徕斯机器人助力Druckguss Westfalen现代化

• 关键词：徕斯,机器人,铸造厂
• 作者：By Stephan H. Gursky

那些认为铸造厂总是又脏又暗的人们一定还未见识过Geseke的Druckguss Westfalen。在过去的几年中，这家定制铸造厂的生产范围已经有了很大的扩展，现在甚至可以生产汽车行业的精密部件。扩建的那座灯光明亮的现代化铸造厂大厅不仅获得了ISO/TS 16949:2009标准认证,还带来了新产品新氛围。这家家族企业对徕斯机器人系统自动化的实力已青睐了很多年。正是这份长期的信赖一步步地带来了他们铸造工厂的现代化。

      “目前，我们在产铸件的40％被确定为是汽车行业的”总经理Rolf Cramer 和Franz Baier解释说。“并且所要求的质量和洁净标准，是过去我们很难达到的。自1964年以来，家具行业一直是我们的战略重点。如今，我们不仅可以制造压铸外壳，甚至还可以生产汽车安全辅助系统，例如，为避免PCB短路，车间残留数必须少于400微米。与此同时，也需要更高件数。基于这些原因，我们重新布置了工厂。”

       在ISO/TS 16949 认证的审核过程中，一切都必须以过程为导向。系统必须以最快最可靠方式运行，所以就将铸造大厅再扩展20%。此外，大厅正面用玻璃装修来改善采光。简而言之，大厅部分是工厂改进的第一步。我们共投资了350万欧元用于厂房建设，550万欧元用于投资机械设备和自动化系统。
流程导向和铸造件数量化（约700种不同的压铸模）给了我们足够的理由去重新考虑自动化。而从总经理和铸造厂经理Steffen Druselmann的观点来看，先进的生产自动化是必须的。

项目：自动化升级及其后果
       对于铸造而言，能源是一个决定性的话题，事实上，铝必须在700 °C或以上的温度下进行加工。因此，我们首先购买了一个新的中央熔炼炉，从而节省了大量的能源。然后再优化生产节拍，增加件数。
      “我们的目标始终是用两个铸造机彼此相对形成一个自动化单元” Steffen Druselmann这么介绍。在这个环节，徕斯机器人为我们提供了自动化系统，因为数十年来，Druckguss Westfalen始终对来自法兰克福地区企业的专业性和可靠性充满信任。“与原先自动化前相比，有部分新增加工单元的产能增加了20%以上，与人工操作相比，性能就更高了。
       基于徕斯机器人创新的单元可视化方案，我们的自动化才有了可能。在铸造过程中，徕斯的机器人是系统的主体，通过智能控制，它可以分析其他外围设备的当前状态。PLC对所有生产状况相关信号进行分析。根据系统的图形设计，将传感器和设备安装于相应位置。图示化的触屏界面易于操作，将出现故障的位置清淅呈现。所有单元设备都是一目了然，从浇铸机/外围设备，到机器人，铸件控制和骤冷槽，再到切边机以及急停按钮和安全设备。软件解决方案能够让操作人员迅速解决问题，而不需要作费时的停工排查。Rolf Cramer补充到：“这样可以大大减少故障停机时间，不需要像以前那样，工人要检查整个单元来排除故障。正是这样的改进，使得一个铸工可以从中心点同时监测两个工作单元 - 同时也显得面对面的设计非常合理。”
       在标准化的铸件单元中，设备数量基本上是相同的。因此在根据客户现场情况第一次设置完成后，可视化软件可以很容易的被转换到其它铸件单元，而不需要再进行编程。这可以节省成本，因为徕斯的软件授权仅需一次。另外，我们也考虑将徕斯提供的单元和信息系统集成，这样的话，系统将变成一个完整层级的主机系统。生产计划数据和商业信息可以很容易地被联系起来。
       关于节能方面，事实上，自动化系统节省了我们每年达几百万千瓦时的电能：新的铸造单元不仅速度快，且中断现象更少更短。这样就节省了额外的能量，因为大多数设备空转时也要消耗能量。再一个问题，就是淬火槽循环水的恒温调节。机器人激活鼓风机产生水花，这样可缩短冷却过程。除此之外，所有的液压和真空泵（用于切边过程中铸件的固定）在定义的停工期间都要关闭。对新的、功能强大的加热/冷却装置也要积极进行控制。即使是铸造模分模剂，也要使用单独的电路，因为过去对固定和移动的模具各自的喷雾量，是不能单独控制的 - 喷雾介质也是一个成本因素。

灵活的生产——更好的收益
       新铸造单元的设计如此灵活，几乎所有产品都可以在任何系统进行生产。快速的夹具系统可以实现快速切换。徕斯机器人在机器人控制中，所有产品都要抽样储存。换模后，控制系统就会调用相应的产品，然后生产就可以进行重启。这是非常重要的，因为客户依赖于快速可靠的交付。Druckguss Westfalen过去的批量仅为500件，现在可以生产5000到40000件。
       为取得最佳结果，Druckguss Westfalen会提前咨询客户。客户提供3D模型和优化设计的建议。Steffen Druselmann：如果我们的模具和填充模拟在早期就做了声明，那么模具就可以投入到实际操作中，这样可以为客户节省时间和成本。
       我们总经理表示，新铸造单元（以及明年计划的单元）降低了维护维修费用，从而降低了整体的运营成本。在与徕斯机器人密切合作的几年中，铸造方面的大多数员工都得到了定期培训和再教育，这使得Druckguss Westfalen工厂的操作可独立运行。
       Geseke将可视化列为了一项重要技术进步，它不仅可以实现多机器操作，还具备故障日志功能。故障日志分析可以进一步优化生产过程，避免故障。

结果
       新铸造单元提升了高质量与持续清洁的概念，Druckguss Westfalen现在可以依据汽车和电气行业特殊规则进行生产高附加值产品。得益于此，我们才开启了除家具及机器零件外的其它市场。
       然而，Druckguss Westfalen将安装和设置工作留给了徕斯机器人的专家。“在咨询会议后，我司从徕斯机器人订购了全套系统，包括必要的CE检测及使用保证”，采购负责人Johannes Krause说道。“这种全套系统承包的形式降低了我们在系统操作方面风险，数十年的业务往来使我们关系十分亲密，我司也将继续向徕斯机器人下更多自动化订单。

徕斯科技 - 懂得如何在铸造方面增加效率

结论：
       空转导致一标准铸造单元大约三分之一的成本。
 * 因为系统更加智能化，机器人完全控制外围设备，并关闭不需要的驱动器。
 * 恒温冷却水调节，关闭周期循环。
 * 恒温控制风扇速度，关闭无铸件的存储区。
 * 降低炉子温度到安全处理范围。
 * 坩埚炉盖子。
 * 对昂贵的压缩空气的优化使用。
 * 切边机加载传感性，“感觉“必要的加载压力。 
 * 适应切边速度，降低能量消耗。
 * 在液压电路减小任务特定压力，减少热损失。

新标准铸造单元细节
 * 自动化砂芯：6轴徕斯取件机器人，集成系统控制，3爪旋转抓手。
 * 铸造控制，机器人示教器传感器管理。
 * 淬火槽冷却处理。
 * 徕斯高速切边机SEP Dialog III
 * 系统可视化：徕斯铸造可视化系统
 * 编程：徕斯精装套件

关于德国徕斯机器人集团：
徕斯机器人精耕于机器人技术与系统集成，是全球自动化行业的引领者。徕斯为广大的工业领域提供定制化的全面系统解决方案，主要应用包括：焊接切割，铸造，搬运，激光应用，涂胶，光伏组件，动力电池等。机器人产品涵括旋转关节机器人，直线型机器人、龙门机器人，水平旋转关节机器人，以及特种机器人。此外，还提供标准外围设备，压力机与技术服务。56年持续的成功，源于徕斯在自动化系统交钥匙工程领域的丰硕经验与不断创新。徕斯机器人集团总部位于德国Obernburg，由4家德国公司和16家国际子公司组成，在欧洲、美洲及亚太区众多国家都有代表处和合作伙伴。徕斯中国作为徕斯集团全资子公司， 2007年初正式于上海青浦开展业务，2013年4月落户昆山高新区。