EP1447160A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einlegen von Kernen in Kasten-Formanlagen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einlegen von Kernen in Kasten-Formanlagen Download PDF

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EP1447160A2
EP1447160A2 EP04000956A EP04000956A EP1447160A2 EP 1447160 A2 EP1447160 A2 EP 1447160A2 EP 04000956 A EP04000956 A EP 04000956A EP 04000956 A EP04000956 A EP 04000956A EP 1447160 A2 EP1447160 A2 EP 1447160A2
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holding device
core
robot
cores
molding
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Thomas Janke
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Hirtenberger Engineered Automation Germany GmbH
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L Janke GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/108Installation of cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C23/00Tools; Devices not mentioned before for moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C25/00Foundry moulding plants

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for inserting cores in the molding boxes of a box-molding plant.
  • Box molding plants are used in foundries and are used to manufacture of molded parts made of metallic materials in the casting process.
  • the outer contour of the molded parts is determined by the inner contour of the respective Shape box determined. If the castings have cavities, so that is Inserting cores necessary to map the cavities of the castings.
  • the Cores usually consist of compacted sand and are manually or mechanically stored in the molding box.
  • the invention is therefore based on the object, a method and a for Implementation of the method to provide suitable device, with the or the depositing of cores in molding boxes under reduced Effort is possible.
  • the loading of the holding device takes place with the at least one core of storage facilities - so-called core shelves - directly on the robot.
  • the supply of cores via transport devices is therefore eliminated Completely. Expenses for the latter are therefore unnecessary.
  • only one core die is required, namely that of the holding device itself.
  • Kemmatrizen as they are necessary in the prior art, can therefore also be dispensed with become.
  • the holding device can - as preferred - activated with pneumatic negative pressure become.
  • Particularly preferred is an embodiment of the method in which the at least a core is sucked by the holding device.
  • the holding device first for inserting the at least one core the Operator faces and after activation by an approximately horizontal Axis is rotated by an angle greater than 90 ° so that the at least one Core points down, in other words: hangs.
  • the at least one core can then by the operator by a shift with a downward Movement component are inserted into the core die of the holding device, which has the advantage that the core is already due to gravity in the Holding device remains and the insertion process of the operator in one pleasant posture can be observed. Only then does that happen Activating the holding device and the required pivoting the Holding device such that the at least one core down to the Mold box can be delivered.
  • the device for carrying out the method according to the invention comprises a next to or above the box-forming plant arranged robot and a Holding device for at least one core, which by means of the robot between the Loading position, in which the at least one core of the operating personnel in the Holding device is inserted, and the dispensing position, in which the at least one Core is delivered to at least one molding box, is relocatable.
  • the holding device may be formed mechanically acting, with their Actuation also, for example, mechanically, hydraulically, electrically or can be done pneumatically. It is preferably as a pneumatically operated Suction gripper designed. If they - as particularly preferred - to an approximately horizontal axis is pivotally mounted on the robot, the Inserting the at least one core - as already described above - by the Operating staff done in a particularly simple manner.
  • castings Preferably guide means for positioning the holding device during the Dispensing operation of the at least one core to the at least one Mold box provided.
  • a quick-change system is preferably provided, about the holding device on or decoupled from the robot is. It is understood that the quick change system both manually, as well can be configured to be automatically actuated.
  • the robot is designed as articulated arm robot.
  • the designated in the drawing with 100 box molding plant comprises a Production line 1, with the molding boxes 2 in the direction of arrow P a Kerneinlegestation 3 fed and transported away from this.
  • the core insertion station 3 comprises a device designated as a whole with 4 for inserting cores not shown in the drawing into the molding boxes 2, which has an articulated-arm robot 5.
  • the latter carries 6 at the free end Armes 7 a holding device 8, which in the illustrated embodiment as pneumatically operated suction gripper is designed.
  • the generation of his Actuation required negative pressure is an aggregate 9, which has a Vacuum line 10 is operatively connected to the holding device 8.
  • Fig. 2 different positions of the articulated arm robot 5 are shown, based of which the operation of the device and the procedure will be explained should.
  • the position indicated by I is a rest position. In this the access to the mold box 2 is released, so that the same Can be done manually with a core.
  • Carrying out a method step with the robots according to the invention begins with the position indicated by II.
  • the holding device 8 by Pivoting about a horizontal axis A with its Kernauf- or Core dispensing side 11 operating personnel 12 facing that manually in the drawing Cores not shown from core shelves 13 inserted into the holding device 8.
  • To the insertion of the unit 9 is activated to generate the negative pressure or the vacuum line 10 by a not in the drawing shown valve assembly with running unit 9 with the holding device. 8 operatively connected and then by pivoting and bending of the arm 7 the buckling robot 8 and by pivoting the holding device 8 to the Axis A is moved to position III, there by decoupling the negative pressure of the holding device 8 to deliver the core to the molding box 2.
  • For positioning serve on the holding device 8 provided guide pins 14 which together with provided on the molding boxes 2 guide bushings 15 guide means 16th form.
  • the respective operating state of the device is detected by means of a signal light 19 displayed.
  • the holding device 8 is connected to the arm 7 via a quick-change system 20 attached so that for equipping molding boxes 2 with different cores in a simple way holding devices 8 with not shown in the drawing, to different cores adapted Kemmatrizen are mountable.

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Abstract

Ein Verfahren zum Einlegen von Kernen in Formkästen einer Kasten-Formanlage (100), das die folgenden Schritte umfasst: Einlegen mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal in eine Halteeinrichtung (8) eines Roboters (5), Aktivieren der Halteeinrichtung (8), Verlagerung der Halteeinrichtung (8) in eine Position oberhalb mindestens eines Formkastens (2), Ablegen des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten (2). Die Erfindung betrifft auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einlegen von Kernen in die Formkästen einer Kasten-Formanlage.
Kasten-Formanlagen finden in Gießereien Verwendung und dienen der Herstellung von Formteilen aus metallischen Werkstoffen im Gussverfahren.
Die Außenkontur der Formteile wird durch die Innenkontur des jeweiligen Formkastens bestimmt. Sollen die Gussteile Hohlräume aufweisen, so ist das Einlegen von Kernen notwendig, um die Hohlräume der Gussteile abzubilden. Die Kerne bestehen in der Regel aus verdichtetem Sand und werden manuell oder maschinell in dem Formkasten abgelegt.
Es ist bekannt, zum maschinellen Ablegen Roboter zu verwenden. Diese entnehmen die abzulegenden Kerne Rundttakttischen oder Shuttle-Systemen, mittels welcher die Kerne in den von dem Roboter erreichbaren Bereich transportiert werden. Während des Transports ruhen die Kerne in an ihrer Außenkontur angepassten Kernmatrizen um eine Beschädigung der Kerne während des Transports zu verhindern.
Nachteilig ist es, dass für den Betrieb dieser Vorrichtungen eine Vielzahl von Kernmatrizen für die Bereitstellung der Kerne mittels der Transportsysteme notwendig sind, da die Kernmatrizen aufwendig in ihrer Herstellung sind und eine Vielzahl derselben einen hohen logistischen Aufwand erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit dem beziehungsweise der ein Ablegen von Kernen in Formkästen unter reduziertem Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren und die in Anspruch 5 wiedergegebene Vorrichtung gelöst. Die Ansprüche 2 bis 4 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens, die Ansprüche 6 bis 10 bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
  • Einlegen mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal in eine Halteeinrichtung eines Roboters;
  • Aktivieren der Halteeinrichtung;
  • Verlagerung der Halteeinrichtung in eine Position oberhalb mindestens eines Formkastens sowie
  • Ablegen des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten.
Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt die Beladung der Halteeinrichtung mit dem mindestens einen Kern aus Lagereinrichtungen - sogenannten Kernregalen - direkt am Roboter. Die Zufuhr der Kerne über Transportvorrichtungen entfällt daher vollständig. Aufwendungen für letztere erübrigen sich daher. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist darüber hinaus nur eine Kernmatrize erforderlich, nämlich diejenige der Halteeinrichtung selbst. Auf eine Vielzahl von Kemmatrizen, wie sie beim Stand der Technik notwendig sind, kann daher ebenfalls verzichtet werden.
Die Halteeinrichtung kann - wie bevorzugt - mit pneumatischem Unterdruck aktiviert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei der der mindestens eine Kern von der Halteeinrichtung angesaugt wird. Durch diese Maßnahme kann die Anzahl der notwendigen, beweglichen Teile der Halteeinrichtung und die Gefahr, dass die Kerne durch die Halteeinrichtung beschädigt werden, minimiert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Halteeinrichtung zunächst zum Einlegen des mindestens einen Kernes dem Bedienpersonal zugewandt ist und nach dem Aktivieren um eine etwa horizontale Achse um einen Winkel größer 90° so verschwenkt wird, dass der mindestens eine Kern nach unten weist, mit anderen Worten: hängt. Der mindestens eine Kern kann dann vom Bedienpersonal durch eine Verlagerung mit einer nach unten gerichteten Bewegungskomponente in die Kernmatrize der Halteeinrichtung eingelegt werden, was den Vorteil hat, dass der Kern bereits aufgrund der Schwerkraft in der Halteeinrichtung verbleibt und der Einlegevorgang von dem Bedienpersonal in einer angenehmen Körperhaltung beobachtet werden kann. Erst anschließend erfolgt das Aktivieren der Halteeinrichtung und das erforderliche Verschwenken der Halteeinrichtung derart, dass der mindestens eine Kern nach unten an den Formkasten abgegeben werden kann.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst einen neben oder über der Kasten-Formanlage angeordneten Roboter und eine Halteeinrichtung für mindestens einen Kern, die mittels des Roboters zwischen der Einlegeposition, in der der mindestens eine Kern vom Bedienpersonal in die Halteeinrichtung eingelegt wird, und der Abgabeposition, in der der mindestens eine Kern an mindestens einen Formkasten abgegeben wird, verlagerbar ist.
Die Haltevorrichtung kann mechanisch wirkend ausgebildet sein, wobei ihre Betätigung beispielsweise ebenfalls mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch erfolgen kann. Sie ist vorzugsweise als pneumatisch betätigter Sauggreifer ausgestaltet. Wenn sie - wie besonders bevorzugt - um eine etwa horizontale Achse verschwenkbar an dem Roboter angeordnet ist, kann das Einlegen des mindestens einen Kernes - wie bereits oben beschrieben - durch das Bedienpersonal auf besonders einfache Weise erfolgen.
Zur Verringerung der Fertigungstoleranzen der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Kasten-Formanlage hergestellten Gussteile sind vorzugsweise Führungsmittel zur Positionierung der Halteeinrichtung während des Abgabevorganges des mindestens einen Kernes an den mindestens einen Formkasten vorgesehen.
Um die Vorrichtung für die Verwendung verschiedener Kerne auf einfache Weise umrüstbar zu gestalten, ist vorzugsweise ein Schnellwechselsystem vorgesehen, über das die Halteeinrichtung an- beziehungsweise von dem Roboter abkoppelbar ist. Es versteht sich, dass das Schnellwechselsystem sowohl manuell, als auch automatisch betätigbar ausgestaltet sein kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Roboter als Knickarm-Roboter ausgebildet.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen nun anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:
  • Fig. 1
    - schematisch - eine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Kasten-Formanlage in einer Ansicht von oben sowie
  • Fig. 2
    dieselbe Kasten-Formanlage in einer Seitenansicht (Ansicht A in Fig. 1).
  • Die in der Zeichnung mit 100 bezeichnete Kasten-Formanlage umfasst eine Fertigungsstraße 1, mit der Formkästen 2 in Richtung des Pfeiles P einer Kerneinlegestation 3 zugeführt und von dieser abtransportiert werden.
    Die Kerneinlegestation 3 umfasst eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Vorrichtung zum Einlegen von in der Zeichnung nicht dargestellten Kernen in die Formkästen 2, die einen Knickarm-Roboter 5 aufweist. Letzterer trägt am freien Ende 6 seines Armes 7 eine Halteeinrichtung 8, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als pneumatisch betriebener Sauggreifer ausgestaltet ist. Der Erzeugung des für seine Betätigung benötigten Unterdrucks dient ein Aggregat 9, das über eine Unterdruckleitung 10 mit der Halteeinrichtung 8 wirkverbunden ist.
    In Fig. 2 sind verschiedene Positionen des Knickarm-Roboters 5 dargestellt, anhand derer die Funktionsweise der Vorrichtung und der Verfahrensablauf erläutert werden soll.
    Bei der mit I bezeichneten Position handelt es sich um eine Ruhestellung. In dieser ist der Zugang zum Formkasten 2 freigegeben, so dass die Bestückung desselben mit einem Kern manuell erfolgen kann.
    Die Durchführung eines Verfahrensschrittes mit den erfindungsgemäßen Roboter beginnt mit der mit II bezeichneten Position. In dieser ist die Halteeinrichtung 8 durch Verschwenken um eine horizontale Achse A mit ihrer Kernauf- beziehungsweise Kernabgabeseite 11 Bedienpersonal 12 zugewandt, dass manuell in der Zeichnung nicht dargestellte Kerne aus Kernregalen 13 in die Halteeinrichtung 8 einlegt. Nach dem Einlegen wird das Aggregat 9 zur Erzeugung des Unterdrucks aktiviert beziehungsweise die Unterdruckleitung 10 durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Ventilanordnung bei laufendem Aggregat 9 mit der Halteeinrichtung 8 wirkverbunden und anschließend durch Verschwenken und Knicken des Armes 7 des Knick-Roboters 8 sowie durch Verschwenken der Halteeinrichtung 8 um die Achse A in die Position III verlagert, um dort durch Entkoppeln des Unterdrucks von der Halteeinrichtung 8 den Kern an den Formkasten 2 abzugeben. Zur Positionierung dienen an der Halteeinrichtung 8 vorgesehene Führungsbolzen 14, die zusammen mit an den Formkästen 2 vorgesehenen Führungsbuchsen 15 Führungsmittel 16 bilden.
    Zum Schutze des Bedienpersonals ist die Kerneinlegestation 3 von Schutzzäunen 17 umgeben. Der Absicherung des das Einlegen der Kerne in die Halteeinrichtung 8 bewerkstelligenden Bedienpersonals 12 dient eine Lichtschrankenanordnung 18.
    Der jeweilige Betriebszustand der Vorrichtung wird mittels einer Signalampel 19 angezeigt.
    Die Halteeinrichtung 8 ist über ein Schnellwechselsystem 20 an dem Arm 7 angebracht, so dass zur Bestückung von Formkästen 2 mit unterschiedlichen Kernen auf einfache Weise Halteeinrichtungen 8 mit in der Zeichnung nicht dargestellten, an unterschiedliche Kerne angepassten Kemmatrizen montierbar sind.
    Bezugszeichen-Liste:
    1.
    Fertigungsstrasse
    2.
    Formkästen
    3.
    Kerneinlegestation
    4.
    Vorrichtung
    5.
    Knickarm-Roboter
    6.
    Ende
    7.
    Arm
    8.
    Halteeinrichtung
    9.
    Aggregat
    10.
    Unterdruckleitung
    11.
    Seite
    12.
    Bedienpersonal
    13.
    Kernregale
    14.
    Führungsbolzen
    15.
    Führungsbuchse
    16.
    Führungsmittel
    17.
    Schutzzäune
    18.
    Lichtschrankenanordnung
    19.
    Signallampe
    20.
    Schnellwechselsystem
    100.
    Kasten-Formanlage
    P.
    Pfeil
    A.
    Achse
    I, II, III.
    Betriebszustände

    Claims (10)

    1. Verfahren zum Einlegen von Kernen in Formkästen (2) einer Kasten-Formanlage (100), umfassend die folgenden Schritte:
      Einlegen mindestens eines Kernes vom Bedienpersonal (12) in eine Halteeinrichtung (8) eines Roboters (5);
      Aktivieren der Halteeinrichtung (8);
      Verlagern der Halteeinrichtung (8) in eine Position oberhalb mindestens eines Formkastens (2);
      Ablegen des mindestens einen Kernes in den mindestens einen Formkasten (2).
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) mit pneumatischem Unterdruck aktiviert wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kern von der Halteeinrichtung (8) angesaugt wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) zum Einlegen des mindestens einen Kerns dem Bedienpersonal (12) zugewandt ist und nach dem Aktivieren um eine etwa horizontale Achse (A) um einen Winkel größer 90° so verschwenkt wird, dass der mindestens eine Kern nach unten weist.
    5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
      mit einem Roboter (5) und
      mit einer Halteeinrichtung (8) für mindestens einen Kern, die mittels des Roboters (5) zwischen einer Einlegeposition (II), in der der mindestens eine Kern vom Bedienpersonal (12) in die Halteeinrichtung (8) eingelegt wird, und einer Abgabeposition (III), in der der mindestens eine Kern in mindestens einen Formkasten (2) abgegeben wird, verlagerbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) einen pneumatisch betätigten Sauggreifer umfasst
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (8) um eine etwa horizontale Achse (A) verschwenkbar an dem Roboter (5) angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (16) zur Positionierung der Halteeinrichtung (8) während des Abgabevorganges vorgesehen sind.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schnellwechselsystem (20) zur An- und Abkopplung der Halteeinrichtung (8) an beziehungsweise von dem Roboter (5) vorgesehen ist.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (5) ein Knickarm-Roboter ist.
    EP04000956A 2003-01-24 2004-01-19 Verfahren und Vorrichtung zum Einlegen von Kernen in Kasten-Formanlagen Expired - Lifetime EP1447160B1 (de)

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    Publication Number Publication Date
    EP1447160A2 true EP1447160A2 (de) 2004-08-18
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