DE10302903A1

DE10302903A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einlegen von Kernen in Kasten-Formanlagen

Info

Publication number: DE10302903A1
Application number: DE10302903A
Authority: DE
Inventors: Thomas Janke
Original assignee: Janke L GmbH; L JANKE GmbH
Current assignee: JANKE INDUSTRIAL AUTOMATION GMBH, DE
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-05
Also published as: ES2354816T3; EP1447160B1; DE502004011808D1; ATE485904T1; EP1447160A3; EP1447160A2

Abstract

Ein Verfahren zum Einlgen von Kernen in Formkästen einer Kasten-Formanlage (100), das die folgenden Schritte umfasst: DOLLAR A - Einlegen mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal in eine Halteeinrichtung (8) eines Roboters (5) DOLLAR A - Aktivieren der Halteeinrichtung (8) DOLLAR A - Verlagerung der Halteeinrichtung (8) in eine Position oberhalb mindestens eines Formkastens (2) DOLLAR A - Ablegen des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten (2). DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einlegen von Kernen in die Formkästen einer Kasten-Formanlage.
Kasten-Formanlagen finden in Gießereien Verwendung und dienen der Herstellung von Formteilen aus metallischen Werkstoffen im Gussverfahren.
Die Außenkontur der Formteile wird durch die Innenkontur des jeweiligen Formkastens bestimmt. Sollen die Gussteile Hohlräume aufweisen, so ist das Einlegen von Kernen notwendig, um die Hohlräume der Gussteile abzubilden. Die Kerne bestehen in der Regel aus verdichtetem Sand und werden manuell oder maschinell in dem Formkasten abgelegt.
Es ist bekannt, zum maschinellen Ablegen Roboter zu verwenden. Diese entnehmen die abzulegenden Kerne Rundttakttischen oder Shuttle-Systemen, mittels welcher die Kerne in den von dem Roboter erreichbaren Bereich transportiert werden. Während des Transports ruhen die Kerne in an ihrer Außenkontur angepassten Kernmatrizen um eine Beschädigung der Kerne während des Transports zu verhindern.
Nachteilig ist es, dass für den Betrieb dieser Vorrichtungen eine Vielzahl von Kernmatrizen für die Bereitstellung der Kerne mittels der Transportsysteme notwendig sind, da die Kernmatrizen aufwendig in ihrer Herstellung sind und eine Vielzahl derselben einen hohen logistischen Aufwand erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit dem beziehungsweise der ein Ablegen von Kernen in Formkästen unter reduziertem Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren und die in Anspruch 5 wiedergegebene Vorrichtung gelöst. Die Ansprüche 2 bis 4 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens, die Ansprüche 6 bis 10 bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Einlegen mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal in eine Halteeinrichtung eines Roboters;
– Aktivieren der Halteeinrichtung;
– Verlagerung der Halteeinrichtung in eine Position oberhalb mindestens eines Formkastens sowie
– Ablegen des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten.

Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt die Beladung der Halteeinrichtung mit dem mindestens einen Kern aus Lagereinrichtungen – sogenannten Kernregalen – direkt am Roboter. Die Zufuhr der Kerne über Transportvorrichtungen entfällt daher vollständig. Aufwendungen für letztere erübrigen sich daher. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist darüber hinaus nur eine Kernmatrize erforderlich, nämlich diejenige der Halteeinrichtung selbst. Auf eine Vielzahl von Kernmatrizen, wie sie beim Stand der Technik notwendig sind, kann daher ebenfalls verzichtet werden.
Die Halteeinrichtung kann – wie bevorzugt – mit pneumatischem Unterdruck aktiviert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei der der mindestens eine Kern von der Halteeinrichtung angesaugt wird. Durch diese Maßnahme kann die Anzahl der notwendigen, beweglichen Teile der Halteeinrichtung und die Gefahr, dass die Kerne durch die Halteeinrichtung beschädigt werden, minimiert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Halteeinrichtung zunächst zum Einlegen des mindestens einen Kernes dem Bedienpersonal zugewandt ist und nach dem Aktivieren um eine etwa horizontale Achse um einen Winkel größer 90° so verschwenkt wird, dass der mindestens eine Kern nach unten weist, mit anderen Worten: hängt. Der mindestens eine Kern kann dann vom Bedienpersonal durch eine Verlagerung mit einer nach unten gerichteten Bewegungskomponente in die Kernmatrize der Halteeinrichtung eingelegt werden, was den Vorteil hat, dass der Kern bereits aufgrund der Schwerkraft in der Halteeinrichtung verbleibt und der Einlegevorgang von dem Bedienpersonal in einer angenehmen Körperhaltung beobachtet werden kann. Erst anschließend erfolgt das Aktivieren der Halteeinrichtung und das erforderliche Verschwenken der Halteeinrichtung derart, dass der mindestens eine Kern nach unten an den Formkasten abgegeben werden kann.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst einen neben oder über der Kasten-Formanlage angeordneten Roboter und eine Halteeinrichtung für mindestens einen Kern, die mittels des Roboters zwischen der Einlegeposition, in der der mindestens eine Kern vom Bedienpersonal in die Halteeinrichtung eingelegt wird, und der Abgabeposition, in der der mindestens eine Kern an mindestens einen Formkasten abgegeben wird, verlagerbar ist.
Die Haltevorrichtung kann mechanisch wirkend ausgebildet sein, wobei ihre Betätigung beispielsweise ebenfalls mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch erfolgen kann. Sie ist vorzugsweise als pneumatisch betätigter Sauggreifer ausgestaltet. Wenn sie – wie besonders bevorzugt – um eine etwa horizontale Achse verschwenkbar an dem Roboter angeordnet ist, kann das Einlegen des mindestens einen Kernes – wie bereits oben beschrieben – durch das Bedienpersonal auf besonders einfache Weise erfolgen.
Zur Verringerung der Fertigungstoleranzen der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Kasten-Formanlage hergestellten Gussteile sind vorzugsweise Führungsmittel zur Positionierung der Halteeinrichtung während des Abgabevorganges des mindestens einen Kernes an den mindestens einen Formkasten vorgesehen.
Um die Vorrichtung für die Verwendung verschiedener Kerne auf einfache Weise umrüstbar zu gestalten, ist vorzugsweise ein Schnellwechselsystem vorgesehen, über das die Halteeinrichtung an- beziehungsweise von dem Roboter abkoppelbar ist. Es versteht sich, dass das Schnellwechselsystem sowohl manuell, als auch automatisch betätigbar ausgestaltet sein kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Roboter als Knickarm-Roboter ausgebildet.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen nun anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:
1 – schematisch – eine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Kasten-Formanlage in einer Ansicht von oben sowie
2 dieselbe Kasten-Formanlage in einer Seitenansicht (Ansicht A in 1).
Die in der Zeichnung mit 100 bezeichnete Kasten-Formanlage umfasst eine Fertigungsstraße 1, mit der Formkästen 2 in Richtung des Pfeiles P einer Kerneinlegestation 3 zugeführt und von dieser abtransportiert werden.
Die Kerneinlegestation 3 umfasst eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Vorrichtung zum Einlegen von in der Zeichnung nicht dargestellten Kernen in die Formkästen 2, die einen Knickarm-Roboter 5 aufweist. Letzterer trägt am freien Ende 6 seines Armes 7 eine Halteeinrichtung 8, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als pneumatisch betriebener Sauggreifer ausgestaltet ist. Der Erzeugung des für seine Betätigung benötigten Unterdrucks dient ein Aggregat 9, das über eine Unterdruckleitung 10 mit der Halteeinrichtung 8 wirkverbunden ist.
In 2 sind verschiedene Positionen des Knickarm-Roboters 5 dargestellt, anhand derer die Funktionsweise der Vorrichtung und der Verfahrensablauf erläutert werden soll.
Bei der mit I bezeichneten Position handelt es sich um eine Ruhestellung. In dieser ist der Zugang zum Formkasten 2 freigegeben, so dass die Bestückung desselben mit einem Kern manuell erfolgen kann.
Die Durchführung eines Verfahrensschrittes mit den erfindungsgemäßen Roboter beginnt mit der mit II bezeichneten Position. In dieser ist die Halteeinrichtung 8 durch Verschwenken um eine horizontale Achse A mit ihrer Kernauf- beziehungsweise Kernabgabeseite 11 Bedienpersonal 12 zugewandt, dass manuell in der Zeichnung nicht dargestellte Kerne aus Kernregalen 13 in die Halteeinrichtung 8 einlegt. Nach dem Einlegen wird das Aggregat 9 zur Erzeugung des Unterdrucks aktiviert beziehungsweise die Unterdruckleitung 10 durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Ventilanordnung bei laufendem Aggregat 9 mit der Halteeinrichtung 8 wirkverbunden und anschließend durch Verschwenken und Knicken des Armes 7 des Knick-Roboters 8 sowie durch Verschwenken der Halteeinrichtung 8 um die Achse A in die Position III verlagert, um dort durch Entkoppeln des Unterdrucks von der Halteeinrichtung 8 den Kern an den Formkasten 2 abzugeben. Zur Positionierung dienen an der Halteeinrichtung 8 vorgesehene Führungsbolzen 14, die zusammen mit an den Formkästen 2 vorgesehenen Führungsbuchsen 15 Führungsmittel 16 bilden.
Zum Schutze des Bedienpersonals ist die Kerneinlegestation 3 von Schutzzäunen 17 umgeben. Der Absicherung des das Einlegen der Kerne in die Halteeinrichtung 8 bewerkstelligenden Bedienpersonals 12 dient eine Lichtschrankenanordnung 18.
Der jeweilige Betriebszustand der Vorrichtung wird mittels einer Signalampel 19 angezeigt.
Die Halteeinrichtung 8 ist über ein Schnellwechselsystem 20 an dem Arm 7 angebracht, so dass zur Bestückung von Formkästen 2 mit unterschiedlichen Kernen auf einfache Weise Halteeinrichtungen 8 mit in der Zeichnung nicht dargestellten, an unterschiedliche Kerne angepassten Kernmatrizen montierbar sind.

1.: Fertigungsstrasse
2.: Formkästen
3.: Kerneinlegestation
4.: Vorrichtung
5.: Knickarm-Roboter
6.: Ende
7.: Arm
8.: Halteeinrichtung
9.: Aggregat
10.: Unterdruckleitung
11.: Seite
12.: Bedienpersonal
13.: Kernregale
14.: Führungsbolzen
15.: Führungsbuchse
16.: Führungsmittel
17.: Schutzzäune
18.: Lichtschrankenanordnung
19.: Signallampe
20.: Schnellwechselsystem
100.: Kasten-Formanlage
P.: Pfeil
A.: Achse
I, II, III.: Betriebszustände

Claims

Verfahren zum Einlegen von Kernen in Formkästen (2) einer Kasten-Formanlage (100), umfassend die folgenden Schritte: – Einlegen mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal (12) in eine Halteeinrichtung (8) eines Roboters (5); – Aktivieren der Halteeinrichtung (8); – Verlagern der Halteeinrichtung (8) in eine Position oberhalb mindestens eines Formkastens (2); – Ablegen des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten (2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) mit pneumatischem Unterdruck aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kern von der Halteeinrichtung (8) angesaugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) zum Einlegen des mindestens einen Kerns dem Bedienpersonal (12) zugewandt ist und nach dem Aktivieren um eine etwa horizontale Achse (A) um einen Winkel größer 90° so verschwenkt wird, dass der mindestens eine Kern nach unten weist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Roboter (5) und mit einer Halteeinrichtung (8) für mindestens einen Kern, die mittels des Roboters (5) zwischen einer Einlegeposition (II), in der der mindestens eine Kern vom Bedienpersonal (12) in die Halteeinrichtung (8) eingelegt wird, und einer Abgabeposition (III), in der der mindestens eine Kern in mindestens einen Formkasten (2) abgegeben wird, verlagerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) einen pneumatisch betätigten Sauggreifer umfasst
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) um eine etwa horizontale Achse (A) verschwenkbar an dem Roboter (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (16) zur Positionierung der Halteeinrichtung (8) während des Abgabevorganges vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schnellwechselsystem (20) zur An- und Abkopplung der Halteeinrichtung (8) an beziehungsweise von dem Roboter (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (5) ein Knickarm-Roboter ist.