In 60 Sekunden von der Gießmaschine zum geputzten Fahrwerksteil
Teilehandhabung zum Abtrennen der Gießsysteme mit einer Bandsägemaschine. FOTO: AUGUST MÖSSNER
VON DIETMAR SCHMID UND CHRISTIAN KUNZ, ESCHACH
Möglich wird solch ein 60-Sekunden-Takt mit einer kompakten Fertigungslinie der August Mössner GmbH + Co. KG, um von rohen Gussteilen zu vorbearbeiteten und gereinigten Werkstücken zu kommen. Die wichtigsten Maschinen sind dabei: zehn Schwerlastroboter, vier Entkernmaschinen, vier Bandsägemaschinen und acht Werkzeugspindeln.
Fahrwerke sind komplexe mehrteilige Konstrukte. Die vollautomatisierte Gussnachbearbeitung ist daher in Bezug auf Taktzeit, Flexibilität und Robustheit eine besondere Herausforderung. Von der Gießanlage kommend werden die Guss-Rohlinge über Drehtische in die Maschine eingebracht. Die Beladung kann manuell oder mit einem Roboter erfolgen. Das Ausbringen der fertig geputzten und teilbearbeiteten Werkstücke erfolgt durch zwei Bandförderer. Untergliedert ist die Anlage in Zellenbereiche für das
- Entkernen
- Abtrennen der Stahlfilter und der Gießsysteme
- Entfernen der Teilungsgrate und Zerspanen innen liegender Speiser.
Die Untergliederung in Zellenbereiche mit Übergabestellen und Drehtischen ermöglicht die spezifische Versorgung mit Betriebsmitteln, wie beispielsweise Schmier- und Schneidstoffen, die sortenreine Entsorgung und Trennung von Kreislaufmaterial, Sand, Spänen sowie der prozessspezifischen Abluft. Darüber hinaus sorgt die Untergliederung in Teilzellen und die vollständige Einhausung mit Schallschutzwänden für eine geringe Lärmbelastung. Im Entkernbereich reduziert eine zusätzliche Kapselung die Sandemission in die Umgebung.
Die zehn Roboter dienen einerseits zum Teiletransport und andererseits zur Werkstückbearbeitung in den Bearbeitungsstationen. Gesteuert wird die Anlage über mehrere örtlich verteilte Steuerungen. Im chaotischen Durchlauf können vier Varianten an „Nodes” und vier Varianten an „Crossmember” bearbeitet werden. Zur Teile-Identifizierung gibt es Data-Matrix-Codes an den Gussteilen, die Kamerasysteme erfassen. Abhängig davon werden die teile- und aufgabenspezifischen Bearbeitungs- und Handhabungsprozesse aktiviert. Die Teileübergabe von einer Zelle in die nächste erfolgt an Übergabe-Drehtischen: Der Roboter der einen Zelle legt das Gussteil auf einer Drehtischhälfte ab. Nachdem der Drehtisch um 180 Grad gedreht hat, übernimmt der Roboter der nächsten Zelle das Werkstück. Zur allseitigen Bearbeitung werden die Werkstücke einerseits durch die fünfte und sechste Roboterachse orientiert. Andererseits können mit drehenden Werkstückablagen die Teile umgegriffen werden.
Kameras überwachen den Fertigungsfortschritt und ermitteln eventuelle Fehler. Eine Vielzahl von Einzelsensoren erfasst unter anderem die Anwesenheit und die Positionen der Teile in den Greifern und Aufnahmevorrichtungen. Prozesstemperaturen an Werkstücken und Werkzeugen sowie Spannkräfte und Vibrationen werden kontrolliert.
Die Aluminium-Fahrwerksteile mit ca. 17 kg Endgewicht kommen mit 40 kg Masse und einer Temperatur von 80 °C aus der Gießmaschine in die Anlage. Sie werden in der Zelle entkernt und geben dabei etwa 10 kg Sand je Teil ab. Das abzutrennende Gießsystem mit Speisern und Stahlfiltern beträgt etwa 12 kg je Teil. Sande, Gießsystemteile, Stahlfilter und Späne werden automatisiert aus der Zelle nach außen gefördert. Für die Sande und Späne kommen Unterflur-Vibrationsförderer, für die Gießsysteme Rutschen und Bandförderer zum Einsatz.
Prof. Dr.-Ing. Dietmar Schmid und M. Eng. Christian Kunz, August Mössner GmbH + Co. KG, Eschach