DE3402104A1

DE3402104A1 - Bandschleifmaschine

Info

Publication number: DE3402104A1
Application number: DE19843402104
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 4970 Bad Oeynhausen Heesemann
Original assignee: Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1984-01-21
Filing date: 1984-01-21
Publication date: 1985-08-01
Also published as: EP0155380B1; DE3402104C2; ES539670A0; ATE30690T1; ES8606053A1; US4601134A; JPS60167757A; JPH074751B2; DE3467318D1; EP0155380A1

Description

Patentanwälte G RAM M + Li NS

D-3300 Braunschweig

Karl Heesemann Telefon: (0531)800

Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Telex: 09 52

Reuterstraße 15

4970 Bad Oeynhausen 1

Anwaltsakte 359-18 DE-1 Datum 20. Januar 1984

"Bandschleifmaschine"

Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen aufweisenden, quer zur Förderrichtung eines Werkstücks ausgerichteten Druckbalken, dessen Andruckkraft steuerbar ist und über den ein Schleifband zur Bearbeitung der Oberfläche des Werkstücks geführt ist.

Derartige Bandschleifmaschinen sind seit langer Zeit bekannt. Mit ihnen lassen sich auch Oberflächen von kompliziert geformten Werkstücken bearbeiten, wenn die Druckschuhe aus einer unwirksamen Stellung in eine Wirkstellung einzeln verfahrbar sind. Das Schleifband wird dadurch jeweils nur in dem durch das Werkstück benötigten Bereich auf das Werkstück gedrückt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 82 23 923.1 ist eine derartige Breitbandschleifmaschine bekannt. Jedem Druckschuh ist hierbei im Einlaufbereich der Breitbandschleifmaschine ein Schalter zugeordnet, der betätigt wird, wenn das Werkstück über diese Stelle des Einlaufbereichs fährt. Hierdurch erhält der Druckbalken die Information, daß der zu dieser Stelle gehörende Druckschuh in seine Wirkstellung gebracht werden muß. Hierzu wird einem mit dem Druckbalken verbundenen Elektromagneten eine Einschaltspannung zugeführt, so daß der

Druckschuh (gegenüber dem Schalter zeitverzögert) in seine An- : druckstellung gebracht wird. Die Oberseite des Elektromagneten

^; stützt sich an einem Druckschlauch ab, der sich seinerseits ι
an seiner Oberseite ortsfest abstützt. Durch Regulierung des -

pneumatischen Druckes in dem Druckschlauch kann die Andruck- ^!kraft des Druckbalkens reguliert werden. Dieser Schlauch verläuft

über die gesamte Breite des Druckbalkens, beaufschlagt also alle .Druckschuhe gleichmäßig.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß :die bekannte differenzierte Steuerung des Druckbalkens noch verbesserungsbedürftig ist. Die Breite der Druckschuhe und des über ihn geführten Druckbandes läßt sich aus mechanischen Gründen nicht beliebig verkleinern. Es kommt daher vor, daß Werkstücke zwar in den Bereich eines Druckschuhes hineinragen, dies aber nur mit einer Fläche, die kleiner ist als die Breite des betreffenden Druckschuhes. Wenn die Fläche wesentlich kleiner ist, übt der Druckschuh auf eine Fläche, die wesentlich kleiner ist als seine Breite, eine Andruckkraft aus, die gleich groß ist wie die Andruckkräfte der Druckschuhe, die vollflächig gegen das Werkstück drücken. Es kommt daher vor, daß Kantenbereiche von Werkstücken durch die Schleifbandmaschine ungewollt rund ge- \ schliffen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandschleifmaschine der eingangs erwähnten Art zu erstellen, mit der eine verbesserte Steuerung des Schleifdruckes auf der Fläche des Werkstückes realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die An-',druckkraft jedes Druckschuhes einzeln steuerbar ist.

!
Erfindungsgemäß lassen sich die Andruckkräfte jedes Druckschuhes einzeln regulieren. Dadurch ist es möglich, in den betreffenden Randbereichen, falls erforderlich, die Andruckkraft geringer einzustellen als in den Mittelbereichen des Werkstückes. Hierdurch

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kann das Rundschleifen der Kantenbereiche wirksam vermieden werden. In ähnlicher Weise ist es durch die erfindungsgemäße Bandschleifmaschine möglich, besonderen Gegebenheiten des Werkstücks beim Schleifen Rechnung zu tragen, beispielsweise hervorstehende Umleimer durch erhöhten Schleifdruck einzuebnen. j

Vorzugsweise werden die Druckschuhe mit Elektromagneten gesteu- ■ ert, die eine proportionale Steuerstrom-Hubkraft-Kennlinie auf- j weisen. Während also mit den durch den Stand der Technik bekannten Elektromagneten lediglich eine Schaltfunktion ausgeübt worden ist, werden die Elektromagneten nunmehr dazu verwendet, ei- ! ne zu einem elektrischen Signal proportionale Andruckkraft des Druckschuhes zu erzeugen.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform werden diese Elektromagneten gleichzeitig dazu benutzt, die Druckschuhe in eine unwirksame Stellung zu verfahren.

In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist zur Festle- : gung des Steuerstroms jedem Druckschuh eine Mehrzahl von quer ; zur Förderrichtung nebeneinander angeordneten, in Förderrichtung vor dem Druckschuh positionierten und mit ihm fluchtenden Detektoren zugeordnet, deren Ausgangssignale den Steuerstrom für den Elektromagneten des zugehörigen Druckschuhes bestimmen. Auf die-. se Weise kann die Andruckkraft durch die Detektoren gesteuert

werden. Sind beispielsweise jedem Druckschuh drei Detektoren zu- ; geordnet und nur ein Detektor spricht an, bedeutet dies, daß das Werkstück nur zu einem Drittel der Breite des Druckschuhes ; j mit diesem fluchtet. Durch die Detektoren wird dies erkannt, so , daß die Andruckkraft für den Druckschuh beispielsweise auf ein ! . Drittel der Kraft eingestellt wird, die der Druckschuh beim voll- ! flächigen Andruck benötigt. i

Vorzugsweise tasten die Detektoren das Werkstück berührungslos j ab, also beispielsweise durch Laser-Lichtschranken usw.

Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, die Form des Werk-

Stückes in einen Rechner einzugeben und daraus die Andruckkraft und -dauer für jeden Druckschuh im Verhältnis zur tatsächlichen Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks ermitteln zu lassen. In diesem Fall erübrigen sich die Detektoren. !

Um eine genaue Synchronisation des Andruckbeginns und -endes ■ bzw. der Änderung der Andruckkraft zur Änderung der Form des \ Werkstückes zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes kontinuierlich gemessen wird und in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit die für das j Werkstück durch die Detektoren ermittelte Andruckkraft gesteuert wird. Hierzu kann das Vorschubband mit einem Pulsgeber versehen sein, so daß der Vorschub des Werkstückes von den Detektoren bis zum Druckschuh einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen entspricht. In diesem Fall ergibt sich die Zeitverzögerung zwischen Detektorsignal und Einsetzen der entsprechenden Steuerung lediglich aus dem Auszählen der entsprechenden Impulse.

Durch die Erfindung wird es darüber hinaus möglich, eine Stärkenvariation der Werkstücke beim Schleifvorgang zu berücksichtigen. Hierzu sind zur Festlegung des Steuerstroms den Druckschuhen Stärkenmeßeinrichtungen für das Werkstück zugeordnet. Die Festlegung des Steuerstroms in Abhängigkeit von der Werkstückstärke sichert für verschieden starke Werkstücke eine gleich Andruckkraft. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei Steuerung des Druck- : schuhs mit einer konstanten Andruckkraft für verschieden starke Werkstücke unterschiedliche resultierende Schleifkräfte erzeugt werden, weil das Schleifband der Kraft des Druckschuhs wegen der unterschiedlichen Auslenkung durch den Druckschuh eine unterschiedliche Gegenkraft entgegensetzt.

Durch die Erfindung ist es daher möglich, die Werkstückstärke automatisch zu erfassen und somit auch für unterschiedliche Stärken des Werkstücks eine konstante Andruckkraft des Schleifbandes an dem Werkstück zu erzeugen.

In einer einfachen Ausführungsform weist eine Stärkenmeßeinrich-j tung eine auf die Oberfläche des Werkstücks drückende Abtastroi-. Ie auf. Diese kann beispielsweise drehbar mit einem Hebel an einem Fixpunkt angelenkt sein, wobei dann die Winkelstellung des Hebels ein Maß für die Stärke des Werkstückes ist.

: In einer anderen Ausführungsform kann die Stärkenmeßeinrichtung ί berührungslos arbeiten, indem eine Lichtquelle einen schräg auf <

die Oberfläche des Werkstücks fallenden Lichtstrahl produziert ; und ein Detektor die Lage des Auftreffpunktes des Lichtstrahls auf der Oberfläche erkennt. Für dünne Werkstücke liegt der Auftreffpunkt weiter von der Lichtquelle entfernt als für dicke Werkstücke.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 - eine schematische seitliche Darstellung einer Breitbandschleifmaschine;

Figur 2 - eine schematische Draufsicht auf die Breitbandschleifmaschine gemäß Figur 1 mit einer Detektionseinrichtung für das Werkstück;

Figur 3 - eine schematische Darstellung einer durch eine

Abtastrolle gebildeten Stärkenmeßeinrichtung und ihre Auswirkung auf die Schleifeinrichtung;

Figur 4 - eine schematische Darstellung analog zur Figur 3

mit einer berührungslos arbeitenden Stärkenmeßeinrichtung.

In Figur 1 ist ein Transportband 1 für Werkstücke 2 dargestellt. Das Transportband läuft zwischen zwei Umlenkrollen 3,4, von denen eine angetrieben ist. Zur Durchführung der gewünschten Oberflächenbearbeitung läuft das Werkstück 2 auf dem Transportband 1 unter einem Schleifband 5 hindurch, das als endloses Band ausgebildet ist und um mindestens drei Umlenkrollen 6 geführt ist.

' (Die obere Umlenkrolle ist in der Zeichnung nicht dargestellt.) i
Zwei der Umlenkrollen 6 sind parallel zum Obertrum des Förder-Ibandes 1 ausgerichtet, so daß das Schleifband 5 zwischen den beiden Rollen 6 (Schleifzone) parallel zum Obertrum des Förderban- ^: des 1 verläuft. Das Schleifband 5 wird zwischen den beiden gei nannten Umlenkrollen 6 mit Hilfe eines Druckschuhes 7 gegen das !Werkstück 2 gedrückt. Die Druckkraft wird durch einen Elektro-.magneten 8 eingestellt, dessen Erregerstrom über eine Spannungsversorgung 9 mit Hilfe eines Rechners 10 eingestellt wird. Der !Rechner 10 ist mit einer Werkstückerkennungseinrichtung 11 ver-

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: bunden, die das Vorhandensein eines Werkstückteils im Bereich j j j

.des jeweiligen Druckschuhes 7 erkennt und diese Information dem i Rechner 10 weiterleitet. Mit dem Rechner 10 ist weiterhin ein | Eingabetastenfeld verbunden, mit dem z. B. die Höhe des Schleifj drucks beim vollflächigen Schleifen für das bestimmte Werkstück ; 2 eingegeben werden kann. Auf einem ebenfalls mit dem Rechner j 10 verbundenen Bildschirm 12 können die in den Rechner eingege-

benen Daten sichtbar gemacht werden.

Figur 2 verdeutlicht, daß eine Vielzahl von nebeneinander ange- \ \ ordneten Druckschuhen 7 einen quer zur Förderrichtung des Werk- j Stücks 2 angeordneten Schleifbalken 13 bilden. Mit dem Druckbal-^ I ken 13 fluchtet in Förderrichtung des Werkstücks 2 die Werk- ! j Stückerkennungseinrichtung 11 . Diese besteht aus einer Vielzahl \ ίvon einzelnen Detektoren 14, die quer zur Förderrichtung neben- j einander angeordnet sind. Jeweils drei der Detektoren 14 fluchten mit einem Druckschuh 7. Durch die Detektoren 14 ist daher ,die Breite des Druckschuhes 7 in drei Bereiche aufgeteilt und ;die Detektoren 14 erkennen, ob das Werkstück nur in einen, zwei ! 'oder in alle drei Bereiche des zugehörigen Druckbalkens 7 einführt. Eine entsprechende Information gelangt auf den Rechner '10, der hierauf den erforderlichen Erregerstrom für den Elektro-; ;magneten 8 des zugehörigen Druckschuhes erzeugt. Die Andruckkraft eines Druckschuhes 7, in dessen Bereich das Werkstück nur zu einem Teil einfährt, wird daher entsprechend geringer eingestellt. Da das Werkstück 2 zwischen der Werkstückerkennungsein- ; richtung 11 und dem Druckbalken 13 eine gewisse Transportzeit durchläuft, darf die Steuerung durch die Werkstückerkennungsein-, richtung 11 nicht sofort erfolgen. Die Einstellung einer festen ' Verzögerungszeit ist ungünstig, weil hierdurch Schwankungen der Vorschubgeschwindigkeit des Transportbandes 1 nicht berücksich-¹tigt werden können und darüber hinaus bei einem Stillstand des Transportbandes 1 eine Fehlsteuerung einsetzt. Aus diesem Grunde ist die Umlenkrolle 4 mit einem Impulsgeber 15 versehen, dessen Impulse auf den Rechner 10 geleitet werden, der seinerseits lediglich den Eingang einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen

abzuwarten braucht, um die durch die Werkstückerkennungseinrich- ! tung 11 verursachte Steuerung vorzunehmen.

Die Figuren 3 und 4 verdeutlichen die durch die Erfindung mög-· : liehe Berücksichtigung der Stärke des Werkstückes 2 für die An-

druckkraft. Hierzu ist vor den Druckschuhen 7 eine Stärkenmeßeinrichtung angeordnet.

In Figur 3 ist die Stärkenmeßeinrichtung durch eine Abtastrolle 16 gebildet, die mittels eines Hebels 17 drehbar an einem Fixpunkt 18 angelenkt ist. Wie Figur 3 verdeutlicht, führen verschieden starke Werkstücke 2 zu unterschiedlichen Winkelstellungen des Hebels 17. Mit einem (nicht dargestellten) Winkeldetektor am Punkt 18 kann daher ein der Stärke des Werkstücks 2 proportionales Signal erzeugt werden.

Das der Stärke des Werkstückes 2 proportionale Signal kann im Rechner 10 (Figur 1) verarbeitet werden und zur Festlegung des Steuerstroms des Druckschuhs 7 - und somit der Andruckkraft F verwendet werden. Figur 3 verdeutlicht im rechten Teil, daß für ein dünneres Werkstück 2 eine größere Andruckkraft F₁ erzeugt wird als für ein dickeres Werkstück, bei dem die Andruckkraft F2 kleiner ist. Die durch den Druckschuh erzeugten Andruckkräfte F₁ und F₂ sind unterschiedlich um eine gleiche Andruckkraft des Schleifbandes 5 an dem Werkstück 2 in beiden Fällen zu gewährleisten. Hierbei muß nämlich berücksichtigt werden, daß das Schleifband für ein dünneres Werkstück stärker zwischen den Rollen 6 ausgelenkt werden muß als für ein dickeres Werkstück 2. Daher setzt das Schleifband 5 der Andruckkraft F₁ des Druckschuhs 7 bei einem dünneren Werkstück 2 eine größere elastische Gegenkraft entgegen als bei einem dickeren Werkstück 2. Diese stärkere Gegenkraft wird durch die stärkere Andruckkraft F₁ des iDruckschuhs 7 kompensiert.

j In Figur 4 ist gegenüber der Figur 3 lediglich die Stärkenmeß-

einrichtung geändert. Die hier dargestellte, berührungslos ar-

beitende Stärkenmeßeinrichtung besteht aus einer Lichtquelle 19 und einem Lichtdetektor 20. Die Lichtquelle 19 sendet schräg zur Oberfläche des Werkstücks 2 einen Lichtstrahl 21 aus, der auf ■ den Werkstücken 2 einen Lichtfleck S1,S2 erzeugt. Der Lichtde- ! tektor 20 erkennt die Lage des jeweiligen Lichtflecks S1,S2 und

!hat somit eine Information über die Stärke des Werkstücks 2.

!Bei einem dünnen Werkstück entsteht nämlich der Lichtfleck S1 ' weiter von der Lichtquelle 19 entfernt als bei einem stärkeren j Werkstück der Lichtfleck S2. Der Lichtdetektor 20 kann beispielsjweise aus linear in der Ebene des Lichtstrahls 21 ausgerichteten¹ Fotosensoren bestehen, die so angeordnet sind, _t daß sie im wesent-

liehen nur senkrecht auf die Oberfläche des Lichtdetektors fal- _;lendes Licht erkennen. Entsprechend der unterschiedlichen Stär- ;ke des Werkstücks 2 sprechen daher verschiedene Fotosensoren des Lichtdetektors 20 an. Die Information über die Stärke des Werkstückes 2 ergibt sich daher unmittelbar aus der Tatsache, welcher der Fotosensoren des Lichtdetektors 20 angesprochen hat.

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Claims

Patentanwälte GRAMM + LiNS

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Karl Heesemann Telefon: (05 31)8 00

Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Telex: 09 52

Reuterstraße 15

Bad Oeynhausen·1

Anwaltsakte 359-18 DE-1 Datum 20. Januar 1984

Patentansprüche:

Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen (7) aufweisenden, quer zur Förderrichtung eines Werkstückes (2) ausgerichteten Druckbalken (13), dessen Andruckkraft steuerbar ist und über den Schleifbänder (5) zur Bearbeitung der Oberfläche des Werkstückes (2) geführt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft jedes Druckschuhes (7) einzeln steuerbar ist.
2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Andruckkraft der Druckschuhe (7) mit Hilfe von Elektromagneten (8) mit einer proportionalen Steuerstrom-Hubkraft-Kennlinie erfolgt.
3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschuh (7) mit Hilfe des Steuerstroms in eine unwirksame Stellung verfahrbar ist.
4. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des Steuerstroms jedem Druckschuh (7) eine Mehrzahl von quer zur Förderrichtung nebeneinander angeordneten, in Förderrichtung vor dem Druckschuh (7) positionierten und mit ihm fluchtenden

Detektoren (14) zugeordnet ist, deren Ausgangssignale die An-' druckkraft eines zugeordneten Druckschuhes (7) bestimmen. ι
5. Bandschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die einem Druckschuh (7) zugeordneten Detektoren den Steuerstrom für die Elektromagneten (8) der benachbarten Druckschuhe (7) mitbestimmen.

* I
6. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch; gekennzeichnet, daß eine kontinuierliche Messung der Transportgeschwindigkeit des Werkstückes (2) vorgenommen wird und daß der Zeitpunkt des Wirksamwerdens des Steuerstroms für den Elektromagneten (8) in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit festgelegt wird. ι
7. Bandschleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Transportgeschwindigkeit ein mit dem Transportmechanismus verbundener Impulsgeber (15) vorgesehen ist, dessen Ausgangsimpulse den Zeitpunkt der Bildung des Steuerstroms in Abhängigkeit von den AusgangsSignalen der Detektoren (14) bestimmen.
8. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da-ί durch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des Steuerstroms den Druckschuhen (7) Stärkemeßeinrichtungen (16,17,18; 19,20) für das Werkstück (2) zugeordnet sind.

!
9. Bandschleifmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkenmeßeinrichtungen auf die Oberfläche des Werkstücks (2) drückende Abtastrollen (16) aufweisen.

!
10. Bandschleifmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, ;

j daß die Stärkenmeßeinrichtungen eine Lichtquelle (19), die

j einen schräg auf die Oberfläche des Werkstücks (2) fallenden

! Lichtstrahl (21) produziert, und einen Detektor (20) für die :

; Lage des Auftreffpunktes (S1,S2) des Lichtstrahls (21) auf

der Oberfläche aufweist.

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