Wie BLANK den Guss mit Robotern smart unterstützt und dadurch Mitarbeiter entlastet

Themen wie Digitalisierung und Automatisierung bestimmen immer mehr den Arbeitsalltag in Unternehmen. Die BLANK-Gruppe startete als Zukunftsprojekt daher schon vor einigen Jahren die Entwicklung eines automatisierten Gießvorgangs. Ende 2018 war schließlich erstmalig im Hause BLANK der Abguss mithilfe einer automatisierten Gießanlage möglich. In den vergangenen zwei Jahren wurde diese weiter optimiert und so übernehmen heute zwei Roboter zeitgleich das Handling der Keramikschale und der Schmelze und führen gemeinsam den Gießprozess durch.

Diese Vorgehensweise sei weltweit einzigartig, berichtet Ralf Jedrysiak, Leiter des Fertigungsabschnitts Guss bei BLANK. „Ziel war es, in diesem körperlich anstrengenden Arbeitsbereich eine Entlastung für die Mitarbeiter zu schaffen. Darüber hinaus ermöglicht die Standardisierung der Abläufe eine Wiederholgenauigkeit, die sich in den Faktoren Qualität und Schnelligkeit niederschlägt.“

Die neu geschaffene automatisierte Fertigungszelle wird im Serienbetrieb von nur einem Fertigungsmitarbeiter gesteuert. Dieser sorgt zunächst für die Bereitstellung der Schalen, die in einem Rundofen innerhalb der Zelle vorgeheizt werden. Parallel dazu wird die Schmelze für den Abguss vorbereitet. Nach der Überprüfung des flüssigen Metalls durch das hausinterne metallurgische Labor, kann der Gussprozess beginnen, den der Mitarbeiter außerhalb der Gusszelle per Knopfdruck startet. Ab diesem Zeitpunkt arbeiten die Roboter völlig autonom innerhalb des abgesperrten Fertigungsbereichs.

Nach dem Startsignal durch den Mitarbeiter an der Anlage, greift der erste Roboter nach dem Tiegel mit der heißen Schmelze, auf dem der zweite Roboter die ca. 900 - 1150 °C heiße Schale platziert. Im Anschluss drehen beide Roboter synchron den Tiegel und die Schale, sodass die ca. 1600 °C heiße Schmelze in die Schale läuft. „Die Koordination und aufeinander abgestimmte, synchrone Bewegung zweier Roboter im Gussprozess stellte eine besondere Herausforderung dar“, so Jedrysiak. „Die entwickelte Fertigungszelle ist ein Vorreiter für neue Maschinentechnologien im Gussprozess.“

Diese wurde über Jahre hinweg in Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen Gusstechnik und der firmeneigenen Anlagenplanung entwickelt. Von Beginn an war Produkt- und Verfahrenstechniker Bartosz Debek Teil dieses Entwicklungsprozesses. „Die Herausforderung lag besonders im Handling der Schale durch die Roboter in Verbindung mit der hohen Temperatur während des Gussprozesses. Wir mussten zunächst ein Gefühl für die Roboter und deren Bewegungen gewinnen und diese auf die eingebundenen Materialien, wie die empfindliche Schale und das heiße Metall, abstimmen“, so Debek.

Neben der Schale musste auch die Abstimmung der Roboter aufeinander sowie die Zuführung der Schmelze und das automatisierte Abstellen der Schalen bis ins Detail geplant und eingestellt werden. Herr Jedrysiak bewertet die entwickelte Gusszelle nach zwei Jahren Entwicklungszeit als serienreif.

„Mittlerweile haben wir das Konzept ausgebaut und können dieses für vielfältige Baumaufbauten einsetzen. Wir decken heute bereits dieselbe Legierungsvielfalt über die Gussroboter ab wie im atmosphärischen Guss. Dennoch bietet die Roboterzelle noch Spiel für Erweiterungen und Optimierungskonzepte.“ Derzeit arbeite die Entwicklung beispielsweise an der Verfeinerung des Greifkonzeptes, aber auch an der Automatisierung der erforderlichen Logistiktätigkeiten.