Entgratungsanlage für Rohre und Vollmaterial

Bei der Suche nach einer Diplomarbeit sind wir auf die Firma HOGA Zerspanungstechnik GmbH gestoßen. Die Firma hat ihren Standort in Helfenberg und hat sich auf die Fertigung von hochwertigen Dreh- und Frästeilen spezialisiert. HOGA verfügt über eine große Anzahl modernster CNC-Maschinen. Da die Firma ihre Abläufe immer mehr automatisieren möchte, waren sie mit einer Kooperation mit der HTL Neufelden schnell einverstanden.

Zur Auswahl standen mehrere Projekte, wie ein automatisches Werkzeugmagazin mit automatischem Entnahmesystem, eine Bohranlage für Aluprofile, eine Fräsmaschine für Rillen-Fräsungen und eine Entgratungsmaschine für Rohr- und Stangenmaterial. Wir haben uns für die Entgratungsmaschine entschieden und begannen im Jänner 2012 mit der Ausarbeitung der Konzepte.

Das Ziel des Projekts bestand darin, durch eine einfache und bedienerfreundliche Maschine die Mitarbeiter der Firma HOGA von der lästigen Arbeit des Entgratens zu befreien. Die Angestellten müssen nur die Rohre einer Charge in das Magazin einlegen und die benötigten Parameter in das Bedienpult eingeben. Die Maschine entgratet dann vollständig automatisiert alle Rohre, die sich im Magazin befinden.

Eine der größten Schwierigkeiten beim Projekt waren die unterschiedlichen Durchmesser und Längen des Stangenmaterials. Daher mussten wir ein einstellbares Magazin konstruieren, welches an die jeweilige Länge der Rohre und Stangen angepasst werden kann. Beim Entgratungsprozess selbst stellte anfangs die große Bandbreite der Durchmesser (von 10 – 65mm) eine große Herausforderung dar, da es kein fertiges Werkzeug für diesen Durchmesserbereich gibt. Dieses Problem lösten wir, indem wir eigene Werkzeuge für die Außen- und für die Innenentgratung konstruierten. Diese haben die Form eines Kegels und werden außen mit Wendeschneidplatten bestückt.

Eine weitere Herausforderung war die Vorgabe, dass die Maschine mittels eines Gabelstaplers transportierfähig sein muss. Da aufgrund der maximalen Rohrlänge von 1600mm die Maschine über 5m lang wurde, haben wir uns entschlossen, die Maschine in zwei Teile zu teilen: Das Magazin mit Vereinzelung und die Entgrateinheit mit Ein- und Auswurfmechanismus. Die beiden Teile können so unabhängig voneinander transportiert und aufgestellt werden.

Die Steuerung der Anlage erfolgt über eine SPS der Firma Siemens. Über ein Bedienpanel kann der Benutzer die Daten wie Länge, Durchmesser und Material einfach eingeben und die Maschine aktivieren. Die Maschine startet dann den vollautomatischen Entgratungsprozess. Außerdem haben wir noch eine Handbetrieb-Funktion implementiert, um alle Komponenten auch einzeln ansteuern zu können.

When we were in the 4^th form, we were looking for a final year project. We came across the company HOGA from Helfenberg. HOGA is primarily specialized in high-quality turned and milled parts, so they have many CNC-machines. Because they want to increase their level of automation, it was no problem for them to find a project for us.

They offered us different projects: an automatic tool magazine with a take-out robot, a drilling machine for aluminum profiles, a small milling machine or a deburring machine for pipes and rods.  We choose the deburring machine and started the project engineering in January 2012.

The aim of our project was to create an easy and operator-friendly machine, so that the employees of HOGA do not have to burr their rods by hand any longer. The operator of our construction only has to put the rods into the magazine, adjust the machine and the settings at the control panel and pres s start. Then the machine deburrs all the pipes and rods in the magazine.

One of the biggest challenges was the different diameters and the different lengths of the rods. So we had to construct an adjustable magazine, which you can adapt to the different lengths of the tubes. At the deburring process the big variety of diameters (10 – 65mm) was a problem, because there is no deburring-tool for it. We solved this problem by designing special tools for the outer and the inner deburring. These tools have the shape of a cone and they are equipped with indexable inserts.

Another target we had to meet was the transportability of the machine by a fork lifter. Because we have to deburr tubes with a length of 1600mm, our machine is about 5m long. So we decided to split it into two parts: the magazine with the separation unit and the deburring unit. Consequently it is possible to transport and mount the machine wherever the company wants.

To control our project we use a PLC control of Siemens. At the control panel the operator of our machine can adjust different settings like length, diameter or material and start the machine. Then the machine starts the fully automated deburring process. Additionally, we have implemented a manual operation mode, so that it is possible to control all components individually.