金型製造におけるインダストリー4.0への飛躍

タスク

ロボットを用いた金型加工

先進的なアウディ・コンピテンス・センター・フォー・プラント・イクイップメント・アンド・フォーミング・テクノロジーでは、すべての工程のデジタル連携へ取り組んでいます。現在、 金型製造において、ロボットマシニングセンターが4台のラジアルボール盤に取って代わっています。

2015年、アウディが再びWerkzeugbau des Jahres(ツールメーカー・オブ・ザ・イヤー)賞を受賞した際、審査員団は、継続的なデジタルプロセスチェーンの優れた開発と部分的な実現を称賛しました。アウディは、金型製造におけるインダストリー4.0に向けて新たな一歩を踏み出しています。以前は、金型に通気孔を開けるためにラジアルボール盤が使用されていました。デメリットは、プロセスの自動化が困難であること、時間と労力の面でコストがかかること、インダストリー4.0と互換性がないことでした。

しかし、ストーブリの高精度産業用ロボットが金型の穴あけを自動化しました。まもなく、精密ボーリングとねじ切りもできるようになるでしょう。このプロジェクトは、セーリゲンシュタットのrobot-machining GmbH社がアウディ・コンピテンス・センターと緊密に協力して、プロセス技術、クランプ機構、機械加工技術を備えたプラントコンセプトを開発しました。

ソリューション

ノウハウ集約型ロボットシステム

工場には多くの専門知識が投入されています。長さ8メートル、幅7メートルのロボットマシニングセンターでは、鋼やねずみ鋳鉄製の金型を加工することができます。金型の寸法は4,500 x 2,500 x 1,000 mm まで、重量は最大20,000 kgです。セル内のすべての活動の制御は、37kWの加工スピンドルを備えたストーブリの精密ロボットによって行われます。大型の6軸ロボットは、最大荷重150kg、リーチ範囲2,194mmです。すべての加工位置にアクセスできるように、ロボットはトラバースレールに取り付けられています。

ロボットが深穴の掘削を開始する前に、金型の正確な校正を行う必要があります。そのために、TX200ロボット は ツールマガジンの3Dプローブを使用し、プレスツールの正確な位置を測定します。計算された掘削位置とのオフライン調整の後、実際の掘削が始まる前に、プロセスのすべてのステップの最終シミュレーションがオペレーターによって実行されます。

金型の半分に70〜80個の通気孔が必要です。通気孔の掘削は3段階で行われます。 1つ目は「ミラーリング」と呼ばれ、次に深さ30mmの下穴の掘削、最後に直径4 〜8mm の実際の穴の掘削です。特徴は、ドリルビットの直線的な前進がロボットによって制御されることです。コンピテンスセンターの新規ビジネスユニット自動化技術部門、アウディプロジェクトマネージャー、ジュリアン・コレッカー氏は「これは、ロボットが最大120mm の深さの通気孔を積極的に掘削することを意味します。それには優れたモーションコントロールと剛性が要求されますが、これは独自の駆動技術を持つストーブリのロボットにしかできません」と説明しています。

ユーザーの使用状況

連続的なデジタル・プロセス・チェーン

ベントホールの位置は、CADシステムの金型設計段階で事前に定義されており、追加の作業なしでロボットマシニングセンターのオフラインプログラミングシステムに転送できます。デジタル ネットワークは、スループット時間を短縮するための重要な要素です。これまでアウディは、現場で通気孔の位置を定義し、手動操作のリグで穴を開けていました。デジタルプロセスにより、この作業がすべて無くなり、その結果、スループット時間を約60%短縮することに成功しました。

この革新的な施設の全体的な評価は好評です。ロボットマシニングセンターは、通気孔の穴あけに関してアウディの期待に完全に応えています。ロボットの実績により、近い将来、さらなる加工プロセスが自動化されるでしょう。