A Georg Fischer AG-t 1802-ben alapították, mettmanni gyára pedig több mint 100 éves múltra tekint vissza. Ez az üzem a vállalat autóipari divíziójába tartozik, amelynek székhelye a svájci Schaffhausenben található. A Georg Fischer AG az öntvények mellett szerszámgépeket és csőrendszereket is gyárt. A Düsseldorfhoz közeli telephelyen mintegy ezer alkalmazott dolgozik, és évente 190 000 tonna öntvényt gyártanak itt az autóipar számára. Tavaly egy teljesen új öntödét helyeztek üzembe Mettmannban, teher- és személyautók tengely- és motorelemeinek gyártására.

Maximális rugalmasság

– Olyan megoldást kerestünk, amellyel bármely ponton az öntőformákba tudjuk önteni a rendkívül forró olvadt vasat, és így a lehető legnagyobb rugalmasságot és az öntőformák legjobb kihasználtságát érhetjük el – részletezte Stephen Schott, a mettmanni Georg Fischer gyár úgynevezett AMR gyártósorának projektmenedzsere. A folyamatot szokásosan olyan rendszerek végzik, amelyek csak egy meghatározott ponton tudják tölteni a homokformát.

Mivel ezeknél a rendszereknél az öntés helyhez kötötten, és csak adott pozícióban végezhető, rugalmas öntés nem lehetséges. A Georg Fischer új megoldása jelenleg páratlan: a megolvasztott vas öntése két Kuka KR 1000 titan nagy teljesítményű robottal történik, az ebből eredő rugalmasság segítségével az autóipari beszállító optimálisan ki tudja használni az öntőformateret. Így már nem az öntőrendszer határozza meg, hogy hol lehet öntvényt készíteni, és hol nem.

A beépítést végző Robotec Engineering GmbH által kifejlesztett megoldásban a két KR 1000 titan robot párhuzamosan dolgozik. Az öntödei automatizációs folyamatok specialistája ismét megmutatta, milyen hatalmas tapasztalattal rendelkezik ezen a területen. A robotot hőálló ruha védi az öntödében uralkodó forróságtól. Az öntőkanalat, amelyet az 1400 oC-os olvasztott vassal megtöltenek, a robot fejére erősítették fel.

Optimális mennyiség a kanálban

Az olvasztott vas mennyiségének lemérésére egy mérőcellát is felszereltek az öntőkanál és a robotfej közé. Ezzel lehetővé válik, hogy a következő öntési ciklushoz pontosan a kellő mennyiségű vas kerüljön bele. Az öntőkanálban így mindig optimális mennyiségű olvasztott vas található. A hattengelyes robotok rugalmassága biztosítja, hogy a vasat bármely ponton az öntőformába lehet engedni. Az öntvények csak a homokformák 700 ^oC alá történt lehűlése után vehetők ki. Ezt követően tovább hűlnek szobahőmérsékletre, majd lefúvatják és a kiszállítás előtt vizuálisan ellenőrzik a darabokat.

Meghibásodás, illetve hosszabb állásidő esetén a fém az öntőkanálban hűl le, és ezt követően már nem használható fel az öntési folyamatban. Erre a problémára a Robotec kidolgozott egy innovatív megoldást: a két robot vissza tudja helyezni a félig megmunkált vasat az öntőkemencébe, ahol az ismét felhevül az öntési hőmérsékletre. A Georg Fischer ezzel nemcsak az energia- és logisztikai kiadásait mérsékli, a szén-dioxid-kibocsátást is fenntarthatóan csökkenti. Az öntőkanál teljesen automatikus cseréje további innovációt jelent – a robot le tudja rakni az elhasznált öntőkanalat, és fel tud venni egy másikat, mintha például fogószerkezetet cserélne. A Kuka robotok lehetővé teszik azt is, hogy a kemencében különböző szerelési munkákat gyorsabban és a munkatársak felesleges terhelése nélkül lehessen elvégezni.

Már az előteszteknél bizonyított

A Georg Fischer folyamatosan új technikákba és innovációkba ruház be. A Kuka titan robotok egy nagyobb beruházás részét képezték, amelynek célja a vállalat versenyképességének megtartása volt a személyautókhoz gyártott futóműalkatrészek területén. Ugyanakkor a megoldás teljes innovációt jelentett. Stephen Schott szerint a Kuka robot használatára vonatkozó döntést nem volt nehéz meghozni. Amikor elhatározták, hogy robottal fogják önteni az olvasztott vasat, csak egyetlen robot létezett, amely alkalmas volt a megközelítően 950 kg-os terheléssel járó igénybevételre: a Kuka titánokról elnevezett robotja. Az elhatározás után még nem állt rendelkezésre semmilyen tapasztalat az olvasztott vas robottal történő öntésére. Az előzetes tesztelésekhez egy kölcsönzött robottal építették ki a rendszert.

– A tesztek során a „titán” nemcsak a teherbírásával, hanem legfőképpen a kedvező méreteivel és mobilitásával győzőtt meg minket – mondja a projektmenedzser. A kompakt méretű, ám nehézsúlyú kategória már az előzetes tesztelésnél impozánsnak bizonyult. A rendszerrel 2012 júliusában kezdték meg a sorozatgyártást. A teszteket felügyelő Ralph Nitsche, a Kuka öntészeti kulcstechnológiai vezetője hozzátette: – A Kuka KR 1000 titan F változat kompakt kialakításának és viszonylag mérsékelt, 4700 kg-os súlyának köszönhetően hatékonyan integrálható komplett rendszerekbe, költséges különleges alapozás nélkül.

Guiness-rekorder lett

A KR 1000 titan, amely a világ legerősebb robotjaként még a Guinness-rekordok könyvében is szerepel, amellett hogy képes rendkívül nagy súlyú dolgok felemelésére, kiemelkedő pontossággal tudja azokat pozicionálni. Könnyen át tud hidalni akár 6,5 méteres távolságot is. Az ereje a kompakt kialakításban rejlik, amelynek segítségével optimálisan használja ki a munkaterületet, helyet takarít meg, és költséghatékonyan integrálható a rendszerekbe.

A Georg Fischer vállalat az első néhány hónap után megbizonyosodhatott a robotalapú megoldás sikeréről. – A termék számos tekintetben igazolta a döntésünk helyességét – összegzett Stephen Schott. – A robot használata új lehetőségeket és ezzel egyértelmű versenyelőnyt jelent.