Kern- und Maskenschiessmaschinen
der zuvor genannten Art sind seit Jahrzehnten aus der Praxis bekannt.
Lediglich beispielhaft wird hier auf die
DE 31 48 461 C1 verwiesen,
die eine Kern- und Maskenschiessmaschine offenbart.
Bislang erfolgte die Fertigung giessfertiger Masken
oder Kernpakete von einer Steuereinrichtung bzw. einem Steuerpult
aus, wobei der Fertigung eine feste Steuerung vorgegeben ist. Bei
einer Änderung
des Fertigungsablaufs bzw. bei einer Änderung einzelner Fertigungsschritte
oder Fertigungsstationen ist eine Änderung bzw. Anpassung der
Steuerung erforderlich gewesen. Eine automatische Überwachung
oder gar Regelung des Fertigungsprozesses, insbesondere des eigentlichen
Schiessvorgangs über
die Entlüftung
bis hin zur Entnahme des geschossenen Kerns, ist nicht erfolgt.
Nun können beim Schiessen von Gussformen
einerseits beim eigentlichen Schiessvorgang und andererseits beim
Entlüften
und anschliessenden Öffnen
der Form ganz erhebliche Probleme auftreten, die einer Optimierung
des Fertigungsprozesses entgegen wirken. So können sich beispielsweise einzelne
Schussdüsen
und/oder Entlüftungsdüsen mit
Kernsand zusetzen, so dass sich zwangsweise eine längere Prozessdauer
oder ein nicht hinreichendes Ergebnis der Fertigungsprozesses ergibt.
Werkzeugverschleiss oder Beschädigungen
am Werkzeug wirken einem optimalen Fertigungsergebnis ebenfalls
entgegen. Ein zu schnelles Entlüften
der Schusshaube nach dem Schiessvorgang würde ein Aufwirbeln bzw. Rückströmen von
Sand verursachen, wodurch einerseits das Fertigungsergebnis und
andererseits die Fertigungsqualität, insbesondere aber auch die
Taktzeit, negativ beeinflusst werden.
Aus der
DE 44 22 353 C2 ist bereits
ein Verfahren zur Herstellung von Gussformen oder Teilen solcher
Formen bekannt, wobei dort der Einblasvorgang bzw. Schiessvorgang
zu einem Zeitpunkt beendet wird, der eine Funktion des Drucks in
der Formkammer ist. Im Konkreten wird dort der Einblasvorgang beendet,
wenn der Druck in der Formkammer ein Maximum durchlaufen hat. Das
Maximum des Drucks ist demnach Indikator für die Beendigung des Einblasvorgangs.
Weitere Parameter werden hier nicht hinzugezogen.
Das aus der
DE 44 22 353 C2 bekannte
Verfahren ist jedoch in der Praxis problematisch, da lediglich ein
Druckmaximum detektiert wird. Entsteht beispielsweise ein Druckmaximum
bei sich zunehmend verstopfenden Düsen, so wird der Einblasvorgang
beendet, ohne dass eine hinreichende Formgebung hat stattfinden
können.
Letztendlich handelt es sich bei dem bekannten Verfahren um eine
Steuerung, wobei der zur Steuerung dienende Parameter das Druckmaximum
innerhalb der Formkammer ist.
Aus der WO 80/02121 ist ein gattungsbildendes
Verfahren bekannt. Dabei wird ein Formstoff über ein gasförmiges Strömungsmedium
unter vorgebbarem Druck in eine Formkammer eingeschossen. Nach dem
Schießvorgang
wird die verfestigte Form entlüftet.
Die Entlüftung
erfolgt über
ein Drucksteuerorgan, das in eine Gasabfuhröffnung eingebaut ist. Das Drucksteuerorgan
ist selbststeuernd ausgebildet und regelt die Größe der Gasabfuhröffnung.
Das Drucksteuerorgan kann durch einen Prozess-Rechner gesteuert
oder mit Hilfe von rückgekoppelten Messgeräten geregelt
werden. Der Druckverlauf kann unter Vorgabe von Drücken bestimmt
werden.
Bei dem aus der WO 80/02121 bekannten Verfahren
ist problematisch, dass entweder fest vorgegebene Prozessparameter
oder sich aus einem Entlüftungsvorgang
ergebende Prozessparameter zur Steuerung oder Regelung des Drucksteuerorgans
verwendet werden. Hierbei ist insbesondere nachteilig, dass ein
Prozess, wenn er einmal gestartet ist, entweder einer Eigendynamik
durch eine Rückkopplung
unterliegt oder fest vorgegebenen Parametern folgt und unwillkürlich abläuft. Unvorhersehbare
Ereignisse, die erst während
des Prozesses als Fehler erkannt werden, können zur Produktion von Ausschüssen führen und
erhebliche Kosten verursachen.
Der vorliegenden Erfindung liegt
nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsbildenden Art
derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein laufender Prozess
problemlos an sich ändernde Bedingungen
angepasst werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist das
gattungsbildende Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Schießvorgang
und/oder der Vorgang des Entlüftens über während des
Schießens
im Verlaufe des gleichen Schießvorgangs
detektierte und gegebenenfalls aufbereitete Prozessparameter nach
einer beliebig vorgebbaren Vorschrift automatisch oder interaktiv
geregelt wird.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die
Aufbereitung während
eines Prozesses ermittelter Prozessparameter einen automatischen
Prozessablauf ermöglicht,
der an die jeweiligen Prozessbedingungen angepasst ist. Darüber hinaus
ist erkannt worden, dass durch interaktives Eingreifen des Bedieners
in einen automatischen Prozessablauf nicht vorhersehbare Probleme,
die erst während
des Prozesses auftreten, kompensierbar sind. Gerade die Kombination
aus Automatisierung und Interaktivität realisiert eine flexible
Einflussnahme auf den Prozess. Insofern können Regelungsvorgänge, die üblicherweise
automatisch unter Rückkopplung
zum ablaufenden Prozess fehlerbehaftet ablaufen, optional modifiziert
und die Ausschussmenge stark verringert werden. Folglich ist ein
Verfahren angegeben, durch das ein laufender Prozess problemlos
an sich ändernde
Bedingungen angepasst werden kann.
Im Konkreten könnten der Regelung einzelne
Prozessparameter, vorgebbare Kombinationen der Prozessparameter
oder Algorithmen auf Basis der Prozessparameter zugrundegelegt werden.
Des weiteren könnte
für den
jeweiligen Verfahrensabschnitt bzw. Prozess, d.h. für das eigentliche
Schiessen und/oder für
das Entlüften,
eine maximale Prozessdauer als besondere Prozessparameter vorgegeben
werden. Würde
sich aufgrund der sonstigen Prozessparameter eine längere Prozessdauer
ergeben bzw. berechnen, so könnte
man daraus Rückschlüsse auf
einen Defekt ableiten, beispielsweise auf verstopfte Düsen, Fehler
am Werkzeug oder dergleichen. Letztendlich kommt es dabei auf die
detektierten Parameter an, die unterschiedliche Rückschlüsse auf
die Qualität
der Fertigung und/oder den Zustand des Werkzeugs zulassen.
An dieser Stelle sei ganz besonders
hervorgehoben, dass als Prozessparameter der sich im Gesamtsystem
während
des Schiessens aufbauende bzw. dort herrschende Druck detektiert
werden kann. Dabei kann es sich im Konkreten um den Druck im Schussluftreservoir,
im Sandbunker, im Werkzeug, in den Leitungen oder sonstwo im System
handeln. Im Gegensatz zu einer Steuerung bei Erreichen eines vorgegebenen
oder vorgebbaren Maximaldrucks könnte
hier ein Druckverlauf bei ordnungsgemässem Schiessvorgang zugrundegelegt
werden, mit dem der tatsächliche
Druckverlauf über
den Schiessvorgang hinweg verglichen wird. Weicht der tatsächliche Druckverlauf
von dem vorgegebenen Druckverlauf ab, so könnte über eine entsprechende Regelung
die Dauer des Schiessvorgangs verlängert oder verkürzt werden,
und zwar je nach der Art und dem Betrag der Abweichung.
Alternativ oder zusätzlich zu
der Detektion des Drucks bzw. des Druckverlaufs könnte als
weiterer Prozessparameter während
des Schiessens der Volumenstrom bzw. die Luftströmung in dem Gesamtsystem, so
bspw. im Werkzeug, detektiert werden. Auch hier könnte ein
sich über
den Schiessvorgang erstreckender Verlauf des Volumenstroms bzw. der
Luftströmung
als Soll-Vorgabe zugrundegelegt werden, so dass im Falle eines Abweichens
von den Soll-Werten regelnd eingegriffen wird, was sich letztendlich
auf den Zeitverlauf und/oder auf den erforderlichen Druck auswirkt.
Einer zunehmenden Verstopfung der Schussdüsen könnte durch Druckerhöhung zumindest
in einem gewissen Rahmen entgegengewirkt werden.
Ebenso ist es denkbar, die in das
Werkzeug eingeblasene Sandmenge als Prozessparameter zu detektieren,
wobei dies beispielsweise über
den Gewichtsverlust im Vorratsbehälter oder über die Gewichtszunahme im
Werkzeug bzw. in der Form kammer erfolgen kann. Der Schiessvorgang
könnte
unter Zugrundelegung mehrerer Prozessparameter beendet werden, und
zwar unter Berücksichtigung
des konkreten Verlaufs der Prozessparameter über den Fertigungsprozess hinweg.
Ebenso ist es denkbar, den Verlauf
den Entlüftungsvorgangs
und gegebenenfalls den Zeitpunkt des Öffnens des Werkzeugs über detektierte
und gegebenenfalls aufbereitete Prozessparameter zu regeln, und
zwar ähnlich
wie im Falle des eigentlichen Schiessvorgangs. Während des Entlüftens des Werkzeugs
könnte
der Druckverlauf innerhalb des Werkzeugs als Prozessparameter detektiert
werden und könnte
ein Vergleich mit einem vorgegebenen Druckverlauf bei ideal erfolgter
Entlüftung
stattfinden.
Des weiteren ist es möglich, während des Entlüftens des
Werkzeugs die Luftströmung,
insbesondere die aus dem Werkzeug strömende Luftmenge, als Prozessparameter
zu detektieren. Sobald eine vorgebbare Menge an Luft entströmt ist,
könnte das
Werkzeug geöffnet
werden, wobei dies von dem inneren Volumen des Werkzeugs abhängig ist.
Im Rahmen einer ganz besonders vorteilhaften
Ausgestaltung des erfindungsgemässen
Verfahrens wird beim Entlüften
des Werkzeugs ein vorzugsweise elektromagnetisch arbeitendes Entlüftungsventil
derart angesteuert, dass der im Werkzeug herrschende Druck unter
Vermeidung von Drucksprüngen – allmählich – abfällt. Ein
linearer Druckabfall hat sich ganz besonders vorteilhaft erwiesen,
um nämlich
wirksam zu vermeiden, dass Sandpartikel zum Entlüftungsventil hin oder rückwärts in die
Schussdüsen
hinein mitgerissen werden. Verstopfungen durch mitgerissene Sandpartikel
sollen hier wirksam vermieden werden.
Des weiteren könnten die einzelnen Fertigungsschritte
bzw. Prozesse und/oder die detektierten und/oder ermittelten Prozessparameter
vorzugsweise über
eine auf einem Display darstellbare Grafik mit einer optimalen Kurve
des Prozessverlaufs verglichen werden. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung
lässt sich
ein optischer Vergleich anhand zweier Kurven vornehmen, wobei die
Bedienungsperson beim Abweichen der Kurven, nämlich unter Zugrundelegung
des Vergleichs bzw. etwaiger Abweichungen interaktiv -regelnd – eingreifen
kann. Eine automatische Anpassung bei entsprechenden Abweichungen
ist ebenfalls denkbar, wobei sich eine solche Anpassung regelmässig auf
den Zeitverlauf des Prozesses auswirkt.
Wie bereits zuvor erwähnt, könnte unter
Zugrundelegung der detektierten und/oder ermittelten Prozessparameter
die – ideale – Prozessdauer
ermittelt werden, wobei eine Minimierung der Taktzeit angestrebt
wird. So könnte
man beispielsweise vorgeben, dass bei Überschreiten einer vorgebbaren
Taktzeit eine Wartung durchgeführt
wird oder eine Austausch des Werkzeugs stattfindet.
Jedenfalls ist es grundsätzlich denkbar,
dass unter Zugrundelegung der detektierten und/oder ermittelten
Prozessparameter der jeweilige Prozess hinsichtlich etwaiger Fehler
oder Defekte am Werkzeug oder an der Maschine selbst überwacht
wird. Letztendlich besteht die Möglichkeit, über die
ermittelten und gegebenenfalls aufbereiteten Prozessparameter Rückschlüsse auf
die Qualität
der Fertigung und/oder den Zustand des Werkzeugs bzw. der Maschine
zu ziehen. Unter Zugrundelegung der detektierten und/oder ermittelten
Parameter lässt
sich beispielsweise auch der ideale Zeitpunkt für einen automatischen Werkzeugwechsel
definieren, so dass bei stets ordnungsgemässem Werkzeug eine geringst mögliche Taktzeit
realisierbar ist. Ebenso lässt
sich unter Zugrundelegung der detektierten und/oder ermittelten
Prozessparameter das – optimale – Wartungsintervall
berechnen, so dass auch insoweit eine Minimierung der Taktzeit,
vor allem aber auch eine Minimierung unnötiger Reparaturarbeiten aufgrund ordnungsgemässer und
hinreichender Wartung, realisierbar ist.
Abschliessend sei ganz besonders
darauf hingewiesen, dass die voranstehende Erörterung der beanspruchten Lehre
diese nicht über
die Patentansprüche
hinaus einschränkt.