DE10212372A1 - Automatisierte Gießanlage - Google Patents

Abstract

Eine automatisierte Gießanlage enthält: DOLLAR A - eine Vielzahl von Gießstationen (A-D); DOLLAR A - eine Entnahmestation (E) für geschmolzenes Metall mit mindestens einem geschmolzenes Metall enthaltenden Ofen (24); DOLLAR A - eine automatisierte Gießeinrichtung (30), die sich zwischen den Gießstationen (A-D) und der Entnahmestation (E) erstreckt, die mit einer robotisierten Einrichtung (33) versehen ist, die zyklisch und kontrolliert einen Gießlöffel (38) zu bewegen vermag, um bei jedem Zyklus geschmolzenes Metall aus der Entnahmestation (E) zu entnehmen und es in einer unter den erwähnten Gießstationen (A-D) ausgewählten Station zu vergießen; DOLLAR A - eine automatisierte Transporteinrichtung (40) für die Gussteile, die sich zwischen den Gießstationen (A-D) und einer Austragsstation (F) erstreckt, ausgestattet mit einer robotisierten Einrichtung (43), die in kontrollierter und mit der Gießeinrichtung (30) koordinierter Weise Zangen (49) zu bewegen vermag für das Ergreifen und den Transport der Gussteile von einer der Gießstationen zu Austragsstation (Figur 2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatisierte Anlage für das Schwer­ kraftgießen von Teilen, insbesondere, aber nicht ausschließlich für die Herstel­ lung von Teilen aus Aluminiumlegierung.

Gegenwärtig sind in den Schwerkraftguss-Anlagen automatisierte Gießmaschi­ nen vorgesehen, die mit Formen ausgestattet sind, die geöffnet werden können und in die geschmolzenes Metall gegossen wird und aus denen die erstarrten Gussteile entnommen werden.

Im allgemeinen führt die Automatisierung zur Schaffung von Anlagen, die auf die Art des herzustellenden besonderen Gussteils festgelegt sind, so dass es nicht möglich ist, andersartige Gussteile zu produzieren, ohne die Anlage we­ sentlich zu verändern. Mit dem Ausdruck "andersartige" sind nicht nur Gussteile anderer Form gemeint, die jedoch der gleichen Typologie angehören, sondern auch und vor allem andere Typologien von Gussteilen.

Das Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Hochleistungs-Gießanlage mit einem hohen Automatisierungsgrad, die eine Senkung der Produktionskos­ ten und der Anzahl der Ausschussteile ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Gießanlage, die eine bessere Steuerung des Herstellungsverfahrens gestattet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Gießanlage mit Flexibili­ tätsmerkmalen, die es ermöglichen, sie einfach und schnell an die Herstellung verschiedener Typologien von Gussteilen anzupassen, ohne dass die Möglich­ keit verbaut wird, die Gussteile auch von Hand aus der Gießmaschine zu ent­ nehmen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anlage, die es ermög­ licht, die sich aus der Automatisierung ergebenden Vorteile auch in den Fällen zu nutzen, in denen ein Gerät oder einige Geräte der Anlage vorübergehend wegen Wartungsarbeiten, Störungen oder wegen Produktionen außerhalb der Fertigungsstraße stillgelegt sind.

Diese und weitere Ziele und Vorteile, die im Folgenden noch verständlicher werden, werden erfindungsgemäß von einer Anlage erreicht, die die in den bei­ gefügten Ansprüchen erfassten Merkmale aufweist.

Es wird nun eine bevorzugte, aber nicht einschränkende Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnun­ gen Bezug genommen wird, in denen:

Fig. 1 ein allgemeiner Grundriss einer erfindungsgemäßen Anlage ist;

Fig. 2 ein Grundriss in vergrößertem Maßstab eines Teils der Anlage von Fig. 1 ist;

Fig. 3 ein Grundriss in vergrößertem Maßstab eines weiteren Teils der An­ lage von Fig. 1 ist;

Fig. 4 ein seitlicher Aufriss gemäß Pfeil IV von Fig. 1 ist;

Fig. 5 ein stirnseitiger Aufriss einer robotisierten Gießeinrichtung ist;

Fig. 6 ein stirnseitiger Aufriss einer Einrichtung für den Transport von Gussteilen ist;

Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab einer robotisierten Einrichtung zum Erfassen der gegossenen Teile, die zu der Transporteinrichtung der Fig. 6 gehört;

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines mit einem Paar von Öfen versehe­ nen Drehtisches in senkrechtem Querschnitt;

Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Reinigungsstation für einen Gießlöf­ fel in senkrechtem Querschnitt und

Fig. 10 eine schematische perspektivische Ansicht einer Gießmaschine be­ kannter Art, die zur Anwendung in der erfindungsgemäßen Anlage geeignet ist.

Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemäße Gießan­ lage eine Vielzahl von Giesstationen A, B, C, D, in diesem Beispiel vier, die in einer hier als Längsrichtung bezeichneten Richtung paarweise nebeneinander­ liegend aufgereiht sind.

In jeder Gießstation ist eine Gießmaschine 10a, 10b, 10c, 10d beispielsweise der in Fig. 10 gesondert dargestellten Art angeordnet. Eine Gießmaschine dieser an sich bekannten Art ist zum Verständnis der Erfindung nicht wesentlich und wird daher hier nicht im Einzelnen beschrieben. Hier wird es genügen, dar­ an zu erinnern, dass die Gießmaschine der Fig. 10 einen Rahmen 12 mit ei­ nem Elektromotor 14 aufweist, der in regelmäßigen Abständen das Kippen ei­ ner Form 16, die geöffnet werden kann, in eine senkrechte Ebene bewirkt. Bei jedem Gießzyklus erhält die Form eine gewisse Menge an geschmolzenem Me­ tall, wird um etwa 90° um eine waagerechte Achse geschwenkt nach einem vorbestimmten Gießgesetz, um den Hohlraum der Form zu füllen. Nach erfolg­ ter Erstarrung wird die Form geöffnet und das gegossene Teil entnommen und abgeführt, wie weiter unten beschrieben werden wird.

Zwischen den Paaren von Gießstationen A, B und C, D ist ein Tisch 20 ange­ ordnet, der durch einen (der Einfachheit halber nicht dargestellten) Getriebemo­ tor um eine senkrechte Achse drehbar ist. Der Tisch 20 ist, wie auch in Fig. 8 dargestellt, auf einer waagerechten Drehplatte 21 gelagert, die im Fußboden in einer Vertiefung 22 befestigt ist, die dazu dient, den Tisch bündig zum Fußbo­ den zu halten.

Der Tisch ist mit einem Paar von Öfen 24a, 24b ausgestattet, die in Bezug auf die senkrechte Mittelachse des Tisches diametral gegenüberliegend angeord­ net sind, derart, dass sie abwechselnd in eine Beschickungsstellung, wie die von dem Ofen 24b in den Fig. 1 und 2 eingenommene, und eine Arbeits- oder Entleerungsstellung E verbracht werden, die der Seite der Gießstationen A-D zugekehrt ist und in diesen Figuren vom Ofen 24a eingenommen wird. Die Öfen 24a, 24b sind vorzugsweise Elektroöfen mit Eintümpel-Schmelztiegeln 25a, 25b. Um sie aufzufüllen, werden die Öfen abwechselnd und in regelmäßi­ gen Abständen von dem Tisch aus der Beschickungsstellung entfernt, in eine (nicht dargestellte) entfernt gelegene Füllstation befördert und, sobald sie gefüllt sind, in die Beschickungsstellung auf dem Tisch 20 zurückgebracht. Dieser Ar­ beitsvorgang kann, wie weiter unten zu sehen sein wird, ausgeführt werden, während aus dem Schmelztiegel des in Arbeitsstellung befindlichen Ofens ge­ schmolzenes Metall entnommen wird, ohne dass die Gießzyklen unterbrochen werden. Unterhalb des Tisches 20 sind zwei Kokillen 26a, 26b mit Kanälen 27a, 27b vorgesehen, um die Metallschmelze bei einem Bruch irgend eines der Schmelztiegel abzuleiten. Die Stromversorgung der Öfen erfolgt von oben über den Mittelpunkt des Tisches.

Wie in den Fig. 1, 2, 4 und 5 dargestellt, enthält die Anlage eine insgesamt mit 30 bezeichnete automatisierte Gießeinrichtung in Form eines kartesischen Roboters. Die Einrichtung 30 übernimmt es, flüssiges Metall aus dem Ofen, der sich in der Entnahmestellung E auf dem Drehtisch 20 befindet, zu den einzel­ nen Gießmaschinen 10a-10d zu befördern.

Die Gießeinrichtung 30 enthält eine geradlinig verlaufende waagerechte Füh­ rung 31, die sich oberhalb und in der Nähe der Gießstationen A-D und der Ent­ nahmestation E des auf der Seite der Gießstationen befindlichen Ofens er­ streckt. Längs der Führung 31 ist ein Wagen 32 verfahrbar, der eine robotisier­ te, insgesamt mit 33 bezeichnete Gießeinrichtung trägt. Auf dem Wagen 32 sind vier insgesamt und schematisch mit 34 bezeichnete Antriebsaggregate angebracht. Ein erstes Antriebsaggregat bewirkt die waagerechte Translations­ bewegung dieses Wagens längs der Führung 31. Ein zweites Antriebsaggregat erzeugt die Bewegung in senkrechter Richtung eines senkrechten Stabs 35 längs einer an dem Wagen 32 befestigten senkrechten Führung 36. Am unteren Ende des Stabs 35 ist ein Arm 37 angelenkt, dessen Schwenkbewegung um eine waagerechte Längsachse x₁ von einem dritten Antriebsaggregat bewirkt wird. Am unteren Ende des Arms 37 ist ein Gießlöffel 38 angelenkt, der seiner­ seits mittels eines vierten Antriebsaggregats um eine in Längsrichtung verlau­ fende waagerechte Achse x₂ gekippt werden kann.

An dem Gießlöffel ist ein (nicht dargestelltes) Elektrodenpaar angebracht, des­ sen Funktion weiter unten erklärt wird.

Die Gießeinrichtung 30 hat folglich einen Aktionsradius, der es ihr erlaubt, mit dem Löffel 38 aus der Entnahmestation E eines der Schmelztiegel flüssiges Metall zu entnehmen und es in irgendeine der Formen der Gießmaschinen 10a-­ 10d zu gießen.

Bezugnehmend insbesondere auf die Fig. 1, 2, 6 und 7 enthält die Anlage eine automatisierte Einrichtung in Form eines kartesischen Roboters für den Transport der Gussteile von den Gießstationen A-D zu einer (in den Fig. 1, 3 und 6 sichtbaren) Austragsstation F, von wo aus die Gussteile entnommen und entfernt werden, um weiteren Bearbeitungen unterzogen oder, falls män­ gelbehaftet, ausgesondert zu werden.

Die insgesamt mit 40 bezeichnete Transporteinrichtung enthält eine waagerech­ te geradlinige Führung 41, die im wesentlichen parallel zu der Führung 31 der Gießeinrichtung 30 verläuft. Die Führung 41 erstreckt sich oberhalb der Gieß­ stationen A-D und der Austragsstation F. Längs der Führung 41 kann ein Wa­ gen 42 fahren, der eine insgesamt mit 43 bezeichnete robotisierte Einrichtung zur Entnahme der Gussteile aus den Maschinen 10a-10d trägt.

Bei der in Fig. 7 im Einzelnen genauer dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsform ist die robotisierte Greifeinrichtung 43 so gestaltet, dass sie kombi­ nierte Rotations- und Translationsbewegungen längs sieben geometrischer und um sieben geometrische Achsen ausführen kann, wie nachfolgend im Einzel­ nen aufgeführt.

Die Greifeinrichtung 43 ist an dem Wagen 42 aufgehängt, der in Längsrichtung längs eines Laufwegs 41a der tragenden Führung 41 verfahrbar ist. Diese Translationsbewegung längs der Achse, die hier als erste geometrische Achse (waagerechte Längsachse X41) bezeichnet wird, wird durch einen an dem Wa­ gen 42 angebrachten elektrischen Getriebemotor 44a bewirkt.

Ein zweiter elektrischer Getriebemotor 44b, der ebenfalls an dem Wagen 42 angebracht ist, erzeugt die senkrechte Bewegung eines Stabes 45, der in senk­ rechter Richtung von dem Wagen 42 längs einer senkrechten zweiten geomet­ rischen Achse X45 geführt wird. Der Stab 45 trägt unten eine waagerechte, in Querrichtung verlaufende Führung 46, in der längs einer dritten waagerechten und in Querrichtung verlaufenden geometrischen Achse X46 ein von einem drit­ ten elektrischen Getriebemotor 44c angetriebener Läufer 47a zu gleiten ver­ mag.

Der Läufer 47a trägt drehbar das obere Ende einer senkrechten Welle 47b. Der Läufer 47a wird längs der dritten Achse X46 durch einen elektrischen Getrie­ bemotor 44c bewegt, während die Drehbewegung der Welle 47b um ihre senk­ rechte Achse X47 pneumatisch bewirkt wird. Am unteren Ende der Welle 47b ist eine kastenförmige Trageinrichtung 48 befestigt, an der ein Mehrzangen- Greifaggregat 49 angebracht ist. Das Aggregat 49 ist schwenkbar mit der Trag­ einrichtung 48 verbunden, um eine pneumatisch bewirkte Drehbewegung von ± 90° um eine fünfte waagerechte geometrische Achse X48 zu ermöglichen.

In der bevorzugten Ausführungsform sind zwei Paare von Greifzangen, ein lin­ kes 49a und ein rechtes 49b, vorgesehen, die für eine Gleitbewegung in radia­ ler Richtung in Bezug auf die Achse X48 längs einer sechsten geometrischen Achse X49 pneumatisch betätigt werden. Das Schließen und Öffnen jeder Greifzange längs jeweiliger (der Einfachheit halber nicht dargestellter) siebter Bewegungsachsen zum Erfassen ebenso vieler Gussteile wird pneumatisch bewirkt. Die Ausfahrbewegung der Greifzangen längs der Achse X49 wird pneumatisch gesteuert, während die Bewegung in entgegengesetzter Richtung frei ist, um den Greifzangen die Rückfahrbewegung zu ermöglichen, sobald sie sich während der Phase des Auswerfens der Gussteile aus der Gießform über den Gussteilen geschlossen haben, wobei das Auswerfen unter dem von dem (nicht dargestellten) an der Gießform angebrachten Auswerferaggregat längs der gleichen Achse X49 ausgeübten Druck erfolgt.

Die radiale Rückzugsbewegung der Greifzangen längs der Achse X49, die bei­ spielsweise dadurch freigegeben werden kann, dass das Öffnen eines Auslass­ ventils des (nicht dargestellten) pneumatischen Stellglieds ausgelöst wird, er­ möglicht es vorteilhafterweise, die Greifzangen Bewegungen mit geringer Wegstrecke in einer im wesentlichen zur Querachse X46 parallelen Richtung vollführen zu lassen, ohne den elektrischen Getriebemotor 44c anlaufen zu las­ sen.

Die Getriebemotoraggregate 44a, 44b und 44c, die die Translationsbewegun­ gen in Längsrichtung, in senkrechter und in Querrichtung längs der Achsen X41, X45 und X46 bewirken, sind numerisch gesteuert.

In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist das Greifaggregat 49 in zwei Einheiten aufgeteilt, um gleichzeitig vier Gussteile erfassen zu kön­ nen. Es ist klar, dass diese Lösung ebenso wie die oben beschriebene Konfigu­ ration der die robotisierte Einrichtung 43 bildenden Teile für einige Anwen­ dungsbedingungen bevorzugte, mit Sicherheit aber keine für die Verwirklichung der Erfindung unbedingt gebotene Lösungen sind. Ähnliche Überlegungen gel­ ten für die Verwirklichung der oben beschriebenen robotisierten Gießeinrichtung 33.

Die Greifeinrichtung 43 kann daher längs der senkrechten Achse jeder der Gießmaschinen gleiten, um von diesen die Gussteile bei einer in einer senk­ rechten Ebene geöffneten Form zu entnehmen. Dank der durch die Greifeinrichtung 43 von oben bewirkten Entnahme ist es möglich, die Entnahme der Gussteile auch von Hand von der Rückseite einer der Gießmaschinen auszuführen, indem die Form in einer waagerechten Ebene geöffnet und die Einrichtung 40 für die übrigen Maschinen weiter genutzt wird, ohne dass in den Laufweg der Greifeinrichtung 43 eingegriffen wird. Vorzugsweise ist die Anlage mit waagerechten (nicht dargestellten) Flächen oder Rosten ausgestattet, um den Bereich zu schützen, in dem sich das Bedienungspersonal im Umkreis um jede der Gießmaschinen bewegen kann.

Die Anlage ist mit (nicht dargestellten) Meldern, beispielsweise Lichtwellenlei­ ter-Meldern, ausgestattet, um die Qualität der Gussteile, insbesondere das Vor­ handensein von Gussmaterial an vorbestimmten Stellen überwachen zu kön­ nen. Diese Qualitätsmelder können an einem festen Punkt der Anlage installiert oder auf dem Wagen 42 angebracht werden, je nach der Art des gewählten Melders und seinen Abmessungen. Werden Lichtwellenleiter-Melder oder an­ dersartige Sensoren gewählt, so können diese in passender Weise auf dem Wagen 42 in Abhängigkeit von der Gestalt der aus den Gießmaschinen zu ent­ nehmenden Gussteile und in einer der bei jedem Zyklus entnehmbaren Gussteile entsprechenden Anzahl angebracht werden. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel, wo für das Zangenaggregat 49 vier Zangen für das Erfassen von ebenso vielen Gussteilen vorgesehen sind, können für die Qualitätskontrolle eines jeden Gussteils vier Melder angebracht werden, insge­ samt also sechzehn. Wählt man statt dessen als Melder Fernsehkameras, die das vom Gussteil aufgenommene Bild mit einem eingespeicherten Musterbild vergleichen, so können diese Melder an festen Stellen der Anlage oder, wenn es die Abmessungen der Fernsehkameras gestatten, auf dem Wagen 42 oder auf der robotisierten Einrichtung 43 installiert werden. Die Funktionsweise der Greifeinrichtung 43 wird weiter unten beschrieben.

Die von den Meldern gelieferten Signale werden an eine Verarbeitungseinheit übermittelt, die, falls sie alle (sechzehn) von den Meldern ausgesendeten Signale empfängt, der Transporteinrichtung 40 einen Befehl erteilt, die Gussteile in der Austragsstation F abzulegen, oder, wenn sie von den Meldern mindestens eines der Prüfsignale nicht empfängt, die Einrichtung 40 so steuert, dass die Gussteile in einer Ausschussstation G abgelegt werden, um dann über Rutschen 55 in Kästen 56 befördert zu werden.

An dem Zangenaggregat 49 ist außerdem eine (nicht dargestellte) Gebläseein­ richtung angebracht, um Luftstrahlen zur Reinigung der Greifzangen einzubla­ sen. Vorzugsweise sind für jede Greifzange individuelle Luftstrahlen vorgese­ hen.

Bezugnehmend auf Fig. 3 befindet sich die Austragsstation F auf einem sich um eine senkrechte Achse drehenden Drehtisch 50, der mit vier waagerechten Armen 51 versehen ist, von denen jeder an dem in radialer Richtung außen ge­ legenen Ende eine Platte 52 mit Lagern zur Aufnahme der von dem Zangenag­ gregat 49 abgesetzten Gussteile trägt.

Der Drehtisch 50 befindet sich in einer Abkühlwanne 53, die ein Kühlflüssig­ keitsbad enthält, dessen Temperatur überwacht wird. Der Drehtisch wird so ge­ steuert, dass er sich bei jedem Zyklus gleichzeitig mit dem Absetzen der Gussteile auf seiner Platte 52, die sich zyklusgemäß in der Austragsstation F befindet, um 90° dreht. Die abgekühlten Gussteile werden vom Drehtisch 50 in eine Stellung H verbracht, von wo aus sie von einem sechsachsigen anthropo­ morphen Roboter 60 entnommen werden, der sie in einer Sägemaschine 70 bekannter Art absetzt, die das Abschneiden der Gießköpfe besorgt. Die abge­ schnittenen Gießköpfe werden durch ein als Netz ausgebildetes Förderband 72, das das Abfallen der Späne in einen Kasten 73 ermöglicht, in einen Kasten 71 befördert.

Der anthropomorphe Roboter 60 verbringt die Gussteile von der Sägemaschine 70 zu einer Presse 80, wo Arbeitsvorgänge der Entgratung, des Räumens und der Pressung erfolgen. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfasst der Aktionsradius des anthropomorphen Roboters 60 auch eine Bohrstation J und eine Stempelungsstation K.

Die Bewegungen jeder der vorbeschriebenen Einrichtungen werden durch Be­ fehle ausgelöst, die von für jede Einrichtung spezifischen Arbeitseinheiten erteilt werden, was es ermöglicht, auch nur einige der Einrichtungen der Anlage in automatischer Weise zu nützen, während andere für Wartungsarbeiten stillste­ hen können. Alle Verarbeitungseinheiten, die die verschiedenen Einrichtungen steuern, stehen untereinander unmittelbar und/oder über eine zentrale Verarbeitungseinheit, typischerweise einen PLC (Programmable Logic Controller) oder ein Master-Pult 75 im Dialog, das den Betrieb der Anlage in ihrer Gesamtheit, also auch die Funktionsweise aller hier beschriebenen Antriebs- und Betätigungsorgane überwacht.

In den Fig. 2 und 9 sind zwei gleiche Einrichtungen 81, 82 für die Reinigung des Gießlöffels durch Luftstrahlen gezeigt, die dazu dienen, aus der Mulde des Löffels die Metalloxidhäute abzulösen, die die Neigung haben, daran haften zu bleiben. Die Reinigungseinrichtungen 81, 82 sind vorteilhafterweise mit Abde­ ckungen versehen, damit die dort vom Löffel abgelösten Häute nicht in der Um­ gebung verstreut, sondern in einem Behälter 83 gesammelt werden.

Eine Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anlage ist die folgende.

Um einen Gießzyklus auszuführen, wird die robotisierte Einrichtung 30 gestar­ tet, um den Gießlöffel in eine Stellung oberhalb des Schmelztiegels des Ofens (des Ofens 24a in Fig. 2) zu verbringen, der sich in der Entnahmestation E befindet. Die Öfen sind mit Maximum- und Minimum-Temperatursensoren aus­ gestattet, die mit der Gießeinrichtung 30 in Verbindung stehen und die Entnah­ me nur dann freigeben, wenn sich die Temperatur des Metallbades in dem be­ trachteten Schmelztiegel im vorbestimmten Temperaturbereich befindet. Wird die Entnahme freigegeben, so bewirkt die robotisierte Gießeinrichtung 33 das kontrollierte Absenken des Löffels 38 in das Schmelzbad, wobei die Bewegung des Löffels verlangsamt wird, wenn dieser sich in der Nähe der Metallschmelze befindet.

Sobald die Entnahme ausgeführt ist, verbringt der Wagen 32 der Einrichtung 30 den Löffel in den Bereich einer der Gießstationen A-D, insbesondere in die Sta­ tion der Gießmaschine, die für das Metall aufnahmebereit ist und den Gießvor­ gang angefordert oder ihre Bereitschaft in diesem Sinne der zentralen Verarbei­ tungseinheit angezeigt hat.

Durch Steuerung der Bestandteile der robotisierten Gießeinrichtung 3, gießt der Löffel das geschmolzene Metall in die Öffnung 15 der Form, und die Gießma­ schine vollführt wie oben beschrieben ihren Zyklus.

Der leere Löffel wird anschließend in die der soeben gefüllten Maschine nächstgelegene Reinigungseinrichtung 81 oder 82 befördert und um die waage­ rechte Achse x3 in eine umgekehrte Stellung geschwenkt, um von einem Luft­ strahl gereinigt zu werden, der die sogenannte "Haut" von dem Löffel ablöst. Um diesen Arbeitsvorgang zu verbessern, ist der Löffel vorzugsweise aus ei­ nem Anti-Haft-Material hergestellt, beispielsweise Keramik, oder mit einer Lack­ schicht mit Anti-Haft-Eigenschaft überzogen. Der gereinigte Löffel wird dann in eine Stellung über dem Schmelztiegel des sich in der Entnahmestation E be­ findlichen Ofens zurückbefördert, um neuerlich eine Entnahme auszuführen.

Die Gießeinrichtung 30 bewirkt automatisch das Absenken des Löffels auf eine Höhe, die geringer ist als die des vorausgehenden Entnahmezyklus, und zwar um eine Höhe, die in Abhängigkeit vom Fassungsvermögen des Löffels errech­ net ist. Jeder Schmelztiegel ist mit einem Füllstands-Sensor ausgestattet, der, wenn die Metallschmelze auf einen vorbestimmten niedrigen Füllstand abge­ sunken ist, ein Signal "Schmelztiegel leer" aussendet. Wenn die Verarbeitungs­ einheit, die den Betrieb des Drehtisches 20 überwacht, dieses Signal empfängt, löst sie automatisch die Drehbewegung des Drehtisches um 180° aus, so dass der andere volle Schmelztiegel 24b in der Entnahmestellung dargeboten wird, während der leere Schmelztiegel 24a von dem Drehtisch abgezogen und ent­ fernt werden kann, um gefüllt zu werden.

Die Drehbewegung des Tisches 20 bewirkt das automatische "reset" der Höhe, bei der der Gießlöffel beim unmittelbar nachfolgenden Entnahmezyklus zum Stillstand kommen muss. In jedem Fall sorgen die an dem Löffel angebrachten Elektroden dafür, dass ein Haltesignal für die Abwärtsbewegung des Löffels ausgesandt wird, wenn sie mit der Oberfläche der Metallschmelze in dem Schmelztiegel in Berührung kommen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird dem Gießroboter die Entnahme nur dann gestattet, wenn die folgenden Bedingungen sämtlich erfüllt sind:

• - der Tisch ist in die richtige Stellung gedreht, so dass sich einer seiner Öfen in der Entnahmestellung befindet, die in Fig. 2 vom Ofen 24a eingenom­ men wird. Diese Bedingung wird von einem mit dem Drehtisch 20 gekoppel­ ten Näherungssensor festgestellt;
• - der Schmelztiegel des Entnahmeofens ist auf dem Tisch 20 richtig positio­ niert; diese Bedingung wird von Stellungssensoren oder Schaltern festge­ stellt, die sich auf dem Drehtisch 20 im Auflagebereich der Schmelztiegel befinden;
• - der Deckel des in der Entnahmestellung befindlichen Ofens ist geöffnet. Auch diese Bedingung kann von einem Schalter geprüft werden, der mit den (in den Figuren nicht dargestellten) Deckeln der Öfen gekoppelt ist.

Die automatisierte Transporteinrichtung 40 besorgt von Fall zu Fall die Entnah­ me der Gussteile aus den einzelnen Gießmaschinen. Nach erfolgter Erstarrung der Gussteile wird die Form der Gießmaschine geöffnet; das Greifaggregat 49 wird in die Nähe der Form verbracht und ergreift die Gussteile. Während der Wagen 42 längs der Führung 41 bewegt wird, prüfen die auf dem Wagen ange­ brachten Lichtwellenleiter-Melder die Qualität der Gussteile. Wenn die mit die­ sen Meldern verbundene Arbeitseinheit sämtliche positiven Qualitätssignale (in diesem Beispiel sechzehn) erhält, fährt der Wagen 42 in die Stellung oberhalb der Austragsstation F, und die robotisierte Einrichtung 43 wird in Bewegung versetzt, damit sie Gussteile auf die Platte 52 in der Abkühlwanne 53 ablegt. Wenn statt dessen mindestens eines der positiven Qualitätssignale nicht bei der Verarbeitungseinheit eingeht, was einen mangelhaften Gusszustand anzeigt, werden die Gussteile in der Ausschussstation G abgelegt und mittels der Rut­ schen 55 in die Kästen 56 befördert.

Was die von der Greifeinrichtung 43 ausgeführten Bewegungen anbetrifft, so erlaubt es die waagerechte Translationsbewegung des Wagens 42 längs der Führung 41, die Greifeinrichtung 43 zu den Senkrechten der verschiedenen Gießstationen A-D, der Austragsstation F und der Ausschussstation G zu verbringen. Die senkrechte Translationsbewegung des Stabes 45 erlaubt es, die Einrichtung 43 abzusenken und anzuheben zwischen der abgesenkten Stel­ lung der Entnahme aus den Stationen A-D, des Austrags F und des Ausschus­ ses G und der angehobenen Transportstellung. Die Translationsbewegung in Querrichtung längs der Führung 46 ermöglicht es, die Entnahmestellung in Ab­ hängigkeit von der Lage der Bereiche zu regeln, in denen die Gussteile auf den Gießmaschinen erfasst werden.

Die Drehbewegung um die senkrechte Achse X47 ermöglicht es, die Gussteile wahlweise und abwechselnd je nach den Erfordernissen von einer beliebigen der beiden Halbformen (links oder rechts) zu entnehmen, auf der das Gussteil nach dem Öffnen der Form verbleibt.

Die Drehbewegung um die waagerechte Achse X48 ermöglicht es, aus den Gießmaschinen die senkrecht ausgerichteten Gussteile zu entnehmen und sie dann in waagerechter Lage auf der Austragsstation F und der Ausschussstation G abzulegen. Schließlich dient die radiale Translationsbewegung längs der Achse X49 dazu, die Entnahme der Gussteile aus den Formen zu erleichtern.

Während die mangelhaften Gussteile eingeschmolzen werden, können die in die Kästen 56 beförderten einwandfreien Teile von Hand aus diesen Kästen genommen und wieder in den Endbearbeitungszyklus eingeführt werden, indem man sie von Hand in eine By-pass-Station 57 gibt, von wo aus sie von dem anthropomorphen Roboter 60 ergriffen werden können.

In der Austragsstation F werden die Gussteile in der Wanne 53 abgekühlt. Der Drehtisch 50 verbringt die abgekühlten Gussteile in die Station H, von wo aus sie von dem Roboter 60 entnommen werden, um der Reihe nach zur Sägema­ schine 70, zur Presse 80 und ggf. zur Bohrstation J und der Stempelungsstation K befördert zu werden.

Wie zu erkennen ist, ermöglicht es die erfindungsgemäße Anlage, einige der Arbeitsvorgänge (Gießen, Transport, Endbearbeitung) auch dann automatisch auszuführen, wenn einige der Einrichtungen infolge von Wartungsarbeiten oder Schäden stillstehen.

Falls eine oder mehrere der Gießmaschinen stillstehen, so dass die Gießein­ richtung eine Wartezeit hat, die zu einer unerwünschten Abkühlung des Gießlöf­ fels führen würde, kann dieser vorübergehend in eine schematisch mit 84 be­ zeichnete Vorheizstation verbracht werden.

Selbstverständlich können bei gleichem Erfindungsgedanken die Einzelheiten der Verwirklichung und die Ausführungsformen weitgehend von dem Beschrie­ benen und Dargestellten abweichen, ohne deshalb den Bereich der vorliegen­ den Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen erfasst ist, zu verlas­ sen.

Eine automatisierte Gießanlage enthält:

• - eine Vielzahl von Gießstationen (A-D);
• - eine Entnahmestation (E) für geschmolzenes Metall mit mindestens einem geschmolzenes Metall enthaltenden Ofen (24);
• - eine automatisierte Gießeinrichtung (30), die sich zwischen den Gießstatio­ nen (A-D) und der Entnahmestation (E) erstreckt, die mit einer robotisierten Einrichtung (33) versehen ist, die zyklisch und kontrolliert einen Gießlöffel (38) zu bewegen vermag, um bei jedem Zyklus geschmolzenes Metall aus der Entnahmestation (E) zu entnehmen und es in einer unter den erwähnten Gießstationen (A-D) ausgewählten Station zu vergießen;
• - eine automatisierte Transporteinrichtung (40) für die Gussteile, die sich zwi­ schen den Gießstationen (A-D) und einer Austragsstation (F) erstreckt, ausgestattet mit einer robotisierten Einrichtung (43), die in kontrollierter und mit der Gießeinrichtung (30) koordinierter Weise Zangen (49) zu bewegen vermag für das Ergreifen und den Transport der Gussteile von einer der Gießstationen zur Austragsstation.

Claims (13)

1. Automatisierte Gießanlage, enthaltend:
eine Vielzahl von Gießstationen (A-D);
eine Entnahmestation (E) für das geschmolzene Metall mit mindestens ei­ nem geschmolzenes Metall enthaltenden Ofen (24);
eine automatisierte Gießeinrichtung (30), die sich zwischen den Gießstatio­ nen (A-D) und der Entnahmestation (E) erstreckt, versehen mit einer roboti­ sierten Einrichtung (33), die in zyklischer und kontrollierter Weise einen Gießlöffel (38) zu bewegen vermag, um bei jedem Zyklus geschmolzenes Metall aus der Entnahmestation (E) zu entnehmen und dieses in einer unter den erwähnten Gießstationen (A-D) gewählten Station zu vergießen;
eine automatisierte Transporteinrichtung (40) für die Gussteile, die sich zwi­ schen den Gießstationen (A-D) und mindestens einer Austragsstation (F) erstreckt, ausgestattet mit einer robotisierten Einrichtung (43), die in kontrol­ lierter und mit der Gießeinrichtung (30) koordinierter Weise Greifeinrichtun­ gen (49) für das Erfassen der Gussteile zu bewegen vermag, um die Gussteile von einer der Gießstationen (A-D) zu der erwähnten Austragssta­ tion (F) zu befördern.

2. Gießanlage nach Anspruch 1, bei der die automatisierte Transporteinrich­ tung (40) einen kartesischen Roboter enthält mit:
einer waagerechten geradlinigen Führung (41), die sich oberhalb und in der Nähe der Gießstationen (A-D) und der Austragsstation (F) erstreckt und
einer robotisierten Einrichtung (43), die auf einem längs der Führung (41) beweglichen Wagen (42) angebracht ist und die Bewegungen der Greifein­ richtungen (49) für die Gussteile in senkrechten, untereinander parallelen und senkrecht zur Führung (41) verlaufenden Ebenen zu steuern vermag.

3. Gießanlage nach Anspruch 2, bei der die robotisierte Einrichtung (43) ent­ hält:
erste Translationseinrichtungen (44a, 41a) zur Erzeugung der Translations­ bewegung der Greifeinrichtungen (49) in einer waagerechten, parallel zur waagerechten Führung (41) verlaufenden Längsrichtung (X41);
zweite Translationseinrichtungen (44b, 45) zur Erzeugung der Translations­ bewegung der Greifeinrichtungen (49) in einer senkrechten Richtung (X45);
dritte Translationseinrichtungen (44c, 46) zur Erzeugung der Translations­ bewegung der Greifeinrichtungen (49) in einer waagerechten Querrichtung (X46);
erste Rotationseinrichtungen (47b) zur Erzeugung der Drehbewegung der Greifeinrichtungen (49) um eine senkrechte Achse (X47), die parallel zu der erwähnten senkrechten Richtung (X45) verläuft oder mit ihr zusammenfällt;
zweite Rotationseinrichtungen zur Erzeugung der Drehbewegung der Greif­ einrichtungen (49) um eine waagerechte Achse (X48), die senkrecht zu der erwähnten senkrechten Achse (X47) verläuft;
vierte Translationseinrichtungen zur Erzeugung oder Freigabe der Transla­ tionsbewegung der Greifeinrichtungen (49) in einer gegenüber der erwähn­ ten waagerechten Achse (X48) radialen Richtung (X49) und
Stellglieder, um das Öffnen und das Schließen der Greifeinrichtungen (49) zu bewirken.

4. Gießanlage nach Anspruch 3, bei der die vierten Translationseinrichtungen so pneumatisch gesteuert werden können, dass sie die Ausfahrbewegung der Greifeinrichtungen (49) längs der erwähnten radialen Richtung (X49) bewirken und die entgegengesetzte Rückfahrbewegung der Greifeinrich­ tungen (49) längs der gleichen radialen Richtung (X49) in einer im wesentli­ chen freien Weise ermöglichen.

5. Gießanlage nach Anspruch 1, enthaltend Meldeeinrichtungen, die Signale verfügbar machen können, die die Qualität der von den Greifeinrichtungen (49) erfassten Gussteile anzeigen.

6. Gießanlage nach Anspruch 5, bei der die Meldeeinrichtungen für die Quali­ tät der Gussteile mit einer Verarbeitungseinheit verbunden sind, die für die Steuerung der Transporteinrichtung (40) in der Weise ausgelegt ist, dass:
wenn die die Qualität der Gussteile anzeigenden Signale angeben, dass die von den Greifeinrichtungen (49) erfassten Gussteile vollständig sind, die Einrichtung (40) die genannten Gussteile in der Austragsstation (F) ablegt, und,
wenn die die Qualität der Gussteile anzeigenden Signale angeben, dass wenigstens eines der von den Greifeinrichtungen (49) erfassten Gussteile nicht vollständig ist, die Einrichtung (40) die genannten Gussteile in einer Ausschussstation (G) ablegt.

7. Gießanlage nach Anspruch 1, bei der die automatisierte Gießeinrichtung (30) einen kartesischen Roboter enthält mit:
einer waagerechten geradlinigen Führung (31), die sich oberhalb und in der Nähe der Gießstationen (A-D) und der Entnahmestation (E) erstreckt und
einer robotisierten Einrichtung (33), die an einem längs der Führung (31) beweglichen Wagen (32) angebracht ist und die Bewegungen des Gießlöf­ fels (38) in untereinander parallelen senkrechten und senkrecht zur Füh­ rung (31) verlaufenden Ebenen zu steuern vermag.

8. Gießanlage nach Anspruch 7, bei der die geradlinige waagerechte Führung (31) der Gießeinrichtung (30) sich oberhalb und in der Nähe der Gießstatio­ nen (A-D) und der Entnahmestation (E) erstreckt.

9. Gießanlage nach Anspruch 1, bei der die Gießstationen (A-D) und die Ent­ nahmestation (E) im wesentlichen fluchtend angeordnet sind.

10. Gießanlage nach Anspruch 1, bei der die Entnahmestation (E) in einer Mit­ telstellung zwischen mindestens einer der Gießstationen (A, B) und mindes­ tens einer weiteren (C, D) der Gießstationen angeordnet ist.

11. Gießanlage nach Anspruch 1, bei der die Entnahmestation (E) auf einer um eine senkrechte Achse drehbar angebrachten Trageinrichtung (20) ange­ ordnet ist und mit mindestens zwei Öfen (24a, 24b) ausgestattet ist, wobei die drehbare Trageinrichtung (20) um die erwähnte senkrechte Achse in Drehbewegung versetzt wird, damit sich einer der Öfen in einer den Gieß­ stationen (A-D) näher gelegenen Entnahmestellung (E) darbietet und einer der Öfen in einer von den Gießstationen entfernteren Beschickungsstellung befindet.

12. Gießanlage nach Anspruch 1, bei der die Einrichtungen (49) zum Erfassen der Gussteile mit Gebläseeinrichtungen gekoppelt sind, die auf der roboti­ sierten Einrichtung (43) selbst angebracht sind und Strahlen von Reini­ gungsluft einblasen können.

13. Gießanlage nach Anspruch 1, enthaltend elektronische Verarbeitungsein­ richtungen zur koordinierten Steuerung der Bewegungen der Gießeinrich­ tung (30) und der Transporteinrichtung (40).