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Taller de pintura 4.0

05 febrero 2019 | Nick Holt

Nick Holt visita el centro tecnológico de Eisenmann en Holzgerlingen, cerca de Stuttgart, para observar la última tecnología de taller de pintura sin patines antes de su instalación en la planta de Daimler en Kecskemét

Eisenmann Automated_Interior_PaintApplicationLos patines utilizados para transportar carrocerías a través de las varias fases de revestimiento y secado en el taller de pintura son un factor que limita lo productividad y la eficiencia. Estos pesados patines de acero (unos 200kg) requieren una limpieza frecuente y es otra estructura que debe calentarse y refrigerarse, por lo que aumenta el consumo de energía. La solución de Eisenmann elimina el uso de patines con un sistema de carriles modulares montados en el suelo y denominado VarioLoc. Este sistema utiliza motores eléctricos individuales y autónomos para transportar cada vehículo a través del proceso de pintado y en el horno de secado, sin necesidad de utilizar sistemas de cadenas lubricadas.

Jörg Robbin, vicepresidente de desarrollo de producto de Eisenmann en sistemas automotrices explica los objetivos de desarrollar el sistema VarioLoc: “La flexibilidad es muy importante para nosotros. Es nuestra prioridad y directriz. Queremos combinar maquinaria flexible con software inteligente para beneficiar al cliente. Así entendemos la industria 4.0 y es también nuestra prioridad en todo lo que hacemos”.

El punto de partida fue simplificar el formato actual del taller de pintura. “Nuestra intención es simplificar el proceso y ahorrar energía”, añade. “Estos patines, por ejemplo. Calentamos el patín después de cada paso del proceso y luego tenemos que volver a enfriarlo, esto es innecesario ya que solo necesitamos la carrocería pintada en el secado. Por lo que aquí tenemos la oportunidad de extraer todo lo que no necesitamos. Todo lo que malgasta dinero y requiere un gran esfuerzo de mantenimiento”.

Este sistema ofrece un gran nivel de precisión en términos de posicionamiento del vehículo en cualquier momento del proceso. Cada carrocería tiene sus propios controles; su propio sistema inteligente a través del VarioLoc en el que está montado. Hay una cinta con código de barras a lo largo de todo el raíl del taller de pintura que permite determinar y controlar la posición exacta de la carrocería. Estos sistemas inteligentes se extienden desde los tratamientos previos hasta el secado y la empresa rediseñó este último paso con su horno inteligente.

Eisenmann VarioLoc2

El suelo modular con el sistema de carriles VarioLoc permite prescindir de los patines

El ingeniero de proceso Jonas Eckhart nos explica algunas de las características del nuevo horno de secado y cómo el sistema VarioLoc mejora la eficiencia en esta fase: “En la parte principal del horno tenemos la cámara grande de combustión y un intercambiador de calor, así generamos el aire caliente dentro de la pared del horno”, afirma. “Los ventiladores se encuentran en la parte superior, por lo que todos los componentes que necesitamos, ventilador, quemador, filtros… todo está instalado en la pared del horno. De esta forma no necesitamos cajas de calentamiento y otros conductos externos”.

Eckhart afirma que: “Todos los conductos de una planta tienen pérdidas de presión. Cuantos menos conductos tengamos, perderemos menos presión. De igual modo, todas las superficies en el horno pierden calor y al tener una menor superficie también ahorramos energía. Otra ventaja es que podemos ahorrar mucho espacio en la planta. Un horno convencional requiere una segunda plataforma, aquí no es necesaria. Tan solo tenemos el horno y podemos ahorrar espacio en la parte superior”.

El punto caliente
El horno se divide en zonas de calor y el sistema VarioLoc permite un movimiento y posicionamiento preciso de la carrocería del vehículo a medida que avanza a través del horno.

“Se monitoriza la carrocería a través del horno y contamos por lo menos con seis zonas en el horno que pueden tener diversas temperaturas, lo que nos permite calentar la carrocería lentamente”, explica Eckhart. “Así mejoramos la calidad. Tenemos varios tipos de boquillas y en cada zona la configuración de boquillas es diferente, por lo que podemos apuntar y calentar las piezas pesadas de la carrocería [Pilar A, Pilar B y Pilar C] a la misma velocidad que calentamos las puertas, por ejemplo, a pesar de que las puertas son muy finas. “Nuestro objetivo es calentar toda la carrocería a la misma velocidad o al mismo tiempo, y no demasiado rápido. Si calentamos la carrocería demasiado rápido, entonces so producen problemas de calidad en la pintura. Sabemos también la posición del VarioLoc y el tipo de carrocería en todo momento. Algunos constructores producen hasta 10 o 12 carrocerías en una planta, y nosotros siempre sabemos qué vehículo está en el VarioLoc. También podemos supervisar los intervalos de mantenimiento del sistema, por ejemplo, VarioLoc envía la información del tiempo y distancia operativa de un motor para que podamos enviar la información a la plataforma de mantenimiento”.

Mantener el control
Para controlar todos estos sistemas inteligentes, la empresa desarrolló el sistema E-MES (Eisenmann Manufacturing Execution System). Daniel Hartmann, director de ventas y marketing de ENISCO (Eisenmann Industrial Software Company) nos explica la función del sistema. “En primer lugar, supervisión de equipos”, comienza. “¿Cuál es el estado del equipo, si está en un taller de pintura, cuál es el estado de los VarioLoc, cuál es el estado de los demás transportadores, cuáles es el estado de los equipos de proceso como el horno inteligente? ¿Tenemos algún problema con ello?

“En base a esta información el mantenimiento es una cuestión clave. Apoyamos un mantenimiento reactivo, si algo se rompe, ofrecemos al equipo de mantenimiento las herramientas para resolverlo. Le decimos a los trabajadores de mantenimiento exactamente qué tareas deben realizar y les aportamos las herramientas necesarias, tales como manuales, planos eléctricos, esquemas, instrucciones y guías paso a paso para completar el mantenimiento. “El siguiente paso es el mantenimiento predictivo, eso es algo en lo que estamos trabajando ahora. Recopilamos todos los datos operativos por lo que si tenemos algún fallo la información está en nuestro sistema. También analizamos todas las variables de parámetros de entrada. ¿Cómo hemos utilizado este dispositivo? Por ejemplo, el motor, durante cuánto tiempo operó el motor y en qué frecuencias? Toda esta información se guarda en nuestro sistema. Luego, en base a estos datos, podemos supervisar el estado y predecir fallos”.


“Necesitamos los habilitadores, las tecnologías que nos proporcionen la oportunidad de liderar realmente el campo de la industria 4.0” – Stefan Schubert, Daimler


Hartmann asegura que el sistema también proporciona un control y seguimiento del flujo de materiales, el seguimiento es preciso al milímetro gracias al código de barras del carril VarioLoc. “Sabemos exactamente dónde está la carrocería en cualquier parte del proceso. Se puede realizar el seguimiento y vincular a una carrocería concreta todos los valores del proceso, como por ejemplo valor de pH, temperatura, corrientes”. Destaca que esta información permite examinar cualquier cuestión con cualquier vehículo detalladamente e identificar la posición exacta en el proceso.

La gestión de calidad es una parte importante del software, según Hartmann. La informacion de calidad se recopila y almacena en un sistema central, por lo que el E-MES controla toda la fábrica y ofrece una vista de taller de carrocería, pintura y la línea de ensamblado.

Una asociación técnica
Eisenmann recibió el contrato para el contrato del nuevo taller de pintura en Kecskemét en 2016. Según Stefan Schubert de Daimler, las empresas tuvieron dos años para encontrar soluciones viables para la nueva planta. “Probamos las opciones y decidimos utilizar este nuevo sistema”, nos comenta. “Para nosotros en Daimler es importante ser pioneros y líderes en lo referente a la industria 4.0. “Necesitamos los habilitadores, las tecnologías que nos proporcionen la oportunidad de liderar realmente el campo de la industria 4.0. “Hay varios procesos y tecnologías involucrados. Elegimos el sistema VarioLoc porque es un buen ejemplo de una tecnología que se puede seguir desarrollando”.

Schubert explica algunas de las prioridades en el proceso de desarrollo: “El nivel de complejidad es importante. Todos nuestros vehículos deben desplazarse en una superficie. El mantenimiento es importante. Por ello los procesos de limpieza, mantenimiento y demás deben mantenerse a un mínimo. La innovación y la conservación de energía son muy importantes para nosotros… y naturalmente también debe ser rentable”.

El sistema VarioLoc ya se está utilizando en varias aplicaciones de otros fabricantes, pero el proyecto de Kecskemét es la primera vez que se utiliza para procesos de todas superficies, y representa varios retos. Schubert destaca la importancia del diseño de proceso, estandarización y control de tecnología, diseño de fábrica, mantenimiento de equipos y seguridad en el trabajo. “En los requisitos de proceso era muy importante comprobar que el movimiento sin patines sería beneficioso”, comenta. “Teníamos que estudiar cada proceso individual y asegurarnos de no olvidarnos de nada.

“El VarioLoc es un sistema monocarril y debe ser 100% estable. Estos significa que cada vez que entramos en el nivel de trabajo, tenemos que asegurarnos de que no haya movimientos laterales y contramos una forma muy ingeniosa de hacerlo. Respecto a la flexibilidad de carrocería y diseño de bajos de carrocería, el sistema VarioLoc permite ahora montar todos los tipos de carrocería y estamos convencidos de que funcionará también con los modelos futuros. “Naturalmente queríamos una tasa de fallos muy baja, por lo que el mantenimiento debe ser más sencillo. Ahora no tenemos estos enormes patines de acero, por lo que la limpieza es mucho más fácil en todo el proceso, y también más ecológica.

Eisenmann E-Shuttle 200

Con el taller de pintura de Kecskemét, Daimler destacó la importancia de liderar en industria 4.0

“Y por supuesto, la seguridad. Queremos que nuestros empleados trabajen con seguridad, y el sistema VarioLoc es muy seguro. Sin embargo, funciona en el centro de una planta de trabajo y necesitamos formar a los empleados para manipular el sistema”, explica Schubert.

Según Shubert, no se realizaron grandes cambios en el edificio para acomodar el sistema VarioLoc system, pero se tuvo que tener en cuenta la capacidad de añadir curvas en el flujo de proceso y la orientación del vehículo junto con la necesidad potencial de un área intermedia adicional. El diseño del sistema también debía tener en cuenta el hecho de que las carrocerías deben llegar desde el taller de pintura a la línea de ensamblado y a través de todas las fases, incluidas las zonas intermedias.

Es interesante ver cómo Eisenmann y Daimler colaboraron para garantizar que el sistema VarioLoc pudiera cumplir con todos los requisitos de la planta de Kecskemét. Un factor importante siempre es la estandarización y simplificación de los procesos de producción, y los proveedores de sistemas presentan lo que denominan soluciones ‘completas’, y en algunos aspectos lo son, pero este ejemplo destaca por cómo se desarrollan y perfeccionan estos sistemas para cumplir con los requisitos de un cliente o fábrica concretos.

Taller de pintura sin patines para vehículos eléctricos

Desde que AMS visitara el centro tecnológico de Holzgerlingen, Eisenmann ya ha anunciado la construcción de su segundo taller de pintura sin patines (con el sistema VarioLoc), esta vez para la nueva empresa de vehículos eléctricos DEARCC en Shaoxing, en la provincia Zhejiang al este de China.

Eisenmann afirma que recibió el encargo para este proyecto en el verano de 2018 y se espera que los primeros vehículos eléctricos abandonen la línea a finales de 2019.

DEARCC producirá un nuevo modelo SUV eléctrico denominado ME7 en la fábrica de Shaoxing. El nuevo auto es el primer modelo de la marca de gama alta Enovate que fue anunciada por la empresa en noviembre de 2018. Eisenmann afirma que suministrará una zona de tratamiento previo y revestimiento electro con cintas de transporte E-Shuttle 200 y cabinas de pulverizado, secadores, plantas de trabajo y de ventilación y sistemas de purificación de aire de escape. El taller de pintura utilizará el sistema de control de la producción E-MES.

 

 

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