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Entnehmen, Prüfen, Abkühlen und Entgraten  

"WO ANDERE AUFHÖREN, FANGEN WIR AN", SAGT THOMAS KALMBACH

Gießerei Kalmbach setzt auf gleichbleibend höchste Qualität durch automatisierte Prozesse

Druckgussteile findet man in beinahe allen Lebensbereichen – von Kühlkörpern für Leistungselektronik über Sanitär- und Baubeschläge bis zu vielfältigen Einsatzbereichen der Automotiv-Industrie. Die Gießerei Kalmbach in Velbert hat sich vom kleinen Familienbetrieb für Blitzschutzanlagen in den 60er Jahren bis heute zu einem leistungsfähigen Präzisionsdruckguss-Anbieter mit rund 100 Mitarbeitern entwickelt. Zur Steigerung der Produktqualität hat der Schritt in die Automation mit Reis Robotern maßgeblich beigetragen.

 

Wer die Hallen von Kalmbach betritt, ist überrascht. Es ist freundlich, hell und sauber, was in Gießereien nicht immer selbstverständlich ist. „Regelmäßige vorbeugende Wartung und Sauberkeit gehören zur Firmenphilosophie“, erklärt Thomas Kalmbach. „Das entstehende Bild hat uns aber auch schon oft geholfen, um Neukunden von unserer Leistungsfähigkeit in Bezug auf anspruchsvolle Gussteile zu überzeugen.

 

Anspruchsvoll heißt beispielsweise Zink-Druckgussgehäuse mit sehr dünnen Wandstärken oder Alu-Steckverbinder mit einem angegossenen und nicht nachbearbeiteten Feingewinde. Stichworte: Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit. Daneben ist natürlich die Automotive-Industrie ein bedeutender Abnehmer. Hier wie dort geht es vornehmlich um Oberflächenbauteile. Das maximale Gussteilgewicht beträgt seit der Investition in neue automatische Druckgießzellen Ende 2008 bis zu 8.500 g.“

 

Oberflächenbauteile – und damit sichtbare Teile – verzeihen keine Fehler im Guss, da diese bei einer späteren Oberflächenveredelung erst recht hervortreten. Um eine möglichst perfekte und reproduzierbare Qualität zu erreichen, fiel im Jahr 2004 der Startschuss in Richtung Automatisierung mit einer ersten gebrauchten Reis Entgratpresse und einem neuen 6-achsigen Reis Roboter zur Entnahme der Gussteile aus der Form. Aufgrund von Empfehlungen war Reis Robotics mit dem Vertriebsingenieur Hans-Peter Brohm von Beginn an Bord. „Und genau hier beginnt aus unserer Sicht ein gutes Stück Erfolgsgeschichte“, ergänzt Thomas Kalmbach. „Die Beratungsleistungen von Reis gehen weit über den eigentlichen Vertrieb hinaus, da dort auch Know-how über unsere Branche vorhanden ist. Von dort kam parallel zum sukzessiven Ausbau auf heute acht  automatisierte Gieszellen der Vorschlag, die Anordnung von Gussanlagen und Robotern sowie die Abläufe in den Hallen nach ihrem Platzbedarf zu optimieren. Allein diese Beratungsleistung hat bereits nach kurzer Zeit Früchte getragen und uns flexibler für die Zukunft gemacht.“

 

Entnehmen, Prüfen, Abkühlen und Entgraten

Jede Gießzelle besteht aus einer Druckgießmaschine Fabrikat Frech, einem Reis Roboter des Typs RV sowie einer CASTcheck Sensoreinheit zur Kontrolle des Gießteiles auf Vollständigkeit nach der Entnahme, einem CASTcooling Tauchkühlbecken sowie einer hydraulischen Drei-Säulen-Entgratpresse SEP, ebenfalls von Reis. ‚Alles aus einer Hand’ bei der Peripherie war für Kalmbach wichtig, da nur auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass sich die einzelnen Systemkomponenten bestens ‚verstehen’. Ein Signalaustausch erfolgt darüber hinaus mit dem Auswerfersystem der Gießmaschine. Der Roboter greift das auszuwerfende Teil am Anguss und begleitet die Auswerferbewegung von Anfang an synchron. Nachdem die Maschine geöffnet  wurde, erhält der Roboter das Signal, um in die offene Form einzufahren und das Gussteil zu greifen. Nach der Meldung ‚Greifer geschlossen’ erhält die Gießmaschine wiederum ein Signal, um den Auswerfer vorzufahren. Mit dieser Bewegung werden Roboter und Gussteil verschoben, bis das Teil frei zur Entnahme ist. Das verhindert nicht nur Lastschläge auf den Roboter, sondern schont auch das Gussteil und verhindert, dass filigrane Gussverbände beschädigt werden oder dass es sich nach dem Auswurf möglicherweise verzieht. Diese vorteilhafte Software-Funktion vermeidet Störungen bei der Ablage des Gießverbandes in eine Bearbeitungsstation oder in ein Entgratwerkzeug.

 

Nach dem Auswurf führt der Roboter das Gussteil an einer Infrarot-Sensoreinheit vorbei, um zu überprüfen, ob alle Luftbohnen – die Überläufe – am Gussteil vorhanden sind.  Dies lässt darauf schließen, dass keine Gussreste in der Form verblieben sind. Im nächsten Schritt taucht der Roboter das Teil für eine individuell berechnete Zeit in das Kühlbecken, um es danach der Reis Entgratpresse zuzuführen. Der Pressenraum ist von allen Seiten zugänglich, so dass Umrüstarbeiten bei wechselnden Gussteilen schnell erfolgen können. Mit ihren großen Freiräumen und Tischdurchbrüchen ermöglicht die Presse eine automatische Gratabführung, Voraussetzung für eine hohe Verfügbarkeit der Zelle. Um die Schnittwerkzeuge optimal auszulegen, verließ sich Kalmbach auf die langjährige Erfahrung von Reis. Automatisches Entgraten vereinfacht nicht nur die spätere Weiterverarbeitung, sondern spart auch Lagerplatz. Wie? Einfach dadurch, dass sich bei den in großen Stückzahlen produzierten Gussteilen mehr Stücke in die bereitgestellten Gitterboxen füllen lassen, wenn diese ihre kompakte Endform haben.

 

Stichwort Wechsel des produzierten Gussteils: Jeder Formwechsel erfordert naturgemäß eine angepasste Programmierung von Roboter und Entgratpresse. „Die intuitive Bedieneroberfläche der Reis Software CASTassist unterstützt mit eindeutigen, gießereibezogenen Piktogrammen die Arbeit unserer Mitarbeiter und verkürzt Rüstzeiten“, so Thomas Kalmbach. „Und noch etwas hat diese einfache Bedienung bewirkt: Wir konnten unsere Mitarbeiter nach anfänglicher Skepsis von den Vorzügen des Robotereinsatzes überzeugen. Weil alle mitgezogen haben, mussten wir niemanden entlassen, sondern konnten die Kollegen weiterqualifizieren und motivieren. Plötzlich war die Begeisterung so groß, dass sich Mitarbeiter die Roboter-Dokumentation mit nach Hause genommen haben, um dort ihr Wissen zu vertiefen – und zwar freiwillig. Heute betreut jeder Mitarbeiter zwei Anlagen, da diese ja weitestgehend automatisiert sind.“

 

Qualität erheblich gesteigert

Der eigentliche Grund für den Einsatz von Robotern aus dem Hause Reis war für Kalmbach jedoch nicht allein die schnellere Bearbeitung von Aufträgen, sondern die erhebliche Qualitätssteigerung und Kostenreduzierung durch die Automation. So konnten nicht nur die Stillstandszeiten der Anlagen massiv gesenkt werden durch den gleichmäßigen automatischen Zyklus, sondern es wurden insbesondere die Standzeiten der Formen verdoppelt durch eine beträchtliche

Minimierung der Temperaturschwankungen in der Form. Da die Formen länger maßhaltig bleiben und weniger Wartung benötigen spart Kalmbach nicht unerheblich an Kosten und kann der anspruchsvollen Kundschaft genau das liefern, was sie wünscht – perfekte Qualität. Der Kommentar von Thomas Kalmbach dazu: „Der komplette Prozess muss schon aus diesem Grund weitestgehend automatisiert werden, da sich die Form- und Werkzeugkosten nur schwer verkaufen lassen.“

 

Beträgt das Verhältnis Zink- zu Aludruckguss derzeit noch etwa 70:30 so sieht Thomas Kalmbach für die nahe Zukunft eine Angleichung der Anteile, was nicht zuletzt darauf zurückzuführen ist, dass es bei Kalmbach durch eigenen Formenbau und den hohen Automatisierungsgrad gelungen ist, aus den Aluminium-Legierungen hochwertige, filigrane Gegenstände zu gießen, die bis vor kurzem noch kaum denkbar erschienen. Mit der Produktionsflexibilität – auch bei der Veredelung und Montage von Produkten – hat Kalmbach sich unterschiedlichste Branchen als Kunden erschlossen und trotzt daher der Wirtschaftskrise, die den Automobilbau so sehr getroffen hat. Ganz antizyklisch hat das Unternehmen in dieser angespannten Zeit eine Vielzahl von neuen Aufträgen realisiert.

 

Roboter im Betrieb

Seit der Einführung des ersten Reis Roboters 2004 vertraut Kalmbach nicht nur auf die Robotersysteme, sondern auch auf die Engineering-Kompetenz von Reis Robotics und ist sicher, dass die Beratungsleistungen bei Planung und Inbetriebnahme einen bedeutenden Anteil an der Qualität der geschaffenen Lösung haben. Thomas Kalmbach: „Die Entscheidung war richtig, denn es gab bisher keine nennenswerten Probleme. Alles läuft von Anfang an wie gewünscht und technische Rückfragen konnten meist telefonisch geklärt werden. Und als im Betrieb ein kleiner Schalter ausfiel, fiel uns auf, wie sinnvoll die installierte Fernwartung von Reis ist. Die Spezialisten von Reis identifizierten das Problem von Obernburg aus, setzten einen Techniker in Bewegung und schon am nächsten Tag war die Anlage wieder in Betrieb.“

 

Fazit

Die Automationslösungen von Reis in der Gießerei Kalmbach haben sich für das Unternehmen als richtiger Schritt bewährt. In etwas mehr als vier Jahren wurde vom ersten Roboter bis heute acht automatisierte Zellen aufgerüstet. Die extrem hohe Qualität führte zu dem Ausspruch von Thomas Kalmbach „Wo andere aufhören, fangen wir an!“ Wie die Erfahrung lehrt, hat sich die Entscheidung hin zu hoch komplexen, filigranen und sensiblen Gussprodukten im Wettbewerb als richtig erwiesen. Kalmbach sieht sein Unternehmen als reinen Dienstleister mit entsprechend hohen Qualitätsanforderungen – in jeder Hinsicht. Aus diesem Grund stehen im Werk in Velbert auch weitere moderne Anlagen für ein perfektes Oberflächenfinish der Gussteile sowie Arbeitsplätze für die mechanische Bearbeitung,Montage- und Konfektionieraufgaben.