DE3920960A1 - Apparatus for deburring or chamfering a workpiece - Google Patents

Abstract

To make possible an application using program-controlled manipulators, while allowing for the tolerances occurring therein, a grinding or milling tool (3) used for deburring or chamfering a workpiece (1), and a guide (11) provided on said tool and having a recess (12) for guiding the workpiece (1) are mounted by means of a resilient swivel bearing (6), constructed in the manner of a rubber-metal bearing, on a head (9) of a manipulator to be swivellable about a swivel axis (10) extending transversely to the axis of rotation (2) of the tool (3), while the guide (11) is additionally held via a longitudinal compensation bearing (15) likewise counter to spring force to be longitudinally displaceable with respect to the tool (3) parallel to its axis of rotation (2) (Figure 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.

Eine derartige, aus der DE-PS 34 00 113, B 24 B 9/00, bekannte Vorrichtung gestattet das Entgraten oder Anfasen eines Werkstücks unter Verwendung eines Fräsers oder ei­ ner Schleifscheibe zur Erzeugung eines definierten Kantenwinkels des Werkstücks, wo­ bei die entsprechend ausgelegte Ausnehmung in der Führung als Anschlag für das Werk­ stück dient.Such a device, known from DE-PS 34 00 113, B 24 B 9/00, is permitted deburring or chamfering a workpiece using a milling cutter or egg ner grinding wheel for generating a defined edge angle of the workpiece, where with the appropriately designed recess in the guide as a stop for the work piece serves.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung, die bisher lediglich für Handbetrieb ausgebildet ist, so zu gestalten, daß, wie beispielsweise für eine Großserienfertigung im Automobilbau erforderlich, programmgesteuerte Handha­ bungsautomaten zum Arbeiten mit der Vorrichtung Einsatz finden können.The invention has for its object a generic device, so far is only designed for manual operation, so that, such as for large-scale production in the automotive industry is required, program-controlled handling exercise machines can be used to work with the device.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un­ teransprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristic features len of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the Un claims.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die gemeinsame Schwenklagerung von Werkzeug und Führung sowie die zusätzliche translatorisch schwim­ mende Lagerung der Führung relativ zum Werkzeug alle auftretenden Toleranzen sowohl in der Vorrichtung einschließlich Handhabungsautomat selber als auch hinsichtlich der Lage des zu bearbeitenden Werkstücks selbsttätig ausgeglichen werden.
A particular advantage of the invention can be seen in the fact that the common swivel mounting of the tool and the guide and the additional translationally floating mounting of the guide relative to the tool means that all tolerances that occur both in the device including the handling machine itself and with regard to the position of the workpiece to be machined be balanced automatically.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing tert. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht der gesamten Vorrichtung, Fig. 1 is a side view of the entire device,

Fig. 2 vergrößert die Verhältnisse im Bereich des hier durch einen Frässtift gegebenen Werkzeugs und Fig. 2 increases the conditions in the area of the tool given here by a burr and

Fig. 3 die in Fig. 1 bei III-III angegebene Schnittansicht. Fig. 3 is the sectional view indicated in Fig. 1 at III-III.

In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß eine Kante eines aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Frontends eines Kraftfahrzeugs bearbeitet werden soll. Dieser Kantenbereich ist in den Fig. 1 und 2 bei 1 ange­ deutet; die Formgebung dieses Werkstücks interessiert im einzelnen verständlicherweise nicht. Entscheidend ist nur, daß ein Werkstoff Einsatz findet, der mittels des hier das Werkzeug darstellenden zylindrischen, um die Rotationsachse 2 rotierenden Frässtifts 3 materialabhebend bearbeitet werden kann. Zum Antrieb des Frässtifts 3 dient in bekann­ ter und daher im einzelnen nicht zu beschreibender Weise die hochtourige Luftturbine 4, deren Gehäuse über das nach Art eines Gummi-Metall-Lagers mit der eingespannten Gummihülse 5 ausgebildete Schwenklager 6 gegen Federkraft aus einer neutralen Win­ kellage in einem relativ kleinen Bereich schwenkbar an dem Ausleger 7 gehalten ist, der bei 8 über Flansche mit dem Kopf 9 eines üblichen und daher ebenfalls nicht zu beschreibenden, programmgesteuerten Handhabungsautomaten verbunden ist. Demgemäß kann das Werkzeug 3 beim Angriff eines Drehmoments bezüglich der durch das Schwenk­ lager 6 definierten, quer zur Rotationsachse 2 verlaufenden Schwenkachse durch den Anschlag 8′ begrenzte 10 Schwenkbewegungen ausführen.In the exemplary embodiment shown in the figures, it is assumed that an edge of a front end of a motor vehicle consisting of a fiber composite material is to be processed. This edge area is indicated in Figures 1 and 2 at 1 ; understandably, the shape of this workpiece is of no particular interest. It is only decisive that a material is used which can be machined in a material-lifting manner by means of the cylindrical milling pin 3 , which represents the tool here and rotates about the axis of rotation 2 . To drive the burr 3 serves in known and therefore not to be described in detail the high-speed air turbine 4 , the housing on the kind of a rubber-metal bearing with the clamped rubber sleeve 5 pivot bearing 6 against spring force from a neutral win cell position in a relatively small area is pivotally held on the arm 7, which is connected at 8 via flanges to the head 9 of a conventional, and therefore also not to be described, program-controlled handling machine. Accordingly, the tool 3 when attacking a torque with respect to the defined by the pivot bearing 6 , transverse to the axis of rotation 2 extending pivot axis through the stop 8 ' limited 10 pivot movements.

Das Werkzeug 3 stützt sich unter der elastischen Wirkung des Schwenklagers 6 auf der Führung 11 ab, die mit der gleichsam ein Führungsprisma für das Werkstück 1 bildenden und dessen Kontur angepaßten Ausnehmung 12 versehen ist. Die Ausnehmung 12 ist also so gestaltet, daß sie den Materialabtrag durch den Fräser 3 begrenzt. Dies ist in Fig. 2 angedeutet: Nach Abtrag des relativ kleinen Kantenbereichs 1′ liegt das Werkstück 1 auf den Begrenzungskanten der Ausnehmung 12 auf und kann nicht weiter in den Ar­ beitsbereich des Fräsers 3 eindringen.The tool 3 is supported by the elastic action of the pivot bearing 6 on the guide 11 , which is provided with the recess 12 , which forms a guide prism for the workpiece 1 and its contour. The recess 12 is so designed that it limits the material removal by the cutter 3 . This is indicated in Fig. 2: After removal of the relatively small edge area 1 ' , the workpiece 1 rests on the boundary edges of the recess 12 and cannot penetrate further into the working area of the milling cutter 3 .

Wegen des Vorhandenseins des elastischen Schwenklagers 6 erfolgt ein selbsttätiger Aus­ gleich von Toleranzen in Richtung des in Fig. 1 bei 13 gezeichneten Doppelpfeils. In­ folge der zylindrischen Ausbildung des Frässtifts 3 braucht dieser zum Ausgleich von Toleranzen in Richtung seiner Rotationsachse 2 bzw. parallel dazu nicht verstellt zu werden. Es genügt vielmehr, wenn die Ausnehmung 12 in der Führung 11 entsprechend dem Doppelpfeil 14 in dieser Richtung ebenfalls entgegen der Wirkung einer Federan­ ordnung, die eine neutrale Mittellage der Führung 11 bei Fehlen entsprechender Tole­ ranzen definiert, bewegbar gehalten ist. Dem dient das Längsausgleichslager 15, das im Bereich des Schwenklagers 10 starr und damit an Schwenkbewegungen des Fräs­ stifts 3 teilnehmend mit dem Gehäuse der Luftturbine 4 verbunden ist und dessen Auf­ bau in Fig. 3 wiedergegeben wird. Der Lagerbestandteil 16 ist starr mit dem Gehäuse der Turbine 4 verbunden. In seinem Einsatz 17 sind als Schienen dienende Rundstäbe 18 gelagert, auf denen über Kugelbüchsen 19 die starr mit der Führung 11 verbundene Abstützung 20 in Richtungen parallel zur Rotationsachse 2 des Werkzeugs 3 gleichsam schwimmend gelagert ist. Zur Definition einer neutralen Mittellage der Abstützung 20 und damit der Ausnehmung 12 der Führung 11 dient eine Federanordnung, die als we­ sentlichen Bestandteil die Druckfeder 21 zwischen den beiden Stößeln 22 und 23 ent­ hält, die verschiebbar gelagert sind. Auf ihren einander abgekehrten äußeren Stirnflä­ chen liegen durch Sprengringe 24 und 25 gebildete Anschläge an der Aufnahme 20 so­ wie zweckmäßigerweise einstellbare Anschläge 26 und 27 an dem Bauteil 17 auf. Bei Bewegungen in den Fig. 1 und 3 nach rechts stützt sich die Auflage 20 also über ihren Anschlag 24 auf der Feder 21 ab, die ihrerseits komprimiert wird und demgemäß eine zunehmende Rückstellkraft auf die Auflage 20 ausübt. Bei Bewegung der Auflage 20 in den Figuren nach links wird der Anschlag 25 wirksam, wobei sich jetzt die Feder 21 am Anschlag 26 abstützt.Because of the presence of the elastic pivot bearing 6, there is an automatic equalization of tolerances in the direction of the double arrow drawn at 13 in FIG. 1. As a result of the cylindrical design of the burr 3, it does not need to be adjusted to compensate for tolerances in the direction of its axis of rotation 2 or parallel to it. Rather, it is sufficient if the recess 12 in the guide 11 according to the double arrow 14 in this direction also counter to the action of a Federan arrangement, which defines a neutral central position of the guide 11 in the absence of corresponding tolerances, is kept movable. This serves the longitudinal compensation bearing 15 , which is rigid in the region of the pivot bearing 10 and thus participates in pivoting movements of the milling pin 3 with the housing of the air turbine 4 and whose construction is shown in FIG. 3. The bearing component 16 is rigidly connected to the housing of the turbine 4 . In its insert 17 , round rods 18 are used as rails, on which the support 20, which is rigidly connected to the guide 11 , is floatingly supported in ball bearings 19 in directions parallel to the axis of rotation 2 of the tool 3 . To define a neutral central position of the support 20 and thus the recess 12 of the guide 11 is a spring assembly, which holds the compression spring 21 between the two plungers 22 and 23 as a substantial component, which are mounted displaceably. On their mutually facing outer end surfaces Chen formed by snap rings 24 and 25 stops on the receptacle 20 as well as expediently adjustable stops 26 and 27 on the component 17 . When movements in FIGS. 1 and 3 to the right, the support 20 is thus supported by its stop 24 on the spring 21 , which in turn is compressed and accordingly exerts an increasing restoring force on the support 20 . When the support 20 moves to the left in the figures, the stop 25 becomes effective, the spring 21 now being supported on the stop 26 .

Die Auflage 20 trägt über die in Fig. 1 dargestellte Flanschanordnung 28 das Rohr 29, das einen Bestandteil einer Absaugung für das vom Frässtift 3 abgetrennte Mate­ rial bildet und in das die hülsenartig ausgebildete Führung starr eingesetzt ist.The support 20 carries over the flange arrangement 28 shown in FIG. 1, the tube 29 , which forms part of a suction for the material separated from the burr 3 , and into which the sleeve-like guide is rigidly inserted.

Mit strichpunktierten Linien sind in den Fig. 1 und 3 die Längsverstellbereiche der Führung 11 und der Abstützung 20 angedeutet.The longitudinal adjustment ranges of the guide 11 and the support 20 are indicated by dash-dotted lines in FIGS. 1 and 3.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Vorrichtung geschaffen, die mit relativ geringem Aufwand in der automatischen Fertigung unvermeidbare Toleranzen auszugleichen gestattet, so daß eine Bearbeitung von Werkstückkanten mit minimalen Toleranzen vorgenommen werden kann.With the invention, a generic device is accordingly created, which with relatively little effort in the automatic production of unavoidable tolerances allowed to compensate, so that machining of workpiece edges with minimal Tolerances can be made.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Entgraten oder Anfasen eines Werkstücks mit einem motorisch ro­ tierend angetriebenen materialabhebenden Werkzeug und einer dieses bereichsweise umgebenden Führung, die mit einer der Form eines zu bearbeitenden Werkstückbe­ reichs angepaßten, einen Werkstückanschlag bildenden Ausnehmung versehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (3) zusammen mit der Führung (11) am Kopf (9) eines Handhabungsautomaten um eine zumindest annähernd quer zu seiner Rota­ tionsachse (2) verlaufende Schwenkachse (10) gegen Federkraft schwenkbar gelagert ist, und daß die Führung (11) zusätzlich in Richtung der Rotationsachse (2) des Werk­ zeugs (3) gegen Federkraft gegenüber dem Werkzeug (3) verschiebbar gelagert ist.1. Apparatus for deburring or chamfering a workpiece with a motor-driven material-lifting tool and a regionally surrounding guide which is provided with a shape adapted to the shape of a workpiece area to be machined, forming a workpiece stop, as characterized in that the tool ( 3 ) together with the guide ( 11 ) on the head ( 9 ) of a handling machine about an at least approximately transverse to its rotation axis ( 2 ) extending pivot axis ( 10 ) against spring force is pivotally mounted, and that the guide ( 11 ) additionally in the direction the axis of rotation ( 2 ) of the tool ( 3 ) against the spring force against the tool ( 3 ) is slidably mounted. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (10) durch ein nach Art eines Gummi-Metall-Lagers ausgebildetes Schwenklager (6) defi­ niert ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the pivot axis ( 10 ) is defined by a pivot bearing designed in the manner of a rubber-metal bearing ( 6 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (11) mit dem Werkzeug (3) in schwenkfester Verbindung über ein Längsausgleichslager (15) steht, das parallel zur Rotationsachse (2) des Werkzeugs (3) verlaufende Gleit- oder Rollenlager (18) für eine führungsfeste Abstützung (20) sowie eine Federan­ ordnung (21, 22, 23) enthält, die eine neutrale Mittellage der Abstützung (20) defi­ niert.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the guide ( 11 ) with the tool ( 3 ) is pivotally connected via a longitudinal compensation bearing ( 15 ) which runs parallel to the axis of rotation ( 2 ) of the tool ( 3 ) sliding or roller bearings ( 18 ) for a guideway support ( 20 ) and a Federan arrangement ( 21, 22, 23 ) which defines a neutral central position of the support ( 20 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung eine Druckfeder (21) zwischen zwei parallel zur Rotationsachse (2) verschiebbar gelagerten Stößeln (22, 23) enthält, an deren einander abgekehrten äußeren Stirnsei­ ten Anschläge (24, 25) an der Abstützung (20) und an einem mit dem Werkzeug (3) in schwenkfester Verbindung stehenden Lagerbestandteil (17) angreifen.4. The device according to claim 3, characterized in that the spring arrangement includes a compression spring ( 21 ) between two parallel to the axis of rotation ( 2 ) slidably mounted plunger ( 22, 23 ), on their mutually facing outer end faces th stops ( 24, 25 ) the support ( 20 ) and on a bearing component ( 17 ) which is connected to the tool ( 3 ) in a pivot-proof connection. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rung (12) Bestandteil einer Absaugvorrichtung ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Füh tion ( 12 ) is part of a suction device.