DE19847700A1

DE19847700A1 - Metal casting process comprises determining a weight force of an empty and/or charged ladle to control the movement of the casting robot

Info

Publication number: DE19847700A1
Application number: DE1998147700
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Opitz; Peter Sieber
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2018-10-17
Also published as: DE19847700B4

Abstract

Process for gathering liquid metal uses a casting ladle (7) of a casting robot (5) by scooping from a melt crucible (2) and casting the liquid metal by turning the ladle. The weight force of the empty and/or charged ladle is determined in different positions. An electric signal assigned to the determined value is used to control the movement of the ladle via the robot. An Independent claim is also included for an apparatus for carrying out the process comprising a weighing cell (8) on the arm of a casting robot (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen von flüssigem Metall nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for taking up liquid metal according to the Preamble of claim 1.

Bei den bisher allgemein bekannten Verfahren wird vor dem Aufnehmen des flüssigen Metalls über Elektroden oder Schwimmschalter die Oberfläche der Schmelze in dem Schmelztiegel erfaßt. Wegen des Kontaktes der Schmelze durch die Erfassungsgeräte sind dieselben einem intensiven Wartungsaufwand zu unterziehen. Beim Schöpfen wird die aufgenommene Menge an Flüssigmetall durch die Eintauchtiefe des Gießlöffels bestimmt. Da diese Methode relativ ungenau ist, wird in der Regel zu viel geschöpft, um auf der sicheren Seite zu sein. Dadurch erhöht sich jedoch der Verbrauch an Schmelze und die Energiekosten sind unnötig hoch.In the previously well-known methods, before the liquid is taken up Metal over electrodes or float switches the surface of the melt in the Crucible detected. Because of the contact of the melt by the detection devices they must be subjected to intensive maintenance. When scooping the amount of liquid metal absorbed by the immersion depth of the spoon certainly. Since this method is relatively imprecise, too much is usually drawn, to be on the safe side. However, this increases consumption Melt and the energy costs are unnecessarily high.

Es stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangsgenannten Art und eine Einrich tung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei dem bzw. der die aufzuneh mende und auszugießende Menge präziser bestimmt werden kann.It is the task of a method of the type mentioned and a Einrich to indicate the implementation of the procedure in which the person to be admitted The quantity to be poured and poured out can be determined more precisely.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1 und 2 an gegebenen Merkmale.This object is achieved according to the invention by the in claims 1 and 2 given characteristics.

Danach wird die Gewichtskraft des leeren und/oder beladenen Gießlöffels in verschie denen Positionen ermittelt. Ein dem ermittelten Wert zugeordnetes elektrisches Signal zur Bewegungssteuerung des Gießlöffels wird unter Zwischenschaltung der Steuerung des Gießroboters eingesetzt.Then the weight of the empty and / or loaded ladle is different which positions are determined. An electrical signal associated with the determined value to control the movement of the spoon is interposed by the control of the casting robot.

Schwimmerschalter und derartige Hilfsmittel zur Positionsbestimmung sind nicht erfor derlich, da z. B. beim Aufsetzen des Gießlöffels auf die Oberfläche des flüssigen Me talls durch die Auftriebskraft eine Gewichtskraftreduzierung des Gießlöffels eintritt. Das daraus abgeleitete elektrische Signal steuert die Schöpfbewegung des Gießlöffels und dessen Ausfahrbewegung aus der Schmelze nach dem Schöpfvorgang. Der Schöpf vorgang ist so eingestellt, daß auf jeden Fall eine größere Menge an flüssigem Metall aufgenommen wird als für den Gießvorgang benötigt wird. Nach dem Schöpfen wird der Gießlöffel gewogen und solange in Kippstellung gehalten, bis das exakte Gießvo lumen erreicht ist.Float switches and such aids for position determination are not required derlich because z. B. when placing the spoon on the surface of the liquid Me If the buoyancy force reduces the weight of the pouring spoon. The derived electrical signal controls the scoop movement of the ladle and its movement out of the melt after the scooping process. The creature process is set so that in any case a larger amount of liquid metal is recorded as is required for the casting process. After scooping the watering spoon is weighed and held in the tilted position until the exact watering level is reached lumen is reached.

Gemäß einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dem Armsystem des Gießroboters eine Wägezelle zugeordnet, deren die jeweilige Gewichtskraft des Gieß löffels ausdrückenden Signalgeber mit der Steuerung des Gießroboters verbunden sind.According to a device for performing the method, the arm system of the Casting robot assigned a load cell, the respective weight of the casting spoon expressing signal generator connected to the control of the casting robot are.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der schematischen Fig. 1 und 2 wird das er findungsgemäße Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens be schrieben.Based on an embodiment and the schematic Figs. 1 and 2, he inventive method and a device for performing the method be described.

Dabei zeigt dieThe shows

Fig. 1 einen mit flüssigem Metall gefüllten Schmelztiegel mit einem teilweise eingetauchten Gießlöffel und Fig. 1 is a melting pot filled with liquid metal with a partially immersed spoon and

Fig. 2 einen Teilbereich eines Gießroboters mit in Kippstellung befindlichem Gießlöffel. Fig. 2 shows a portion of a casting robot with a spoon in the tilted position.

Die Fig. 1 zeigt einen mit flüssigem Metall bis zu einem Badspiegel 1 gefüllten Schmelztiegel 2. Ein um einen Drehpunkt 3 bewegbarer Arm 4 eines nicht weiter dar gestellten Gießroboters 5 trägt an einem Fortsatz 6 einen dort aufgehängten Gießlöffel 7. Fig. 1 shows a liquid metal to a mirror 1 filled crucible 2. An arm 4, which can be moved about a pivot point 3 , of a casting robot 5, which is not shown in more detail, carries a casting spoon 7 suspended there on an extension 6 .

Die Fig. 2 zeigt den Gießroboter 5 mit einem in Kippstellung befindlichen Gießlöffel 7 in der z. B. eine im Gießlöffel befindliche Flüssigmetallmasse in eine mit 11 angedeuteten Form gegossen werden kann. Fig. 2 shows the casting robot 5 with a pouring spoon 7 in the tilted position in the z. B. a liquid metal mass in the spoon can be poured into a shape indicated by 11.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist einem Arm 4 des Gießrobo ters 5 eine Wägezelle 8 zugeordnet. Eine derartige elektromechanische Federwaage wandelt bekanntlich die von der zu wägenden Masse ausgeübte Kraft elektrischer Grö ßen um. Mit der Wägezelle wird die Gewichtskraft des Gießlöffels 7 in jeder Position und mit jeder Füllmenge ermittelt und kann durch entsprechend ausgelegte Anzeigege räte sichtbar gemacht werden. Eine von der Wägezelle 8 ausgehende Steuerleitung 9 ist jedoch zusätzlich mit einer mit 10 angedeuteten Steuerung des Gießroboters 5 ver bunden. Diese Steuerung ist so ausgeführt, daß sie auf bestimmte Gewichtskraftsigna le den Arm 4 und/oder andere Fahrbewegungen des Gießroboters bzw. eines seiner Gelenkarme auslöst.To carry out the method according to the invention, an arm 4 of the casting robot 5 a load cell 8 is assigned. Such an electromechanical spring balance is known to convert the force exerted by the mass to be weighed into electrical quantities. With the load cell, the weight of the pouring spoon 7 is determined in every position and with every filling quantity and can be made visible by appropriately designed devices. A control line 9 starting from the load cell 8 , however, is additionally connected to a control of the casting robot 5 indicated by 10 . This control is designed so that it triggers the arm 4 and / or other driving movements of the casting robot or one of its articulated arms on certain weight signals.

Das Verfahren zum Aufnehmen des Flüssigmetalls aus dem Schmelztiegel und zum Ausgießen in die Form läuft wie nachfolgend beschrieben ab. Der mit dem Gießlöffel 7 bestückte Gießroboter 5 bewegt sich senkrecht auf den Badspiegel 1 des Schmelztie gels 2 zu. Sobald der Gießlöffel in das Flüssigmetall eintaucht, tritt durch das Auf schwimmen des Gießlöffels eine Reduzierung der Gewichtskraft des leeren Gießlöffels auf. Das der Steuerung 10 zugeleitete Signal löst den erforderlichen Eintauchweg und/oder die Schöpfbewegung derart aus, daß nach erfolgter Schöpfbewegung sich mehr vom Flüssigmetall im Gießlöffel befindet als zum Gießen benötigt wird. Nachdem der so gefüllte Gießlöffel vollständig aus dem Flüssigmetall herausgefahren ist, sich aber noch oberhalb des Badspiegels 1 befindet, löst das über die Wägezelle 8 ermit telte Übergewichtssignal des Flüssigmetalls durch Betätigung des Armes 4 im Sinne der Fig. 2 eine Kippbewegung des Gießlöffels 7 aus. Das zuviel aufgenommene Flüssigmetall wird durch die gewichtsabhängig gesteuerte Kippbewegung in den Schmelztiegel 2 zurückgegossen. Ist das Sollgewicht erreicht, erfolgt wiederum signal gesteuert über die Wägezelle 8 ein Zurückbewegen des Armes 4 und des mit ihm ver bundenen Gießlöffels 7 in die Waagerechte. The procedure for picking up the liquid metal from the crucible and pouring it into the mold is as described below. The pouring robot 5 equipped with the spoon 7 moves perpendicular to the bath level 1 of the melting gel 2 . As soon as the watering spoon is immersed in the liquid metal, the weight of the empty watering spoon is reduced by floating on the watering spoon. The signal supplied to the control 10 triggers the required immersion path and / or the scooping motion in such a way that after the scooping motion has taken place, more of the liquid metal is in the spoon than is required for the casting. After the pouring spoon filled in this way has completely moved out of the liquid metal, but is still above the bath level 1 , the excess weight signal of the liquid metal determined via the load cell 8 triggers a tilting movement of the pouring spoon 7 by actuating the arm 4 in the sense of FIG. 2. The excess liquid metal is poured back into the crucible 2 by the weight-dependent controlled tilting movement. If the target weight is reached, signal arm 8 in turn controls the arm 4 and the spoon 7 connected to it to move horizontally into the horizontal.

Der die Sollmenge an Flüssigmetall enthaltende Gießlöffel 7 wird gemäß Fig. 2 mit dem Gießroboter in Position zu einem Eingußtrichter 12 der Form 11 gebracht. Durch die Auswertung der Gewichtsabnahme mit Hilfe der Steuerung des Gießroboters 5 während des Eingießens, kann die Kippgeschwindigkeit des Gießlöffels und damit der Massenstrom des Flüssigmetalls den Anforderungen des Gießvorganges auf einfache Weise angepaßt werden.The pouring spoon 7 containing the desired amount of liquid metal is brought into position with the pouring robot according to FIG. 2 to a sprue 12 of the mold 11 . By evaluating the weight loss with the control of the casting robot 5 during the pouring, the tilting speed of the pouring spoon and thus the mass flow of the liquid metal can be easily adapted to the requirements of the pouring process.

In Abhängigkeit der Gegebenheiten kann die Wägezelle irgendeinem Gelenkarm des Armsystems des Gießroboters zugeordnet werden.Depending on the circumstances, the load cell can be any articulated arm of the Arm system of the casting robot can be assigned.

Claims

1. A method for taking up liquid metal with a spoon ( 7 ) of a casting robot ( 5 ) by scooping from a crucible ( 2 ) and for pouring out the liquid metal by rotating the spoon, characterized in that the weight of the empty and / or loaded spoon is determined in different positions, and that an assigned to the determined value electrical signal is used to control the movement of the spoon over the casting robot.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the arm system of the casting robot ( 5 ) is assigned a weighing cell ( 8 ), the signaling force expressing the respective weight of the pouring spoon ( 7 ) with the control of the casting robot ( 5th ) are connected.