工業(yè)控制自動(dòng)化帶來(lái)節(jié)能與靈活
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那些認(rèn)為鑄造廠總是又臟又暗的人們一定還未見(jiàn)識(shí)過(guò)Geseke的Druckguss Westfalen。在過(guò)去的幾年中,這家定制鑄造廠的生產(chǎn)范圍已經(jīng)有了很大的擴(kuò)展,現(xiàn)在甚至可以生產(chǎn)汽車行業(yè)的精密部件。擴(kuò)建的那座燈光明亮的現(xiàn)代化鑄造廠大廳不僅獲得了ISO/TS16949:2009標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,還帶來(lái)了新產(chǎn)品新氛圍。這家家族企業(yè)對(duì)徠斯機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)力已青睞了很多年。正是這份長(zhǎng)期的信賴一步步地帶來(lái)了他們鑄造工廠的現(xiàn)代化。
“目前,我們?cè)诋a(chǎn)鑄件的40%被確定為是汽車行業(yè)的”總經(jīng)理RolfCramer和FranzBaier解釋說(shuō)。“并且所要求的質(zhì)量和潔凈標(biāo)準(zhǔn),是過(guò)去我們很難達(dá)到的。自1964年以來(lái),家具行業(yè)一直是我們的戰(zhàn)略重點(diǎn)。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),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(shí),也需要更高件數(shù)。基于這些原因,我們重新布置了工廠。”
在ISO/TS16949認(rèn)證的審核過(guò)程中,一切都必須以過(guò)程為導(dǎo)向。系統(tǒng)必須以最快最可靠方式運(yùn)行,所以就將鑄造大廳再擴(kuò)展20%。此外,大廳正面用玻璃裝修來(lái)改善采光。簡(jiǎn)而言之,大廳部分是工廠改進(jìn)的第一步。我們共投資了350萬(wàn)歐元用于廠房建設(shè),550萬(wàn)歐元用于投資機(jī)械設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)。
流程導(dǎo)向和鑄造件數(shù)量化(約700種不同的壓鑄模)給了我們足夠的理由去重新考慮自動(dòng)化。而從總經(jīng)理和鑄造廠經(jīng)理SteffenDruselmann的觀點(diǎn)來(lái)看,先進(jìn)的生產(chǎn)自動(dòng)化是必須的。
項(xiàng)目:自動(dòng)化升級(jí)及其后果
對(duì)于鑄造而言,能源是一個(gè)決定性的話題,事實(shí)上,鋁必須在700°C或以上的溫度下進(jìn)行加工。因此,我們首先購(gòu)買了一個(gè)新的中央熔煉爐,從而節(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)始終是用兩個(gè)鑄造機(jī)彼此相對(duì)形成一個(gè)自動(dòng)化單元”SteffenDruselmann這么介紹。在這個(gè)環(huán)節(jié),徠斯機(jī)器人為我們提供了自動(dòng)化系統(tǒng),因?yàn)閿?shù)十年來(lái),DruckgussWestfalen始終對(duì)來(lái)自法蘭克福地區(qū)企業(yè)的專業(yè)性和可靠性充滿信任。“與原先自動(dòng)化前相比,有部分新增加工單元的產(chǎn)能增加了20%以上,與人工操作相比,性能就更高了。
基于徠斯機(jī)器人創(chuàng)新的單元可視化方案,我們的自動(dòng)化才有了可能。在鑄造過(guò)程中,徠斯的機(jī)器人是系統(tǒng)的主體,通過(guò)智能控制,它可以分析其他外圍設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。PLC對(duì)所有生產(chǎn)狀況相關(guān)信號(hào)進(jìn)行分析。根據(jù)系統(tǒng)的圖形設(shè)計(jì),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(wèn)題,而不需要作費(fèi)時(shí)的停工排查。RolfCramer補(bǔ)充到:“這樣可以大大減少故障停機(jī)時(shí)間,不需要像以前那樣,工人要檢查整個(gè)單元來(lái)排除故障。正是這樣的改進(jìn),使得一個(gè)鑄工可以從中心點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)工作單元-同時(shí)也顯得面對(duì)面的設(shè)計(jì)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(chǎng)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?yàn)閺扑沟能浖跈?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,這樣的話,系統(tǒng)將變成一個(gè)完整層級(jí)的主機(jī)系統(tǒng)。生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)和商業(yè)信息可以很容易地被聯(lián)系起來(lái)。
關(guān)于節(jié)能方面,事實(shí)上,自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)省了我們每年達(dá)幾百萬(wàn)千瓦時(shí)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?yàn)榇蠖鄶?shù)設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)也要消耗能量。再一個(gè)問(wèn)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,這樣可縮短冷卻過(guò)程。除此之外,所有的液壓和真空泵(用于切邊過(guò)程中鑄件的固定)在定義的停工期間都要關(guān)閉。對(duì)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?yàn)檫^(guò)去對(duì)固定和移動(dòng)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(gè)成本因素。
靈活的生產(chǎn)——更好的收益
新鑄造單元的設(shè)計(jì)如此靈活,幾乎所有產(chǎn)品都可以在任何系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)。快速的夾具系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)快速切換。徠斯機(jī)器人在機(jī)器人控制中,所有產(chǎn)品都要抽樣儲(chǔ)存。換模后,控制系統(tǒng)就會(huì)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?yàn)榭蛻粢蕾囉诳焖倏煽康慕桓丁ruckgussWestfalen過(guò)去的批量?jī)H為500件,現(xiàn)在可以生產(chǎn)5000到40000件。
為取得最佳結(jié)果,DruckgussWestfalen會(huì)提前咨詢客戶。客戶提供3D模型和優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議。SteffenDruselmann:如果我們的模具和填充模擬在早期就做了聲明,那么模具就可以投入到實(shí)際操作中,這樣可以為客戶節(jié)省時(shí)間和成本。
我們總經(jīng)理表示,新鑄造單元(以及明年計(jì)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(yíng)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,這使得DruckgussWestfalen工廠的操作可獨(dú)立運(yùn)行。
Geseke將可視化列為了一項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)步,它不僅可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)器操作,還具備故障日志功能。故障日志分析可以進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,避免故障。
結(jié)果
新鑄造單元提升了高質(zhì)量與持續(xù)清潔的概念,DruckgussWestfalen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(kāi)啟了除家具及機(jī)器零件外的其它市場(chǎng)。
然而,DruckgussWestfalen將安裝和設(shè)置工作留給了徠斯機(jī)器人的專家。“在咨詢會(huì)議后,我司從徠斯機(jī)器人訂購(gòu)了全套系統(tǒng),包括必要的CE檢測(cè)及使用保證”,采購(gòu)負(fù)責(zé)人JohannesKrause說(shuō)道。“這種全套系統(tǒng)承包的形式降低了我們?cè)谙到y(tǒng)操作方面風(fēng)險(xiǎn),數(shù)十年的業(yè)務(wù)往來(lái)使我們關(guān)系十分親密,我司也將繼續(xù)向徠斯機(jī)器人下更多自動(dòng)化訂單。
徠斯科技-懂得如何在鑄造方面增加效率
結(jié)論:
空轉(zhuǎn)導(dǎo)致一標(biāo)準(zhǔn)鑄造單元大約三分之一的成本。
因?yàn)橄到y(tǒng)更加智能化,機(jī)器人完全控制外圍設(shè)備,并關(guān)閉不需要的驅(qū)動(dòng)器。
恒溫冷卻水調(diào)節(jié),關(guān)閉周期循環(huán)。
恒溫控制風(fēng)扇速度,關(guān)閉無(wú)鑄件的存儲(chǔ)區(qū)。
降低爐子溫度到安全處理范圍。
坩堝爐蓋子。
對(duì)昂貴的壓縮空氣的優(yōu)化使用。
切邊機(jī)加載傳感性,“感覺(jué)“必要的加載壓力。
適應(yīng)切邊速度,降低能量消耗。
在液壓電路減小任務(wù)特定壓力,減少熱損失。
新標(biāo)準(zhǔn)鑄造單元細(xì)節(jié)
自動(dòng)化砂芯:6軸徠斯取件機(jī)器人,集成系統(tǒng)控制,3爪旋轉(zhuǎn)抓手。
鑄造控制,機(jī)器人示教器傳感器管理。
淬火槽冷卻處理。
徠斯高速切邊機(jī)SEPDialogIII
系統(tǒng)可視化:徠斯鑄造可視化系統(tǒng)
編程:徠斯精裝套件
(審核編輯: Doris)
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