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Gießereibranche: Schlüsselindustrie mit Feuer

Die Gießereibranche zählt mit rund 87000 Mitarbeiter und einem Umsatz von etwa 14 Mrd. Euro im Jahr 2007 zwar zu den eher kleineren deutschen Industriezwei-gen, hat als Zulieferer für andere Industrien aber eine hohe wirtschaftliche Bedeu-tung, da kaum eine Branche ohne gegossene Teile aus Stahl, Aluminium oder Buntmetallen auskommt.
Deutschland ist der größte Gussproduzent Europas und rangiert weltweit auf Platz sechs. Die 265 deutschen Eisen- und Stahl-Gießereien brachten es 2007 auf ein Fertigungsvolumen von 4,8 Mio. Tonnen, während die 342 Betriebe der Sparte Nichteisenmetallguss ein Produktionsniveau von 1,1 Mio. Tonnen erreichten. Hauptabnehmer dieser Gussprodukte sind vor allem der Fahrzeug- und Maschi-nenbau, auf die 79% der gesamten Gussproduktion entfallen.

Hoher Automatisierungsgrad

Viele Gießereien haben in den vergangenen Jahren ihre Wertschöpfungskette sys-tematisch ausgebaut und bieten ihren Kunden zum Beispiel auch die mechanische Bearbeitung der Gussteile an. Getrieben vom Wettbewerbsdruck und von hohen Anforderungen an Qualität und Flexibilität, setzten viele Gießereien dabei auf eine möglichst weit gehende Automatisierung, und der Einsatz von Robotern in der Produktion kann fast schon als selbstverständlich gelten.
Kaum ein anderer Industriebereich setzt derart hohe Anforderungen an die Belast-barkeit der eingesetzten Automatisierungskomponenten. Die hohen Temperaturen, abrasive Stäube von Sandkernen und -formen, Wasserdampf und heiße, aggressi-ve Gase nagen an Führungen, setzen den Dichtungen zu und beeinträchtigen die eingesetzten Schmierstoffe.
Insbesondere Greifer sind hiervon betroffen, denn sie stehen an vorderster Front und sind daher den höchsten Belastungen ausgesetzt: Sie greifen unmittelbar nach dem Guss die heißen oder noch glühenden Teile, sind beim Ausblasen von Formen dem Einfluss von Metallresten, Trennmitteln und Kernsand ausgesetzt und müssen beim Abkühlen der Werkstücke auch Wasser und heißen Dampf ertragen.
Aber auch in den Randbereichen der Gießereibranchen, wo die Temperaturen er-träglicher sind, herrschen noch raue Bedingungen. Hier werden die Werkstücke mit Verfahren wie Entgraten, Sägen oder Schleifen nachbearbeitet, und die dabei ein-gesetzten Automatisierungskomponenten sind ebenfalls widrigen Bedingungen ausgesetzt.

Hohe Anforderungen verlangen spezielle Komponenten

Schunk bietet für Unternehmen aus der Gießereibranche zahlreiche Komponenten, die mit ihrer robusten Bauweise den höchsten Belastungen gewachsen sind und zudem mit zahlreichen Optionen speziell für raue Bedingungen und hohe Tempe-raturen vorbereitet werden können.

2-finger long-stroke gripper PFH 30 in protective enclosure - Stainless steel finger

 

Korrosions- und Staubschutz

Um beispielsweise die Korrosions- und Abrasionsbeständigkeit eines Greifers oder einer Schwenkeinheit zu erhöhen, stellt SCHUNK einen optionalen Korrosions-schutz zur Verfügung.

Hier sind die Führungen von Grundbacken und Keilhakenki-nematik mit einer extrem harten Beschichtung ausgerüstet. Sie erhöht die Wider-standsfähigkeit gegen Korrosion und abrasive Stäube, reduziert neben der inneren Reibung auch den Schmierstoffbedarf und erhöht die Lebensdauer des gesamten Greifers.

Um das Eindringen von Staub in den Greifer zu reduzieren, steht für viele Greifer eine Staubschutz-Option zur Verfügung, bei der die Führungen durch zusätzliche Abdeckungen geschützt werden.
Auch die Beaufschlagung mit Sperrluft verhindert das Eindringen von Partikeln aus der Umgebung. Hierbei wird das Greiferinnere über einen eigenen Sperrluftan-schluss mit Druckluft beaufschlagt. Das hat zur Folge, dass aus den Spalten zwi-schen Führungen und Gehäuse ständig ein minimaler Luftstrom austritt, der das Eindringen kleinster Partikel weitgehend verhindert.
Die Greifer der Baureihe PGN-plus stehen für Einsätze im Hochtemperaturbereich auch in einer speziellen Foundry-Ausführung zur Verfügung. Mit Maßnahmen wie zum Beispiel einer erweiterten Schutzumhausung und dem Einsatz spezieller Schmiermittel hat Schunk hier für eine hohe Hitzebeständigkeit gesorgt. Zudem reduziert der Einsatz von Keramikwerkstoffen an den Grundbacken die Wärmelei-tung von den Greiferfingern zum Greifer, so dass die Foundry-Ausführung auch in Schmiede- und Gießprozessen eingesetzt werden kann, bei denen die Werkstücke höchste Temperaturen aufweisen.


Vielzahnführung

Auch die von Schunk entwickelte und patentierte Vielzahnführung spielt für An-wendungen in der Gießereibranche eine wichtige Rolle, denn sie trägt generell zu einer höheren Belastbarkeit der Greifer bei. Bei der Vielzahnführung werden Kräfte und Momente auf mehrere Führungsflä-chen verteilt, statt sie wie bei der klassischen T-Nut auf nur eine Fläche wirken zu lassen. Das führt zu einer höheren Belastbarkeit der Führungen, reduziert den so genannten Schubladeneffekt und eröffnet zum Beispiel die Möglichkeit, bei glei-cher Greifergröße längere Greiferfinger einzusetzen, ohne die Führungen zu über-lasten.

Da die Grundbacken zudem mit einer Genauigkeit von 0,01 mm in das Gehäuse eingepasst werden, werden Führungsspiel und Verschleiß minimiert. Das hat zur Folge, dass sich Komponenten, die mit der Vielzahnführung ausgestattet sind, durch eine besonders hohe Belastbarkeit und Lebensdauer auszeichnen – beste Voraussetzungen also für den Einsatz in Gießereien.

Schunk hat zahlreiche Greifer im Programm, die mit der Vielzahnführung ausges-tattet sind. Zu ihnen gehören die pneumatischen Parallelgreifer der Baureihe PGN-plus sowie ihre dreifingrigen Pendants der Baureihe PZN-plus, ferner die Baureihe PGB, die eine durchgehende Mittenbohrung aufweist, die dichten Greifer des Typs DPG-plus, die servoelektrischen 3-Finger-Zentrischgreifer EZN 64 sowie der 4-Finger-Zentrischgreifer PZV.


Direkt aus der Praxis: Gießerei-Applikationen mit Schunk

Komponente von Schunk sind überall in der Gießereibranche im Einsatz. Die nach-folgenden Applikationsbeispiele geben einen kurzen Überblick über das breite Ein-satzspektrum von Schunk-Komponenten.


Handhabung von glühenden Gussteilen

In einer Gießerei werden glühende Schmiederohlinge von einem Handhabungs-system aufgenommen in einem Kühlbehälter abgelegt. Um den Parallelgreifer vor den hohen Temperaturen zu schützen, wurde er mit Edelstahlfingern für minimals-te Wärmeleitung ausgestattet. Eine zusätzliche Luftkühlung von außen verhindert die Überhitzung der Greifeinheit. Um das Eindringen von Schmutz in den Greifer zu verhindern, wurde auch ein Sperrluftanschluss integriert. So ausgerüstet, bietet das Handhabungssystem eine hohe Prozesssicherheit bei minimalem Wartungs-aufwand. 

Der Armaturenhersteller Grohe fertigt in seiner Gießerei in Hemer Messingrohlinge, bei deren Guss vorgeformte Sandkerne eingesetzt werden. Die Kerne werden in einem Spritzgießverfahren hergestellt und weisen daher nach der Herstellung noch Anschusszapfen und Flimmergrate auf. Um sie zu entfernen, nutzt Grohe eine Roboterlösung. Die Roboter nehmen die Sandkerne auf, prüfen sie an einer Licht-schranke auf Kernbruch und führen sie an einem feststehenden Hartmetallfräser vorbei, der Anschussreste und Durchschüsse abtrennt. Um Flimmergrate zu entfer-nen, werden die Sandkerne schließlich mehrfach durch einen Perlschnurvorhang gezogen, der mit seinen Metallketten alle Gratreste entfernt.  Die Roboter arbeiten ausnahmslos mit der Staubschutzausführung der Schunk-Greifer PGN-plus 80. Da die Kerne sehr zerbrechlich sind und an genau vorgege-benen Stellen mit exakt angepassten Formbacken gegriffen werden müssen, nutzt Grohe Kunststoff-Greiferfinger aus dem Schunk-Programm, die in einem speziellen Laserforming-Verfahren hergestellt werden. Die Greifer sind mit einem Backen-schnellwechselsystem ausgerüstet und können beim Wechsel auf ein anderes Produkt innerhalb von wenigen Sekunden mit den passenden Greiferfinger ausge-rüstet werden.

PGN plus gripper


PZN plus gripper
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Gießereiautomation bei Amann

Die Amann Druckguss GmbH aus Massenbachhausen fertigt für Kunden aus der Automobilbranche unter anderem Getriebegehäuse und -halterungen, Kupplungs-glocken oder Teile für Kühleranwendungen.

Zur Be- und Entladung der Druckgussmaschinen und der angeschlossenen Stan-zen setzt Amann insgesamt 15 Roboter in Foundry-Ausführung ein. Um runde Teile greifen zu können, werden sechs Zentrisch-Greifer der Baureihe PZN-plus 100 eingesetzt. Zudem sind auch zahlreiche Parallelgreifer der Premium-Baureihe PGN-plus 125 im Einsatz, die teilweise zu Doppelgreifern kombiniert wurden, um größere Teile an mehreren Stellen gleichzeitig greifen zu können. Daneben ist für das Handling kompletter Getriebegehäuse auch ein PGN-plus 300 im Einsatz, der Werkstückgewichte bis 30 kg bewältigt.

Die Greifer sind ausnahmslos mit der optionalen Staubschutzausrüstung ausges-tattet. Zusätzlich wurden sie mit Viton-Dichtungen ausgerüstet, die Temperaturen bis 130° schadlos überstehen und damit die Voraussetzungen für den Einsatz in großer Hitze schaffen. Teilweise sind die Greifmodule auch mit Sperrluft beauf-schlagt, die das Eindringen von Staub und Schlackeresten verhindert und so die Lebensdauer des Greifers erhöht.



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