Fertigungsautomatisierung 2 | 14

Bestechende Leistung

IRB 7600 für präzise Entlüftungslöcher

In der Gießerei Olsberg Hermann Everken GmbH sticht ein Industrieroboter des Typs IRB 7600 mit integrierter Stecheinheit Entlüftungslöcher in Sandformen. Das Besondere dabei: In den Sandformen werden Bauteile für den Roboter selbst gegossen.

Da muss sich selbst der mächtige Roboter des Typs IRB 7600 gewaltig strecken. Um sein Ziel am Ende des Formkastens zu erreichen, muss er seine Reichweite voll ausreizen. Mit einer an den Roboterflansch montierten Stecheinheit visiert er millimetergenau Punkte im Formkasten an, an denen er sogenannte Luftpfeifen sticht.

Luftpfeifen sind Entlüftungskanäle, die mit einer stumpfen Nadel in den verdichteten Formstoff gestochen werden, um die während des Gießens im Formhohlraum entstehenden Gase abzuführen. Fast jede Nassgussform erfordert eine solche Entlüftung, denn infolge des höheren Wassergehalts müssen mehr Gießgase abgeleitet werden als bei einer Trockengussform. Die Gießerei Olsberg Hermann Everken GmbH fertigt Gussteile aus Gusseisen mit Lamellen- und Kugelgraphit in Groß-, Mittel- und Kleinserien sowie im Handformguss. Spezialisiert ist das Werk im sauerländischen Olsberg auf maschinengeformte Hohlkörper mit sauberer, glatter Oberfläche sowie Handformteile.

Auch Bauteile für den IRB 7600 von ABB werden bei Olsberg gegossen.

Robot builds robot

Olsberg beliefert als Nischenanbieter beispielsweise den Maschinenbau, die Elektroindustrie, den Armaturen- und Pumpenbau sowie Roboterhersteller. Ein Kunde von Olsberg ist auch ABB: Die ABB Business Unit Robotics lässt von Olsberg den Sockel sowie den Unterarm des IRB 7600 gießen. Der in die Formanlage integrierte IRB 7600 ist also an der Produktion von Bauteilen seines eigenen Robotertyps beteiligt.

Der IRB 7600 ist der erste Roboter in der Produktion bei Olsberg. Hintergrund der Investition waren qualitative Aspekte. Zuvor wurden die Entlüftungskanäle mittels einer Lineartechnik von der Rückseite durch die Form gestochen. Bei dieser Technik wurden aber die angeformten Luftkanäle im Modell nicht immer getroffen. Die Gießgase konnten dann nicht entweichen und ein erhöhter Ausschuss war die Folge. Um stets einwandfreie Luftpfeifen für das Abführen der Gase zu haben, empfahl es sich, die Luftpfeifen von der Forminnenseite aus zu stechen.

In der Planungsphase wurde nach der besten und zuverlässigsten Lösung für das Stechen der Entlüftungskanäle gesucht. Die Wahl fiel schließlich auf eine roboterbasierte Lösung von ABB, die aus einem Funktionspaket mit integrierter elektrischer Stecheinheit besteht.

Die Integration der Roboterzelle in die Formanlage war aufgrund des sehr engen Bauraums anspruchsvoll. „Die Vorab-Simulationen mit der ABB-Software RobotStudio zeigten aber, dass sich die Anlage in der gewünschten Form realisieren lässt“, sagt ABB-Vertriebsingenieur Uwe Seip. Die vollautomatische Luftstrom Press-Formanlage mit dem integrierten IRB 7600 hat eine Leistung von 25 Kästen pro Stunde. Rund 150 verschiedene Modelle laufen auf ihr. Die meisten davon müssen mit bis zu zwölf Entlüftungskanälen versehen werden.

Sehr anspruchsvolle Applikation

Bei der ABB-Lösung für das Luftpfeifenstechen kommt üblicherweise ein Roboter vom Typ IRB 6620 zum Einsatz. Da der Formkasten bei Olsberg aber eine Höhe von 500 mm hat, große Stechtiefen realisiert werden müssen sowie der Formsand stark verpresst ist, musste bei dieser Anwendung ein noch größerer Roboter eingesetzt werden. „Wir pressen den Sand mit 150 N pro Quadratzentimeter in den Kasten. Das ist dann fast wie Beton. Da treten gewaltige Kräfte beim Stechen auf“, betont Ulrich Herrmann, der technische Leiter der Gießerei. Aufgrund seiner großen Handhabungskapazität und Steifigkeit meistert der IRB 7600 diese Herausforderung.

Oberhalb der Kerneinlegestrecke positioniert, sticht der Roboter die Entlüftungslöcher von oben in die Form ein. Der Roboter übernimmt die Stechkoordinaten vom Leitsystem der Formanlage automatisch. Dadurch kann er alle Punkte im Formkasten anfahren und präzise abarbeiten. Der Arbeitstakt des Roboters beträgt circa eine Sekunde pro Loch. Seine Nadel hat einen Durchmesser von 12 mm. Eine integrierte automatische Kontrollstation erkennt zudem, ob eine Nadel eventuell verbogen ist, und meldet dies an das System.

Weniger Ausschuss, mehr Flexibilität

Dr. Volker Schulte, in der Unternehmensgruppe verantwortlich für Technik, fasst die zentrale Aufgabe der Roboterlösung zusammen: „Wir wollen den Ausschuss reduzieren und trotzdem flexibel bleiben.“ Die Flexibilität ist unter anderem auch durch die Schrägstich-Option gegeben. „Mit Optionen wie diesen halten wir uns als Nischenanbieter alle Möglichkeiten für die Zukunft offen“, ergänzt Hermann.

Olsberg Hermann Everken GmbH

Die Firma ist Hersteller sowohl für Industrieprodukte aus Eisenguss und Feinblech wie auch Spezialist für die Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien auf der Basis von Scheitholz und Pellets. Olsberg gehört mit seiner weit über 430-jährigen Geschichte zu den ältesten Familienunternehmen Deutschlands und beschäftigt heute 480 Mitarbeiter. Das Unternehmen hat Produktionsstandorte in Olsberg, Brilon, Königshütte und im Rahmen einer Mehrheitsbeteiligung in Ungarn sowie eine Tochtergesellschaft in Japan.

Weitere Infos: www.olsberg.com