DE60303284T2

DE60303284T2 - Schwerkraftkokillengiessverfahren in eine um eine robotergesteuerte hydraulische Achse kippbare Kokille

Info

Publication number: DE60303284T2
Application number: DE60303284T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Regosini
Original assignee: TIESSE ROBOT SpA; TIESSE ROBOT SpA VISANO
Current assignee: TIESSE ROBOT SpA; TIESSE ROBOT SpA VISANO
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: ITBS20020025A1; DE60303284D1; EP1350586B1; ATE315972T1; EP1350586A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Schwerkraftkokillengießsystemen bzw. Schwerkraftgießsystemen und insbesondere bezieht sie sich auf ein neues Verfahren zum Gießen eines geschmolzenen Materials durch einen Roboter in eine Kokille bzw. Gußform, deren horizontale Schwenkbewegung durch eine hydraulische Achse betätigt wird, die durch den Roboter gesteuert bzw. geregelt ist.
Stand der Technik
Wie dies bekannt ist, sieht das Kokillengießverfahren für das geschmolzene Material vor, daß es in die Kokille gegossen wird, während die letztere allgemein um 90° auf einer hydraulisch gesteuerten bzw. geregelten Achse gedreht wird. Das Gießen kann entweder händisch durch einen Betätiger bzw. Betreiber oder in einer automatischen Mode bzw. Art durch einen Roboter ausgeführt werden. In beiden Fällen muß der Behälter bzw. die Schale, der bzw. die das geschmolzene Material enthält, der Rotation der Kokille folgen und gleichzeitig rotieren. Beispielsweise offenbart das Dokument JP 11291022 ein Gießverfahren für geschmolzenes Metall, in welchem das geschmolzene Metall in die Form gegossen wird, indem ein geschmolzenes Metall gießender Kessel geneigt wird, während der Rückkehrbewegung des Neigens der Form gefolgt wird. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kokille ist bzw. wird auf der Basis der Art des verwendeten Metalls und des zu erhaltenden Stücks festgelegt, wobei sie jedoch Änderungen aufgrund von mehreren Faktoren unterliegen kann, wie beispielsweise der Raumtemperatur, den Merkmalen des für die hydraulische Betätigungseinrichtung ver wendeten Fluids usw., und ist somit gemäß dem Kokillengießverfahren oder selbst in ein und demselben Kokillengießverfahren veränderbar. Dann wird in einem Fall, daß ein Roboter verwendet wird, die Trajektorie, der gefolgt werden muß, in eine Mehrzahl von Intervallen unterteilt, und wenn der Roboter eines von diesen erreicht, vergleicht er seine eigene Position mit jener der Kokille, die durch eine Codiereinrichtung bzw. einen Encoder detektiert ist, berechnet irgendwelche Fehler und leitet eine neue Transferbzw. Übertragungsfunktion entsprechend ab, um sie auf ihre Antriebsachsen für das nächste Intervall anzuwenden, um einen derartigen Fehler in Betracht zu behalten und ihn zu löschen.
Mit anderen Worten folgt der Roboter der Kokille. Ein derartiges Folgesystem ist effizient, wenn das Kokillengießverfahren über relativ lange Zeitdauern bzw. Perioden stattfindet, beispielsweise wie dies für Aluminiumlegierungen auftritt, jedoch hat es sich für schnellere Verfahren als ungeeignet erwiesen, wie sie für das Gießen von Messing erforderlich sind, da die Zeit, die durch den Roboter erforderlich ist, um die komplexen Berechnungen auszuführen, die oben erwähnt sind, eine diskontinuierliche Bewegung des Robotersystems impliziert, welche nicht für das Gießverfahren akzeptabel ist.
Gegenstände und Zusammenfassung der Erfindung
Ein Gegenstand bzw. Ziel der vorliegenden Erfindung ist jener bzw. jenes eines Vorschlagens eines neuen Verfahrens eines Kokillengießens, wobei die Kokille durch Roboter betätigt bzw. bedient wird, was eine perfekte Synchronisation zwischen der Schale bzw. dem Behälter, die bzw. der das ge schmolzene Material enthält, und der Kokille auch in schnellen Gieß- bzw. Gußverfahren ermöglichen sollte.
Ein weiteres Ziel der Erkenntnis ist jenes eines Bereitstellens einer Vorrichtung zur Rotation der Kokille in Kokillengießverfahren, die durch einen Roboter ausgeführt werden, welche ein Erhalten von Rotationen der Kokille und der Schale mit geschmolzenen Material erlauben sollte, die perfekt miteinander synchronisiert sind, ohne bemerkenswert bzw. beträchtlich die Systemstrukturen und Kosten zu ändern.
Derartige Gegenstände werden durch ein Gießverfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 3 erzielt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden hinweisenden, und nicht beschränkenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 ein Blockdiagramm der hydraulischen bzw. Hydraulikachse zeigt;
2 den Steuer- bzw. Regelring der Hydraulikachse zeigt; und
3 ein Beispiel eines Schwerkraftkokillengießsystems zeigt.
Detaillierte-Beschreibung der Erfindung
In den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 10 schematisch eine Kokille bzw. Gußform, die um eine Achse X durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung 11 verschwenkt wird. Ein Encoder bzw. eine Codiereinrichtung 12 ist mit der hydraulischen bzw. Hydraulikachse X zum Detektieren der Ko killenposition assoziiert. Die Kokille soll einen geschmolzenen Metallguß darin aus einer Schale bzw. einem Behälter 13 aufnehmen, die bzw. der durch einen Mehrachsenroboter bewegt ist, der allgemein und schematisch mit Bezugszeichen 14 bezeichnet ist.
Gemäß der Erkenntnis wird die hydraulische Betätigungseinrichtung 11 durch ein Proportionalventil 15 gesteuert bzw. geregelt, das durch den Roboter 14 gesteuert bzw. geregelt ist. Der letztere ist darüber hinaus fähig, die Position der Kokille 10 durch den Encoder 12 zu detektieren und dadurch seine Geschwindigkeit zu berechnen.
Das hierin vorgeschlagene Gieß- bzw. Gußverfahren veranlaßt einen Roboter 14 einer voreingestellten Trajektorie mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gemäß dem Kokillengießverfahren zu folgen. Die Korrektur der Rotationsgeschwindigkeit der Kokille 10 tritt nach einem Vergleichen der Position der Kokille 10 mit der Position der Schale 13 ein. Auf der Basis der gegebenen vorhandenen detektierten Abweichung öffnet oder schließt der Roboter das Proportionalventil 15 abhängig davon, ob die Kokille unverändert zurück ist, und muß daher beschleunigt werden, oder die Schale überholt hat, und muß daher verzögert werden. Die Berechnung dieses Fehlers erfordert infinitesimale Zeit, so daß die Korrektur der Geschwindigkeit einer Rotation der Kokille virtuell in Echtzeit auftritt, wodurch die strikten Erfordernisse eines sehr schnellen Kokillengieß- bzw. Gußverfahrens erfüllt werden.
In der Praxis folgt im Gegensatz zu dem, was in gegenwärtigen Kokillengußverfahren stattfindet, wo der Roboter der Kokille folgt, in diesem Fall die Kokille dem Roboter, wie dies in dem Steuer- bzw. Regelringdiagramm gesehen werden kann, das in 2 gezeigt ist. Der Roboter wird daher nicht konstant gezwungen, die Transferfunktionen zu berechnen, um auf seine Antriebsachse angewandt zu werden, sondern folgt einer voreingestellten Trajektorie.

Claims

Schwerkraftgießverfahren durch einen Roboter (14), wobei ein Metall in eine Guß- bzw. Kühlform (engl.: "chill") (10) aus einem Tiegel bzw. Gefäß (13), welcher bzw. welches durch den Roboter bewegt wird, während die Gußform (10) eine Kipp- bzw. Drehbewegung um deren Achse (X) durch einen hydraulischen Antrieb (11) ausführt, gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter – den Tiegel (13) bewegt, um einer zuvor eingestellten Trajektorie zu folgen, und – die Gußformposition durch einen Encoder (12), welcher der hydraulischen Drehachse zugeordnet ist, detektiert, diese mit der Gußtiegelposition vergleicht und auf Basis des Unterschieds zwischen den zwei Werten der Position auf die Fließrate des Fluids, welches zu dem hydraulischen Antrieb zum Beschleunigen oder Verlangsamen der Rotation der Gußform zugeführt wird, einwirkt bzw. reagiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Roboter zum Einwirken auf die Fließrate des Fluids, welches zu dem hydraulischen Antrieb zugeführt wird, ein dem Antrieb zugeordnetes Proportionalventil (15) steuert bzw. regelt.
Vorrichtung zum Durchführen des Schwerkraftgießverfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, umfassend: – einen Roboter (14) zum Bewegen eines Tiegels (13), um einer zuvor eingestellten Trajektorie zu folgen, – einen hydraulischen Antrieb (11) zum Kippen bzw. Drehen einer Gußform (10) um eine Achse (X), – einen Encoder (12), welcher der Achse (X) zum Detektieren der Gußformposition zugeordnet ist, – ein Proportionalventil (15), welches durch den Roboter zum Steuern bzw. Regeln des hydraulischen Antriebs (11) zum Einstellen der Rotationsgeschwindigkeit der Gußform gesteuert bzw. geregelt wird, um der Gußform zu gestatten, den Roboter in Echtzeit zu verfolgen bzw. nachzuführen.