DE102006009320A1 - Computerized monitoring of casting conditions, prepares data sets concerning individual cores, core assembly and process parameters, to compute molding identifier and eliminate defects - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Prozessbedingungen bei einem Gießprozess, wobei Gießkerne, Gießformen und Gussteile mit einer Kennzeichnung versehen werden, die zusammen mit weiteren Parametern computertechnisch erfasst und gespeichert wird und die ausgehend vom fertigen Gussteil eine Aussage bezüglich der im Gießprozess relevanten Bauteile, Werkstoffe und Parameter ermöglicht.The The invention relates to a method and a device for monitoring the process conditions in a casting process, wherein casting cores, molds and castings are provided with a label that together recorded and stored with other parameters by computer technology is and starting from the finished casting a statement regarding the in the casting process relevant components, materials and parameters.
Für verschiedenartige technische Einsatzgebiete werden Gussteile benötigt. Unabhängig von der konkreten Ausführung dieser Gussteile (beispielsweise als Grundkörper einer Werkzeugmaschine oder als Zylinderblock einer Brennkraftmaschine) sollte erfasst werden, welche Gießkerne und Gießformen im jeweiligen Fertigungsprozess benutzt worden sind. Eine derartige Dokumentation hat sowohl für die Prozesssicherheit als auch für eine Rückverfolgbarkeit der Herstellungsbedingungen einen hohen Stellenwert. Somit kann neben einer Nachweisführung im Zusammenhang mit eventuellen Gewährleistungsansprüchen bereits zum Zeitpunkt der Herstellung eine hohe Qualität mit geringer Fehlerquote und eine schnelle Reaktion bei eventuellen Fertigungsmängeln gewährleistet werden. Liegt zum Beispiel die Ausschussquote zu hoch oder werden fehlerhafte Gussteile hergestellt, ist der Gießer veranlasst, kurzfristig die Fehlerursache zu ermitteln, um zumindest den finanziellen Verlust zu begrenzen. Jede langwierige Fehlersuche ist kostenaufwendig und sollte so weit wie möglich vermieden werden. Sofern bei der Kontrolle eines Gussteils festgestellt wird, dass ein Fehler durch mangelhafte Gießkerne oder Gießformen verursacht worden ist, kann der jeweilige Fehler schnell abgestellt werden, indem ausgehend vom Gussteil über eine Dokumentation der Fertigungsbedingungen der verwendete Gießkern oder die verwendete Gießform feststellbar ist.For different types Technical applications require castings. Regardless of the specific execution of this Castings (for example, as the main body of a machine tool or as a cylinder block of an internal combustion engine) should be detected which casting cores and molds have been used in the respective manufacturing process. Such Documentation has both for the process security as well a traceability the manufacturing conditions a high priority. Thus, can in addition to a proof in connection with any warranty claims already at the time of manufacture a high quality with low error rate and ensures a quick response to any manufacturing defects become. For example, is the reject rate too high or too high? Produced faulty castings, the founder is prompted, at short notice to determine the cause of the error, at least the financial loss to limit. Any lengthy troubleshooting is costly and should be as far as possible be avoided. If it is found during the inspection of a casting, that a mistake by defective casting cores or casting molds has been caused, the respective error can be quickly turned off by starting from the casting over a documentation of the manufacturing conditions the used casting core or the mold used is detectable.
Aus JP 2000-015 395 ist eine technische Lösung zur Markierung und Identifizierung von Gießkernen und Gießformen bekannt. Hierbei wird auf die Oberfläche eines Gießkerns zunächst eine aus einer Ziffernfolge oder aus einer Kombination von Ziffern und Buchstaben bestehende Kennzeichnung mit einem Laserstrahl aufgetragen. Bei jedem Gießvorgang wird diese Kennzeichnung gemeinsam mit einer Information über die verwendete Gießform computertechnisch in einem Speicher erfasst. Somit wird eine Dokumentation verfügbar mit einer Aussage, welcher Gießkern in Kombination mit welcher Gießform zur Herstellung von Gussteilen verwendet worden ist.Out JP 2000-015 395 is a technical solution for marking and identification of casting cores and molds known. Here, on the surface of a casting core is first a from a sequence of numbers or from a combination of numbers and Letters existing marking applied with a laser beam. At every casting process This labeling is combined with information about the used mold computer-technically recorded in a memory. Thus, a documentation available with a statement which casting core in combination with which casting mold has been used for the production of castings.
In
Ein
weiteres Verfahren zur Überwachung
der Prozessbedingungen beim Gießprozess
sowie zur Identifizierung von Gussteilen ist aus
Obwohl somit bereits mehrere technische Lösungen verfügbar sind, mit denen konkrete Prozessbedingungen ausgehend vom fertigen Gussteil zurückverfolgt werden können, besteht diesbezüglich weiterhin Entwicklungsbedarf. Dies begründet sich insbesondere damit, dass die Qualität der Gussteile aufgrund der sehr komplexen Verfahrensweise beim Gießprozess von zahlreichen Komponenten abhängig ist. Folglich ist die Ermittlung einer jeweils konkreten Fehlerursache oftmals problematisch.Even though Thus, several technical solutions are already available with which concrete Traced process conditions starting from the finished casting can be persists in this regard Development needs. This is justified In particular, that the quality of the castings due to the very complex procedure in the casting process of many components dependent is. Consequently, the determination of a respective concrete cause of failure often problematic.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine technische Lösung zur Prozessüberwachung von Gießprozessen zu schaffen, die bei Vorliegen fehlerhafter Gussteile eine kurzfristige Ermittlung der hierfür relevanten Ursachen ermöglicht.task The invention is therefore a technical solution for process monitoring of casting processes create a short-term in the presence of defective castings Determination of this relevant causes.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem im Fertigungsprozess zeitlich aufeinander folgend drei separate Datensätze erstellt werden, wobei der erste Datensatz Angaben zur Werkstoffzusammensetzung von mindestens einem Gießkern und zur Kennzeichnung desselben umfasst, wobei der zweite Datensatz Angaben zur Kennzeichnung von mehreren zu einem Kernpaket zusammengefügten Gießkernen umfasst, wobei der dritte Datensatz Angaben zur Werkstoffzusammensetzung und den Verfahrensparametern der Schmelze umfasst und wobei nach einer fortlaufend gemeinsamen Speicherung dieser drei Datensätze das erzeugte Gussteil mit einer Kennzeichnung ausgestattet wird, welche computertechnisch mit dem Inhalt der drei Datensätze verknüpft ist. Hierbei können für den ersten Datensatz als Parameter des Kernsubstrats Angaben bezüglich Sandart, Korngröße, Sandfeuchte, Sandtemperatur, Binderart, Binderzusammensetzung, Kernschießmaschine, Temperatur der Kernschießmaschine sowie Fertigungsdatum erfasst werden.This task is solved by creating three separate datasets in the manufacturing process in chronological succession, the first dataset comprising information on the material composition of at least one casting core and for its identification, the second dataset being indications for the identification of several The third set of data includes information about the material composition and the process parameters of the melt and wherein after a continuous common storage of these three data sets, the produced casting is provided with a label that is linked by computer technology with the content of the three data sets. In this case, information relating to the type of sand, grain size, sand moisture, sand temperature, type of binder, binder composition, core shooter, temperature of the core shooter and production date can be recorded for the first data set as a parameter of the core substrate.
Auf die Gießkerne kann in einer Kernschießmaschine oder unmittelbar nach dieser eine Kennzeichnung aufgebracht werden. Für das Aufbringen einer solchen Kennzeichnung auf die Gießkerne sowie auch auf die Gießformen bzw. Gussteile sind beispielsweise Laserverfahren, Prägeverfahren, Ritzverfahren oder Nadelverfahren geeignet, wobei eine entsprechend ausgeführte Kennzeichnung vorzugsweise mit einer Tiefe zwischen 0,1 mm und 5,0 mm in die Oberfläche eingearbeitet wird. Alternativ ist es möglich, dass jeweils zur Oberflächenkontur erhabene Kennzeichnungen aufgebracht werden. Unabhängig von der konkreten Art des Aufbringens kann die Kennzeichnung alphanumerisch, numerisch, als Data-Matrix-Code oder als Strichcode ausgestaltet und vorzugsweise mittels einer Kamera gelesen werden, bevor sie dem jeweiligen Datensatz zugeführt wird.On the casting cores can in a nuclear shooter or immediately after that a marking is applied. For the Applying such a mark on the casting cores as well also on the molds or castings are, for example, laser processes, embossing processes, Scratching method or needle method suitable, with a corresponding executed Marking preferably with a depth between 0.1 mm and 5.0 mm into the surface is incorporated. Alternatively, it is possible that in each case to the surface contour raised markings are applied. Independent of the specific method of application, the marking can be alphanumeric, numeric, designed as a data matrix code or as a barcode and preferably read by a camera before they supplied to the respective record becomes.
Zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist eine Vorrichtung geeignet, die zumindest zwei Baugruppen zur Einbringung von Kennzeichnungen auf die Gießkerne und/oder Gießformen und/oder Gussteile aufweist sowie mindestens zwei Kameras, mit denen die aufgebrachten Kennzeichnungen lesbar sind. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführung nach einer Kernschießmaschine ein erster Laser zur Kennzeichnung der Gießkerne und nachfolgend eine erste Kamera zum Lesen dieser Kennzeichnung des einen Gießkerns angeordnet. Weiterhin ist im Bereich des Zusammenfügens mehrerer Gießkerne zu einem einer Gießform zugeordneten Kernpaket eine zweite Kamera zum Lesen der Kennzeichnungen dieser mehreren Gießkerne angeordnet und nach der Gießform ein zweiter Laser zur Kennzeichnung der Gussteile.to execution of such a method, a device is suitable, at least two assemblies for introducing markings on the cores and / or molds and / or castings and at least two cameras with which the applied labels are readable. It is in one preferred embodiment according to a core shooter a first laser for marking the casting cores and subsequently a first Camera arranged to read this marking of a casting core. Furthermore, in the field of joining several casting cores into one a mold associated core package a second camera for reading the markings of this several casting cores arranged and after the mold a second laser for marking the castings.
Durch Anwendung der erfindungsgemäßen technischen Lösung wird eine Prozessüberwachung von Gießprozessen möglich, mit der bei Vorliegen fehlerhafter Gussteile eine kurzfristige Ermittlung der hierfür relevanten Ursachen realisiert werden kann. Somit wird eine schnelle Aussage möglich, ob beim Gießprozess fehlerhafte Kerne eingesetzt worden sind oder welche anderen Parameter (Schmelze usw.) verändert werden müssen, um eine ausreichende Qualität der Gussteile zu gewährleisten und folglich die Ausschussquote gering halten zu können.By Application of the technical invention solution becomes a process monitor of casting processes possible, with the presence of faulty castings a short-term determination the one for this relevant causes can be realized. Thus, a fast Statement possible, whether during the casting process defective cores have been used or what other parameters (Melt, etc.) changed Need to become, to a sufficient quality to ensure the castings and thus to be able to keep the reject rate low.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in welcher der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung stilisiert dargestellt ist, mit der das vorgeschlagene Verfahren zur Überwachung der Prozessbedingungen bei einem Gießprozess realisiert werden kann.following is an embodiment of Invention described with reference to the drawing, in which the fundamental Structure of a device is shown stylized, with which the proposed Procedure for monitoring the process conditions are realized in a casting process can.
Als
Ausgangsmaterial werden zunächst Sand
und Binder (stilisiert mit Bezugszeichen
Im
weiteren Fertigungsprozess werden beispielsweise drei Gießkerne
Dem
Computer werden weiterhin Angaben zur Werkstoffzusammensetzung und
zu weiteren Verfahrensparametern der Schmelze (stilisiert mit Bezugszeichen
Die
Datensätze
D1, D2 und D3 werden fortlaufend gemeinsam gespeichert. Die gemeinsame Speichereinheit
steht mit einem zweiten Laser
- 11
- Sand und Bindersand and binder
- 22
- KernschießmaschineCore shooter
- 33
- erster Gießkernfirst casting core
- 44
- erster Laserfirst laser
- 55
- erste Kamerafirst camera
- 66
- zweiter Gießkernsecond casting core
- 77
- dritter Gießkernthird casting core
- 88th
- zweite Kamerasecond camera
- 99
- Gießformmold
- 1010
- Schmelzemelt
- 1111
- zweiter Lasersecond laser
- 1212
- Gussteilcasting
- D1D1
- erster Datensatzfirst record
- D2D2
- zweiter Datensatzsecond record
- D3D3
- dritter Datensatzthird record
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