EP0853516B1 - Verfahren zur qualitatskontrolle in kern- oder maskenschiessmaschinen - Google Patents

Verfahren zur qualitatskontrolle in kern- oder maskenschiessmaschinen Download PDF

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EP0853516B1
EP0853516B1 EP96944559A EP96944559A EP0853516B1 EP 0853516 B1 EP0853516 B1 EP 0853516B1 EP 96944559 A EP96944559 A EP 96944559A EP 96944559 A EP96944559 A EP 96944559A EP 0853516 B1 EP0853516 B1 EP 0853516B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
moulding
mould
inspected
core
tool
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96944559A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0853516A2 (de
Inventor
Walter L. PÖHLANDT
Mohammed Ali Seiraffi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adolf Hottinger KG
Original Assignee
Adolf Hottinger KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adolf Hottinger KG filed Critical Adolf Hottinger KG
Publication of EP0853516A2 publication Critical patent/EP0853516A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0853516B1 publication Critical patent/EP0853516B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C19/00—Components or accessories for moulding machines
    • B22C19/04—Controlling devices specially designed for moulding machines

Definitions

  • the invention relates to a method for quality control in core or mask shooting machines, wherein molding material by means of a shooting device in an openable Tool shot and there solidified into a shaped piece - core, mask or the like is, the molding is removed with the tool open, wherein the fitting with the tool open and / or during removal and / or is measured without contact after removal, the measured values on a computer supplied, where necessary processed and compared with stored setpoints and the shaped piece when determining a predefinable or definable deviation of the target values is identified as a committee.
  • the present invention relates to the field of foundry technology.
  • foundry cores or - Form mostly made in separate parts, merged and together a mold or connected to a core package.
  • These core packages are then for producing a metallic workpiece with molten metal, for example filled, with those to be filled with molten metal in series production Core packages lined up in a row through the production line.
  • a faulty core If a faulty core has been used, it can be used for Pour the emerging scrap only hours after the core is made. Again, it should be a systematic, recurring defect act on the core, until the defect on the cast part would be recognized hours of rejects are produced.
  • Those responsible for this committee Defective cores can indicate defects in the core shooter tool and on the other hand damage to the handling of the cores, during transport of the cores or when packaging the cores. In any case is it not justifiable to make mistakes and thus the committee only after the casting or to be able to determine when inspecting the cooled castings.
  • a core and mask shooting machine is also known from DE 44 34 798 A1, in which at least a visual inspection of the tool is provided.
  • the visual control discussed in DE 44 34 798 A1 is not practicable, especially as part of a fully automated production the tool cannot be observed continuously.
  • a specialist constantly uses the tool, i.e. after each shot, watch. Also if such a visual observation or control were carried out, would remain the fate of an ejected core that is to be transported further, because - As already mentioned before - also in the manipulation of the cores, in the transfer the cores or even defects in the packaging of the cores may occur.
  • a generic method is known from DE-U-94 16 307.3, namely a Process for quality control in core or mask shooting machines, where this document generally relates to the production of molded parts by means of a Molding plant relates.
  • Test methods for molded parts known where the molded parts with regard to their quality, namely in terms of surface quality, weight, location of the Focus, etc. can be checked in different ways.
  • a scale is used to determine the weight.
  • the determined data are processed according to the known method of an evaluation device fed so that a comparison of the detection result with one or several setpoints can take place. Finally, according to the known method a control device is used to influence the production of Moldings based on the evaluation result. Ultimately, good parts of Bad parts are separated and the system becomes frequent when Bad parts shut down for maintenance or repair purposes. To the known method, only the fittings with regard to their Quality examined. It is only determined whether the fittings of the the required quality or not. In the case of the identification of bad parts However, it can not be determined whether the deviation of the fittings from predeterminable Setpoints on the actual production, for example on the tool, or on handling during removal from the tool or on the subsequent transport or the subsequent handling of the fittings is due. Ultimately, there is nothing left here other than when you find it from bad parts the entire path of the fitting to the tool retrace and track down the source of the error - usually with difficulty. Here the entire system must be shut down.
  • the present invention is based on the object of a method for quality control in core or mask shooters, after which reject parts recognized and a - systematically - repeating committee prevented can be. It should be possible to determine the reason for the committee.
  • the method according to the invention achieves the above object through the features of claim 1. Thereafter, a generic method is thereby characterized that to check the tool, the target values of the tool immediately before or after shooting a piece identified as a good part determined on the tool, processed if necessary and stored in the memory via the computer become.
  • a method for quality control in core or mask shooting machines specified does not only include verification the fitting itself, as is known from DE-U-94 16 307.3. Rather, the tool is checked in the manner according to the invention, in such a way that the nominal values of the tool before or after the Shooting a molded part identified as a good part directly on the tool will be determined. In other words, this means that after the determination is made or determination of a shaped part designated as a good part, the tool condition, who was or is responsible for the production of the good part, as duly Setpoint of the tool is identified or recorded. These values will be prepared or processed in the computer and in a special memory as setpoints filed. To assess the condition of the tool, the respective determined values compared with the target values, which now also an immediate Assessment of the condition of the tool over the entire manufacturing period is possible.
  • the tool can be used immediately inferred, because in such a case the review of the tool - inevitably - a deviation from the previously determined target values of the tool results. It can consequently be unambiguously in the manner according to the invention determine whether the manufacture of an inadequate fitting is due to an error or a defect in the tool. Otherwise, the cause can only be still in improper handling of the fitting after proper Manufacture lie.
  • the setpoints of the items to be monitored in terms of quality are advantageous Form piece determined on a "good part", with the same device, with which the quality control takes place.
  • the measured values obtained are prepared in the computer to setpoints and in a memory provided for this purpose filed. They are used in the subsequent measurements of fittings the measured values determined are compared with the previously stored target values. It would be the same however, it is also conceivable to enter the target values on the basis of predetermined technical data or to calculate the surface profile of the fittings.
  • Every shot fitting could now be carried out when carrying out the quality control be measured so that the transfer of a defective fitting on is avoided in any case.
  • To reduce the control effort, especially for Reduction of the computing time and to avoid a negative influence of the Quality control on the cycle time could only be done using a random number generator selected fittings are measured.
  • Every nth shot The shaped part can be measured, the parameter n in turn being predefinable or is adjustable. As is known, tools wear out or after one certain service life need to be cleaned, parameter n could be used increasing tool life - automatically - decrease so that shortly before a tool change almost every fitting or even every fitting is measured.
  • the fitting could - after delivery by the manipulator or immediately after the core shooter - a conveyor and fed by the conveyor over a conveyor line to a transfer or Processing station are brought. It would also be very special here Advantage if the fitting before, during or after reaching the handover or Processing station and, if necessary, is measured without contact after processing. Also the same statements apply here and the same measures can be taken as when measuring in the area of the core shooter.
  • the fitting could be used together with other fittings to be assembled into a form or core package.
  • the tool can be measured after removal each shot fitting. It would also be conceivable that Measurement of the tool after removal of every nth shot fitting undertake, the parameter n being arbitrary. With increasing The service life of the tool could be parameter n automatically can be reduced so that the shortly before a given tool change Tool checked or measured after almost every shot becomes.
  • quality control could the computer could design the detection device in this way control that preferably immediately before, during or after the removal of the Form piece from the tool, the tool is measured, taking a measurement of the tool is only possible to a limited extent before the shaped part is removed. In any case the discovery of a defective fitting should be checked immediately of the tool.
  • the tool as a whole could be measured.
  • the non-contact measurement of both the fittings and the tools can be done using different techniques.
  • the molded parts made of molded materials by means of a capacitive working Sensor technology - contactless - to scan.
  • the capacitive sensors also an inductive or on the eddy current principle working sensors.
  • the measurement could also be carried out using an ultrasound sensor system or by means of an optically operating sensor system.
  • To apply one Adequate illumination is required for optically operating sensors.
  • the Use of a video camera with downstream optical image processing after which namely the gray and / or color levels of recorded video images of the monitoring part with the recorded and already saved Gray levels and / or color levels of a "good part" are compared.
  • Gray levels and / or color levels of a "good part” are compared.
  • On this Weg is a comparison of the surface structures and thus quality monitoring possible.
  • the inventive method discussed above can be with the help of a Use device that a detection device for contactless measurement the fitting with the tool open and / or while removing the Has molding and / or after removal of the molding.
  • the device includes a computer for controlling the detection device and for recording, processing or processing the measured values and for comparison of the processed measured values with setpoints of the stored in a memory Fitting. The same applies to a measurement of the tool.
  • the detection device does not only include tools in the area of the tool the core shooter detectors, but also on downstream manipulators, Conveyors, transfer and processing stations.
  • the detectors are preferably movable and / or rotatable, so that - ideally - scanning the surface of the molded piece to be tested or the one to be monitored Tool is possible.
  • the single figure shows a schematic representation - in the form of a block diagram - Three core shooters 1 arranged side by side, each with two-part tools 2.
  • the core shooters 1 are different Cores 3 shot, which packets in a downstream station to form a core package become. After opening the tools 2, the cores 3 are only removed by means of a indicated manipulator 4 from the actual core shooter 1 removed and - immediately after removal - measured without contact.
  • CCD cameras 5 used that digitized the captured image - one Feed computer 6.
  • There the gray or color values of the shot Core 3 processed image and over usual in image processing Image recognition programs compared with target values.
  • the Core 3 identified as a committee and - again using manipulators - separated out.
  • all fittings can or cores 3 and the tools 2 are monitored or measured.
  • a selection of the cores 3 to be detected is arbitrary on the basis Rules possible.
  • a partial measurement of the cores 3 and the tool 2 is also conceivable.
  • a core station 1 is followed by a transfer station 8, from which the cores 3 are packaged. Also at the transfer station 8 Cores 3 optically measured, that is to say during transport or during handover To be able to determine damage.
  • another detection device 9 provided with CCD cameras as detectors.
  • the transfer station 8 are manipulators, not shown in the figure, and one Subsequent conveyor route, the packaging of the individual cores 3 to connects a core package 10. Every single step of packaging is in turn monitored by a detection device 11 so that there damaged cores 3 recognized and - via manipulators - separated out.
  • a review of the core package 10 takes place, here multiple detection options or multiple detection methods also simultaneously Can find application.
  • capacitive sensors Check the wall thicknesses of the core packages or sources of errors in the effectively exclude later casting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Refuse Collection And Transfer (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätskontrolle in Kern- oder Maskenschießmaschinen, wobei Formstoff mittels einer Schießeinrichtung in ein öffenbares Werkzeug geschossen und dort zu einem Formstück - Kern, Maske oder dgl. - verfestigt wird, wobei das Formstück bei geöffnetem Werkzeug entnommen wird, wobei das Formstück bei geöffnetem Werkzeug und/oder während der Entnahme und/oder nach der Entnahme berührungslos vermessen wird, die Meßwerte einem Rechner zugeführt, dort ggf. aufbereitet und mit gespeicherten Sollwerten verglichen werden und wobei das Formstück bei Ermittlung einer vorgebbaren bzw. definierbaren Abweichung von den Sollwerten als Ausschuß identifiziert wird.
Grundsätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Gebiet der Gießereitechnik. Zum Gießen von Formstücken jedweder Art werden Gießereikerne oder - formen meist in getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gußform bzw. zu einem Kernpaket verbunden. Diese Kernpakete werden dann zur Herstellung eines bspw. metallischen Werkstücks mit geschmolzenem Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit geschmolzenem Metall zu füllenden Kernpakete hintereinander aufgereiht die Fertigungsstraße durchlaufen.
Dabei ist von ganz besonderer Bedeutung, daß die in die Kernpakete gegossenen Werkstücke eine äußerst lange Abkühlphase beanspruchen, die sich oftmals über mehrere Stunden hinweg erstreckt. Erst nach dieser Abkühlphase läßt sich das gegossene Werkstück bzw. Teil inspizieren. Folglich kann erst mehrere Stunden nach dem Guß und somit ebenfalls mehrere Stunden nach dem Kernschießen festgestellt werden, ob das in das Kernpaket gegossene Teil vollständig fehlerfrei ist.
Sollte ein fehlerhafter Kern verwendet worden sein, so läßt sich der dadurch beim Gießen entstehende Ausschuß erst Stunden nach Herstellung des Kerns feststellen. Sollte es sich dabei wiederum um einen systematischen, wiederkehrenden Defekt am Kern handeln, so würde bis zur Erkennung des Defekts am gegossenen Teil stundenlang Ausschuß produziert werden. Die für diesen Ausschuß verantwortlichen defekten Kerne können einerseits auf Defekte im Werkzeug der Kernschießmaschine und andererseits auf Beschädigungen bei der Handhabung der Kerne, beim Transport der Kerne oder bei der Paketierung der Kerne zurückzuführen sein. Jedenfalls ist es nicht vertretbar, Fehler und somit den Ausschuß erst nach erfolgtem Guß bzw. bei der Inspektion der abgekühlten Gußteile feststellen zu können.
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 der Anmelderin offenbart.
Aus der DE 44 34 798 A1 ist ebenfalls eine Kern- und Maskenschießmaschine bekannt, bei der zumindest eine visuelle Kontrolle des Werkzeugs vorgesehen ist. Letztendlich ist die in der DE 44 34 798 A1 abgesprochene visuelle Kontrolle nicht praktikabel, da nämlich insbesondere im Rahmen einer vollautomatischen Fertigung das Werkzeug nicht ständig beobachtet werden kann. Zur visuellen Kontrolle müßte eine Fachkraft das Werkzeug ständig, d.h. nach jedem Schuß, beobachten. Auch wenn man eine solche visuelle Beobachtung bzw. Kontrolle vornehmen würde, bliebe das Schicksal eines ausgestoßenen und weiter zu transportierenden Kerns offen, da - wie bereits zuvor erwähnt - auch bei der Manipulation der Kerne, bei der Übergabe der Kerne oder gar bei der Paketierung der Kwerne Defekte bzw. Beschädigungen auftreten können.
Ein gattungsbildendes Verfahren ist aus der DE-U-94 16 307.3 bekannt, nämlich ein Verfahren zur Qualitätskontrolle in Kern- oder Maskenschießmaschinen, wobei sich diese Druckschrift ganz allgemein auf die Herstellung von Formteilen mittels einer Formgebungsanlage bezieht. Im Konkreten ist aus der DE-U-94 16 307.3 ein Prüfverfahren für Formteile bekannt, wobei dort die Formteile hinsichtlich deren Qualität, nämlich hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit, des Gewichts, der Lage des Schwerpunkts, etc. auf unterschiedliche Arten geprüft werden. So ist dort bspw. eine Abtasteinrichtung zum Abtasten der Formteile vorgesehen. Diese Abtasteinrichtung kann lichtoptisch arbeiten. Eine Waage dient zur Gewichtsermittlung. Des weiteren ist dort eine Vermesseinrichtung zur Bestimmung des Schwerpunktes der Formteile vorgesehen.
Die ermittelten Daten werden nach dem bekannten Verfahren einer Auswerteeinrichtung zugeführt, so daß ein Vergleich des Erfassungsergebnisses mit einer oder mehreren Sollgrößen stattfinden kann. Schließlich wird nach dem bekannten Verfahren eine Regeleinrichtung genutzt, und zwar zum Beeinflussen der Herstellung von Formteilen aufgrund des Auswerteergebnisses. Letztendlich werden Gut-Teile von Schlecht-Teilen getrennt und wird die Anlage beim gehäuften Auftreten von Schlechtteilen zu Wartungszwecken bzw. zu Reparaturzwecken stillgelegt. Nach dem bekannten Verfahren werden ausschließlich die Formstücke hinsichtlich ihrer Qualität untersucht. Dabei wird ausschließlich festgestellt, ob die Formstücke der geforderten Qualität entsprechen oder nicht. Im Falle der Ermittlung von Schlechtteilen läßt sich jedoch nicht feststellen, ob die Abweichung der Formstücke von vorgebbaren Sollwerten auf die eigentliche Herstellung, so bspw. auf das Werkzeug, oder auf die Handhabung während der Entnahme aus dem Werkzeug oder auf den sich anschließenden Transport bzw. auf die sich anschließende Handhabung der Formstücke zurückzuführen ist. Letztendlich bleibt hier nichts anderes übrig, als bei Feststellung von Schlechtteilen den gesamten Pfad des Formstücks bishin zum Werkzeug zurückzuverfolgen und die Fehlerquelle - meist mühsam - aufzuspüren. Dabei ist die gesamte Anlage stillzulegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Qualitätskontrolle in Kern- oder Maskenschießmaschinen anzugeben, wonach Ausschußteile erkannt und ein sich - systematisch - wiederholender Ausschuß verhindert werden kann. Dabei soll es möglich sein, den Grund für den Ausschuß festzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist ein gattungsbildendes Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung des Werkzeugs die Sollwerte des Werkzeugs vor oder nach dem Schießen eines als Gut-Teil identifizierten Formstücks unmittelbar an dem Werkzeug ermittelt, ggf. aufbereitet und über den Rechner im Speicher abgelegt werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Qualitätskontrolle in Kern- oder Maskenschießmaschinen angegeben. Dieses Verfahren umfaßt jedoch nicht nur die Überprüfung des Formstücks selbst, wie dies aus der DE-U-94 16 307.3 bekannt ist. Vielmehr wird in erfindungsgemäßer Weise eine Überprüfung des Werkzeugs vorgenommen, und zwar derart, daß die Sollwerte des Werkzeugs vor oder nach dem Schießen eines als Gut-Teil identifizierten Formstücks unmittelbar an dem Werkzeug ermittel werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß nach erfolgter Ermittlung bzw. Feststellung eines als Gut-Teil bezeichneten Formstücks der Werkzeugzustand, der für die Herstellung des Gut-Teils verantwortlich war bzw. ist, als ordnungsgemäßer Sollwert des Werkzeugs identifiziert bzw. festgehalten wird. Diese Werte werden im Rechner aufbereitet bzw. verarbeitet und in einem besonderen Speicher als Sollwerte abgelegt. Zur Beurteilung des Zustandes des Werkzeugs werden dann die jeweils ermittelten Werte mit den Sollwerten verglichen, wodurch nun auch eine unmittelbare Beurteilung des Zustandes des Werkzeugs über den gesamten Fertigungszeitraum hinweg möglich ist.
Wird nun ein Formstück als unzureichend qualifiziert, kann unmittelbar auf das Werkzeug rückgeschlossen werden, da nämlich in einem solchen Falle die Überprüfung des Werkzeugs - zwangsweise - eine Abweichung von den zuvor ermittelten Sollwerten des Werkzeugs ergibt. Folglich läßt sich in erfindungsgemäßer Weise eindeutig feststellen, ob die Herstellung eines unzureichenden Formstücks auf einen Fehler bzw. einen Defekt im Werkzeug zurückzuführen ist. Andernfalls kann die Ursache nur noch in einer unsachgerechten Handhabung des Formstücks nach ordnungsgemäßer Herstellung liegen.
In vorteilhafter Weise werden die Sollwerte des hinsichtlich der Qualität zu überwachenden Formstücks an einem "Gut-Teil" ermittelt, und zwar mit der gleichen Einrichtung, mit der die Qualitätskontrolle erfolgt. Die dabei gewonnenen Meßwerte werden im Rechner zu Sollwerten aufbereitet und in einem dafür vorgesehenen Speicher abgelegt. Bei den nachfolgenden Vermessungen von Formstücken werden die dabei ermittelten Meßwerte mit den zuvor abgelegten Sollwerten verglichen. Ebenso wäre es jedoch auch denkbar, die Sollwerte anhand vorgegebener technischer Daten einzugeben oder das Oberflächenprofil der Formstücke zu berechnen.
Bei der Durchführung der Qualitätskontrolle könnte nun jedes geschossene Formstück vermessen werden, so daß die Weitergabe eines schadhaften Formstückes auf jeden Fall vermieden ist. Zur Verringerung des Kontrollaufwandes, insbesondere zur Reduzierung der Rechenzeit und zur Vermeidung eines negativen Einflusses der Qualitätskontrolle auf die Taktzeit, könnten lediglich die über einen Zufallsgenerator ausgewählten Formstücke vermessen werden. Ebenso könnte jedes n-te geschossene Formstück vermessen werden, wobei der Parameter n wiederum beliebig vorgebbar bzw. einstellbar ist. Da bekanntlich Werkzeuge verschleißen bzw. nach einer bestimmten Standzeit gereinigt werden müssen, könnte man den Parameter n mit zunehmender Standzeit des Werkzeugs - automatisch - verringern, so daß kurz vor einem Werkzeugswechsel nahezu jedes Formstück oder sogar jedes Formstück vermessen wird.
Nun könnte man im Rahmen der hier durchzuführenden Qualitätskontrolle das Formstück insgesamt vermessen, d.h. über seine gesamte Oberfläche hinweg, wobei auch Ausnehmungen, Hinterschneidungen oder dgl. durch geeignete Detektoren erfaßbar sind. Erfahrungsgemäß treten jedoch Defekte ganz überwiegend in kritischen Bereichen auf, so daß die zur Detektion bzw. Vermessung erforderliche Zeit abermals dadurch verringert werden kann, daß das Formstück lediglich partiell, nämlich insbesondere in vorgebbaren kritischen Bereichen, vermessen wird. Insoweit könnte die zum Vermessen erforderliche Zeit durch gezieltes Detektieren minimiert werden.
Wie bereits zuvor erwähnt, treten Defekte an den Formstücken nicht nur beim eigentlichen Schießen der Formstücke, beim Öffnen des Werkzeugs oder bei der Entnahme der Formstücke aus dem Werkzeug auf, können vielmehr auch im Verlaufe der weiteren Bearbeitung bishin zum Paketieren zu einem Kernpaket auftreten. Folglich ist es von ganz besonderem Vorteil, eine weiterreichende Überwachung bzw. Vermessung der Formstücke vorzunehmen, und zwar insbesondere dann, wenn das Formstück von einem Manipulator erfaßt und durch den Manipulator zu einer Übergabe- oder Bearbeitungsstation verbracht wird. Insoweit könnte nämlich das Formstück vor, während oder nach Abgabe an die Übergabe- oder Bearbeitungsstation ebenfalls berührungslos vermessen werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hierzu auf die zuvor erörterte Vermessung im Bereich der Kernschießmaschine verwiesen, zumal hier die gleichen Kriterien gelten bzw. die gleichen Maßnahmen zu ergreifen sind.
Nun könnte das Formstück - nach Abgabe durch den Manipulator oder unmittelbar nach der Kernschießmaschine - einer Fördereinrichtung zugeführt werden und mittels der Fördereinrichtung über eine Förderstrecke hinweg zu einer Übergabe- oder Bearbeitungsstation gebracht werden. Auch hier wäre es von ganz besonderem Vorteil, wenn das Formstück vor, während oder nach Erreichen der Übergabe- oder Bearbeitungsstation und ggf. nach Bearbeitung berührungslos vermessen wird. Auch hier gelten die gleichen Ausführungen und lassen sich die gleichen Maßnahmen wie bei der Vermessung im Bereich der Kernschießmaschine vornehmen.
In einem weiteren Arbeitsgang könnte das Formstück gemeinsam mit anderen Formstücken zu einem Form- bzw. Kernpaket zusammengesetzt werden. Auch hier könnte eine zusätzliche Vermessung des Formstücks bzw. der bereits paketierten Formstücke vorgenommen werden, und zwar während und/oder nach jedem Paketierungsvorgang. Auch diese Vermessung erfolgt berührungslos, so daß eine Beschädigung des Formstücks wirksam vermieden wird.
Wie auch bei den Formstücken kann eine Vermessung des Werkzeugs nach Entnahme jedes geschossenen Formstücks erfolgen. Ebenso wäre es auch denkbar, die Vermessung des Werkzeugs nach Entnahme jedes n-ten geschossenen Formstücks vorzunehmen, wobei der Parameter n beliebig vorgebbar ist. Mit zunehmender Standzeit bzw. Betriebsdauer des Werkzeugs könnte der Parameter n automatisch verringert werden, so daß kurz vor einem vorgegebenen Werkzeugwechsel das Werkzeug nach nahezu jedem geschossenen Formstück überprüft bzw. vermessen wird.
Im Falle der Ermittlung eines Defekts an einem Formstück könnte die Qualitätskontrolle derart ausgelegt sein bzw. könnte der Rechner die Detektionseinrichtung derart ansteuern, daß vorzugsweise unmittelbar vor, während oder nach der Entnahme des Formstücks aus dem Werkzeug das Werkzeug vermessen wird, wobei eine Vermessung des Werkzeugs vor Entnahme des Formstücks nur bedingt möglich ist. Jedenfalls sollte die Feststellung eines defekten Formstücks zu einer unmittelbaren Überprüfung des Werkzeugs führen.
Wie auch im Falle des Werkstücks könnte das Werkzeug insgesamt vermessen werden. Darüber hinaus wäre es zur Verkürzung der Detektionszeit von Vorteil, wenn ein am Formstück detektierter Defekt dem entsprechenden Bereich am Werkzeug zugeordnet wird und nur diesen Bereich des Werkzeugs - der möglicherweise für den Defekt am Formstück verantwortlich ist, überprüft. Dieser Bereich könnte gezielt untersucht bzw. vermessen werden, um auch geringste Abweichungen von Sollwerten festzustellen.
Wird am Werkzeug ein Defekt detektiert, so könnte in weiter vorteilhafter Weise automatisch ein Werkzeugwechsel eingeleitet werden. Nach Auswechseln des defekten Werkzeugs müßte dann festgestellt werden, ob der Defekt auf Verschmutzungen oder Verschleiß zurückzuführen ist. Die Beurteilung durch einen Fachmann - abseits des eigentlichen Produktionsprozesses - wird dann wohl kaum zu umgehen sein.
Die berührungslose Vermessung sowohl der Formstücke als auch der Werkzeuge kann in Anwendung unterschiedlichster Techniken erfolgen. So ist es bspw. möglich, die aus Formstoffen bestehenden Formstücke mittels einer kapazitiv arbeitenden Sensorik - berührungslos - abzutasten. Je nach Material der Formstücke und insbesondere auch zur kontaktlosen Vermessung der Werkzeuge bietet sich neben der kapazitiv arbeitenden Sensorik auch eine induktiv bzw. nach dem Wirbelstromprinzip arbeitende Sensorik an.
Ungeachtet der Materialien der zu vermessenden Teile - Formstücke oder Werkzeuge - könnte die Vermessung auch mittels einer mit Ultraschall arbeitenden Sensorik oder mittels einer optisch arbeitenden Sensorik erfolgen. Zur Anwendung einer optisch arbeitenden Sensorik ist eine hinreichende Ausleuchtung erforderlich. Besonders vorteilhaft erweist sich im Rahmen einer optisch arbeitenden Sensorik die Verwendung einer Video-Kamera mit nachgeschalteter optischer Bildverarbeitung, wonach nämlich die Grau- und/oder Farbstufen aufgenommender Videobilder des zu überwachenden Teils mit den aufgenommenen und bereits abgespeicherten Graustufen und/oder Farbstufen eines "Gut-Teils" verglichen werden. Auf diesem Wege ist ein Vergleich der Oberflächenstrukturen und somit eine Qualitätsüberwachung möglich.
Das voranstehend erörterte erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Hilfe einer Vorrichtung anwenden, die eine Detektionseinrichtung zum kontaktlosen Vermessen des Formstücks bei geöffnetem Werkzeug und/oder während der Entnahme des Formstücks und/oder nach der Entnahme des Formstücks aufweist. Darüber hinaus gehören zu der Vorrichtung ein Rechner zur Steuerung der Detektionseinrichtung und zur Aufnahme, Verarbeitung bzw. Aufbereitung der Meßwerte sowie zum Vergleich der aufbereiteten Meßwerte mit in einem Speicher abgelegten Sollwerten des Formstücks. Gleiches gilt für eine Vermessung des Werkzeugs.
Zur allumfassenden Überwachung einerseits der Formstücke und andererseits der Werkzeuge umfaßt die Detektionseinrichtung nicht nur im Bereich des Werkzeugs der Kernschießmaschine Detektoren, sondern auch an nachgeordneten Manipulatoren, Fördereinrichtungen, Übergabe- und Bearbeitungsstationen. Die Detektoren sind dabei vorzugsweise verfahrbar und/oder drehbar angeordnet, so daß - im Idealfall - ein Abscannen der Oberfläche des zu prüfenden Formstücks bzw. des zu überwachenden Werkzeugs möglich ist.
Wie bereits zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt, kann es sich bei den Detektoren um kapazitiv arbeitende oder induktiv bzw. nach dem Wirbelstromprinzip arbeitende Sensoren handeln, je nachdem, welche Materialbeschaffenheit das zu überwachende Teil aufweist. Ebenso ist es denkbar, daß es sich bei den Detektoren um Ultraschallsensoren handelt. Schließlich ist der Einsatz optischer Sensoren möglich, wobei hier in vorteilhafter Weise Video-Kameras einer Bildverarbeitungseinheit zum Einsatz kommen können. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hier auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
  • die einzige Figur in einem Blockdiagramm, schematisch,
  • die Anordnung einer Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Qualitätskontrolle in Kern- oder Maskenschießenmaschinen, wobei dort die jeweils nachgeordneten Stationen dargestellt sind.
    • Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung - in Form eines Blockdiagramms - drei nebeneinander angeordnete Kernschießmaschinen 1 mit jeweils zweiteiligen Werkzeugen 2. Mit den Kernschießmaschinen 1 werden unterschiedliche Kerne 3 geschossen, die in einer nachgeschalteten Station zu einem Kernpaket paketiert werden. Die Kerne 3 werden nach Öffnen der Werkzeuge 2 mittels eines lediglich angedeuteten Manipulators 4 aus der eigentlichen Kernschießmaschine 1 entnommen und - gleich nach der Entnahme - berührungslos vermessen. Dazu werden CCD-Kameras 5 eingesetzt, die das aufgenommene Bild - digitalisiert - einem Rechner 6 zuführen. Dort werden die Grau- bzw. Farbwerte des vom geschossenen Kern 3 aufgenommenen Bildes aufbereitet und über bei der Bildverarbeitung übliche Bilderkennungsprogramme mit Sollwerten verglichen. Bei Abweichungen der ermittelten Meßwerte von den Sollwerten über definierbare Grenzwerte hinaus wird der Kern 3 als Ausschuß identifiziert und - wiederum über Manipulatoren - ausgesondert.
    Mit der schematisch dargestellten Detektionseinrichtung 7 können sämtliche Formstücke bzw. Kerne 3 sowie die Werkzeuge 2 überwacht bzw. vermessen werden. Eine Auswahl der zu detektierenden Kerne 3 ist unter Zugrundelegung beliebiger Regeln möglich. Eine lediglich partielle Vermessung der Kerne 3 sowie des Werkzeugs 2 ist ebenfalls denkbar.
    Den Kernschießmaschinen 1 ist eine Übergabestation 8 nachgeordnet, von der aus die Kerne 3 zur Paketierung gelangen. Auch an der Übergabestation 8 werden die Kerne 3 optisch vermessen, um nämlich beim Transport oder bei der Übergabe erfolgte Beschädigungen ermitteln zu können. Hier ist eine weitere Detektionseinrichtung 9 mit CCD-Kameras als Detektoren vorgesehen.
    Der Übergabestation 8 sind in der Figur nicht gezeigte Manipulatoren sowie eine Förderstrecke nachgeordnet, wobei sich die Paketierung der einzelnen Kerne 3 zu einem Kernpaket 10 anschließt. Jeder einzelne Schritt der Paketierung wird wiederum über eine Detektionseinrichtung 11 überwacht, so daß dort beschädigte Kerne 3 erkannt und - über Manipulatoren - ausgesondert werden. Jedenfalls findet nach vollendeter Paketierung eine Überprüfung des Kernpaketes 10 statt, wobei hier mehrere Detektionsmöglichkeiten bzw. mehrere Detektionsverfahren auch gleichzeitig Anwendung finden können. Insoweit ließen sich bspw. mittels kapazitiver Sensoren Wanddicken der Kernpakete überprüfen bzw. ließen sich Fehlerquellen beim späteren Gießen wirksam ausschließen.
    Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, daß das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich der Verdeutlichung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das rein willkürlich gewählte Ausführungsbeispiel einschränkt.

    Claims (11)

    1. Verfahren zur Qualitätskontrolle in Kern- oder Maskenschießmaschinen (1), wobei Formstoff mittels einer Schießeinrichtung in ein öffenbares Werkzeug (2) geschossen und dort zu einem Formstück (3) - Kern, Maske oder dgl. - verfestigt wird, wobei das Formstück (3) bei geöffnetem Werkzeug (2) entnommen wird, wobei das Formstück (3) bei geöffnetem Werkzeug (2) und/oder während der Entnahme und/oder nach der Entnahme berührungslos vermessen wird, die Meßwerte einem Rechner (6) zugeführt, dort ggf. aufbereitet und mit gespeicherten Sollwerten verglichen werden und wobei das Formstück (3) bei Ermittlung einer vorgebbaren bzw. definierbaren Abweichung von den Sollwerten als Ausschuß identifiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung des Werkzeugs (2) die Sollwerte des Werkzeugs (2) vor oder nach dem Schießen eines als Gut-Teil identifizierten Formstücks (3) unmittelbar an dem Werkzeug (2) ermittelt, ggf. aufbereitet und über den Rechner (6) im Speicher abgelegt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte des Formstücks (3) an einem Gut-Teil ermittelt, ggf. aufbereitet und über den Rechner (6) im Speicher abgelegt werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes geschossene Formstück (3) oder lediglich die über einen Zufallsgenerator ausgewählten Formstücke (3) vermessen werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes n-te geschossene Formstück (3) vermessen wird und daß der Parameter n beliebig vorgebbar ist, wobei mit zunehmender Standzeit des Werkzeugs (2) der Parameter n automatisch verringert wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Formstück (3) von einem Manipulator (4) erfaßt und durch den Manipulator (4) zu einer Übergabe- oder Bearbeitungsstation (8) verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück vor, während oder nach Abgabe an die Übergabe- oder Bearbeitungsstation berührungslos vermessen wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Formstück (3) mittels einer Fördereinrichtung über eine Förderstrecke hinweg zu einer Übergabe- oder Bearbeitungsstation (8) verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (3) vor, während oder nach Erreichen der Übergabe-oder Bearbeitungsstation (8) berührungslos vermessen wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Formstück (3) gemeinsam mit anderen Formstücken (3) zu einem Formpaket (10) zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (3) bzw. die bereits paketierten Formstücke (3) vor, während und/oder nach jedem Paketierungsvorgang berührungslos vermessen wird bzw. werden.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vermessung des Werkzeugs (2) nach Entnahme jedes geschossenen Formstücks (3) oder nach Entnahme jedes n-ten geschossenen Formstücks (3) erfolgt und daß der Parameter n beliebig vorgebbar ist.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ermittlung eines Defekts an dem Formstück (3), vorzugsweise unmittelbar vor, während oder nach der Entnahme des Formstücks (3) aus dem Werkzeug (2), das Werkzeug (2) vermessen wird, wobei das Werkzeug (2) insgesamt vermessen wird oder wobei der am Formstück (3) detektierte Defekt dem entsprechenden Bereich am Werkzeug (2) zugeordnet wird und daß nur dieser Bereich des Werkzeugs (2) vermessen wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ermittlung eines Defekts am Werkzeug (2) automatisch ein Werkzeugwechsel eingeleitet wird.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktlose Vermessung der Formstücke (3) und ggf. der Werkzeuge (2) mittels einer kapazitiv arbeitenden oder ggf. induktiv bzw. nach dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Sensorik, mittels einer mit Ultraschall arbeitenden Sensorik, mittels einer optisch arbeitenden Sensorik oder mittels einer Video-Kamera (5) und optischer Bildverarbeitung erfolgt.
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