULI Motorenwerk nás přivítal vedoucí technologie Filip Zivčák, jenž je jednou z ústředních postav transformace jednotlivých pracovišť na automatické výrobní buňky. Přestože se společnosti daří postupně automatizovat jedno pracoviště za druhým, nepropustili jediného zaměstnance a současně dokázali zvýšit výrobní kapacitu závodu o více než polovinu. V roce 2013 rozbíhal pan Zivčák dokonce výrobu elektromotorů v dceřiné společnosti v Číně, kam do té doby elektromotory dodávali. To však již nebylo rentabilní, proto bylo rozhodnuto vyrábět elektromotory pro tamní trh přímo na místě. V současné době tam padesát zaměstnanců pomocí stejných výrobních technologií, jako mají v českém výrobním závodě, zvládá uspokojit čínskou poptávku. Vraťme se však zpátky do Moravan. Již v  roce 2003 zde spustili první automatickou linku navíjení, která cívky nejenže automaticky navíjí, ale dokáže je vtáhnout do těl statorů, vytvarovat čela vinutí a také je automaticky obšívat. Oddělování a zapojování jednotlivých fází se však zatím bez lidské ruky stále neobejde. „I tento výrobní krok se jistě jednou dočká efektivního automatického řešení,“ věří generální ředitel Pavel Rieder. V souvislosti s rozvojem elektromobility probíhá v tomto odvětví v posledních letech rozsáhlý výzkum a vývoj.

Stále přísnější ekologická nařízení Evropské unie hrají výrobcům elektromotorů do karet. Zákaz užívání spalovacích motorů v uzavřených prostorách nutí výrobce manipulační techniky nahrazovat tyto pohony elektrickými. Nárůst poptávky, ale i nedostatek kvalifikované pracovní síly vyřešila společnost JULI Moterenwerk právě automatizací. „Díky automatizaci jsme mohli pracovníky lépe distribuovat, transformovat výrobu a vypomoci si vlastními silami. Z původní výrobní kapacity 300 tisíc motorů ročně jsme nyní na 700 tisících,“ vysvětluje Zivčák. V roce 2018 přibyla druhá automatická linka navíjení a v současné době pracují v třísměnném provozu také dvě automatizovaná pracoviště na výrobu rotorů do středně velkých a malých elektromotorů. A úplně nově je nyní navíc v nové výrobní hale, která byla přistavěna z důvodu zvyšování výrobní kapacity, spouštěna automatická linka na výrobu statorů do malých elektromotorů. Tyto tři linky dodala divize MAS Automation společnosti Kovosvit MAS. Dvě pracoviště na výrobu rotorů stojí naproti sobě. „Říkáme jim ulička pýchy Kovosvitu,“ říká s úsměvem Zivčák. Automatizace výroby rotorů jako taková se však netýká pouze procesu obrábění, ale integrátoři Kovosvitu sladili do jedné výrobní buňky hned několik výrobních operací.
V menší lince jsou sloučeny operace lisování hřídelí do svazků, obrábění, měření, vyvažování a lakování. Mezioperační manipulaci zde zajišťují dva synchronizované roboty ABB. Ve větší a zároveň novější lince jsou navíc zahrnuty i operace lisování pastorků a značení hřídelí DMC kódem. V této lince je již uplatněn kamerový systém strojového vidění – do linky se tak zavážejí přímo palety s materiálem a robot je schopen jednotlivé dílce rozeznat, určit jejich polohu a přesně je uchopit pro další manipulaci. Manipulaci s materiálem mezi jednotlivými operacemi zde už zajišťují tři roboty ABB.

V obou linkách jsou rotory obráběny na soustruhu SP 280 s přesností do dvou setin milimetru. Takováto přesnost v běžném dílenském prostředí je udržitelná pouze díky měření každého obrobeného kusu ve speciální měřicí stanici. Na základě tohoto měření jsou přímo přenášeny korekce do procesu soustružení – dochází tak k neustálému zpřesňování obrábění. Se soustruhy SP 280 má společnost bohaté zkušenosti. Celkem jich je ve výrobě už osm. CNC soustruh s maximálním obráběcím průměrem 280 mm a délkou 550 mm umožňuje výrobu s vysokou produktivitou. Vysokou přesnost polohování dodává stroji valivé vedení, po kterém pojíždějí suporty lineárních os, těleso koníka nebo pravý vřeteník.

Linku řídí systém MADAM (MAS Data Management) vyvinutý divizí MAS Automation. Celá buňka byla navržena tak, že ani častá výměna typu neovlivňuje produktivitu. „Vyrábíme okolo šedesáti typů motorů. Oceňuji, že integrátoři dokázali výrobní buňku navrhnout tak, aby byla stále efektivní, i když měníme typ a zastavujeme centrum i několikrát za směnu,“ doplňuje Zivčák. Přes velkou variabilitu vyráběných rotorů, nedochází ani k chybám. MADAM je naprogramován tak, že nutí operátora potvrzovat jednotlivé kroky při výměně typu a tím vlastně zabezpečuje, že žádný krok nebude přeskočen či opomenut.

Postup pracovníků MAS Automation je takový, že nejprve pracoviště postaví, naprogramují a pečlivě odzkoušejí ve vlastním zázemí v Sezimově Ústí. Na místě u zákazníka jej opět sestaví a oživují. „MAS Automation má jednu velkou výhodu oproti konkurenci – mají svoje integrátory. Z vlastní zkušenosti vím, kolik času i nákladů navíc znamená muset si pozvat integrátora např. z ABB. Zpravidla bývají zavalení prací a čekací lhůty bývají hodně dlouhé. Tohle s MAS Automation úplně odpadlo,“ chválí si spolupráci Zivčák. Navíc jsou ochotní v případě potřeby řešit problémy s operátory i po telefonu. Zřejmě i toto přimělo společnost JULI Motorenwerk znovu se obrátit na MAS Automation, když plánovali automatizaci obrábění statorů malých elektromotorů. V době mé návštěvy již ve výrobní hale malých statorů stála v pořadí už třetí automatická linka z produkce MAS Automation. K jejímu oživení mělo dojít v následujících dnech, ale už teď bylo vše na svém místě připraveno ke spuštění. Pouze měřicí systém Equator od společnosti Renishaw zatím čekal v krabici na vybalení. „Harmonogram dodání a oživení linky na výrobu statorů je jeden měsíc. Na následující dny je již naplánované zaškolení obsluhy a rozjezd linky,“ pochvaluje si Zivčák dodržování termínu. Výroba statorů se od rotorů liší. Místo soustruhu lince dominuje pětiosé frézovací centrum MCU 450 s otočně-naklápěcím stolem. Obrobek v centru může vykonávat pohyb v osách X, A, C a vřeteno v osách Y a Z. Litinové lože stroje je velmi tuhé a zabezpečuje jeho vysokou přesnost. Stroj se vyznačuje teplotně symetrickou konstrukcí s vychlazováním klíčových komponent. Byl navržen pro automatizaci – k tomu přispívají prvky jako automatické odsouvání střechy nebo automatický oplach pracovního prostoru. Rozjezdy v osách X, Y, Z jsou 500, 800 a 520 mm. Hliníkové statory jsou obráběny PKD nástroji a zvláštností je to, že se obrábějí již včetně vinutí upnuté za vnitřní průměr. Házivost a soustřednost statorů pak bude kontrolovat měřicí systém Equator. I ten dokáže podle naměřených hodnot odeslat potřebné korekce do obráběcího centra, které je automaticky provede. Tím je zabezpečena stoprocentní kontrola nad každým vyrobeným dílem. „Automatizujeme, abychom snižovali náročnost lidské práce, ale také proto, abychom dosáhli co možná nejlepší úrovně procesní kvality,“ doplňuje Rieder k výhodám automatických linek. „Každý produkt, který projde linkou, je zkontrolovaný, výsledky měření jsou uložené a dohledatelné, a tak je zajištěna kontinuální sledovatelnost kvality,“ dodává. Spolupráce s MAS Automation si pan ředitel váží a považuje společnost za systémového partnera. Podle jeho slov by rád v dalším kroku po automatizaci dosáhl tzv. centralizovaného sběru dat z celého výrobního procesu, která by chtěl využívat k plánování výroby, údržbě a kontinuálnímu monitoringu. „Všechny nové technologie již instalujeme s konkrétním rozhraním, abychom z nich mohli data sbírat a také vyhodnocovat. Servery pro sběr takového množství dat již máme,“ upřesňuje Rieder své tvrzení.

Jihomoravská společnost JULI Motorenwerk disponuje také vlastním vývojovým střediskem, kde elektromotory stále vylepšují a inovují. Například došlo ke zjednodušení a zlevnění výroby rotorů odstraněním chladicích lopatek. Každá inovace je krokem směrem k vyšší efektivitě elektromotorů a snižovaní nákladů na výrobu. Automatizace výrobních procesů pak ke zvyšování produktivity, která jen na lince výroby rotorů stoupla o sedmdesát procent. V dohledné době by měla proběhnout také automatizace linky na výrobu těch největších rotorů z portfolia společnosti, jíž bude zřejmě dominovat nový soustruh společnosti Kovosvit MAS KL 435. Ten Filipu Zivčákovi padl do oka vloni na MSV v Brně, kde měl stroj premiéru. „Je to velmi kompaktní stroj. Když modernizujete výrobní linky v pětadvacet let staré hale, zástavbové prostory stroje hrají důležitou roli,“ dodává náš průvodce. Základní parametry soustruhu KL 435, jako tuhost, provedení skeletu nebo kinematika, se nijak neliší od léty prověřeného soustruhu SP 430. Zvýšena však byla tuhost v ose Z, úpravami prošlo upevnění lineárních os či odměřování, které je nyní součástí vřetena. Zcela nový je na stroji KL 435 oproti SP 430 hydraulický agregát s proporcionálními ventily pro nastavení upínacích tlaků sklíčidla a koníka, čímž je značně zjednodušeno a zrychleno nastavení tlaku upínání. Samozřejmostí je připravenost stroje pro robotizaci a možnost jeho začlenění do výrobních linek. V tomto ohledu je vybaven například automatickým otvíráním dveří, čehož společnost JULI Motorenwerk jistě využije. Filip Zivčák se prý na nový stroj už nyní těší.

Eva Buzková