自動化助力鑄造廠節(jié)能、運(yùn)營更靈活

那些認(rèn)為鑄造廠總是又臟又暗的人，一定還未見識過位于德國Geseke的Druckguss Westfalen鑄造廠。這家可以定制產(chǎn)品的鑄造廠大廳，燈光明亮，充滿現(xiàn)代化氣息。在過去的幾年中，他們大大擴(kuò)展了生產(chǎn)范圍，甚至還可以生產(chǎn)汽車行業(yè)的精密部件。因為與徠斯機(jī)器人系統(tǒng)自動化合作，他們不僅獲得了ISO/TS 16949:2009標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,還有了生產(chǎn)新產(chǎn)品的能力。

“自1964年以來，家具行業(yè)一直是我們的戰(zhàn)略重點(diǎn)。而目前我們40％的產(chǎn)鑄件都是汽車行業(yè)的，”總經(jīng)理Rolf Cramer 和Franz Baier說：“這個行業(yè)所要求的質(zhì)量和潔凈標(biāo)準(zhǔn)，是過去的我們很難達(dá)到的。例如，為避免PCB短路，車間殘留數(shù)必須少于400微米。與此同時，也需要更高件數(shù)。這些原因讓我們重新布置了工廠。如今，我們不僅可以制造壓鑄外殼，甚至還可以生產(chǎn)汽車安全輔助系統(tǒng)。”

在ISO/TS 16949認(rèn)證的審核過程中，一切都以流程為導(dǎo)向。系統(tǒng)必須以最快最可靠方式運(yùn)行，所以公司需要將鑄造大廳擴(kuò)展20%的空間，還在大廳的正面采用玻璃裝修來改善采光。“大廳改裝是工廠改進(jìn)的第一步——我們共投資了350萬歐元用于廠房建設(shè)，另550萬歐元用于投資機(jī)械設(shè)備和自動化系統(tǒng)。流程導(dǎo)向和鑄造件批量化（采用約700種不同的壓鑄模）需求，讓我們明白：先進(jìn)的生產(chǎn)自動化是必須的，”鑄造廠經(jīng)理Steffen Druselmann說。

自動化升級及其后果

對于鑄造業(yè)，能源是一個決定性的因素。因為鋁的加工溫度是700 °C以上。因此，公司首先購買了一個新的中央熔煉爐，節(jié)省了大量的能源。然后再優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍，增加件數(shù)。
“我們的目標(biāo)是用兩個鑄造機(jī)彼此相對形成一個自動化單元，” Steffen Druselmann這么介紹：“在這個環(huán)節(jié)，徠斯機(jī)器人為我們提供了自動化系統(tǒng)，因為數(shù)十年來，Druckguss Westfalen始終對來自法蘭克福地區(qū)企業(yè)的專業(yè)性和可靠性充滿信任。與原先的自動化系統(tǒng)相比，部分新增加工單元的產(chǎn)能增加了20%以上。更別提與人工操作相比，性能就提高地更多了。”

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/331574.htm“基于徠斯機(jī)器人創(chuàng)新的單元可視化方案，我們的自動化才有了可能，”Rolf Cramer說：“在鑄造過程中，徠斯的機(jī)器人是系統(tǒng)的主體，通過智能控制分析其他外圍設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。PLC對所有生產(chǎn)狀況相關(guān)信號進(jìn)行分析。根據(jù)系統(tǒng)的圖形設(shè)計，將傳感器和設(shè)備安裝于相應(yīng)位置。圖示化的觸屏界面易于操作，將出現(xiàn)故障的位置清淅呈現(xiàn)。所有單元設(shè)備都是一目了然，從澆鑄機(jī)/外圍設(shè)備，到機(jī)器人，鑄件控制和驟冷槽，再到切邊機(jī)以及急停按鈕和安全設(shè)備。軟件解決方案能夠讓操作人員迅速解決問題，而不需要作費(fèi)時的停工排查。”

Rolf Cramer補(bǔ)充到：“這樣可以大大減少故障停機(jī)時間，不需要像以前那樣，工人要檢查整個單元來排除故障。正是這樣的改進(jìn)，使得一個鑄工可以從中心點(diǎn)同時監(jiān)測兩個工作單元——同時也使得面對面設(shè)計非常合理。”

在標(biāo)準(zhǔn)化的鑄件單元中，設(shè)備數(shù)量基本上是相同的。因此在根據(jù)客戶現(xiàn)場情況第一次設(shè)置完成后，可視化軟件可以很容易的被轉(zhuǎn)換到其它鑄件單元，而不需要再進(jìn)行編程。這可以節(jié)省成本，因為徠斯的軟件授權(quán)僅需一次。

“另外，我們也考慮將徠斯提供的單元和信息系統(tǒng)集成，將系統(tǒng)變成一個完整層級的主機(jī)系統(tǒng)。生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)和商業(yè)信息就可以很容易地聯(lián)系起來。”

“自動化系統(tǒng)節(jié)省了我們每年幾百萬千瓦時的電能：新的鑄造單元不僅速度快，且中斷現(xiàn)象更少更短。這樣就節(jié)省了額外的能量，因為大多數(shù)設(shè)備空轉(zhuǎn)時也要消耗能量。再一個問題就是淬火槽循環(huán)水的恒溫調(diào)節(jié)。機(jī)器人激活鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生水花，可以縮短冷卻過程。除此之外，所有的液壓和真空泵（用于切邊過程中鑄件的固定）在定義的停工期間都要關(guān)閉。對新的、功能強(qiáng)大的加熱/冷卻裝置也要積極進(jìn)行控制。即使是鑄造模分模劑，也要使用單獨(dú)的電路，因為過去對固定和移動的模具各自的噴霧量，是不能單獨(dú)控制的——噴霧介質(zhì)也是一個成本因素。”

靈活的生產(chǎn)——更好的收益

新鑄造單元的設(shè)計如此靈活，使得幾乎所有產(chǎn)品都可以在任何系統(tǒng)上生產(chǎn)?？焖俚膴A具系統(tǒng)可以實現(xiàn)快速切換。在徠斯機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，所有產(chǎn)品都要抽樣儲存。換模后，控制系統(tǒng)就會調(diào)用相應(yīng)的產(chǎn)品，然后生產(chǎn)就可以進(jìn)行重啟。這是非常重要的，因為客戶希望快速可靠的交貨。Druckguss Westfalen鑄造廠過去的批量僅為500件，現(xiàn)在卻能生產(chǎn)5000到40000件。

為取得最佳結(jié)果，Druckguss Westfalen鑄造廠會提前咨詢客戶。由客戶提供3D模型和優(yōu)化設(shè)計的建議。Steffen Druselmann表示：“如果我們在前期就明確模具和填充模擬，那么就可以迅速投入到模具的實際操作中，為客戶節(jié)省時間和成本。我們總經(jīng)理表示：新鑄造單元（以及明年計劃的單元）降低了維護(hù)維修費(fèi)用，從而降低了整體的運(yùn)營成本。在與徠斯機(jī)器人密切合作的幾年中，鑄造方面的大多數(shù)員工都得到了定期培訓(xùn)和再教育，這對Druckguss Westfalen工廠的獨(dú)立運(yùn)營起到了很好的作用。”

Geseke將可視化列為一項重要的技術(shù)進(jìn)步，因為它不僅可實現(xiàn)多機(jī)器操作，還具備故障日志功能。后者可以進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)過程，避免故障。

結(jié)論

新鑄造單元提升了高質(zhì)量與持續(xù)清潔的概念——Druckguss Westfalen現(xiàn)在可以依據(jù)汽車和電氣行業(yè)特殊規(guī)則進(jìn)行生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。“得益于此，我們才開啟了除家具及機(jī)器零件外的其它市場。”采購負(fù)責(zé)人Johannes Krause說：在咨詢會議后，我司從徠斯機(jī)器人訂購了全套系統(tǒng)，包括必要的CE檢測及使用保證，這種全套系統(tǒng)承包的形式降低了我們在系統(tǒng)操作方面風(fēng)險，數(shù)十年的業(yè)務(wù)往來使我們關(guān)系十分親密，我們也將繼續(xù)向徠斯機(jī)器人下更多自動化訂單。”(end)