Herstellung von Zirkondüsen
Zirkon-Inserts, auch Zirkondüsen genannt, sind ein wichtiges Produkt für die Gießereiindustrie und werden in Anlagen zum kontinuierlichen Stahlguss eingesetzt. Sie werden im Pulverpressverfahren hergestellt. Ein entscheidender Parameter für den Endkunden ist der Innendurchmesser der Düse, der mit einer Genauigkeit von Hundertstelmillimetern gemessen wird. Aus Sicht der Sicherheit und Qualität des Gießprozesses ist auch die Konsistenz der Materialstruktur der Düse von großer Bedeutung. Das Insert muss extremen Bedingungen standhalten – stundenlangem Betrieb bei Temperaturen über 1500 °C – und gleichzeitig widerstandsfähig gegen Erosion und temperaturbedingte Schrumpfung bleiben.
Alle genannten Anforderungen mussten bei der Entwicklung der technologischen Produktionslinie für Zirkondüsen berücksichtigt werden. Ziel war es, die Bedienung durch den Menschen zu minimieren und die wichtigsten Prozesse zu integrieren: Pulverpressen und Glühen im Ofen. Bereits in der frühen Projektphase wurde deutlich, dass zwei separate Linien erforderlich sind.
- Linie 1 – Nach dem Pressen werden die Düsen gefräst und laserbeschriftet und anschließend von einem Roboter auf Paletten gestapelt, um für den Transport zum Ofen vorbereitet zu werden.
- Linie 2 – Nach dem Glühen im Ofen werden die Düsen entladen (Depalettierung) und zur visuellen Qualitätskontrolle sowie anschließend zur Verpackungs- und Entladestation weitergeleitet.
Linie 1 – Fräsen, Beschriften und Palettieren
Die Düsen werden über ein Transportsystem von der Presse zur Beladestation transportiert. Ein Umlademanipulator legt sie auf einen Drehtisch. Dieser transportiert die Komponenten nacheinander durch die Laserbeschriftungsstation und die Frässtation. Der beim Fräsen entstehende Staub wird durch einen Patronenfilter MJC Mini abgesaugt. Nach dem Fräsen und Entladen vom Drehtisch erfolgt eine visuelle Geometriekontrolle. Teile mit dem Status OK werden zur Palettierstation transportiert.
Der Palettierroboter ist mit einem Greifer und einem Bildverarbeitungssystem ausgestattet. Er erstellt einen entsprechend strukturierten mehrschichtigen Stapel aus Platten, Säulen und Zwischenlagen aus einem Magazin mit automatisch ausfahrenden Schubladen. Der Palettierbereich ist durch ein schnelllaufendes Rolltor von EFAFLEX geschützt. Der fertige Stapel wird anschließend vom Bediener zum Ofen transportiert.
Linie 2 – Depalettierung, Verpackung und Etikettierung
Nach der Wärmebehandlung im Ofen gelangen die vollständigen Stapel auf Linie 2. Die maximale Temperatur der auf die Linie kommenden Komponenten beträgt 50 °C. Ein Depalettierroboter zerlegt den Stapel. Hilfselemente werden in die entsprechenden Schubladen des Magazins zurückgeführt, während die Düsen auf ein Transportsystem gelegt werden, das sie zum Drehtisch der visuellen Kontrollstation bringt.
Nach erfolgreicher Qualitätsprüfung und Entladung vom Drehtisch werden die Düsen zur Verpackungsstation transportiert. Der zweite Roboter ist für die Zusammenstellung der Verpackung verantwortlich – bestehend aus Karton, Gitterstruktur und Einlagen – sowie für das Einlegen der Düsen. Die vollständig befüllte Verpackung wird anschließend zur Etikettierstation transportiert, danach verschlossen, verklebt und ist bereit für die Abholung. Der Eingangsbereich der Linie ist ebenfalls mit einem schnelllaufenden Rolltor von EFAFLEX gesichert.
Zusammenfassung
Durch den Einsatz von Robotern, Manipulatoren und eines geeigneten Lagersystems für Palettierung und Depalettierung wurde eine technologische Produktionslinie mit minimalem Personalaufwand geschaffen. Die Bedienung beschränkt sich im Wesentlichen auf den Transport der Stapel zum bzw. vom Ofen. Automatisiertes Fräsen und visuelle Kontrollstationen gewährleisten die erforderliche Wiederholbarkeit und Produktionsqualität. Ergänzt wird das System durch eine Monitoring-/Traceability-Anwendung (heute Teil von TOMAI Factory System). Diese mit der PLC-Steuerung kommunizierende Anwendung ist ein wichtiges Element zur Nachverfolgung von Prozessparametern und Qualitätsergebnissen.
