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TECHNOLOGY
in the blast chamber.
Each blast machine is equipped with four
high performance turbines, type Hurricane
H42, with a diameter of 420 mm and an installed
drive power of 15 kW each. The optimum
placement of the turbines with their required
tilt angle was determined by the Rösler
engineers using a 3D simulation of the shot
blast process.
To minimise the equipment wear caused by
the high blast intensity, the blast chamber and
work piece fixtures are made from extremely
wear resistant manganese steel. In addition,
the inside of the blast chamber is lined with
easy to replace overlapping 12 mm thick manganese
steel plates.
The challenging task of
removing residual blast media
The stringent customer requirements did not
only apply to cycle time and precision of the
automated process but also extended to the
allowable residual blast media/core sand in the
cylinder heads. The specification of only 0.5
grams per part required a highly sophisticated
solution: After the shot blast process the robot
transfers the cylinder heads in pairs of two into
a blast media removal system comparable to a
Ferris wheel. The parts are moving in a precise
orbit while at the same time being rotated in
different, pre-defined directions. In addition, a
vibratory motor mounted to the wheel frame
induces vibrations in the cylinder heads which
help shake out blast media from the difficult to
reach areas in the water channels.
The small sand quantity in the blast media
(only residual core sand) did not require a
magnetic separator. It was possible to handle
the media classification with a more economical
dual stage air wash separator. This cleaning
system ensures full compliance with the specified
residual contamination in the blast media
of less than 0.1 % of the media volume and
media loss of less than 1% during the media
classification process.
When it comes to space requirements, the
Roboblaster could also fully meet the customer’s
expectations, including an all-around noise
protection cabin the complete system could be
placed in an area of only 10.4 x 8.6 m. To allow
maintenance work on the shot blast machines
during the 3-shift operation, the work area of
the robot is enclosed with a safety fence. The
complete shot blast system was installed on
the first floor of the customer’s foundry. The
system components were broken down so that
they could easily be transported in the on-site
heavy duty elevator with dimensions of 6 x
4 x 3 m.
■
Ausrichtsystem positionsgenau auf die Übernahme
durch den Robotergreifer vorbereitet.
In der Strahlanlage positioniert der Duplexgreifer
die Zylinderköpfe an teilespezifisch
gestalteten Werkstückaufnahmen und fährt
wieder aus der Strahlkammer. Nach dem
Schließen der Kammertür geben die Turbinen-
Schotts den Strahlmittelzufluss frei, gleichzeitig
werden die Gussteile über die Werkstückaufnahmen
in Rotation versetzt. Diese kontinuierliche
Lageveränderung gewährleistet,
dass die Zylinderköpfe allseitig gleichmäßig,
ohne Schatteneffekte gestrahlt werden.
Als Strahlmittel kommt Edelstahl in einer
Korngröße von 0,5 bis 0,8 mm zum Einsatz.
Nach der vorgegebenen Strahlzeit verschließen
die Schotts wieder die Turbinen, während
sich die Werkstückaufnahmen bis zum vollständigen
Öffnen der Strahlkammer weiter
drehen. Dies bewirkt, dass die Werkstücke
bereits im Strahlraum vorentleert werden.
Ausgestattet ist jede Strahlanlage mit insgesamt
vier Hochleistungsturbinen vom Typ
Hurricane H42 mit 420 mm Durchmesser und
einer Antriebsleistung von jeweils 15 kW. Die
optimale Platzierung und erforderlichen Neigungswinkel
der Turbinen ermittelte Rösler
in der Konstruktionsphase durch 3D-Simulation
des Strahlprozesses.
Um der starken Beanspruchung durch die
hohe Strahlintensität vorzubeugen, sind die
Anlagengehäuse und Werkstückaufnahmen
aus extrem verschleißfestem Manganstahl
ausgeführt. Zusätzlich sind die Arbeitskammern
mit 12 mm starken, spaltfrei verlegten
Manganstahlplatten ausgekleidet.
Herausforderung Strahlmittelentleerung
Hohe Anforderungen galt es aber nicht nur
hinsichtlich Taktzeit und Präzision zu erfüllen,
sondern auch beim Restsand-/Strahlmittelgehalt.
Die Vorgabe
von lediglich 0,5
Gramm pro Werkstück
machte hier
ebenfalls eine sehr
ausgeklügelte
Lösung erforderlich:
Nach dem
Strahlen übergibt
der Roboter die
Zylinderköpfe
paarweise in eine
vergleichbar mit
einem Rhönrad
gestaltete Entleereinheit.
Die Werkstücke
bewegen
sich in einer exakt
festgelegten Bahn, wobei sie in definierte
Richtungen gedreht werden. Hierbei werden
über einen Unwuchtmotor am Drehgestell
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Vibrationen in das Werkstück geleitet, durch
welche das Strahlmittel auch aus schwer zugänglichen
Stellen des Wasserraumes gerüttelt
wird.
Der eher geringe Restsandgehalt machte es
bei dieser Anlage möglich, auf einen Magnetseperator
zu verzichten und die Strahlmittelaufbereitung
über eine kostengünstigere
Doppelkaskadenwindsichtung zu lösen. Sie
gewährleistet, dass sowohl der geforderte
Restschmutzwert kleiner 0,1 Vol.% im Strahlmittelfluss
als auch die Vorgabe hinsichtlich
des Strahlmittelaustrags bei der Aufbereitung
von kleiner 1% eingehalten werden.
Das Roboblaster-Strahlsystem auch hinsichtlich
des erforderlichen Platzbedarfs sehr
wirtschaftlich: Es wurde auf einer Fläche von
nur 10,40 x 8,60 Metern untergebracht und
ist komplett in eine Schalldämmkabine eingehaust.
Um die Strahlanlagen während des
Dreischichtbetriebs warten zu können, ist der
Arbeitsbereich des Roboters zusätzlich mit
einem Schutzgitter abgegrenzt. Aufgestellt
wurde das Gesamtkonzept im ersten Stock der
Gießerei des Autobauers und war dabei auch
so flexibel, dass es im Lastenfahrstuhl (6 m x 4
m x 3 m) transportiert werden konnte. ■
Engineering,
construction and
revamping of melting
and holding furnaces for
the non-ferro industry
ALUMINIUM · 9/2013 75