2026-04-05T10:51:58Zhttps://recercat.cat/oai/request

oai:recercat.cat:2117/4414102025-09-11T10:13:13Zcom_2072_1033col_2072_452951

Estudi per la millora i automatització del procés de bobinat d'estators mitjançant un prototip funcional i el desenvolupament conceptual d'una cèl·lula robotitzada Riera Vila, Pau Automatització industrial Cèl·lula robotitzada Motors elèctrics Procés de bobinat PLC Siemens Ventilació Aquest projecte té com a objectiu dissenyar, desenvolupar i implementar una solució integral per a l’automatització i optimització del procés de bobinat de motors elèctrics per a ventiladors. Es realitza en col·laboració amb el departament d’enginyeria de producció de Soler & Palau Ventilation Group, S.L.U., com a resposta a la necessitat de modernitzar una operació clau que actualment es duu a terme amb maquinària obsoleta i un elevat grau d’intervenció manual. El projecte es centra en el desenvolupament d’un prototip de màquina de bobinat automàtica per a estators de 68 mm, que incorpora servomotors per millorar la precisió, un PLC Siemens S7-1200 amb comunicació Profinet i una nova interfície HMI SIMATIC ST700 més intuïtiva i segura. Paral·lelament, s’ha dissenyat una cèl·lula robotitzada conceptual formada per tres màquines de bobinat, tres màquines conformadores i un braç robotitzat Staübli, que automatitza la manipulació de peces i el flux complet del procés. Aquesta configuració redueix els temps improductius, optimitza la traçabilitat i assegura una qualitat més uniforme del producte final. L’operari continuarà intervenint en tasques de càrrega i descàrrega i en aquelles no automatitzables. Mitjançant un estudi comparatiu de temps de cicle entre el sistema actual i el proposat, s’ha estimat una reducció superior al 35 % del temps de fabricació i un estalvi de més de 3.000 hores laborals anuals. L’anàlisi econòmica preveu un retorn de la inversió inferior a cinc anys, fet que confirma la viabilitat tècnica i financera de la proposta, alineada amb l’estratègia d’automatització i digitalització de Soler & Palau. Este proyecto tiene como objetivo diseñar, desarrollar e implementar una solución integral para la automatización y optimización del proceso de bobinado de motores eléctricos para ventiladores. Se lleva a cabo en colaboración con el departamento de ingeniería de producción de Soler & Palau Ventilation Group, S.L.U., como respuesta a la necesidad de modernizar una operación clave que actualmente se realiza con maquinaria obsoleta y un elevado grado de intervención manual. El proyecto se centra en el desarrollo de un prototipo de máquina de bobinado automática para estatores de 68 mm, que incorpora servomotores para mejorar la precisión, un PLC Siemens S7-1200 con comunicación Profinet y una nueva interfaz HMI SIMATIC ST700, más intuitiva y segura. Paralelamente, se ha diseñado una célula robotizada conceptual compuesta por tres máquinas de bobinado, tres máquinas conformadoras y un brazo robotizado Staübli, que automatiza la manipulación de piezas y el flujo completo del proceso. Esta configuración reduce los tiempos improductivos, optimiza la trazabilidad y garantiza una calidad más uniforme del producto final. El operario seguirá interviniendo en tareas de carga y descarga y en aquellas que no sean automatizables. Mediante un estudio comparativo del tiempo de ciclo entre el sistema actual y el propuesto, se ha estimado una reducción superior al 35 % en el tiempo de fabricación y un ahorro de más de 3.000 horas laborales anuales. El análisis económico prevé un retorno de la inversión inferior a cinco años, lo que confirma la viabilidad técnica y financiera de la propuesta, alineada con la estrategia de automatización y digitalización de Soler & Palau. This project aims to design, develop, and implement an integrated solution for the automation and optimization of the electric motor stator winding process for ventilation systems. It is carried out in collaboration with the production engineering department of Soler & Palau Ventilation Group, S.L.U., in response to the need to modernize a key operation currently performed with outdated machinery and a high level of manual intervention. The project focuses on developing a prototype of an automatic winding machine for 68 mm stators, incorporating servomotors to enhance precision, a Siemens S7-1200 PLC with Profinet communication, and a new, more intuitive and secure SIMATIC ST700 HMI interface. In parallel, a conceptual robotic cell has been designed, consisting of three winding machines, three forming machines, and a Staübli robotic arm that automates the handling of stators and the entire process flow. This configuration reduces downtime, improves traceability, and ensures greater consistency in product quality. The operator will continue to be involved in loading and unloading tasks as well as in operations that cannot be automated. A comparative cycle time study between the current and proposed systems estimates a reduction of over 35% in manufacturing time and a savings of more than 3,000 labor hours per year. The economic analysis forecasts a return on investment in under five years, confirming the technical and financial viability of the proposal, which aligns with Soler & Palau’s broader strategy of automation and digital transformation. 2025-09-11T10:13:13Z 2025-09-11T10:13:13Z 2025-07-22 Master thesis http://hdl.handle.net/2117/441410 Restricted access - confidentiality agreement Universitat Politècnica de Catalunya