En hel pose erfaringer

ROBOTPROJEKT: Et sjællandsk firma, der arbejder med robotløsninger, og en støberivirksomhed i Kolding lærte rigtig meget af at arbejde sammen om en effektivisering af støberiets pakning af støbte aluminiumsblokke der i løbet af år 2000 er kørt på plads. Jern- og maskinindustrien var med, da ProInvent A/S og Gotthard Aluminium A/S gjorde resultatet op her ved årsskiftet.

Af Steen Nisbeth

Jern- og Maskinindustrien, Nr. 44, dec. 2000, uge 51
 

Robotten ved pakkelinien tager syv blokke ad gangen og pakker dem i mønstre efter kundens ønske. Mulighederne er mange og programmeres individuelt for den enkelte ordre. Linien er dimensioneret til 1200 blokke i timen.

Det at få hele proceduren med fra starten, at få den defineret og samtidig at skulle holde fast i det oprindelige oplæg, var svært, måtte man sande fra aluminiumstøberiet Gotthard Aluminium.
At det også er godt at vide noget om udstøbning af aluminiumblokke og de uforudsete vanskeligheder, der kan gemme sig her, er den lektie, ProInvent har lært.
Sammenlagt har begge fået en hel pose fuld af erfaringer ud af det, lyder det fra de to parter.
Efter en lidt vanskelig indkøringsperiode har de nu fundet frem til en løsning, der fungerer til alles tilfredshed, og støberiet forventer, at også deres anden støberilinie på sigt skal udstyres med en robotiseret pakkelinie.
Hos Gotthard Aluminium udstøber man i øjeblikket omkring 120 tons aluminium i døgnet, hvilket er en forøgelse af mængden på 10 procent i forhold til, hvad man gjorde, før robotten vandt indpas. Kapaciteten kan forøges yderligere.
Der udstøbes i mange forskellige kvaliteter ugen igennem, og de forskellige kunder ønsker aluminiumblokkene pakket på varierende måder.
Blandt flere andre krav var målet med en ny pakkelinie desuden at nedsætte den belastning, medarbejderne var udsat for ved manuel stabling. Aluminiumblokkene varierer i vægt fra 4,5 kilogram til 7 kilogram.
Endvidere havde støberiet det ønske, at kunne levere pallefri leverancer, at kunne tilbyde omsnøring med stålbånd, polyesterbånd eller aluminiumbånd og at kunne sikre sporbarheden ved at mærke den enkelte blok med legeringsbetegnelse og chargenummer.

ProInvent på banen
For at kunne realisere de mange krav til processen henvendte man sig til ProInvent. Firmaet er såkaldt turn-key leverandør af anlæg baseret på industrirobotter, og indgår i såvel specifikation som gennemførelse af sådanne projekter. ProInvent ledes og ejes af adm. direktør Leif Dalum og direktør Allan Spork. »Vi var godt klar over, at der her var tale om et meget komplekst projekt,« fortæller direktør Allan Spork og projektleder Niels Worsøe-Petersen fra ProInvent.
Sammen med ledelsen på Gotthard Aluminium fik man i det indledende forprojekt stillet specifikationerne og en udviklingsplan for anlægget op.
Men lidt ukendskab til robotisering på den ene side og til aluminiumstøbning på den anden side gjorde sammen med uforudsete ændringer undervejs, at der indsneg sig uventede problemer.
For eksempel var det i oplægget antaget, at blokkene var kølet ned til cirka 130 grader Celsius. En ny kølemetode med vand, som Gotthard havde specificeret, var imidlertid ikke optimal. Men ved at køre emnerne neddyppet gennem et kølekar risikerer man, at der ligger vand i de sugninger, der fremkommer i blokkene, når de køler af.
Dette vand kan måske forårsage en dampeksplosion, når kunden fylder materialet i sine smelteovne, der er op til 1000 grader varme.
Derfor fjernede man simpelthen vandet fra kølekarrene, så blokkene i stedet har en temperatur omkring de 350 grader, når de når opsamlingsstedet.
»Dette betød væstentlig større påvirkninger på systemet og indebar at vi måtte udskifte og ændre flere komponenter og delsystemer i indkøringsfasen,« fortæller Niels Worsøe-Petersen, der også beretter om en anden vanskelighed, de høje temperaturer forårsagede:
»Den flimrende varme luft fik simpelthen føleren til at melde, at der ikke var nogen blok på båndet. Det var der alligevel, og det forårsagede en række fejl, som var næsten umulige at finde. Følerne virkede jo godt nok, når man afprøvede dem. Først da vi greb til at filme ved bufferen, hvor fejlen opstod, og afspille filmen billede for billede, blev vi klar over, hvad der var galt.«
Føleren blev udskiftet med en anden, som udsender polariseret lys, og som derfor ikke er følsom overfor "falsk" lys.

Kølekarret, der blev sat ud af brug, gjorde at forholdene for pakkelinien ændrede sig radikalt. Her diskuteres ændringerne mellem fabrikschefen fra Gotthard Aluminium A/S, Heinrich Pfeffer (til højre), og folkene fra ProInvent A/S, Allan Spork i midten og Niels Worsøe-Petersen.

Den samlede proces 
Blokkene kommer fra støbebåndet, hvor både det mekaniske- og det styringsmæssige interface mellem støbelinien og den nye robot-linie er.
Blokkene bliver taget ned fra støbebåndet og bliver transporteret gennem følgende: vandkølingen (hvor vandet dog senere blev fjernet), mærkestationen, bufferen, vendestationen og til sidst ender blokkene ude på pakkeplanet. Fra pakkeplanet bliver blokkene løftet over på pallen af en robot.
Robotten tager syv blokke ad gangen. Inden den tager de trapezformede blokke, er halvdelen af dem vendt 180 grader, således at de skrå kanter går ind over hinanden. Derved bliver stabelen mere kompakt. Mønsteret, robotten afleverer blokkene i, kan varieres alt efter kundeønske, og der kan afleveres både på strøer af aluminiumblokke og på træ- eller aluminiumpaller. Pakkebåndet er fremstillet med henblik på, at et bånd kan skydes ind og omsnøre stablerne, når man er klar til at tage den del med i forløbet.
Støbelinien og pakkelinien kører principielt fuldstændig uafhængigt af hinanden, hvilket bl.a. er opnået ved at pakkelinien altid kører med en konstant hastighed, som er noget højere end støbebåndet. Dette er vigtigt, idet en fejl på pakkebåndet ikke må standse støbebåndet. Opstår der en fejl er der indbyggget en funktion som medfører at aluminiumblokkene ryger ned i en container, hvor de to linier mødes.
Der er også indbygget en buffer der, hvor robotten skal gribe blokkene.
Når en stabel er fuld og en ny skal startes, begynder robotten med at lægge strøer ud. Her skal der for eksempel kun bruges tre blokke.
De tiloversblevne blokke køres op i en buffer. Da pakkebåndet kører lidt hurtigere end støbebåndet opstår der tomme pladser, og her afleverer bufferen de overskydende blokke efterhånden.
Det var her, føleren havde svært ved at registrere de varme emner.

Her ved robottens styreenhed er det operatør Kurt Straarup (i midten) sammen med folkene fra ProInvent, Niels Worsøe-Petersen (til venstre) og Allan Spork.

Uddannelse af personalet
Under hele processen var flere af Gotthards medarbejdere på Sjælland for at blive undervist i programmering af robotten, som er en fire-akset ABB robot type IRB 640, der kan løfte 160 kilogram.
Nogle medarbejdere er også blevet undervist på selve støberiet både af folkene fra ProInvent og af de medarbejdere, der allerede havde været på kursus.
»Det er nødvendigt, at alle, der skal køre med båndet, er i stand til både at fejlrette og være med til at optimere processen,« siger Gotthards fabrikschef Heinrich Pfeffer.
»Det har selvfølgelig været en stor omstilling for de fleste, at de skulle til at arbejde på en anden måde end hidtil, men efterhånden går det rigtig godt.«
En systematisk stoptidsregistrering har også været med til at finde og fjerne de fejl, der fra starten opstod i linien, så der i dag stort set køres uden uforudsete stop.

Udstøbningen af de trapezformede Aluminiumblokke sker på støbebåndet, der er forbundet med pakkelinien gennem et mekanisk og et elektronisk interface.