Nyomásos alumínium-öntőcellák automatizálása

Megmunkáló berendezéseket is tartalmazó nyomásos öntőcellák és robotok komplett szállítójaként a Bilfinger Chemser GmbH a nagytelje­sítményű VIPA CPU 315 PN vezérlőket alkalmazza Profinetes hálózati csatlakozási és vezérlési feladatok megoldására. A TCG Unitech autóipari cégnél a kompakt és nagyteljesítményű VIPA CPU-k vezérlik az öntőcellákban végrehajtódó technológiai folyamatot.

Profinetes VIPA-vezérlők a folyamatirányításban

A felső-ausztriai Kirchdorf an der Kremsben székelő TCG Unitech (www.unitech.at) piacvezetőként közismert az autóiparban és az autóipari beszállítók között. Könnyűfémekből (alumínium, magnézium) vagy műanyagból speciális, ügyféligényeknek megfelelő, kulcsfontosságú komponenseket formálnak, illetve szerelnek össze egy rendszerré. Hosszú referencialistájuk az Aston Martintól a ZF-ig terjed.
A cég folyamatirányítási feladatainak megoldásánál – sokéves, összehangolódott partnerkapcsolatuk kedvező tapasztalatai alapján – az ugyancsak kirchdorfi székhelyű Bilfinger Chemserv GmbH-val (www.chemserv.at) működik együtt. Ez utóbbi további négy telephelyen tevékenykedik Ausztriában a karbantartás, a mérnöki tervezés és az automatizálás területen. A Bilfinger Chemserv a világszerte 69 ezer alkalmazottat foglalkoztató Bilfinger Industrial Services csoport tagjaként a sajátján kívül a konszern erőforrásaira is támaszkodhat. 

1. ábra Az öntőcella

2. ábra Egy tipikus munkadarab

Erős alapokon álló partneri kapcsolat

A Bilfinger Chemserv kirchdorfi telephelye főleg a nyomásos öntés, fröccsöntés, CNC-megmunkálás feladatait oldja meg az autóipar és a napenergia-hasznosító berendezések gyártása területén. Szakér­telmük az ügyfélspecifikus integráció, az automatizálás és az egyes komponensek technológiai láncba fűzése területére is kiterjed. Egyedül csak a TCG Unitechnél is több, mint 40 berendezést valósítottak meg, mint az egy korábbi látogatás során kiderült. Martin Pichler, a Bilfinger Chemserv automatizálási osztályvezetője akkor ezeket mondta a nagyteljesítményű VIPA-vezérlésekkel ellátott berendezésekről szólva: „…az itt üzemelő, alumínium munkadarabokat gyártó nyomásos öntőberendezések egy VIPA CPU 315 PN (4. ábra) révén csatlakoznak a hálózatba céljainknak optimálisan megfelelő vezérlést alkotva. A CPU memóriamérete és teljesítménye megfelel kívánalmainknak.“ A berendezés (1. ábra) egy 1400 tonna nyomóerejű Bühler Carat 140 nyomásos öntőgépből, egy Striko Westofen Westomat SL 1200 adagolókemencéből és három ABB-robotból áll, amelyek feladata a formák megszórása és a munkadarabok elvétele a tovább­feldolgozáshoz. Az öntőcellánál egy sorjázóprés is található. „Egy ilyen kivitelezésű és méretű berendezés akár 10 kg lövési tömegű és 700×700 mm nagyságú öntvényeket is elő tud állítani“ – magyarázta akkor Martin Pichler. A berendezések Profineten és részben Profibuson is kommunikálnak. A VIPA CPU 315 PN feladata többek között – beágyazott kommunikációs központként – az adatgyűjtés a technológiai folyamatról, amely során minden egyes legyártott darabról felvett információt egy fölérendelt MES-adatbázis felé kell továbbítani. A folyamat időtartamait, az anyagmennyiségeket, a szórási adatokat, a prés és a robot pozícióját a rendszer – sok más paraméterrel együtt és visszakereshető formában – tárolja. Kb. 1200 tulajdonság létezik, ami alapján felismerhető, hogy a folyamat pontosan megfelel-e a kritériumoknak. Saját logikai rendszerben vannak lefektetve a robotokban és a nyomásos öntőgépekben azok a folyamatok is, amelyek a szortírozásért felelnek. A részek állapotáról szóló kommunikációt is a kapcsolószekrénybe (4. ábra) telepített VIPA CPU-k bonyolítják le.

3. ábra A gyártóberendezés CAD-képe

4. ábra A VIPA CPU

A gyártási folyamat

Az öntés megkezdése előtt a robotok kenőanyagot visznek fel a szerszámra. Ekkor a különböző részeket külön kell hűteni. A szerszám ezután bezáródik. Az adagolókemence előkészíti a folyékony alumíniumot, és légnyomással végzi az adagolást. A pontosságra jellemző, hogy például egy 6 kg-os munkadarab esetén legfeljebb 2 g az eltérés a névleges tömegtől. Ezután következik a belövés, amely során az öntődugattyú nagy nyomással bepréseli, „belövi” a folyékony nyersanyagot a formába. Ekkor kezdődik a dermedés, amely szintén jelentősen befolyásolja a munkadarab minőségét. A dermedés végén kinyílik a szerszám, a robot kiemeli a munkadarabot, majd átrakja a bevizsgáló részbe. Eközben újra bekenik a szerszámot, és kezdődik az újabb öntési ciklus. Ezzel egy időben egy másik robot végzi a munkadarab bevizsgálását. Optoszenzorokkal vizsgálják a darab geometriáját és átmeneteit. Ha átmeneti darabok hiányoznak, azok feltehetően a szerszámban maradtak, ezért veszélyesek lehetnek a szerszám záródásakor.
Amikor elhagyja a szerszámot, az öntvény (2. ábra) 300 °C hőmérsékletű, amit kenőadalékos emulzióban hűtenek tovább 50…65 °C-ra. Ezt követően a munkadarab egy gravírozóberendezésbe kerül, ahol szöveggel vagy adatmátrixos kóddal jelölik meg, a visszakövethetőség érdekében. Majd automatikusan a sorjázó présbe továbbítják, ami eltávolítja a felesleges túlöntéseket és átmeneteket. Ez a művelet a darab méretétől függően akár 0,1 mm pontosságú is lehet. Ezzel az első robot befejezte a ciklusát, és újra visszafordul az öntőgéphez.
A következő robot kiveszi az öntvényt a sorjázóból és reszeléssel, keféléssel és csiszolással formázza tovább az öntvény kontúrjait. Az esetleges furatokat is kifújja, hogy eltávolítsa a nedvességet, majd szállítószalagra helyezi a munkadarabot, amely elhagyja a cellát. A ciklusidő súlytól és mérettől függően kb. 1 perc (2. ábra). Az elkészült darabokat még egyszer átvizsgálják, hogy megbízhatóan fenntarthassák a világszerte elismert minőségi szintjüket.
Az Unitech nagyra becsüli a Bilfinger Chemserv szolgálatait, akinek közreműködésével ez a projekt is rövid időn belül termelésbe állhatott. „Szeretném külön is kiemelni a VIPA-csapat munkáját, amit én már régóta ismerek, és ami ennél a berendezésnél is rendkívül hasznos volt. Először alkalmaztuk a CPU 315 PN-t, és az optimális háttértámogatásnak segítségével gyorsan értünk el jó eredményeket.” – emelte ki Martin Pichler tervezési vezető, majd hozzátette: „Minden munkaszakaszban hátunk mögött tudhattuk a támogatást, és a jövőben is ezért fogok kizárólag VIPA-vezérléseket használni.“ Pichler arról is tájékoztatott, hogy az átállás a VIPA-rendszerekre már évekkel ezelőtt megtörtént. A VIPA mellett szóló fő érv a konkurenciához képest előnyösebb memóriakezelése volt, de a magas összteljesítmény előnyét is élvezhették. „A CPU-k nagyon gyorsak, megbízhatóan működnek. Simatic*-szakemberként én magam és kollégáim is közvetlenül át tudtunk állni az alkalmazására. Hiszen a programozás és a paraméterezés is ugyanazzal a Siemens*-szoftverrel történik, munkatársainknak tehát nem kellett új programnyelvet tanulnia.” További nyomásos öntőcellák készültek azóta, főleg a délnémet és a szlovén piacra. A földrajzi közelség és a területi érdekegybeesés előnyei is az együttműködés hatását erősítették. Ezért optimális a VIPA Elektronik-Systeme GmbH közreműködése is.” – fejezte be Martin Pichler automatizálási szakértő.

* A Siemens, a Simatic, a Step7 és az S7 a Siemens AG bejegyzett védjegyei.

Forgalmazó:
VIPA Elektronik-Systeme GmbH
Hietzinger Kai 85 / 1.OG 1130 Wien
Tel.: +43 1 895 93 63-0
Fax: +43 1 895 93 63-50
www.vipa.at

Még több VIPA

Címkék: CPU | PLC | automatizálás |