自动化助力铸造厂节能、运营更灵活

那些认为铸造厂总是又脏又暗的人，一定还未见识过位于德国Geseke的Druckguss Westfalen铸造厂。这家可以定制产品的铸造厂大厅，灯光明亮，充满现代化气息。在过去的几年中，他们大大扩展了生产范围，甚至还可以生产汽车行业的精密部件。因为与徕斯机器人系统自动化合作，他们不仅获得了ISO/TS 16949:2009标准认证,还有了生产新产品的能力。

“自1964年以来，家具行业一直是我们的战略重点。而目前我们40％的产铸件都是汽车行业的，”总经理Rolf Cramer 和Franz Baier说：“这个行业所要求的质量和洁净标准，是过去的我们很难达到的。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。这些原因让我们重新布置了工厂。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。”

在ISO/TS 16949认证的审核过程中，一切都以流程为导向。系统必须以最快最可靠方式运行，所以公司需要将铸造大厅扩展20%的空间，还在大厅的正面采用玻璃装修来改善采光。“大厅改装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，另550万欧元用于投资机械设备和自动化系统。流程导向和铸造件批量化（采用约700种不同的压铸模）需求，让我们明白：先进的生产自动化是必须的，”铸造厂经理Steffen Druselmann说。

自动化升级及其后果

对于铸造业，能源是一个决定性的因素。因为铝的加工温度是700 °C以上。因此，公司首先购买了一个新的中央熔炼炉，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。与原先的自动化系统相比，部分新增加工单元的产能增加了20%以上。更别提与人工操作相比，性能就提高地更多了。”

“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，”Rolf Cramer说：“在铸造过程中，徕斯的机器人是系统的主体，通过智能控制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——同时也使得面对面设计非常合理。”

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，将系统变成一个完整层级的主机系统。生产计划数据和商业信息就可以很容易地联系起来。”

“自动化系统节省了我们每年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，可以缩短冷却过程。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，使得几乎所有产品都可以在任何系统上生产。快速的夹具系统可以实现快速切换。在徕斯机器人的控制系统中，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，因为客户希望快速可靠的交货。Druckguss Westfalen铸造厂过去的批量仅为500件，现在却能生产5000到40000件。

为取得最佳结果，Druckguss Westfalen铸造厂会提前咨询客户。由客户提供3D模型和优化设计的建议。Steffen Druselmann表示：“如果我们在前期就明确模具和填充模拟，那么就可以迅速投入到模具的实际操作中，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，这对Druckguss Westfalen工厂的独立运营起到了很好的作用。”

Geseke将可视化列为一项重要的技术进步，因为它不仅可实现多机器操作，还具备故障日志功能。后者可以进一步优化生产过程，避免故障。

结论

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。”采购负责人Johannes Krause说：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，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，我们也将继续向徕斯机器人下更多自动化订单。”(end)