DD250681A1 - Vorrichtung zum automatischen entgraten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen und bedienerarmen Entgraten von Werkstuecken, insbesondere zum automatischen Entgraten mittels Industrieroboter in werkstueckfuehrender Variante. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung zum automatischen und bedienerarmen Entgraten von Werkstuecken zu schaffen, die es gestattet, eine konstante Entgratekraft zwischen robotergefuehrtem Werkstueck und elastisch angeordnetem Entgratewerkzeug zu erzeugen, ohne dass eine aufwendige Prozessregelung bzw. ein Bedienereinsatz notwendig ist. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass die Vorrichtung ueber eine beliebig gestaltete Gelenkstelle und austauschbare Gewichte verfuegt, durch die fuer einen bestimmten Werkstueckzustellweg und anliegende Gewichtsbelastung die Entgratekraft in der Kontaktzone zwischen Werkstueck und rotierendem Entgratewerkzeug konstant bleibt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen und bedienerarmen Entgraten von Werkstücken. Sie ist besonders geeignet, Werkstücke mittels Industrieroboter in werkstückführender Variante zu entgraten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für das Entgraten von Werkstücken sind insbesondere bei den spanenden Entgrateverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide Schleifmaschinen nach der DE-PS 2800565 bekannt, die mit Hilfe einer hydraulischen Vorrichtung so gesteuert werden, daß durch einstellbare Ventile eine gezielte Veränderung des Anpreßdruckes erreicht wird. Bei der Steuereinrichtung der DD-PS 26927 zur Verwendung beim Schleifen und Polieren von dünnwandigen Werkstoffen wird die Schleiftiefe über die hydraulisch einstellbare Anpreßkraft in Verbindung mit einem Gegengewicht bestimmt. Der zur Erreichung eines konstanten Zeit-Spann-Volumens erforderliche konstante Anpreßdruck zwischen Werkstück und Werkzeug wird bei der DE-OS 3325946 über einen Analog-Digital-Regler durch die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors als Soll-Ist-Vergleich automatisch eingestellt.

Bei dem Verfahren zum Schleifen mit Industrierobotern der DD-PS 221955 wird das Werkstück mit einem kraftabhängigen Vorschub in Richtung Schleifkörper entlang einer programmierten Bahn bewegt. Durch einen zusätzlichen Kraftsensor am Industrieroboter werden die auftretenden Kräfte in Schleif richtung überwacht und über eine Steuereinrichtung der optimale Vorschub als auch eine um einen Toleranzwert geregelte Anpreßkraft dem Industrieroboter vorgegeben. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß zur Einstellung eines konstanten Anpreßdruckes zwischen Werkstück und Werkzeug zusätzliche Hydraulikeinrichtungen bzw. elektrische Regelkreise notwendig sind. Bei dem Verfahren zum Schleifen mit Industrieroboter ist die Erreichung des konstanten Anpreßdruckes nur über einen zusätzlichen Kraftsensor im Zusammenwirken mit einem speicheraufwendigen Industrierobotersteuerprogramm möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine einfache und damit kostengünstige Vorrichtung zum automatischen Entgraten von Werkstücken zu schaffen, mit der der Entgrateprozeß durch Einsatz eines Industrieroboters bedienarm durchführbar ist. Bei Einsatz der Vorrichtung im Zusammenwirken mit einem Industrieroboter werden die Arbeitskräfte von monotoner und gesundheitsgefährdender Arbeit befreit.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Entgraten zu entwickeln, die es gestattet, eine konstante Entgratekraft zwischen robotergeführtem Werkstück und elastisch aufgehängtem Entgratewerkzeug zu erzeugen, um auch bei verschleißbedingt veränderten Entgratewerkzeugabmessungen ein Entgraten zu gewährleisten, ohne daß ein Bedienereinsatz oder eine aufwendige Prozeßregelung erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung über eine beliebig gestaltete Gelenkstelle und austauschbare Gewichte verfügt, durch die für einen bestimmten Werkstückzustellweg und anliegender Gewichtsbelastung die Entgratekraft in der Kontaktzone zwischen Werkstück und rotierendem Entgratewerkzeug auch bei unterschiedlichen Gratabmessungen konstant bleibt.

Mit der beliebig gestalteten Gelenkstelle ist ein das Entgratewerkzeug tragender Schwenkarm verbundenen dem ein horizontal oder vertikal wirkendes Zug- oder Druckmittel und ein Betätigungselement für Mikrotaster befestigt sind.

Das in einem Werkzeughalter befindliche Entgratewerkzeug wird von einem Motor über eine biegsame Welle angetrieben. Die Justage der Ruhestellung des Schwenkarmes erfolgt über einen einstellbaren Anschlag.

Auf Grund der Wirkung des anliegenden Gewichts wird der in der beliebig gestalteten Gelenkstelle gelagerte und das elastisch aufgehängte Entgratewerkzeug tragende Schwenkarm in Richtung eines Anschlags bewegt, bis er diesen erreicht. In Ruhestellung der Vorrichtung befindet sich der Schwenkarm immer in der gleichen Ausgangsposition. Der im Verlaufe des Entgratens eintretende Verschleiß des Entgratewerkzeuges kann über den einstellbaren Anschlag so egalisiert werden, daß der

Entgratebeginn immer ab einer im Roboterprogramm festgelegten Werkstückposition eintritt. Der Antrieb des rotierenden Entgratewerkzeuges erfolgt über einen schnellaufenden Motor, der im Hinblick auf das notwendige elastische Nachgeben des Entgratewerkzeuges über eine biegsame Welle mit der drehbar gelagerten Spanneinrichtung des Entgratewerkzeuges verbunden ist.

Beim automatischen Entgraten wird das Werkstück durch den Industrieroboter mit dem programmierten Zustellweg soweit an das Entgratewerkzeug herangeführt, daß der Schwenkarm um einen definierten Betrag aus der Ruhelage ausgelenkt wird und die Entgratekraft für den ausgelenkten Zustand des Schwenkarmes konstant bleibt.

Zur Sicherung des Automatikbetriebes wird der durch die Zustellbewegung bewirkte Beginn der Auslenkung des Schwenkarmes aus der Ruhelage sowie das Erreichen der maximal zulässigen Schwenkarmauslenkung durch Sensoren kontrolliert.

Mit einer derartig gestalteten Vorrichtung ist im Zusammenwirken mit einem Industrieroboter ein automatisches Entgraten von

Werkstücken mit konstanter Entgratekraft möglich. _

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: prinzipieller Aufbau der Vorrichtung zum automatischen Entgraten

Im spielfrei gelagerten Federgelenk 1, bei dem die Rückstellkraft vernachlässigbar ist, wird der in einer Richtung auslenkbare Schwenkarm 2 geführt. Das obere Ende des Schwenkarmes 2 trägt den drehbar gelagerten Werkzeughalter 3, in dem das Entgratewerkzeug 4 eingespannt ist. Am Schwenkarm 2 ist weiterhin der Seilzug 5 angebracht, der über die Umlenkrolle 6 und die aufgelegte Gewichtsbelastung 7 bewirkt, daß der Schwenkarm 2 in der Ruhestellung gegen den einstellbaren Anschlag 8 gezogen wird und damit das Entgratewerkzeug 4 eine definierte Ausgangsposition einnimmt. Über die biegsame Welle 9 und den Motor 10 wird das Entgratewerkzeug 4 angetrieben. Die Kontrolle des Beginns der Auslenkung des Schwenkarmes 2 sowie das Erreichen des maximal möglichen Schwenkarmausschlages erfolgt über die Mikrotaster 11, die über das am Schwenkarm 2 befestigte Betätigungselement 12 geschaltet werden. Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Vorrichtung dient zum automatischen Entgraten von Kupplungsklauenkörpern, bei denen auf Grund der unterschiedlichen Gratabmessungen und zum Ausgleich der nicht ausreichenden Positioniergenauigkeit des Industrieroboters ein elastisches Nachgeben des Entgratewerkzeuges bei konstantbleibendem Kontaktdruck zwischen Werkstück 13 und Entgratewerkzeug 4 notwendig ist. Beim automatischen Entgrateprozeß wird das Werkstück 13 mit seiner Gratseite durch den Industrieroboter soweit dem Entgratewerkzeug 4 zugestellt, daß der Schwenkarm 2 aus der Ausgangsposition in Richtung der Zustellbewegung ausgelenkt wird. Mit Beginn der Kontaktberührung zwischen Werkstück 13 und Entgratewerkzeug 4 wirkt der Zustellkraft die aufgelegte Gewichtsbelastung 7 so entgegen, daß der Kontaktdruck und damit letztlich die Entgratekraft in der Berührungszone konstant bleibt. Durch Verändern der Gewichtsbelastung 7 kann entsprechend dem spezifischen Erfordernis die Entgratekraft variabel vorgewählt werden. Das spielfrei gelagerte Federgelenk 1 gestattet im Zusammenwirken mit dem aufgelegten Gewicht 7, daß sowohl die am Werkstück 13 auftretenden unterschiedlichen Gratabmessungen als auch die nicht ausreichende Positioniergenauigkeit des Industrieroboters elastisch ausgeglichen und der Entgrateprozeß bedienarm und qualitätsgerecht durchgeführt werden können.

Über die Signale der zwei Mikrotaster 11 wird der Entgratebeginn bzw. das Erreichen der maximal möglichen Auslenkung des Schwenkarmes 2 steuerungsseitig kontrolliert. Beim Entgrateprozeß tritt verschleißbedingt eine Verringerung des Entgratewerkzeugdurchmessers ein, die jedoch durch Nachstellen am einstellbaren Anschlag 8 auf die ursprüngliche Position des unverschlissenen Entgratewerkzeuges 4 programmgerecht ausgeglichen werden kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum automatischen Entgraten mit konstanter Andruck- bzw. Entgratekraft in der Kontaktzone zwischen robotergeführtem Werkstück und beweglich angeordnetem und über eine biegsame Welle von einem Motor angetriebenem Entgratewerkzeug, gekennzeichnet dadurch, daß ein das Entgratewerkzeug tragender Schwenkarm in einem Gelenk in zwei Richtungen schwenkbar gelagert und mit einer Zug- oder Druckeinrichtung verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein einstellbarer Anschlag auf der Seite der Werkstückzuführung angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein mikrotasterschaltendes Betätigungselement am Schwenkarm angeordnet ist.