DE60011946T2

DE60011946T2 - Verfahren und vorrichtung zum entfernen von in einer form einer giessanlage produzierten gusstücken

Info

Publication number: DE60011946T2
Application number: DE60011946T
Authority: DE
Inventors: Clemens Anders BLOCH; Sander Michael JENSEN
Original assignee: Disa Industries AS
Current assignee: Disa Industries AS
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: DE60011946D1; EP1341629A1; ES2222933T3; AU2001221508A1; US20040011497A1; EP1341629B1; US6808005B2; WO2002047851A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entnahme der in einer automatischen Formgießanlage erzeugten Gussstücke des in dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 6 dargelegten Typs.
HINTERGRUNDTECHNIK
Bei Gießanlagen vom Formstrangtyp ist es bekannt, die Entnahme unter Verwendung eines Roboters zum Ergreifen des unterstromigen, ein Gussstück enthaltenden Formteiles an seinem unterstromigen Ende auszuführen und dieses Formteil und Gussstück so zu bewegen, dass sie mit einem Eingriffselement zusammenwirken, das in die Form benachbart des Gussstückes eindringt und das Gussstück von dem Formteil wegzieht. Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieses Typs ist aus der WO 98/51433 bekannt.
Sowohl die JP-A-03 155 451 als auch das U.S.-A-4,359,083 wie auch 4,082,135 offenbaren das Ergreifen eines Gussstückes mittels eines Greifwerkzeuges, das in die Form eindringt und das Gussstück von der Form mittels des Werkzeuges entfernt, während die Form zerstört wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Auf Grundlage dieses Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entnahme der Gussstücke vorzusehen, die in einer Formgießanlage des oben beschrie benen Typs erzeugt werden, wobei es mit dem Verfahren und der Vorrichtung möglich ist, einen gut definierten und positiven Eingriff mit dem Gussstück in einer fixierten Position und Orientierung vorzusehen, so dass das entnommene Gussstück in einer gut definierten Position und Orientierung zu seiner Weiterbearbeitung geliefert wird, wobei die nachfolgende Handhabung automatisch mit hoher Genauigkeit ohne weitere Positionierungseinstellungen und/oder einer Detektion der Position des entnommenen Gussstückes ausgeführt werden kann, wobei dies durch ein Verfahren, das die in dem kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 1 dargelegten Schritte umfasst, und durch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens erreicht wird, das die in dem kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 6 dargelegten Merkmale umfasst. Mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung wird erreicht, dass das Gussstück in einer gut definierten Position und Orientierung ergriffen wird, wobei die Position und Orientierung durch die eng aneinander liegenden Formteile sichergestellt wird, die solange nicht relativ zueinander bewegt werden, bis das Gussstück sicher ergriffen worden ist.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung, deren Wirkungen – über das hinaus, was für Fachleute offensichtlich ist – in dem folgenden detaillierten Teil der vorliegenden Beschreibung erläutert sind, sind in den Unteransprüchen beschrieben.
ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG
In dem folgenden detaillierten Teil der vorliegenden Beschreibung wird die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beispielhafte Ausführungsform einer automatischen Formstrang-Gießanlage gemäß der Erfindung erläutert, die in den Zeichnungen stark schematisch veranschaulicht ist, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die das unterstromige Ende eines Strangs aus Formen zeigt, der auf in der Bewegungsrichtung verlaufenden Stangen getragen und vorgeschoben wird, wie auch ein Roboter-Greifwerkzeug zum Greifen der Gussstücke und ein Entfernungsmittel zur Entfernung des unterstromigen Formteiles zeigt, um den das Gussstück enthaltenden Formhohlraum zu öffnen, und
2–5 das unterstromige Ende eines Stranges aus Formen zeigen, in die vorher geschmolzenes Metall gegossen worden ist und sich dieses vor ihrer Ankunft an dem unterstromigen Ende dann verfestigt hat, wobei aufeinander folgende Schritte während des Ergreifens und der Entnahme eines Gussstückes unter Verwendung eines Robotergreifers von der unterstromigen Form wie auch der Entfernung der unterstromigen Form mittels des Formentfernungsmittels gezeigt sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die 1–5 zeigen einen Strang aus Formen, von denen nur die "älteste" oder unterstromige Form 1 und die nächsten folgenden Formen 2 und 3 gezeigt sind, die in ihren Gusshohlräumen 4 Gussstücke 5 bzw. 6 tragen. Der unterstromige Formhohlraum 4 in dem Formteil 1 ist leer, da das Gussstück, das den Formhohlraum 4 vorher besetzt hat, in einem vorhergehenden Schritt bereits entfernt worden ist.
Der Strang aus Formen 1, 2, 3, etc. ruht auf einer Trägeranordnung bestehend aus einer Anzahl paralleler Stangen 7. Die Stangen 7 können Teil einer "Hubbalken- Fördereinrichtung" sein, die zumindest zwei Sätze von Stangen umfasst, die den Strang aus Formen von einer Gießstation (nicht gezeigt) abwechselnd anheben und vorschieben, sie können jedoch aber auch eine einfache "Tischplatte" sein, auf dem die Schlitten des Formenstranges durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) vorwärts geschoben werden.
Die Entnahmestation, hier einfach der Bereich unmittelbar benachbart der unterstromigen Form 1, umfasst ein Greifwerkzeug 8, das an einem Roboterarm (nicht gezeigt) befestigt ist, um das Gussstück 5, das in dem Formhohlraum zwischen den beiden unterstromigen Formteilen 1 und 2 positioniert ist, ergreifen zu können. Das Greifwerkzeug umfasst bei der beispielhaften Ausführungsform, die gezeigt ist, ein Paar Zangen 8, die so ausgebildet sind, dass sie von einem distalen Arm (nicht gezeigt) an einem Roboter (gleichermaßen nicht gezeigt) getragen und betätigt werden können, und die mit diesem durch ein Kopplungsteil (auch nicht gezeigt) verbunden sind, das die erforderlichen mechanischen, fluidischen und /oder elektrischen Verbindungen umfasst. Das Entfernungsmittel 9 zur Entfernung des Formteiles 1, um die Form zu öffnen, umfasst bei der gezeigten beispielhaften Ausführungsform einen rechtwinkligen Rahmen 10, der derart ausgebildet ist, dass er von einem distalen Arm (nicht gezeigt) an einem Roboter (gleichermaßen nicht gezeigt) getragen und betätigt werden kann, wobei dieser damit durch ein Kopplungsteil (auch nicht gezeigt) verbunden ist, das die erforderlichen mechanischen, fluidischen und/oder elektrischen Verbindungen umfasst.
Das Entfernungsmittel 9 umfasst Druckpolster 12, die dazu ausgebildet sind, eine Form zwischen diesen dadurch zu greifen, dass sie an die Seitenflächen der Form pressen, und ferner eine Anzahl von Hebestangen 13, die derart angeordnet und beabstandet sind, dass sie in Längsrichtung in die Räume zwischen den Stangen 7 eingesetzt und dann angehoben wer den können, um so eine Form von den Stäben 7 weg anzuheben, wobei anschließend die Form von dem Formenstrang wegbewegt wird, um die Form zu öffnen, wie in den 2 bis 4 gezeigt ist. Es kann ein oberes Druckpolster 11 vorgesehen sein, um die Form an die Hebestäbe 13 zu pressen und so die Kraft zu erhöhen, die dazu verwendet wird, die unterstromige Form 1 von dem Gussstück 5 in dem Gusshohlraum zwischen den beiden Formteilen 1 und 2 wegzuziehen.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wird ein Werkzeug 14 dazu verwendet, Teile der Formen zu entfernen, um die Menge an Formmaterial zwischen dem Greifwerkzeug 8 und dem Gussstück 5 zu verringern, bevor das Greifwerkzeug 8 zum Greifen des Gussstückes 5 eingeführt wird. Das das Formmaterial entfernende Werkzeug 14, das in 1 gezeigt ist, besteht aus einem einfachen Abstreifer, der an der Seite des Formenstranges positioniert ist und Teile der Formen durch die Bewegung des Formenstranges bezüglich des Werkzeuges 14 entfernt.
Bei der in 5 gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird das Greifwerkzeug 8 durch eine Stützanordnung 15 ergänzt, die schwenkbar mit dem gleichen Roboterarm wie das Greifwerkzeug 8 verbunden ist und unter das zu entnehmende Gussstück 5 schwenkt, bevor das Gussstück entnommen wird. Diese Stützanordnung 15 ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit relativ schweren Gussstücken 5.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Formenstrang 1, 2, 3, etc. stromabwärts befördert worden, so dass das unterstromige Formteil 1 an dem Ende der Trägerstrangen 7 positioniert ist. Das Entfernungsmittel 9 wird in eine Position zum Eingriff mit dem unterstromigen Formteil 1 gebracht, und das Greifwerkzeug 8 wird in eine Position gebracht, die zum Eindringen in das Formmaterial geeignet ist.
In 3 wird das Entfernungsmittel 9 in Eingriff mit dem unterstromigen Formteil 1 gebracht, und vor einem Öffnen des Formhohlraumes dringt das Greifwerkzeug 8 in das Formmaterial ein und greift einen Teil des zu entnehmenden Gussstückes 5 in einer fixierten Position und Orientierung, das durch den geschlossenen Formhohlraum gesichert ist, und das Greifwerkzeug 8 sieht einen positiven fixierten Eingriff mit dem Gussstück 5 vor. Anschließend wird, wie in 4 gezeigt ist, der Formhohlraum durch Entfernen des unterstromigen Formteiles 1 mittels des Entfernungsmittels 9 geöffnet.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform werden das ergriffene Gussstück 5 und das oberstromige Formteil 2 dadurch stationär gehalten, dass das Greifwerkzeug während des Öffnens stationär gehalten wird. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, das Greifwerkzeug 8 synchron mit dem Entfernungsmittel 7 zu bewegen, wobei das Gussstück 5 während des Öffnens dem unterstromigen Formteil 1 folgt. Nach dem Öffnen des Formhohlraumes durch Entfernung des unterstromigen Formteiles 1 wird das Gussstück 5 von dem Formhohlraum dadurch entnommen, dass das Greifwerkzeug 8, das das Gussstück 5 fest ergreift, bewegt wird.
Wie in 5 gezeigt ist, wird eine Stützanordnung 15 hineinbewegt, um das Gussstück 5 vor Entnahme des Gussstückes von dem Formteil 2 zu stützen, wobei die Stützanordnung 15 schwenkbar mit dem Roboter für das Greifwerkzeug 8 verbunden ist, um die beiden Elemente Greifwerkzeug 8 und Stützanordnung 15 während der Entnahme und Beförderung an die Lieferposition zur Weiterverarbeitung des Gussstückes 5 synchron bewegen zu können.
Es ist bevorzugt, dass das unterstromige Formteil 1 im Wesentlichen in einem Stück an ein System zur Wiederaufbereitung von Formsträngen (nicht gezeigt) geliefert wird, um die Menge an Staub in der Entnahmestation zu verringern. Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein Erfassungsmittel (nicht gezeigt) zur Erfassung beispielsweise der Trennlinie zwischen den beiden unterstromigen Formteilen 1, 2, um das Greifwerkzeug 8 so zu positionieren, dass es das Gussstück 5 in der geschlossenen Form präzise ergreifen kann.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf eine Formstrang-Gießanlage mit vertikalen Trennflächen zwischen Formteilen beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass sie auch in Gießanlagen verwendet werden kann, die Formen mit horizontalen Trennflächen zwischen Formteilen verwenden.
Ferner stellt das Ergreifen des Gussstückes von einer Seite der Form nur eine von mehreren Möglichkeiten dar, und ein Ergreifen von oben oder einem beliebigen Winkel bezüglich der Form kann ebenfalls in Betracht gezogen werden, wobei alle derartigen Abwandlungen innerhalb des Schutzumfanges der folgenden Ansprüche liegen.

Claims

Verfahren zur Entnahme von Gussstücken (5, 6), die in einer Form-Gießanlage erzeugt werden, mit einer Entnahmestation, die die Formteile (1, 2, 3) mit verfestigten Gussstücken (5, 6), die in den Formhohlräumen an der Formtrennfläche zwischen Formteilen positioniert sind, empfängt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: (a) ein Teil des zu entnehmenden Gussstückes (5) in einer fixierten Position und Orientierung vor Öffnung des Formhohlraumes, der das Gussstück enthält, ergriffen wird, wobei das Greifen einen positiven fixierten direkten Eingriff zwischen dem Greifwerkzeug (8) und dem Gussstück (5) vorsieht, (b) der Formhohlraum, der das ergriffene Gussstück (5) enthält, durch Entfernung eines ersten Formteiles (1) geöffnet wird, (c) nach dem Öffnen des Formhohlraumes das ergriffene Gussstück (5) von dem Formhohlraum entnommen wird, und (d) das Gussstück (5) in eine Lieferposition zu dessen Weiterverarbeitung befördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gewählte Teile der Formteile vor Schritt (a) entfernt (14) werden, damit ein bestimmter Spielraum vorgesehen wird, um das Greifwerkzeug (8) in Eingriff mit dem Teil des Gussstückes (5), das bei Schritt (a) ergriffen wird, zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützanordnung (15) unter das Gussstück (5) vor Schritt (c) ein gesetzt wird, wobei die Stützanordnung (15) den aufeinander folgenden Bewegungen des Greifwerkzeuges (8) und des Gussstückes (5) folgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (b) ein Greifen des ersten Formteiles (1) und dessen Entfernung im Wesentlichen in einem Stück und eine Lieferung des entfernten Formteiles (1) an ein System zur Wiederaufbereitung von Formsand umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Formen vor Schritt (a) erfasst wird, um das Greifwerkzeug (8) bezüglich des zu ergreifenden Teiles des Gussstückes (5) korrekt zu positionieren.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung ein Fördermittel (7) zum Vorschub der Formteile (1, 2, 3) umfasst, die Gussstücke (5, 6) in einem festen Zustand in den an den Trennflächen zwischen Formteilen ausgebildeten Gusshohlräumen enthalten, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Greifwerkzeug (8), das das zu entnehmende Gussstück (5) in einer fixierten Position und Orientierung ohne Öffnung des Formhohlraumes, der das Gussstück (5) enthält, ergreifen kann, und das einen positiven fixierten direkten Eingriff mit dem Gussstück (5) vorsieht, und getrennt von dem Greifwerkzeug (8) ein Mittel (9) zur Entfernung eines ersten Formteiles (1), wobei das Greifwerkzeug (8) das ergriffene Gussstück (5) nach einem Öffnen des Formhohlraumes entnehmen und dieses in eine Position bewegen kann, in der das Gussstück (5) in einer gut definierten Position und Orientierung zur Weiterverarbeitung geliefert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch ein Mittel (14) zur Entfernung von Teilen der Form benachbart des von dem Greifwerkzeug (8) zu ergreifenden Teils des Gussstücks (5).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, ferner gekennzeichnet durch eine Stützanordnung (15), die unter das Gussstück (5) nach Entfernung des ersten Formteiles (1) eingesetzt werden kann, um das Gussstück (5) während der Entnahme und Bewegung zu der Lieferposition zu stützen, wobei die Stützanordnung (15) mit dem Greifwerkzeug (8) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch ein Mittel (9) zur Entfernung des ersten Formteiles (1) mit einem Robotergreifer, der das erste Formteil (1) ergreifen und tragen kann und das ergriffene Formteil (1) hauptsächlich in einem Stück an ein System zur Regenerierung von Formsand liefern kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch ein Mittel zur Erfassung der Position der Formteile (1, 2, 3), wobei die Erfassung dazu verwendet wird, das Greifwerkzeug (8) bezüglich des zu ergreifenden Teils des Gussstückes (5) korrekt zu positionieren.