Eisengussteile-Säuberung ohne Nacharbeit

Weil sich Gusseisen aufgrund seines niedrigeren Schmelzpunktes sehr gut zum Gießen eignet, ist es das Material der Wahl für hoch belastete Komponenten für die Motoren oder den Antriebsstrang von Nutzfahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen. Doch nach dem Gießvorgang weisen die Teile an den Formtrennstellen und Angusskanälen noch überschüssiges Material in Form von Anschnitten, Graten und Speisern auf. Diese müssen vor der weiteren Verarbeitung entfernt werden. Für diese Aufgabe verwendet GF Casting Solutions bereits seit Jahren einige automatisierte Putzstationen. Darin erledigt ein Industrieroboter vollautomatisch die verschiedenen Bearbeitungsschritte. Das funktioniert bei den meisten Werkstücken sehr gut, bei einigen Teilen wirken sich allerdings die häufigen Werkzeugwechsel und nestbedingte Schawnkungen der Maßhaltigkeit auf die Taktzeit aus. U.a. deshalb, aber auch weil die bestehenden Anlagen voll ausgelastet waren, erfolgte das Putzen dieser Teile bis vor kurzem zu einem großen Teil von Hand oder wurde teilweise an externe Dienstleister vergeben. Dies konnteauf Dauer keine Lösung sein, denn der Transport war mit Verzögerungen, Kosten und Unvorhersehbarkeiten verbunden.

Automatisierungslücken schließen

Deshalb machte sich der Produktionsleiter Andriy Malaschkin auf die Suche nach einer Lösung zur Automatisierung des Entgratens und des Entfernens von Speisern von Teilen bis 250 kg. Diese musste die Bearbeitung zahlreicher verschiedener Teile auf der Grundlage der Soll-Konturen aus ihren CAD-Daten mit kurzen Zykluszeiten ermöglichen und so die genannte Automatisierungslücke schließen. Da kleinere Teile häufig zu mehreren aus einer Form kommen, sollte die Bearbeitung auch Unterschiede im Restmaterialaufkommen bei Teilen aus verschiedenen Formnestern berücksichtigen können. Laut Malaschkin waren diese nestbedingten Differenzen die Hauptursache dafür, dass sich dieser Vorgang bisher der Automatisierung widersetzte.

Bearbeitungslogik umgekehrt

Fill entwickelte nach den Vorgaben eine Putz- und Schleifzelle, bei der als zentrales Element ein Roboter zum Einsatz kommt. Damit enden allerdings schon die Ähnlichkeiten mit den bestehenden Anlagen. „Um die geforderten Zykluszeiten zu erreichen, haben wir die Bearbeitungslogik umgekehrt“, erklärt Thomas Rathner, Leiter des Kompetenz Centers Gießereitechnik bei Fill. „Beim Grind Performer bewegt der Roboter nicht das Werkzeug zum feststehenden Werkstück, sondern das Werkstück zu den verschiedenen, fix positionierten Werkzeugen.“ Das eliminiert die Verzögerungen durch den ansonsten erforderlichen Werkzeugwechsel. Ebenfalls zeitsparend erfolgt die Beschickung der Bauteile in die Schleif- und Entgratungszelle über einen Drehtisch. Auf diesem wird das Werkstück nicht aufgespannt, sondern flach aufgesetzt. Ein Kamerasystem erkennt das Bauteil selbst und dessen Lage und Orientierung, sodass der Roboter es korrekt anfahren und aufnehmen kann.

Konstante Qualität gesichert

Ein weiteres Kamerasystem identifiziert die am Bauteil in Klarschrift angebrachte Formnest-Identifikation. Diese Information ermöglicht das Abrufen einer Formnest-spezifischen Variante des Bearbeitungsprogramms, die im Zuge des Einfahrens eines neuen Bauteils geschaffen wurde. „Beim Verputzen von Hand kann der Werker spontan auf die unterschiedlichen Fehlerbilder reagieren“, sagt Malaschkin. „Obwohl die Maschine das nicht kann, erzielt sie mit der nestspezifischen Programmierung ein äußerst gleichmäßiges Ergebnis, und das mit gleichbleibend hoher Qualität.“ Nach dem Abschlagen des Speisers mittels eines hydraulischen Hammers fährt der Roboter mit dem Werkstück mehrere Schleif-, Trenn-, und Fräswerkzeuge an. Dabei werden sämtliche Grate und sonstiges überschüssiges Material entfernt. „Eine gewisse Herausforderung bestand darin, feine Grate nicht bloß umzulegen, sondern tatsächlich vollständig zu entfernen“, berichtet Rathner. „Bis wir hier das gewünschte Ergebnis erzielten, mussten wir einige Versuchsreihen mit verschiedenen Schleif- und Bearbeitungswerkzeugen durchführen.“

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