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Gießlöffel am starken Arm

Robotergestütztes Befüllen von Druckgießmaschinen
Gießlöffel am starken Arm

Da der Gießarm horizontal ausgestreckt werden muss, fällt bereits bei 50 kg Schmelze ein enormes Lastmoment an. Deswegen kommt bei dieser Anwendung ein Schwerlast-Roboter von Kuka mit 500 kg Tragkraft zum Einsatz Bild: Indat
Um den Druckgussprozess von Aluminiumteilen produktiver zu gestalten, hat sich der Roboteranlagen- und Sondermaschinenbauer Indat mit einem anspruchsvollen Handhabungsprozess beschäftigt: Das automatisierte und exakt dosierte Befüllen einer Druckgießmaschine mit Metallschmelze.

Anhand detaillierter Robotersimulationen und der Analyse verschiedener Prozesssituationen konnte eine Lösung mit einem Standard-Industrieroboter und einer modifizierten Gießachse entwickelt und realisiert werden, die nun Schmelze schöpft, dosiert, transportiert und gießt. Und zwar mit einer hohen Dosiergenauigkeit und Flexibilität hinsichtlich der Gießkurve und der verwendeten Metalllegierung. Mit der Anlage fertigt ein führender Autobauer verschiedene Strukturteile aus Aluminium. Bisher wurde dort, wie meist üblich, mit einem Dosierofen gearbeitet. Bei filigranen oder dünnwandigen Gussteilen will man mit einer roboterbasierten Lösung künftig die Qualität durch ein turbulenzarmes Gießen in die Füllkammer verbessern. Zudem wird mehr Flexibilität bezüglich der Legierung und der Gießkurve angestrebt. Während der Gießtümpel im Kokillenguss meist von oben frei zugänglich ist – entsprechend ist dort der Gießroboter durchaus etabliert – ist die Füllkammer einer Druckgießmaschine weit weniger einfach zu erreichen. Zudem machen enge Platzverhältnisse im Produktionsumfeld, insbesondere bei Bestandsanlagen, den Einsatz einer Roboterlösung schwierig. Im vorliegenden Fall muss die Gießachse mit dem Gießlöffel fast horizontal nach vorne gestreckt werden.

Nach umfangreichen 3D-Simulationen und der Ermittlung der Störkonturen konnte eine wirtschaftliche Lösung mit einem Standard-Industrieroboter und einer bewährten Gießachse gefunden werden. Zum Einsatz kommt ein Schwerlast-Roboter von Kuka mit 500 kg Tragkraft, denn durch das horizontale Ausstrecken des Gießarms fallen bereits bei 50 kg Schmelze ein enormes Lastmoment an. Mit einem zusätzlichen Servoantrieb in der Gießachse kann der Roboter Schmelze schöpfen, dosieren, transportieren und mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit in die Füllkammer gießen. Geschöpft wird aus zwei Tiegeln, die über eine Drehscheibe in die Roboterzelle ein- und ausgeschleust werden. Da in den Tiegeln schnell eine andere Legierung bereitgestellt werden kann und die Wahl der gewünschten Gießkurve auf Knopfdruck erfolgt, wird mit dieser Lösung eine höhere Flexibilität erreicht als bisher. ub
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1.2022
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