DE102021107857A1 - Process and device for local surface treatment of workpieces - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken vorgeschlagen, indem das Werkstück mit in einem Behälter befindlichen Partikeln aus einem Schleif- oder Poliergranulat in Kontakt gebracht wird und die Granulatpartikel relativ zu dem Werkstück bewegt werden, indem der Behälter mit den Granulatpartikeln rotiert wird. Die Erfindung sieht vor, dass der Behälter mit den Granulatpartikeln mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit rotiert wird, dass die Granulatpartikel in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden und das Granulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, wobei das Werkstück nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche des Granulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt gebracht wird, um das Werkstück lokal zu schleifen oder zu polieren. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken.A method for the surface treatment of workpieces is proposed, in which the workpiece is brought into contact with particles of grinding or polishing granules located in a container and the granulated particles are moved relative to the workpiece by the container with the granulated particles being rotated. The invention provides that the container with the granulate particles is rotated at a sufficient rotational speed, that the granulate particles are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container and the granulate forms a free surface with a vertical direction of extension component, with the workpiece being only partially covered with a section of the surface of the granulate is brought into contact with the vertical extension direction component in order to grind or polish the workpiece locally. The invention also relates to a device suitable for carrying out such a method for the surface treatment of workpieces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, indem das Werkstück mit in einem Behälter befindlichen Partikeln aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat in Kontakt gebracht wird und die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu dem Werkstück bewegt werden, indem zumindest der Behälter mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat rotiert wird.The invention relates to a method for the surface treatment of workpieces by bringing the workpiece into contact with particles of grinding and/or polishing granules in a container and moving the particles of grinding and/or polishing granules relative to the workpiece by at least the container with the particles of grinding and/or polishing granulate is rotated.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Inkontaktbringen des Werkstückes mit Partikeln aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat und Bewegen der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu dem Werkstück, mit einem Behälter zur Aufnahme des Schleif und/oder Poliergranulates, einem dem Behälter zugeordneten Rotationsantrieb, um den Behälter in Rotation zu versetzen, und mit wenigstens einer Spanneinrichtung zum Spannen des Werkstückes, welche relativ zu dem Behälter bewegbar ist.The invention also relates to a device suitable for carrying out such a method for surface treatment of workpieces by bringing the workpiece into contact with particles of grinding and/or polishing granules and moving the particles of grinding and/or polishing granules relative to the workpiece a container for receiving the grinding and/or polishing granulate, a rotary drive assigned to the container in order to set the container in rotation, and with at least one clamping device for clamping the workpiece, which can be moved relative to the container.

Zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mittels Schleif- und/oder Poliergranulat finden insbesondere sogenannte Schleppfinishmaschinen Verwendung, bei welchen das Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird. Schleppfinishmaschinen stellen eine spezielle Form von Gleitschleifmaschinen dar, wobei die zu bearbeitenden Werkstücke z.B. einzeln oder an einer oder mehreren Spanneinrichtungen eines Werkstückhalters der Maschine lösbar festgelegt werden, um sie infolge der Relativbewegung in Bezug auf die Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu schleifen bzw. zu polieren. Die Wirkungsweise solcher Schleppfinishmaschinen beruht darauf, das zu bearbeitende Werkstück in die in dem Behälter aufgenommene Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat einzutauchen und das Werkstück relativ zu dem Granulat zu bewegen, wodurch die Oberfläche des Werkstückes je nach Granulatart geschliffen und/oder poliert wird. Schleppfinishmaschinen umfassen häufig ein in der Regel rotierendes Teil im Wesentlichen in Form eines z.B. motorisch über ein geeignetes Getriebe drehangetriebenen Tellers, an dem die Werkstückhalter unmittelbar oder, beispielsweise über Hubeinrichtungen, mittelbar festgelegt sind. Dies geschieht insbesondere exzentrisch in Bezug auf die Drehachse des rotierenden Teils der Schleppfinishmaschine. Wird dieses Teil - der sogenannte Teller - der Schleppfinishmaschine rotiert, so beschreiben die hieran festgelegten Werkstückhalter eine Bahnkurve. Die von den Spanneinrichtungen der Werkstückhalter getragenen Werkstücke werden dabei in den Arbeitsbehälter eingetaucht, welcher mit der Schüttung aus dem partikelförmigen Schleif- oder Poliergranulat, häufig unter Zusatz flüssiger Bearbeitungsmedien, wie Wasser, Tenside etc., befüllt ist, wobei aufgrund der Relativbewegung der Werkstücke in Bezug auf das Granulat deren Oberflächenbearbeitung in Form einer Gleitschleifbearbeitung erfolgt. Derartige Schleppfinishmaschinen sind beispielsweise aus der DE 102 04 267 C1 , DE 200 05 361 U1 oder DE 10 2010 052 222 A1 bekannt.So-called drag finishing machines are used in particular for the surface treatment of workpieces using grinding and/or polishing granules, in which the workpiece is immersed in a bed of grinding and/or polishing granules in a container and relatively is moved to this. Drag finishing machines are a special form of vibratory finishing machines, in which the workpieces to be processed are detachably fixed, e.g. individually or on one or more clamping devices of a workpiece holder of the machine, in order to grind them as a result of the relative movement in relation to the bed of grinding and/or polishing granules or to polish. The mode of operation of such drag finishing machines is based on immersing the workpiece to be processed in the bed of grinding and/or polishing granules contained in the container and moving the workpiece relative to the granules, whereby the surface of the workpiece is ground and/or polished, depending on the type of granulate becomes. Drag finishing machines often include a generally rotating part, essentially in the form of a plate driven in rotation, for example by a motor via a suitable gear, on which the workpiece holders are fixed directly or indirectly, for example via lifting devices. This happens in particular eccentrically in relation to the axis of rotation of the rotating part of the drag finishing machine. If this part - the so-called plate - of the drag finishing machine is rotated, the workpiece holders fixed to it describe a trajectory. The workpieces carried by the clamping devices of the workpiece holders are immersed in the working container, which is filled with the bed of particulate grinding or polishing granules, often with the addition of liquid processing media such as water, surfactants, etc., whereby due to the relative movement of the workpieces in Regarding the granules whose surface treatment takes place in the form of vibratory finishing. Such drag finishing machines are, for example, from DE 102 04 267 C1 , DE 200 05 361 U1 or DE 10 2010 052 222 A1 known.

Alternativ oder zusätzlich kann der das Schleif- und/oder Poliergranulat aufnehmende Behälter relativ zu den ebenfalls bewegten, beispielsweise zumindest um ihre eigene Achse rotierten, oder auch ruhenden Werkstücken bewegt werden, wie beispielsweise um seine eigene Achse und/oder entlang einer Bahnkurve, z.B. in Form einer Kreisbahn. Sofern nur der Behälter bewegt ist und die Werkstücke selbst keine translatorische Bewegung durchführen, so bezeichnet man dies auch als „Tauchschleifen“ bzw. „Tauchpolieren“ als spezielle Form des Schleppfinish, wobei derartige Maschinen, bei welchen die das Werkstück während seiner Oberflächenbearbeitung tragende Spanneinrichtung im Wesentlichen stationär ist, auch als Tauchfinishmaschinen bezeichnet werden.Alternatively or additionally, the container accommodating the grinding and/or polishing granules can be moved relative to the workpieces that are also moving, for example rotating at least around their own axis, or also stationary, such as around its own axis and/or along a trajectory, e.g shape of a circular path. If only the container is moved and the workpieces themselves do not perform any translational movement, this is also referred to as "dip grinding" or "dip polishing" as a special form of drag finish, whereby such machines, in which the clamping device carrying the workpiece during its surface processing in the Is essentially stationary, also referred to as immersion finishing machines.

Das Schleif- oder Poliergranulat kann grundsätzlich je nach zu behandelnden Werkstücken unterschiedlichster Natur und z.B. natürlichen Ursprungs (z.B. aus organischem Material, wie Walnuss- oder Kokosnussschalen, Holz, Kirschkern etc.), mineralischen Ursprungs (z.B. aus Silikaten, Oxiden etc.) und/oder synthetischen Ursprungs (z.B. aus Kunststoffen) sein. Darüber hinaus ist es - wie bereits angedeutet - möglich, die Gleitschleifbearbeitung trocken oder - unter Zusatz eines flüssigen Bearbeitungsmediums, wie beispielsweise Wasser, welches mit Additiven, wie z.B. Tensiden, versetzt sein kann - in Form einer Nassbearbeitung durchzuführen.Depending on the workpieces to be treated, the grinding or polishing granules can be of the most varied nature and e.g. of natural origin (e.g. from organic material such as walnut or coconut shells, wood, cherry stone etc.), of mineral origin (e.g. from silicates, oxides etc.) and/or or of synthetic origin (e.g. from plastics). In addition, it is - as already indicated - possible to carry out the vibratory finishing dry or - with the addition of a liquid processing medium, such as water, which can be mixed with additives such as surfactants, for example - in the form of wet processing.

Um alternativ oder zusätzlich zu einer translatorischen Bewegung der Werkstücke relativ zu dem Schleif- und/oder Poliergranulat für eine rotatorische Bewegung der Werkstücke, wie um ihre eigene Achse, zu sorgen, was zu einer besonders wirksamen Schleif- bzw. Polierwirkung führt, sind die Werkstückhalter bekannter Schleppfinishmaschinen häufig drehangetrieben, was beispielsweise mittels geeigneter Motoren geschehen kann (vgl. z.B. die DE 10 2010 052 222 A1 ). Darüber hinaus sind Werkstückhalter für Schleppfinishmaschinen bekannt, deren Spanneinrichtungen zur lösbaren Befestigung der Werkstücke rotierbar gelagert und über eine drehbar in dem Werkstückhalter gelagerte Welle in Rotation versetzbar sind. Hierzu weist der Werkstückhalter z.B. ein Planetengetriebe mit einem zentralen Sonnenrad auf, welches mit Planetenrädern im Eingriff steht, welche ihrerseits drehfest mit einer Tragwelle eines jeweiligen Spannverschlusses verbunden ist, welche um den Umfang des Sonnenrades des Werkstückhalters verteilt angeordnet sind. Aufgrund einer solchen Bewegung der an dem Werkstückhalter drehbar gelagerten Spanneinrichtungen mit den Werkstücken, welche sich aus einer translatorischen Bewegung (in Drehrichtung des Tragteils bzw. der „Tellers“ der Schleppfinishmaschine) und einer rotatorischen Bewegung (um die Achse der jeweiligen Spanneinrichtung bzw. um die Werkstückachse) zusammensetzt, durch das Bearbeitungsmedium wird eine gleichmäßige Bearbeitungsqualität bei gegenüber einer rein translatorischen Bewegung kürzeren Bearbeitungszeiten erzielt. Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich der Werkstückhalter selbst auf entsprechende Weise drehbar an dem Tragteil der Schleppfinishmaschine festgelegt sein (vgl. z.B. die DE 20 2009 008 070 U1 ).The workpiece holders are used to ensure a rotary movement of the workpieces, such as around their own axis, as an alternative or in addition to a translational movement of the workpieces relative to the grinding and/or polishing granules, which leads to a particularly effective grinding or polishing effect Known drag finishing machines are often driven in rotation, which can be done, for example, by means of suitable motors (cf., for example, DE 10 2010 052 222 A1 ). In addition, workpiece holders for drag finishing machines are known, the clamping devices of which are rotatably mounted for the detachable attachment of the workpieces and can be set in rotation via a shaft rotatably mounted in the workpiece holder. The factory points out this piece holder, for example, a planetary gear with a central sun wheel, which is in engagement with planetary wheels, which in turn is non-rotatably connected to a support shaft of a respective clamping lock, which are distributed around the circumference of the sun wheel of the workpiece holder. Due to such a movement of the clamping devices rotatably mounted on the workpiece holder with the workpieces, which results from a translational movement (in the direction of rotation of the support part or the "plate" of the drag finishing machine) and a rotational movement (around the axis of the respective clamping device or around the Workpiece axis) composed, through the processing medium, a uniform processing quality is achieved with shorter processing times compared to a purely translatory movement. In addition, alternatively or additionally, the workpiece holder itself can be rotatably fixed to the support part of the drag finishing machine in a corresponding manner (cf. e.g DE 20 2009 008 070 U1 ).

Aus der DE 10 2011 015 750 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken bekannt, bei welcher die zu bearbeitenden Werkstücke an einer von der Hand eines Industrieroboters getragenen Spanneinrichtung festgelegt und in eine in einem rotierenden Behälter befindliche Schüttung aus Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht werden.From the DE 10 2011 015 750 A1 Another device for the surface treatment of workpieces is known, in which the workpieces to be processed are fixed to a clamping device carried by the hand of an industrial robot and are immersed in a bed of grinding and/or polishing granulate located in a rotating container.

Der Einsatzbereich solcher Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschinen umfasst neben der Oberflächenbearbeitung von Massenartikeln zunehmend auch die Bearbeitung von Präzisionsteilen mit relativ komplexer Geometrie, an deren Oberflächenbeschaffenheit sehr hohe Anforderungen gestellt werden und welche insbesondere sehr geringen Toleranzen genügen müssen. Lediglich exemplarisch seien in diesem Zusammenhang medizinische Prothesen, wie z.B. Hüftschalen oder dergleichen, spezielle Gewindebauteile, optische Linsen oder mechanische Präzisionsbauteile für die Maschinenbauindustrie erwähnt. Dies erfordert die Einhaltung enger Verfahrensparameter bei der Oberflächenbearbeitung sowie eine hohe Reproduzierbarkeit, um sicherzustellen, dass die Werkstücke in mehr oder minder identischer Weise mit der individuell gewünschten Oberflächenbeschaffenheit versehen werden. Darüber hinaus kann es sich bei Werkstücken mit komplexer Geometrie als schwierig bis nahezu unmöglich erweisen, für eine gleichmäßige Oberflächenbearbeitung zu sorgen, da einzelne Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates in Ausnehmungen oder Hinterschneidungen des Werkstückes akkumulieren und/oder sich aufstauen können und somit dort eine nur geringe Oberflächenbearbeitung eintritt. Schließlich ist es mittels der herkömmlichen Schleppfinishverfahren bislang praktisch weder möglich, nur diskrete Oberflächenbereiche des Werkstückes zu bearbeiten, noch verschiedenen Oberflächenbereichen des Werkstückes eine unterschiedliche Oberflächenbearbeitung mit verschiedenen Abtragsraten zu verleihen, wie es beispielsweise zum Verrunden oder Glätten von Kanten unter vorgegebenen Winkeln erwünscht sein kann.In addition to the surface treatment of mass-produced items, the field of application of such drag and/or dip finishing machines increasingly also includes the treatment of precision parts with relatively complex geometry, the surface quality of which is subject to very high requirements and which, in particular, have to meet very low tolerances. Medical prostheses, such as hip shells or the like, special threaded components, optical lenses or mechanical precision components for the mechanical engineering industry are only mentioned as examples in this context. This requires compliance with narrow process parameters during surface treatment and a high level of reproducibility to ensure that the workpieces are provided with the individually desired surface finish in a more or less identical manner. In addition, it can be difficult or almost impossible to ensure a uniform surface treatment for workpieces with complex geometry, since individual particles of the grinding and/or polishing granulate can accumulate and/or accumulate in recesses or undercuts of the workpiece and thus there only minor surface processing occurs. Finally, it has hitherto been practically impossible to process only discrete surface areas of the workpiece using conventional drag finishing methods, nor to give different surface areas of the workpiece a different surface treatment with different removal rates, as may be desirable, for example, for rounding or smoothing edges at specified angles.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass unter zumindest weitestgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile sowohl eine nur lokale Oberflächenbearbeitung des Werkstückes möglich ist als auch lokal unterschiedliche Abtragsraten erzielt werden können.The invention is therefore based on the object of further developing a method and a device for the surface treatment of workpieces of the type mentioned in a simple and cost-effective manner such that, while at least largely avoiding the aforementioned disadvantages, only local surface treatment of the workpiece is possible, as well as locally different ones removal rates can be achieved.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Behälter mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit rotiert wird, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden und das Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, wobei das Werkstück nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt gebracht wird, um das Werkstück lokal zu schleifen und/oder zu polieren.From a procedural point of view, this object is achieved according to the invention in a method for the surface treatment of workpieces of the type mentioned at the outset in that the container with the particles from the grinding and/or polishing granulate is rotated at a sufficient rotational speed that the particles from the grinding and /or polishing granules are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container and the grinding and/or polishing granules form a free surface with a vertical component in the direction of extent, the workpiece being brought into contact only in certain areas with a section of the surface of the grinding and/or polishing granules with a vertical component in the direction of extent is used to locally grind and/or polish the workpiece.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe bei einer zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeigneten Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art ferner vor, dass der Rotationsantrieb des Behälters zur Aufnahme der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zur Rotation des Behälters mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit ausgebildet ist, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden und das Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, wobei die Spanneinrichtung derart relativ zu dem Behälter bewegbar ist, um das Werkstück nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt zu bringen.In terms of device technology, the invention to solve this problem in a device suitable for carrying out such a method for the surface treatment of workpieces of the type mentioned at the outset also provides that the rotary drive of the container for receiving the particles from the grinding and/or polishing granulate for the rotation of the container is formed with a sufficient rotational speed that the particles from the grinding and/or polishing granulate are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container and the grinding and/or polishing granulate forms a free surface with a vertical direction of extension component, with the clamping device being such relative to the Container is movable to bring the workpiece only partially with a portion of the surface of the grinding and / or polishing granules with vertical extension direction component in contact.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht demnach vor, dass der Behälter die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat aufnehmende Behälter mit einer solchen Drehgeschwindigkeit rotiert wird, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden, so dass das Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, welche üblicherweise eine etwa parabelförmigen Ausgestaltung besitzt, wenn man einen senkrechten Querschnitt des Behälters betrachtet. Das Werkstück wird sodann nur bereichsweise mit einem Abschnitt der freien Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt gebracht, ohne es vollständig in das Schleif- und/oder Poliergranulat einzutauchen, wobei es beispielsweise im Wesentlichen von innen und/oder von oben an die freie Oberfläche des in Richtung der Behälterwand zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates herangeführt werden kann, um das Werkstück lokal zu schleifen und/oder zu polieren. Folglich ist es einerseits in einfacher Weise möglich, das Werkstück nur in diskreten Bereichen zu schleifen und/oder zu polieren und beispielsweise bereits vorbearbeitete, lackierte, mit Beschriftungen, Codes oder dergleichen versehene Oberflächenbereiche auszusparen oder beispielsweise auch nur dort für eine Oberflächenbearbeitung zu sorgen, wo dies gewünscht ist, wie beispielsweise an Sichtflächen, Lagersitzen, umlaufenden Nuten und dergleichen mehr, was mit einer kürzeren Bearbeitungszeit einhergehen kann. Andererseits ist es in einfacher Weise möglich, das Werkstück lokal mit unterschiedlichen Abtragsraten zu bearbeiten, um z.B. Kanten, Grate, Gewinde, dreidimensionale Flächen etc. unter exakt vorgegebenen und nicht notwendigerweise konstanten Winkeln zu verrunden, indem das Werkstück unter entsprechenden Relativpositionen über entsprechende Bearbeitungszeitabschnitten mit der freien Oberfläche des in Richtung der Behälterwand zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates in Kontakt gebracht wird. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Ausnehmungen oder Bohrungen des Werkstückes oft effizienter bearbeiten lassen, wenn die Ausnehmung des Werkstückes mit der freien Oberfläche des in Richtung der Behälterwand zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates in Kontakt gebracht wird, da letzteres schnell durch die Ausnehmung des Werkstückes hindurch abfließen kann und sich dort nicht etwa anreichert, wie es beim herkömmlichen Schlepp- oder Tauchfinishverfahren der Fall ist, wenn das Werkstück mehr oder minder gänzlich von oben in die Granulatschüttung eingetaucht wird.The configuration according to the invention therefore provides that the container receives the particles from the grinding and/or polishing granules The container is rotated at such a rotational speed that the particles from the grinding and/or polishing granulate are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container, so that the grinding and/or polishing granulate forms a free surface with a vertical extension direction component, which is usually approximately parabolic Configuration has when looking at a vertical cross section of the container. The workpiece is then only partially brought into contact with a section of the free surface of the grinding and/or polishing granulate with a vertical component in the direction of extension, without immersing it completely in the grinding and/or polishing granulate, whereby it is, for example, essentially from the inside and/or from can be brought up to the free surface of the grinding and/or polishing granules centrifuged in the direction of the container wall in order to locally grind and/or polish the workpiece. Consequently, on the one hand it is possible in a simple manner to only grind and/or polish the workpiece in discrete areas and, for example, to leave out surface areas that have already been pre-machined, painted, provided with inscriptions, codes or the like, or, for example, to provide surface treatment only where this is desired, such as on visible surfaces, bearing seats, circumferential grooves and the like, which can result in a shorter processing time. On the other hand, it is easily possible to process the workpiece locally with different removal rates, for example to round off edges, burrs, threads, three-dimensional surfaces, etc. at precisely specified and not necessarily constant angles by moving the workpiece to corresponding relative positions over corresponding machining time periods is brought into contact with the free surface of the grinding and/or polishing granules centrifuged in the direction of the container wall. In addition, it has been shown that recesses or bores in the workpiece can often be processed more efficiently using the method according to the invention if the recess in the workpiece is brought into contact with the free surface of the grinding and/or polishing granulate centrifuged in the direction of the container wall, since the latter can flow off quickly through the recess in the workpiece and does not accumulate there, as is the case with conventional drag or dip finishing processes when the workpiece is more or less completely immersed into the granulate bed from above.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Behälter mit einer Winkelgeschwindigkeit (ω) rotiert wird, welche mindestens etwa der Quadratwurzel des Quotienten aus der Erdbeschleunigung (g) dividiert durch den Radius (r) des Behälters entspricht: $$\mathrm{\omega }\ge {\left(\text{g}/\text{r}\right)}^{\mathrm{0,5}}.$$

In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it can be provided that the container is rotated at an angular velocity (ω) which corresponds at least approximately to the square root of the quotient of the acceleration due to gravity (g) divided by the radius (r) of the container: $$\mathrm{\omega }\ge {\left(\text{G}/\text{right}\right)}^{0.5}.$$

Entspricht die auf die Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates wirkende Zentrifugalkraft (F_Z) aus dem Produkt der Masse (m) der Partikel, des Radius (r) des Behälters und dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit (ω) des Behälters $${\text{F}}_{\text{Z}}=\text{m}\cdot {\mathrm{\omega }}^2\cdot \text{r}$$

zumindest etwa der Gewichtkraft (F_G) aus dem Produkt der Masse (m) der Partikel und der Erdbeschleunigung (g) $${\text{F}}_{\text{G}}=\text{m}\cdot \text{g}$$

oder ist demgegenüber größer, so hat sich gezeigt, dass die in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugierten Partikel eine stabile Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbilden, mit welcher das Werkstück in reproduzierbarer Weise lokal in Kontakt gebracht werden kann, um es zu schleifen bzw. zu polieren. Sofern der Behälter z.B. mit einer im Wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit in Rotation versetzt wird, so ergibt sich für die Winkelgeschwindigkeit (ω) in Abhängigkeit von der Umlaufzeit (T) für eine Umdrehung des Behälters $$\mathrm{\omega }=2\mathrm{\pi }/\text{T}\text{,}$$

d.h. die Umlaufzeit T sollte im Falle einer etwa konstanten Drehgeschwindigkeit des Behälters vorzugsweise mindestens etwa 2n multipliziert mit der Quadratwurzel des Quotienten aus dem Radius (r) des Behälters dividiert durch die Erdbeschleunigung (g) betragen: $$\text{T}\le \text{2}\mathrm{\pi }\cdot {\left(\text{r}/\text{g}\right)}^{\mathrm{0,5}}.$$

Corresponds to the centrifugal force (F _Z ) acting on the particles of the grinding and/or polishing granulate from the product of the mass (m) of the particles, the radius (r) of the container and the square of the angular velocity (ω) of the container $${\text{f}}_{\text{Z}}=\text{m}\cdot {\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="\omega "\; filenames="DE102021107857A1\_0008.png,DE102021107857A1\_0009.png"\; state="\{\{state\}\}">\omega </figure-callout>}}^2\cdot \text{right}$$

at least approximately the weight (F _G ) from the product of the mass (m) of the particles and the gravitational acceleration (g) $${\text{f}}_{\text{G}}=\text{m}\cdot \text{G}$$

or is larger in contrast, it has been shown that the particles centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container form a stable surface with a vertical component in the direction of extension, with which the workpiece can be brought into local contact in a reproducible manner in order to grind or polish it . If the container is set in rotation, for example, at an essentially constant rotational speed, then the angular velocity (ω) results as a function of the revolution time (T) for one revolution of the container $$\mathrm{\omega }=2\mathrm{\pi }/\text{T}\text{,}$$

In other words, in the case of an approximately constant rotational speed of the container, the orbital period T should preferably be at least about 2n multiplied by the square root of the quotient of the radius (r) of the container divided by the acceleration due to gravity (g): $$\text{T}\le \text{2}\mathrm{\pi }\cdot {\left(\text{right}/\text{G}\right)}^{0.5}.$$

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann folglich zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Rotationsantrieb des Behälters zur Rotation des Behälters mit einer Winkelgeschwindigkeit ausgebildet ist, welche mindestens etwa der Quadratwurzel des Quotienten aus der Erdbeschleunigung dividiert durch den Radius des Behälters entspricht.In terms of device technology, it can therefore be expediently provided that the rotary drive of the container is designed to rotate the container at an angular velocity which corresponds at least approximately to the square root of the quotient of the gravitational acceleration divided by the radius of the container.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die freie Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente an zumindest einem Radialabschnitt des Behälters derart geformt wird, dass sie wenigstens einen konvex in Radialrichtung nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist, wobei das Werkstück bereichsweise mit dem konvexen Oberflächenabschnitt der Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt gebracht wird, um das Werkstück lokal zu schleifen und/oder zu polieren. Während die freie Oberfläche der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat, wie oben erwähnt, unter Einwirkung der infolge Rotation des Behälters wirkenden Zentrifugalkräfte üblicherweise eine etwa parabelförmige und folglich konkave Oberflächenstruktur besitzt, macht es erfindungsgemäße Formung dieser Oberflächenstruktur zu einem zumindest bereichsweise konvexen Oberflächenabschnitt insbesondere möglich, auch konkave Bereiche des Werkstückes, wie Ausnehmungen, Bohrungen, Nuten, Gewindeabschnitte und dergleichen, lokal zu schleifen und/oder zu polieren, indem die mit dem konvex geformten Oberflächenabschnitt der zentrifugierten Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Kontakt gebracht werden. Im Vergleich mit herkömmlichen Schleppfinishverfahren, bei welchen sich die Partikel in solchen Ausnehmungen des Werkstückes stauen und akkumulieren können und folglich eine nur geringe Relativgeschwindigkeit zwischen den Granulatpartikeln und dem Werkstück - einhergehend mit einer nur mäßigen Abtragswirkung - erzielt werden kann, kann hierbei eine sehr hohe Abtragsrate erreicht werden, weil die zentrifugierten Partikel frei abfließen und nicht in der Ausnehmung angereichert werden, nachdem sie unter Kontakt mit dem Werkstück ihre Abtragswirkung entfaltet haben. Darüber hinaus eröffnet die erfindungsgemäße Formung der Oberflächenstruktur der zentrifugierten Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu einem zumindest bereichsweise konvexen Oberflächenabschnitt ein sehr präzises bis hin zu einem praktisch punktuellen lokale Inkontaktbringen des Werkstückes mit der konvexen Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates, um beispielsweise Kanten, Grate, Gewinde oder dergleichen des Werkstückes in vordefinierter Weise verrunden zu können, sei es mit konstanten Radien oder sei es insbesondere auch mit verschiedenen Radien.According to an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the free surface of the grinding and/or polishing granulate with a vertical direction of extension component is shaped on at least one radial section of the container in such a way that it has at least one surface section that is convexly curved inwards in the radial direction, with the Workpiece in areas with the conve xen surface section of the surface of the grinding and/or polishing granulate is brought into contact with a vertical extension direction component in order to locally grind and/or polish the workpiece. While the free surface of the particles of the grinding and/or polishing granules, as mentioned above, usually has an approximately parabolic and consequently concave surface structure under the action of the centrifugal forces acting as a result of rotation of the container, the inventive shaping of this surface structure makes it into an at least partially convex surface section In particular, it is also possible to locally grind and/or polish concave areas of the workpiece, such as recesses, bores, grooves, threaded sections and the like, by bringing the centrifuged particles from the grinding and/or polishing granules into contact with the convex-shaped surface section will. In comparison with conventional drag finishing methods, in which the particles can back up and accumulate in such recesses of the workpiece and consequently only a low relative speed between the granulate particles and the workpiece can be achieved - accompanied by only a moderate removal effect - a very high removal rate can be achieved here be achieved because the centrifuged particles flow off freely and are not concentrated in the recess after they have unfolded their removal effect in contact with the workpiece. In addition, the shaping according to the invention of the surface structure of the centrifuged particles from the grinding and/or polishing granules into an at least partially convex surface section opens up a very precise up to a practically punctiform local contacting of the workpiece with the convex surface of the grinding and/or polishing granules, in order to be able to round edges, burrs, threads or the like of the workpiece in a predefined manner, be it with constant radii or, in particular, also with different radii.

Die freie Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente kann dabei vorzugsweise dadurch an zumindest einem Radialabschnitt des Behälters derart geformt werden, dass sie wenigstens einen konvex in Radialrichtung nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist, indem eine Formungsschablone mit wenigstens einer Formungsausnehmung in dem Behälter angeordnet und die Formungsausnehmung der Formungsschablone in Radialrichtung in die freie Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente eingeführt wird. Die in Umfangs- bzw. Drehrichtung des Behälters durch die Formungsausnehmung der Formungsschablone hindurch bewegten Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates bilden auf diese Weise - in Umfangsrichtung betrachtet - stromab der Formungsausnehmung der Formungsschablone den konvex nach innen gekrümmten Oberflächenbereich der (stromauf der Formungsschablone weitgehend parabelförmigen) Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates aus, so dass das Werkstück stromab der Formungsschablone mit dem konvex geformten Oberflächenabschnitt des Schleif- und/oder Poliergranulates in Kontakt gebracht werden kann, um für eine lokale Schleif- und/oder Polierwirkung zu sorgen.The free surface of the grinding and/or polishing granules with a vertical extension direction component can preferably be shaped on at least one radial section of the container in such a way that it has at least one surface section that is convexly curved inward in the radial direction, by using a shaping template with at least one shaping recess in the container arranged and the shaping recess of the shaping template is introduced in the radial direction into the free surface of the grinding and/or polishing granulate with a vertical extension direction component. The particles of the grinding and/or polishing granules that are moved in the circumferential or rotational direction of the container through the shaping recess of the shaping template form in this way - viewed in the circumferential direction - downstream of the shaping recess of the shaping template the convexly inwardly curved surface area of the (upstream of the shaping template largely parabolic) surface of the grinding and/or polishing granules, so that the workpiece can be brought into contact with the convex-shaped surface section of the grinding and/or polishing granules downstream of the forming template in order to provide a local grinding and/or polishing effect.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist in diesem Fall folglich vorgesehen, dass der Behälter an wenigstens einem Radialschnitt desselben mit wenigstens einer mit Abstand von der Umfangswand des Behälters angeordneten Formungsschablone ausgestattet ist, welche an deren der Umfangswand des Behälters zugewandten Seite wenigstens eine Formungsausnehmung aufweist, um die freie Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente an dem Radialabschnitt des Behälters derart zu formen, dass sie wenigstens einen konvex in Radialrichtung nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist. Die Formungsschablone kann dabei z.B. im Wesentlichen in Form sich einer etwa radial in dem Behälter erstreckenden Platte mit der Formungsausnehmung ausgestaltet sein, welche an ihrer - in Umfangsrichtung betrachtet - der Drehrichtung des Behälters entgegengesetzten Seite mit Führungs- oder Leiteinrichtungen versehen sein kann, um den Strömungswiderstand gegenüber den zentrifugierten und in Umfangsrichtung beschleunigten Partikeln des Schleif- und/oder Poliergranulates zu verringern. Die Formungsschablone kann ferner je nach gewünschter Oberflächenkontor der zentrifugierten Partikel des Schleif- und/oder Poliergranulates eine oder mehrere Formungsausnehmungen besitzen, deren Form und Größe an die jeweils gewünschte Form der freien Oberfläche des zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates angepasst ist.In terms of device technology, it is therefore provided in this case that the container is equipped on at least one radial section thereof with at least one shaping template arranged at a distance from the peripheral wall of the container, which has at least one shaping recess on its side facing the peripheral wall of the container in order to Shape the surface of the grinding and/or polishing granules with a vertical extension direction component on the radial section of the container in such a way that it has at least one surface section that is convexly curved inward in the radial direction. The shaping template can be designed, for example, essentially in the form of a plate that extends approximately radially in the container and has the shaping recess, which on its side opposite the direction of rotation of the container - viewed in the circumferential direction - can be provided with guide or guiding devices in order to reduce the flow resistance compared to the centrifuged and circumferentially accelerated particles of the grinding and/or polishing granulate. Depending on the desired surface contour of the centrifuged particles of the grinding and/or polishing granules, the shaping template can also have one or more shaping recesses whose shape and size is adapted to the desired shape of the free surface of the centrifuged grinding and/or polishing granules.

Die Formungsschablone kann ferner insbesondere im Wesentlichen in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung des Behälters verstellbar sein, wobei sie beispielsweise an einem sich im Wesentlichen in Axialrichtung des Behälters erstreckenden Träger festgelegt und mittels des Trägers z.B. auch in Axial- und/oder Radialrichtung des Behälters verstellbar sein kenn. Darüber hinaus kann es z.B. von Vorteil sein, wenn die Formungsschablone eine Mehrzahl an relativ zueinander verstellbare Schablonenabschnitte aufweist, um die Formungsausnehmung(en) hinsichtlich ihrer Form, Größe und/oder Position verändern zu können.The shaping template can also be adjustable, in particular, essentially in the axial direction and/or in the radial direction of the container, being fixed, for example, to a carrier extending essentially in the axial direction of the container and being adjustable by means of the carrier, e.g. also in the axial and/or radial direction of the container know his In addition, it can be advantageous, for example, if the shaping template has a plurality of template sections that can be adjusted relative to one another, in order to be able to change the shape, size and/or position of the shaping recess(es).

Um die Oberflächenstruktur der zentrifugierten Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat exakt erfassen und etwaige Einflüsse durch äußere Einwirkungen, wie z.B. Schwingungen, Vibrationen etc., berücksichtigen zu können, kann die Kontur der Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente vorzugsweise sensorisch, insbesondere berührungsfrei, erfasst werden. Die sensorisch ermittelten Daten können dann bei der Bewegungssteuerung des Werkstückes bzw. der dieses tragenden Spanneinrichtung berücksichtigt werden, um das Werkstück sehr exakt mit dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Kontakt zu bringen und für die gewünschte lokale Schleif- und/oder Polierwirkung zu sorgen.About the surface structure of the centrifuged particles from the grinding and/or polishing granules The contour of the surface of the grinding and/or polishing granules with a vertical extension direction component can preferably be detected by sensors, in particular without contact, so that any influences from external influences such as oscillations, vibrations etc. can be taken into account. The sensor-determined data can then be taken into account when controlling the movement of the workpiece or the clamping device carrying it, in order to bring the workpiece into very precise contact with the grinding and/or polishing granulate and to ensure the desired local grinding and/or polishing effect .

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang wenigstens ein Sensor vorgesehen sein, welcher zur, insbesondere berührungsfreien, Erfassung der Kontur der Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausgebildet ist. Wie bereits angedeutet, kann der Sensor, bei welchem es sich beispielsweise um einen optischen Sensor handeln kann, zweckmäßigerweise mit einer Bewegungssteuerung der Spanneinrichtung in Verbindung stehen.In terms of device technology, at least one sensor can be provided in this context, which is designed for, in particular non-contact, detection of the contour of the surface of the grinding and/or polishing granulate with a vertical extension direction component. As already indicated, the sensor, which can be an optical sensor, for example, can expediently be connected to a movement controller for the tensioning device.

Um das Werkstück nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche des zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates in Kontakt zu bringen, kann das Werkstück seinerseits zweckmäßigerweise translatorisch und/oder rotatorisch in Bezug auf die Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente bewegt werden.In order to bring the workpiece only partially into contact with a section of the surface of the centrifuged grinding and/or polishing granules, the workpiece can in turn be moved in a translatory and/or rotary manner in relation to the surface of the grinding and/or polishing granules with a vertical direction of extension component .

Das Werkstück kann hierbei vorteilhafterweise an einer Spanneinrichtung eines programmtechnisch eingerichteten Manipulator, insbesondere in Form eines Roboters, wie z.B. eines, insbesondere sechsachsigen, Industrieroboters, gespannt werden, um das Werkstück nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt zu bringen.The workpiece can advantageously be clamped on a clamping device of a programmed manipulator, in particular in the form of a robot, such as an industrial robot, in particular a six-axis one, in order to only partially connect the workpiece to a section of the surface of the grinding and/or polishing granulate with a vertical axis To bring extension direction component into contact.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang folglich vorgesehen sein, dass die Spanneinrichtung translatorisch und/oder rotatorisch in Bezug auf den Behälter bewegbar ist. Die Spanneinrichtung kann dabei vorzugsweise an einem programmtechnisch eingerichteten Manipulator, insbesondere in Form eines Roboters, wie z.B. eines, insbesondere sechsachsigen, Industrieroboters, angeordnet sein. Der Roboter verfügt zu diesem Zweck über eine in prorammtechnischer Weise dementsprechend eingerichtete Bewegungssteuerung, welche - wie bereits erwähnt - mit einem oder mehreren Sensoren in Verbindung stehen kann, welche zur Erfassung der freien Oberfläche des zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates dienen.In terms of device technology, it can therefore be provided in this context that the clamping device can be moved in translation and/or rotation with respect to the container. The clamping device can preferably be arranged on a manipulator set up in terms of programming, in particular in the form of a robot, such as an industrial robot, in particular a six-axis one. For this purpose, the robot has a motion control set up accordingly in a program-technical manner, which—as already mentioned—can be connected to one or more sensors, which are used to detect the free surface of the centrifuged grinding and/or polishing granules.

Gemäß einer sehr einfachen und kostengünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Behälter mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat befüllt wird und die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat ausschließlich dadurch in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden, indem der Behälter mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat rotiert wird, so dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbilden. Die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat werden dem Behälter in diesem Fall folglich chargenweise aufgegeben und ausschließlich unter den einwirkenden Zentrifugalkräften infolge Rotation des Behälters derart beschleunigt, dass sie in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden und das Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbilden.According to a very simple and cost-effective embodiment of the method according to the invention, it can be provided that the container is filled with the particles of the grinding and/or polishing granules and the particles of the grinding and/or polishing granules are thereby centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container by the container with the particles of grinding and/or polishing granules being rotated, so that the particles of grinding and/or polishing granules form a free surface with a vertical extension direction component. In this case, the particles from the grinding and/or polishing granules are therefore fed into the container in batches and are accelerated exclusively under the acting centrifugal forces as a result of rotation of the container in such a way that they are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container and the grinding and/or polishing granules form a free surface with a vertical extension direction component.

Gemäß einer weiteren, demgegenüber weitergebildeten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Behälter mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat befüllt wird und die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat dadurch in Richtung der Umfangswand des Behälters zentrifugiert werden, indem

• - einerseits der Behälter mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat rotiert wird,
• - andererseits die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat mittels einer im zentralen Bereich des Behälters angeordneten Düse im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswandung des Behälters beschleunigt werden,

so dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbilden. Die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat werden in diesem Fall nicht nur unter den einwirkenden Zentrifugalkräften infolge Rotation des Behälters in Richtung der Umfangswand des Behälters beschleunigt, sondern zusätzlich mittels der Düse, so dass das Schleif- und/oder Poliergranulat auch eine nicht notwendigerweise etwa parabelförmige Oberflächenkontur auszubilden vermag, welche gegebenenfalls wiederum, insbesondere mittels einer Formungsschablone der weiter oben beschriebenen Art, individuell geformt werden kann.According to a further embodiment of the method according to the invention that has been further developed in comparison, it can be provided that the container is filled with the particles from the grinding and/or polishing granules and the particles from the grinding and/or polishing granules are thereby centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container , in which

• - on the one hand, the container with the particles from the grinding and/or polishing granulate is rotated,
• - on the other hand, the particles from the grinding and/or polishing granules are accelerated essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container by means of a nozzle arranged in the central region of the container,

so that the particles of the grinding and/or polishing granules form a free surface with a vertical component in the direction of extension. In this case, the particles from the grinding and/or polishing granules are not only accelerated in the direction of the peripheral wall of the container under the centrifugal forces acting as a result of rotation of the container, but also by means of the nozzle, so that the grinding and/or polishing granules also do not necessarily able to form an approximately parabolic surface contour, which in turn can optionally be shaped individually, in particular by means of a shaping template of the type described above.

Die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat können in diesem Fall in dem Behälter im Kreislauf geführt werden, indem sie von einem unteren Abschnitt des Behälters an die Düse gefördert und von dort im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters beschleunigt werden.In this case, the particles from the grinding and/or polishing granules can be circulated in the container by being conveyed from a lower section of the container to the nozzle and from there being accelerated essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container .

Eine zur Durchführung einer solchen Verfahrensführung geeignete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Behälter ferner mit einer im zentralen Bereich desselben angeordneten und im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters gerichteten Düse ausgestattet ist, welche zum Beschleunigen der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters ausgebildet ist.A device suitable for carrying out such a method is characterized in that the container is also equipped with a nozzle which is arranged in the central area of the container and is directed essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container, which nozzle is used to accelerate the particles from the abrasive and/or polishing granules are formed radially outwards towards the peripheral wall of the container.

Die Düse kann hierbei an eine Förderleitung angeschlossen sein, welche sich von einem unteren Abschnitt des Behälters an die Düse erstreckt, um das Schleif- und/oder Poliergranulat in dem Behälter im Kreislauf zu führen.In this case, the nozzle can be connected to a conveying line which extends from a lower section of the container to the nozzle in order to circulate the grinding and/or polishing granules in the container.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:

• 1 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur lokalen Oberflächenbearbeitung von Werkstücken;
• 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Behälters der Vorrichtung gemäß der 1 entlang der Schnittebene A gemäß der 4 im Bereich einer Formungsschablone;
• 3 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Behälters der Vorrichtung gemäß den 1 und 2 entlang der - in Drehrichtung des Behälters betrachtet - stromab der Schnittebene A angeordneten Schnittebene B gemäß der 4, in welcher die Oberfläche des zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates bereichsweise konvex geformt worden ist, einschließlich eines bearbeiteten Werkstückes;
• 4 eine schematische Draufsicht auf den Behälter der Vorrichtung gemäß den 1 bis 3 zur Veranschaulichung der Lage der Schnittebenen A und B gemäß den 2 und 3;
• 5 eine der 4 entsprechende schematische Draufsicht auf den Behälter einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zur lokalen Oberflächenbearbeitung von Werkstücken zur Veranschaulichung der Lage der Schnittebenen A, B, C und D gemäß den 6 bis 9;
• 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Behälters der Vorrichtung gemäß der 5 entlang der Schnittebene A im Bereich einer im zentralen Bereich des Behälters angeordneten Düse zur Beschleunigung des Schleif- und/oder Poliergranulates im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswandung des Behälters;
• 7 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Behälters der Vorrichtung gemäß den 5 und 6 entlang der - in Drehrichtung des Behälters betrachtet - stromab der Schnittebene A angeordneten Schnittebene B gemäß der 5 im Bereich einer Formungsschablone;
• 8 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Behälters der Vorrichtung gemäß den 5 bis 7 entlang der - in Drehrichtung des Behälters betrachtet - stromab der Schnittebene B angeordneten Schnittebene C gemäß der 5, in welcher die Oberfläche des zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates bereichsweise konvex geformt worden ist, einschließlich Sensors zur Ermittlung der Oberflächenkontur des Schleif- und/oder Poliergranulates; und
• 9 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils des Behälters der Vorrichtung gemäß den 5 bis 8 entlang der - in Drehrichtung des Behälters betrachtet - unmittelbar stromab der Schnittebene C angeordneten Schnittebene D gemäß der 5 einschließlich eines bearbeiteten Werkstückes.

Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. show:

• 1 a schematic perspective exploded view of an embodiment of a device according to the invention for the local surface treatment of workpieces;
• 2 a schematic cross-sectional view of part of the container of the device according to FIG 1 along the cutting plane A according to the 4 in the area of a forming template;
• 3 a schematic cross-sectional view of a part of the container of the device according to the 1 and 2 along the - viewed in the direction of rotation of the container - downstream of the sectional plane A arranged sectional plane B according to the 4 in which the surface of the centrifuged grinding and/or polishing granules has been formed convex in areas, including a machined workpiece;
• 4 a schematic plan view of the container of the device according to 1 until 3 to illustrate the position of the section planes A and B according to the 2 and 3 ;
• 5 one of the 4 corresponding schematic plan view of the container of a further embodiment of a device according to the invention for the local surface treatment of workpieces to illustrate the position of the section planes A, B, C and D according to the 6 until 9 ;
• 6 a schematic cross-sectional view of part of the container of the device according to FIG 5 along the section plane A in the area of a nozzle arranged in the central area of the container for accelerating the grinding and/or polishing granules essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container;
• 7 a schematic cross-sectional view of a part of the container of the device according to the 5 and 6 along the - viewed in the direction of rotation of the container - downstream of the sectional plane A arranged sectional plane B according to the 5 in the area of a forming template;
• 8th a schematic cross-sectional view of a part of the container of the device according to the 5 until 7 along the sectional plane C arranged downstream of the sectional plane B, as viewed in the direction of rotation of the container, according to FIG 5 , in which the surface of the centrifuged grinding and/or polishing granulate has been formed convex in some areas, including a sensor for determining the surface contour of the grinding and/or polishing granulate; and
• 9 a schematic cross-sectional view of a part of the container of the device according to the 5 until 8th along the sectional plane D arranged immediately downstream of the sectional plane C, as viewed in the direction of rotation of the container, according to FIG 5 including a machined workpiece.

Die in der 1 schematisch wiedergegebene Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken umfasst einen Behälter 1 zur Aufnahme eines Schleif- und/oder Poliergranulates (vgl. die 2 ff), welcher um eine vertikale Achse 2 rotierbar ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Behälter 1 z.B. auf einem Träger in Form eines mittels Rollen 3 verfahrbaren Wagens 4 angeordnet, um für einen einfachen und schnellen Austausch des Granulates zu sorgen, indem ein Behälter 1 gegen einen weiteren Behälter 1 ausgetauscht werden kann. Der Wagen 4 umfasst einen z.B. an seiner Unterseite angeordneten, motorischen Rotationsantrieb (in der 1 nicht erkennbar) des Behälters 1, welcher insbesondere in programmtechnischer Weise hinsichtlich Rotationsgeschwindigkeit und/oder -richtung steuerbar ist, und welcher eine mit einer Mitnehmerwelle 5 ausgestattete Tragplatte 6 umfasst, auf welche der Behälter 1 drehfest und selbstzentrierend aufgesetzt werden kann. Der Rotationsantrieb des Behälters 1 zur Aufnahme der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat ist zur Rotation des Behälters 1 mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit ausgebildet, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Richtung der Umfangswand des Behälters 1 zentrifugiert werden und das Schleif- und/oder Poliergranulat eine freie Oberfläche mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, wie es weiter unten unter Bezugnahme auf die 2 ff näher erläutert ist.The one in the 1 Schematically reproduced device for the surface treatment of workpieces comprises a container 1 for receiving grinding and/or polishing granules (cf 2 ff), which is rotatable about a vertical axis 2. In the present exemplary embodiment, the container 1 is arranged, for example, on a carrier in the form of a carriage 4 that can be moved by means of rollers 3 in order to ensure that the granules can be exchanged quickly and easily, in that one container 1 can be exchanged for another container 1 . The carriage 4 comprises a motorized rotary drive arranged, for example, on its underside (in FIG 1 not recognizable) of the container 1, which can be controlled in particular in a programmatic manner with regard to the rotational speed and/or direction, and which comprises a support plate 6 equipped with a driver shaft 5, on which the container 1 can be placed in a rotationally fixed and self-centering manner. The rotary drive of the container 1 for receiving the particles from the grinding and / or polishing granules is for Rotation of the container 1 is formed at a sufficient rotational speed that the particles of the grinding and / or polishing granules are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container 1 and the grinding and / or polishing granules form a free surface with a vertical extension direction component, as further below with reference to the 2 ff is explained in more detail.

Die in der 1 dargestellte Vorrichtung umfasst ferner einen Manipulator in Form eines Roboters 10, welcher eine Spanneinrichtung 11 zum lösbaren Festlegen eines zu bearbeitenden Werkstückes (in der 1 nicht gezeigt) trägt. Bei dem Roboter 10 handelt es sich um vorliegenden Fall um einen sechsachsigen Industrieroboter, welcher ein Gestell 12 aufweist, auf welchem ein Karussell 13 um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert ist. Auf dem Karussell 13 sitzt eine Konsole 14 mit einem horizontalen Lager für eine Schwinge 15, an deren der Konsole 14 abgewandten (oberen) Ende wiederum ein Ausleger 16 an einer horizontalen, parallel zur Schwenkachse der Konsole 14 angeordneten Achse gelagert ist. Der Ausleger 16 ist an seinem Ende mit einer dreiachsigen Roboterhand 17 ausgestattet, welche die Spanneinrichtung 11 trägt. Während das Karussell 13 über einen Steuermotor 18 gegenüber dem stationären Gestell 12 angetrieben ist, dient ein Steuermotor 19 zum Antrieb der Schwinge 15 und ein Steuermotor 20 für den Antrieb des Auslegers 16. Die dreiachsige Roboterhand 17 ist von drei weiteren Steuermotoren 21, 22, 23 angetrieben, welche z.B. an dem der Roboterhand 17 abgewandten Ende des Auslegers 16 montiert sind. Die dreiachsige Roboterhand 17 mit der Spanneinrichtung 11 vermag die Spanneinrichtung 11 folglich sowohl unter einer beliebigen Ausrichtung im dreidimensionalen Raum zu verschwenken, um ein an der Spanneinrichtung 11 befestigtes Werkstück in der gewünschten Position in Bezug auf die in dem Behälter 1 befindliche Granulatschüttung auszurichten, als auch die Spanneinrichtung 11 translatorisch in beliebige Raumrichtungen zu verfahren. Darüber hinaus vermag die dreiachsige Roboterhand 17 die Spanneinrichtung 11 zumindest um ihre Längsachse 24 zu rotieren, um ein gespanntes Werkstück nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche des in dem Behälter 1 aufgenommenen Schleif- und/oder Poliergranulates mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt zu bringen.The one in the 1 The device shown also includes a manipulator in the form of a robot 10, which has a clamping device 11 for releasably fixing a workpiece to be machined (in Fig 1 not shown). In the present case, the robot 10 is a six-axis industrial robot which has a frame 12 on which a carousel 13 is mounted so that it can pivot about a vertical axis. On the carousel 13 sits a console 14 with a horizontal bearing for a rocker 15, at the console 14 facing away (upper) end in turn a boom 16 is mounted on a horizontal, parallel to the pivot axis of the console 14 arranged axis. The cantilever 16 is equipped at its end with a three-axis robot hand 17 which carries the clamping device 11 . While the carousel 13 is driven by a control motor 18 in relation to the stationary frame 12, a control motor 19 is used to drive the swing arm 15 and a control motor 20 is used to drive the boom 16. The three-axis robot hand 17 is controlled by three other control motors 21, 22, 23 driven, which are mounted, for example, on the end of the boom 16 facing away from the robot hand 17 . The three-axis robot hand 17 with the clamping device 11 is therefore able to pivot the clamping device 11 in any orientation in three-dimensional space in order to align a workpiece attached to the clamping device 11 in the desired position in relation to the bulk granules in the container 1, as well as to move the clamping device 11 translationally in any spatial directions. In addition, the three-axis robot hand 17 is able to rotate the clamping device 11 at least about its longitudinal axis 24 in order to bring a clamped workpiece into contact only in certain areas with a section of the surface of the grinding and/or polishing granulate accommodated in the container 1 with a vertical direction of extension component.

Sowohl der Roboter 10 mit seinen Steuermotoren 18-23 als auch der Rotationsantrieb des Behälters 1 sind zweckmäßig mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung (nicht dargestellt) wirkverbunden, welche ihrerseits mit einer Eingabe-, einer Anzeige- und einer Speichereinrichtung verbunden ist, um verschiedene Bewegungsprogramme der Spanneinrichtung 11 in Bezug auf den rotierenden Behälter 1 einzugeben, anzuzeigen, abzuarbeiten und zu speichern. Um für eine exakte Ausrichtung des Behälters 1 in Bezug auf den die Spanneinrichtung 11 tragenden Roboter 10 zu sorgen, kann der Wagen 4 ferner mit Zentriereinrichtungen 7 ausgestattet sein, welche beispielsweise an drei von vier Seiten des Wagens 4 angeordnet sind. Die Zentriereinrichtungen 7 wirken mit hierzu komplementären Zentriereinrichtungen einer stationären Feststelleinrichtung (nicht dargestellt) zusammen, welche zum Feststellen des mit dem Behälter 1 bestückten Wagens 4 in ein und derselben, vorgegebenen Relativposition in Bezug auf den Roboter 10 dient. Der Wagen 4 kann selbstverständlich entweder manuell, z.B. mit Hilfe eines Handgriffs 8, oder motorisch, insbesondere auch auf Führungen (nicht gezeigt), verfahrbar sein.Both the robot 10 with its control motors 18-23 and the rotary drive of the container 1 are expediently operatively connected to a common control device (not shown), which in turn is connected to an input, a display and a storage device in order to run various movement programs of the clamping device 11 in relation to the rotating container 1 to be entered, displayed, processed and saved. In order to ensure an exact alignment of the container 1 in relation to the robot 10 carrying the clamping device 11, the carriage 4 can also be equipped with centering devices 7 which are arranged, for example, on three of the four sides of the carriage 4. The centering devices 7 interact with complementary centering devices of a stationary locking device (not shown), which is used to lock the carriage 4 loaded with the container 1 in one and the same predetermined relative position in relation to the robot 10 . The carriage 4 can of course be moved either manually, e.g. with the aid of a handle 8, or by motor, in particular also on guides (not shown).

Wie insbesondere auch der 2 zu entnehmen ist, ist der Behälter 1 an wenigstens einem Radialschnitt desselben mit wenigstens einer mit Abstand von seiner Umfangswand angeordneten Formungsschablone 30 ausgestattet, welche im vorliegenden Fall im Wesentlichen in Form einer sich in Radialrichtung des Behälters 1 erstreckenden Platte ausgestaltet ist, welche beispielsweise an einem sich etwa in Axialrichtung des Behälters 1 erstreckenden Träger 32 festgelegt ist, mittels welchem sie sowohl in Umfangsrichtung des Behälters 1 als auch in Axialrichtung desselben verstellbar sein kann, wie dies durch die Pfeile P₁ der 2 angedeutet ist. Die Formungsschablone 30 weist an deren der Umfangswand des Behälters 1 zugewandten Seite wenigstens eine Formungsausnehmung 31 auf, wobei die Formungsschablone 30 beispielsweise aus verschiedenen, vorzugsweise um die Achse 2 des Behälters 1 P₂ relativ zueinander verstellbaren Formungsabschnitten 30a, 30b, 30c, 30d gebildet sein kann, welche aufgrund unterschiedlicher Länge die Formungsausnehmung 31 begrenzen.Like that one in particular 2 can be seen, the container 1 is equipped in at least one radial section of the same with at least one forming template 30 arranged at a distance from its peripheral wall, which in the present case is essentially designed in the form of a plate extending in the radial direction of the container 1, which is e.g is fixed approximately in the axial direction of the container 1 extending carrier 32, by means of which it can be adjusted both in the circumferential direction of the container 1 and in the axial direction thereof, as indicated by the arrows P ₁ of 2 is indicated. The shaping template 30 has at least one shaping recess 31 on its side facing the peripheral wall of the container 1, the shaping template 30 being formed, for example, from different shaping sections 30a, 30b, 30c, 30d, which can preferably be adjusted relative to one another about the axis 2 of the container 1 P ₂ can, which limit the molding recess 31 due to different lengths.

Wird der Behälter 1 mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit um die Achse 2 rotiert, wobei die Winkelgeschwindigkeit vorzugsweise mindestens etwa der Quadratwurzel des Quotienten aus der Erdbeschleunigung dividiert durch den Radius des Behälters 1 betragen sollte, so bildet sich infolge der auf das Schleif- und/oder Poliergranulat G einwirkenden Zentrifugalkräfte eine freie Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates G mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente aus, welche in der Regel etwa parabelförmig ist, wie dies in der 3 mittels einer Strichpunktlinie angedeutet ist. Diese - üblicherweise etwa parabelförmige - Oberfläche O wird beim Passieren der Formungsausnehmung 31 der in Bezug auf den rotierenden Behälter 1 stationär gehaltenen Formungsschablone 30 in Umfangsrichtung des Behälters 1 derart geformt, dass sie - im Umfangsrichtung bzw. Drehrichtung D des Behälters 1 betrachtet (vgl. hierzu auch die 4) - stromab der Formungsschablone 30 einen konvex nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist, wie dies in der 3 erkennbar ist. Ein an der Spanneinrichtung 11 des Roboters 10 (vgl. auch die 1) gespanntes Werkstück W kann nun bereichsweise mit einem Abschnitt der - hier mittels der Formungsschablone 30 konvex geformten - Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates G in Kontakt gebracht werden, um das Werkstück W lokal zu schleifen und/oder zu polieren und hierbei beispielsweise für bereichsweise verschiedene Abtragsraten zu sorgen. Das an der von der Hand 17 des Roboters 10 getragenen Spanneinrichtung 11 gespannte Werkstück W kann dabei sowohl translatorisch als auch rotatorisch in Bezug auf die Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates G mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente - hier: in Bezug den konvex nach innen geformten Oberflächenabschnitt des Schleif- und/oder Poliergranulates G - bewegt werden.If the container 1 is rotated about the axis 2 at a sufficient rotational speed, with the angular velocity preferably being at least approximately the square root of the quotient of the acceleration due to gravity divided by the radius of the container 1, then the grinding and/or polishing granules are formed as a result G acting centrifugal forces a free surface O of the grinding and / or polishing granules G with vertical extension direction component, which is approximately parabolic as a rule, as in the 3 is indicated by a chain line. This - usually approximately parabolic - surface O is shaped when passing the shaping recess 31 of the shaping template 30, which is held stationary in relation to the rotating container 1, in the circumferential direction of the container 1 in such a way that - viewed in the circumferential direction or direction of rotation D of the container 1 (cf. also the 4 ) - Downstream of the shaping template 30 a convexly inwardly curved surface chen section has, as in the 3 is recognizable. A on the clamping device 11 of the robot 10 (cf. also the 1 ) clamped workpiece W can now be brought into contact in some areas with a section of the surface O of the grinding and/or polishing granules G—here convexly shaped by means of the shaping template 30, in order to grind and/or polish the workpiece W locally, for example to ensure different removal rates in different areas. The workpiece W clamped on the clamping device 11 carried by the hand 17 of the robot 10 can be moved both translationally and rotationally in relation to the surface O of the grinding and/or polishing granulate G with a vertical extension direction component - here: in relation to the convex inwardly shaped component Surface section of the grinding and / or polishing granules G - are moved.

Wie weiter unten unter Bezugnahme auf die 8 noch näher erläutert, kann die Vorrichtung ferner einen oder mehrere - in den 1 bis 4 nicht zeichnerisch wiedergegebene(n) - Sensor(en) aufweisen, um die Kontur der Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates zu erfassen, was zweckmäßigerweise mittels beliebiger bekannter berührungsfreier Sensoren, wie z.B. optischer Sensoren, geschehen kann. Die Sensoren stehen dabei insbesondere mit der Bewegungssteuerung des Roboters 10 in Verbindung, um die Bewegung des Werkstückes W relativ zu der freien Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates G exakt steuern zu können.As further below with reference to the 8th explained in more detail, the device can also have one or more - in the 1 until 4 not graphically reproduced (s) - have sensor (s) to detect the contour of the surface O of the grinding and / or polishing granules, which can be done conveniently by means of any known non-contact sensors, such as optical sensors. The sensors are in particular connected to the movement control of the robot 10 in order to be able to precisely control the movement of the workpiece W relative to the free surface of the grinding and/or polishing granules G.

Die in den 5 bis 9 in stark schematisierter Weise wiedergegebene Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, bei welcher identische bzw. wirkungsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und keiner nochmaligen Erläuterung bedürfen, unterscheidet sich von jener der 1 bis 4 insbesondere dadurch, dass der Behälter 1 nicht nur mittels eines Rotationsantriebs rotierbar ist, sondern ferner mit einer im zentralen Bereich des Behälters 1 angeordneten und im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters 1 gerichteten Düse 50 ausgestattet ist, welche zum zusätzlichen Beschleunigen der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat G radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters 1 ausgebildet ist (vgl. die 6). Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Düse 50 an eine Förderleitung 51 angeschlossen ist, welche sich von einem unteren Abschnitt des Behälters 1 an die Düse 50 erstreckt, um das Schleif- und/oder Poliergranulat in dem Behälter 1 im Kreislauf zu führen. Der Behälter 1 ist an seinem oberen Abschnitt ferner mit einer sich etwa in Radialrichtung nach innen erstreckenden Rückhaltewand 1a versehen, um zu verhindern, dass das Schleif- und/oder Poliergranulat G während des Betriebs aus dem Behälter 1 austritt, und um die sich während des Betriebs ausbildende Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates G mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente zu stabilisieren.The in the 5 until 9 device for surface treatment of workpieces reproduced in a highly schematic manner, in which identical or functionally equivalent components are provided with the same reference symbols and do not require repeated explanation, differs from that of FIG 1 until 4 in particular in that the container 1 is not only rotatable by means of a rotary drive, but is also equipped with a nozzle 50 arranged in the central region of the container 1 and directed essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container 1, which is used to additionally accelerate the Particles of the grinding and/or polishing granules G are formed radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container 1 (cf 6 ). In the present exemplary embodiment, the nozzle 50 is connected to a delivery line 51 which extends from a lower section of the container 1 to the nozzle 50 in order to circulate the grinding and/or polishing granules in the container 1 . The container 1 is further provided at its upper portion with a retaining wall 1a extending approximately radially inwards to prevent the grinding and/or polishing granules G from escaping the container 1 during operation, and around which during the To stabilize operational forming surface O of the grinding and / or polishing granules G with vertical extension direction component.

Wie aus der 7 ersichtlich, ist in Umfangs- bzw. Drehrichtung D des Behälters 1 stromab der Düse 50 wiederum eine Formungsschablone 30 vorgesehen, welche weitgehend jener der 2 entspricht und wiederum eine Formungsausnehmung 31 besitzt, um die freie Oberfläche O des zentrifugierten Schleif- und/oder Poliergranulates G mit einem bereichsweise konvexen Oberflächenabschnitt zu formen.How from the 7 can be seen, a shaping template 30 is provided in the circumferential or rotational direction D of the container 1 downstream of the nozzle 50, which largely that of the 2 and in turn has a shaping recess 31 in order to shape the free surface O of the centrifuged grinding and/or polishing granules G with a partially convex surface section.

Wie in der 8 erkennbar, ist in Umfangs- bzw. Drehrichtung D des Behälters 1 stromab der Formungsschablone 30 ein, z.B. optischer, Sensor 52 angeordnet, welcher zur berührungsfreien Erfassung der Kontur der Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates dient und insbesondere mit der Bewegungssteuerung des Roboters 10 (vgl. die 1) in Verbindung, um die Bewegung des Werkstückes W relativ zu der freien Oberfläche des Schleif- und/oder Poliergranulates G exakt steuern zu können.Like in the 8th As can be seen, a sensor 52, e.g. optical, is arranged in the circumferential or rotational direction D of the container 1 downstream of the shaping template 30, which is used for non-contact detection of the contour of the surface O of the grinding and/or polishing granulate and in particular with the movement control of the robot 10 (cf. the 1 ) in connection in order to be able to precisely control the movement of the workpiece W relative to the free surface of the grinding and/or polishing granules G.

Wie sich schließlich aus der 9 ergibt, kann ein an der Spanneinrichtung 11 des Roboters 10 (vgl. auch die 1) gespanntes Werkstück W nun - in Umfangs- bzw. Drehrichtung D des Behälters 1 betrachtet - unmittelbar stromab des Sensors 52 bereichsweise mit einem Abschnitt der - hier mittels der Formungsschablone 30 konvex geformten - Oberfläche O des Schleif- und/oder Poliergranulates G in Kontakt gebracht werden, um das Werkstück W lokal zu schleifen und/oder zu polieren, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben ist.As finally emerged from the 9 results, a clamping device 11 of the robot 10 (cf. also the 1 ) clamped workpiece W now - viewed in the circumferential or rotational direction D of the container 1 - directly downstream of the sensor 52 in some areas with a section of the surface O of the grinding and/or polishing granulate G - here convexly shaped by means of the shaping template 30 to locally grind and/or polish the workpiece W as described above with reference to FIG 3 is described.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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• DE 20005361 U1 [0003]DE 20005361 U1 [0003]
• DE 102010052222 A1 [0003, 0006]DE 102010052222 A1 [0003, 0006]
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• DE 102011015750 A1 [0007]DE 102011015750 A1 [0007]

Claims (19)

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, indem das Werkstück (W) mit in einem Behälter (1) befindlichen Partikeln aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) in Kontakt gebracht wird und die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) relativ zu dem Werkstück (W) bewegt werden, indem zumindest der Behälter (1) mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) rotiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit rotiert wird, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) zentrifugiert werden und das Schleif- und/oder Poliergranulat (G) eine freie Oberfläche (O) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, wobei das Werkstück (W) nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt gebracht wird, um das Werkstück (W) lokal zu schleifen und/oder zu polieren.Process for the surface treatment of workpieces, in which the workpiece (W) is brought into contact with particles of grinding and/or polishing granules (G) in a container (1) and the particles of grinding and/or polishing granules (G) are moved relative to the workpiece (W) by rotating at least the container (1) with the particles of the grinding and/or polishing granules (G), characterized in that the container (1) with the particles of the grinding and/or polishing granules (G) is rotated at a sufficient rotational speed that the particles of the grinding and/or polishing granules (G) are centrifuged in the direction of the peripheral wall of the container (1) and the grinding and/or polishing granules (G) forms a free surface (O) with a vertical direction of extension component, the workpiece (W) only partially having a section of the surface (O) of the grinding and/or polishing granulate (G) with a vertical direction of extension ung component is brought into contact to locally grind and/or polish the workpiece (W). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit einer Winkelgeschwindigkeit (ω) rotiert wird, welche mindestens etwa der Quadratwurzel des Quotienten aus der Erdbeschleunigung (g) dividiert durch den Radius (r) des Behälters (1) entspricht: $$\mathrm{\omega }\ge {\left(\text{g}/\text{r}\right)}^{\mathrm{0,5}}.$$

procedure after claim 1 , characterized in that the container (1) is rotated at an angular velocity (ω) which corresponds at least approximately to the square root of the quotient of the acceleration due to gravity (g) divided by the radius (r) of the container (1): $$\mathrm{\omega }\ge {\left(\text{G}/\text{right}\right)}^{0.5}.$$

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente an zumindest einem Radialabschnitt des Behälters (1) derart geformt wird, dass sie wenigstens einen konvex in Radialrichtung nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist, wobei das Werkstück (W) bereichsweise mit dem konvexen Oberflächenabschnitt der Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt gebracht wird, um das Werkstück (W) lokal zu schleifen und/oder zu polieren.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the free surface (O) of the grinding and/or polishing granules (G) with a vertical extension direction component is shaped on at least one radial section of the container (1) in such a way that it has at least one surface section curved convexly inwards in the radial direction, the workpiece (W) being brought into contact in some areas with the convex surface section of the surface (O) of the grinding and/or polishing granules (G) with a vertical extension direction component in order to grind and/or polish the workpiece (W) locally. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente dadurch an zumindest einem Radialabschnitt des Behälters (1) derart geformt wird, dass sie wenigstens einen konvex in Radialrichtung nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist, indem eine Formungsschablone (30) mit wenigstens einer Formungsausnehmung (31) in dem Behälter (1) angeordnet und die Formungsausnehmung (31) der Formungsschablone (30) in Radialrichtung in die freie Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente eingeführt wird.procedure after claim 3 , characterized in that the free surface (O) of the grinding and/or polishing granules (G) with a vertical component in the direction of extension is thereby shaped on at least one radial section of the container (1) in such a way that it has at least one surface section curved convexly inwards in the radial direction , in that a shaping template (30) with at least one shaping recess (31) is arranged in the container (1) and the shaping recess (31) of the shaping template (30) radially into the free surface (O) of the grinding and/or polishing granulate (G ) is introduced with a vertical extension direction component. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente sensorisch, insbesondere berührungsfrei, erfasst wird.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the contour of the surface (O) of the grinding and/or polishing granules (G) with a vertical extension direction component is detected by sensors, in particular without contact. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (W) seinerseits translatorisch und/oder rotatorisch in Bezug auf die Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente bewegt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the workpiece (W) in turn is moved in a translatory and/or rotary manner in relation to the surface (O) of the grinding and/or polishing granules (G) with a vertical extension direction component. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (W) an einer Spanneinrichtung (11) eines programmtechnisch eingerichteten Manipulator, insbesondere in Form eines Roboters (10), gespannt wird, um das Werkstück (W) nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt zu bringen.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the workpiece (W) is clamped on a clamping device (11) of a programmed manipulator, in particular in the form of a robot (10), in order to only partially connect the workpiece (W) to a section of the surface (O) of the To bring grinding and / or polishing granules (G) with vertical extension direction component in contact. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) befüllt wird und die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) ausschließlich dadurch in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) zentrifugiert werden, indem der Behälter (1) mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) rotiert wird, so dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) eine freie Oberfläche (O) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbilden.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the container (1) is filled with the particles of the grinding and/or polishing granules (G) and the particles of the grinding and/or polishing granules (G) are exclusively thereby transported in the direction of the peripheral wall of the container (1 ) are centrifuged by rotating the container (1) with the particles from the grinding and / or polishing granules (G), so that the particles from the grinding and / or polishing granules (G) have a free surface (O) with a vertical Form extension direction component. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) befüllt wird und die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G( dadurch in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) zentrifugiert werden, indem - einerseits der Behälter (1) mit den Partikeln aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) rotiert wird, - andererseits die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) mittels einer im zentralen Bereich des Behälters (1) angeordneten Düse (50) im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) beschleunigt werden, so dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) eine freie Oberfläche (O) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbilden.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the container (1) is filled with the particles of the grinding and/or polishing granules (G) and the particles of the grinding and/or polishing granules (G() are thereby directed towards the peripheral wall of the container (1) be centrifuged by - on the one hand rotating the container (1) with the particles of grinding and/or polishing granulate (G), - on the other hand rotating the particles of grinding and/or polishing granulate (G) by means of a centrifugal device in the central area of the container (1) arranged nozzle (50) are accelerated essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container (1), so that the particles of the grinding and / or polishing granules (G) have a free surface (O). form a vertical extension direction component. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) in dem Behälter (1) im Kreislauf geführt werden, indem sie von einem unteren Abschnitt des Behälters (1) an die Düse (50) gefördert und von dort im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) beschleunigt werden.procedure after claim 9 , characterized in that the particles from the grinding and / or polishing granules (G) in the container (1) are circulated by being conveyed from a lower portion of the container (1) to the nozzle (50) and from there be accelerated essentially radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container (1). Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Inkontaktbringen des Werkstückes (W) mit Partikeln aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) und Bewegen der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) relativ zu dem Werkstück (W), welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist, mit einem Behälter (1) zur Aufnahme des Schleif und/oder Poliergranulates (G), einem dem Behälter (1) zugeordneten Rotationsantrieb, um den Behälter (1) in Rotation zu versetzen, und mit wenigstens einer Spanneinrichtung (11) zum Spannen des Werkstückes (W), welche relativ zu dem Behälter (1) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantrieb des Behälters (1) zur Aufnahme der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) zur Rotation des Behälters (1) mit einer hinreichenden Drehgeschwindigkeit ausgebildet ist, dass die Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) zentrifugiert werden und das Schleif- und/oder Poliergranulat (G) eine freie Oberfläche (O) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausbildet, wobei die Spanneinrichtung (11) derart relativ zu dem Behälter (1) bewegbar ist, um das Werkstück (W) nur bereichsweise mit einem Abschnitt der Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente in Kontakt zu bringen.Device for the surface treatment of workpieces by bringing the workpiece (W) into contact with particles of grinding and/or polishing granules (G) and moving the particles of grinding and/or polishing granules (G) relative to the workpiece (W), which carrying out a method according to one of the preceding claims, with a container (1) for receiving the grinding and/or polishing granules (G), a rotary drive assigned to the container (1) in order to set the container (1) in rotation, and with at least one clamping device (11) for clamping the workpiece (W), which can be moved relative to the container (1), characterized in that the rotary drive of the container (1) for receiving the particles from the grinding and/or polishing granulate ( G) is designed to rotate the container (1) at a sufficient rotational speed that the particles from the grinding and / or polishing granules (G) in the direction of the peripheral wall of the container (1) are centrifuged and the grinding and/or polishing granulate (G) forms a free surface (O) with a vertical extension direction component, the clamping device (11) being movable relative to the container (1) in order to move the workpiece (W) to bring only partially with a section of the surface (O) of the grinding and / or polishing granules (G) with vertical extension direction component in contact. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantrieb des Behälters (1) zur Rotation des Behälters (1) mit einer Winkelgeschwindigkeit (ω) ausgebildet ist, welche mindestens etwa der Quadratwurzel des Quotienten aus der Erdbeschleunigung (g) dividiert durch den Radius (r) des Behälters (1) entspricht: $$\mathrm{\omega }\ge {\left(\text{g}/\text{r}\right)}^{\mathrm{0,5}}.$$

device after claim 11 , characterized in that the rotary drive of the container (1) is designed to rotate the container (1) at an angular velocity (ω) which is at least approximately the square root of the quotient of the acceleration due to gravity (g) divided by the radius (r) of the container (1) corresponds to: $$\mathrm{\omega }\ge {\left(\text{G}/\text{right}\right)}^{0.5}.$$

Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) an wenigstens einem Radialschnitt desselben mit wenigstens einer mit Abstand von der Umfangswand des Behälters (1) angeordneten Formungsschablone (30) ausgestattet ist, welche an deren der Umfangswand des Behälters (1) zugewandten Seite wenigstens eine Formungsausnehmung (31) aufweist, um die freie Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente an dem Radialabschnitt des Behälters (1) derart zu formen, dass sie wenigstens einen konvex in Radialrichtung nach innen gekrümmten Oberflächenabschnitt aufweist.device after claim 11 or 12 , characterized in that the container (1) is equipped in at least one radial section of the same with at least one forming template (30) arranged at a distance from the peripheral wall of the container (1), which on its side facing the peripheral wall of the container (1) has at least one forming recess (31) in order to shape the free surface (O) of the grinding and/or polishing granules (G) with a vertical direction of extension component on the radial section of the container (1) in such a way that it has at least one surface section curved convexly inwards in the radial direction . Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungsschablone (30) in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung des Behälters (1) verstellbar ist.device after Claim 13 , characterized in that the shaping template (30) is adjustable in the axial direction and/or in the radial direction of the container (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Sensor (52) aufweist, welcher zur, insbesondere berührungsfreien, Erfassung der Kontur der Oberfläche (O) des Schleif- und/oder Poliergranulates (G) mit senkrechter Erstreckungsrichtungskomponente ausgebildet ist.Device according to one of Claims 11 until 14 , characterized in that it has at least one sensor (52) which is designed for, in particular non-contact, detection of the contour of the surface (O) of the grinding and/or polishing granulate (G) with a vertical extension direction component. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (11) translatorisch und/oder rotatorisch in Bezug auf den Behälter (1) bewegbar ist.Device according to one of Claims 11 until 15 , characterized in that the clamping device (11) is movable in translation and/or rotation with respect to the container (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (11) an einem programmtechnisch eingerichteten Manipulator, insbesondere in Form eines Roboters (10), angeordnet ist.Device according to one of Claims 11 until 16 , characterized in that the clamping device (11) is arranged on a programmatically set up manipulator, in particular in the form of a robot (10). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) ferner mit einer im zentralen Bereich desselben angeordneten und im Wesentlichen radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) gerichteten Düse (50) ausgestattet ist, welche zum Beschleunigen der Partikel aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat (G) radial nach außen in Richtung der Umfangswand des Behälters (1) ausgebildet ist.Device according to one of Claims 11 until 17 , characterized in that the container (1) is further provided with a nozzle (50) arranged in the central area thereof and directed essentially radially outwards towards the peripheral wall of the container (1), which nozzle (50) is used for accelerating the particles from the abrasive and/or polishing granules (G) are formed radially outwards in the direction of the peripheral wall of the container (1). Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (50) an eine Förderleitung (51) angeschlossen ist, welche sich von einem unteren Abschnitt des Behälters (1) an die Düse (50) erstreckt, um das Schleif- und/oder Poliergranulat (G) in dem Behälter (1) im Kreislauf zu führen.device after Claim 18 , characterized in that the nozzle (50) is connected to a delivery line (51) which extends from a lower section of the container (1) to the nozzle (50) in order to transport the grinding and/or polishing granules (G) in to lead the container (1) in the circuit.

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