DE4101150A1 - Two-stage grinding process for robotic applications - involves using two side-by-side mounted wheels stepping across surface to rough and finish grind - Google Patents
Two-stage grinding process for robotic applications - involves using two side-by-side mounted wheels stepping across surface to rough and finish grindInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Schleifen ebener oder gekrümmter Oberflächen metallischer oder nichtmetallischer Körper. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind zu bearbeitende Oberflächen von Behältern, Apparaten und Anlagen in praktisch allen Industriezweigen.The invention relates to grinding flat or curved surfaces of metallic or non-metallic body. Objects where the Application of the invention is possible and appropriate Surfaces of containers, apparatus and Systems in practically all branches of industry.
Bekannt ist die Oberflächenbearbeitung metallischer und nichtmetallischer Körper durch Schleifen und Polieren. Dabei gelangen nacheinander und getrennt voneinander unterschiedliche Werkzeuge zum Einsatz, die in ihren charakteristischen Eigenschaften den Anforderungen der jeweils durchzuführenden Arbeitsstufe entsprechend ausgewählt werden. Nachteilig daran ist, daß die Werkzeuge nach Abschluß der betreffenden Arbeitsstufe zu wechseln sind. Das bringt einerseits eine Verzögerung des technologischen Ablaufs und andererseits die Notwendigkeit des direkten Eingreifens von Bedienpersonal oder des Vorhandenseins aufwendiger Vorrichtungen zur Bevorratung von Werkzeugen und zur Bestückung der Bearbeitungsmaschine mit dem jeweils benötigten Werkzeug mit sich.The surface treatment is known metallic and non-metallic body by grinding and polishing. Thereby one after the other and separately different tools used in their characteristic properties meet the requirements of each work stage to be carried out accordingly to be chosen. The disadvantage of this is that the Tools after completing the relevant work level are changing. On the one hand, this brings a delay in technological process and on the other hand the The need for direct intervention by operators or the presence of complex devices for Stocking tools and equipping the Processing machine with the required tools with yourself.
Weiterhin sind Doppelschleifgeräte bekannt, bei denen an einem Elektromotor beidseitig Schleifscheiben oder sonstige vergleichbare Oberflächenbearbeitungs- oder Reinigungswerkzeuge angeordnet sind. Der Zweck dieser Anordnungen besteht darin, ohne ein Umrüsten nacheinander die vorhandenen Werkzeuge zur Anwendung zu bringen. Furthermore, double grinders are known in which an electric motor on both sides grinding wheels or other comparable surface treatment or Cleaning tools are arranged. The purpose of this Arrangements consist of one after the other without retooling to use the existing tools.
Nachteilig dabei ist aber die fehlende Möglichkeit eines gleichzeitigen Einsatzes der vorhandenen Werkzeuge bei der Bearbeitung eines Flächenelements infolge der räumlichen Trennung der Schleifwerkzeuge.The disadvantage here is the lack of possibility of one simultaneous use of the existing tools the processing of a surface element as a result of spatial separation of the grinding tools.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Schleifen und gegebenenfalls ein nachfolgend durchzuführendes Polieren, insbesondere stark korrodierter und/oder verzunderter Oberflächen, verfahrenstechnisch so zu gestalten, daß die Beseitigung der Korrosion- und/oder Zunderschicht dem Schleifen, dieses wiederum einer weiteren, gegebenenfalls erforderlichen Arbeitsstufe an sich zeitlich vorgelagert ist und alle Arbeitsstufen quasi gleichzeitig mit einer Schleifvorrichtung realisiert werden.The invention is based on the problem of grinding and, if necessary, one to be carried out subsequently Polishing, especially heavily corroded and / or scaled surfaces, process engineering too shape that the removal of corrosion and / or Scale layer of grinding, this in turn one further, possibly necessary work stage is upstream and all work stages almost simultaneously with a grinding device will be realized.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Verfahren zum Schleifen von Oberflächen, vorzugsweise für den Industrierobotereinsatz, mit einer aus mindestens zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestehenden Schleifvorrichtung zunächst durch das erste Schleifwerkzeug ein Vorschleifen der Oberfläche, beispielsweise zum Entrosten, Entzundern usw. erfolgt und somit ein vorgeschliffener Bereich, vorzugsweise ein streifenförmiger Bereich, auf der Oberfläche entsteht, danach die Schleifvorrichtung mittels Quervorschubbewegung und Zustellbewegung so positioniert wird, daß das zweite Schleifwerkzeug, welches bisher nicht im Eingriff war, nunmehr den gereinigten Bereich nachschleift, während gleichzeitig das erste Schleifwerkzeug einen neuen, benachbarten Bereich vorschleift, anschließend mittels Quervorschub die Schleifvorrichtung wiederum die Schleifvorrichtung so positioniert wird, daß das zweite Schleifwerkzeug den durch das erste Schleifwerkzeug vorgeschliffenen Bereich nachschleift und das erste Schleifwerkzeug vorgeschliffenen Bereich nachschleift und das erste Schleifwerkzeug einen benachbarten, bisher nicht bearbeiteten Bereich vorschleift, und diese Schnittfolge so lange wiederholt wird, bis alle Bereiche der Oberfläche von der Schleifvorrichtung überschliffen sind.This problem is solved according to the invention in that in a process for grinding surfaces, preferably for industrial robot use, with a from at least two grinding tools known per se existing grinding device first through the first Grinding tool a pre-grinding of the surface, for example for derusting, descaling, etc. and thus a pre-ground area, preferably a strip-like area on the surface, then the grinding device by means of Cross feed movement and infeed movement positioned in this way is that the second grinding tool, which so far was not in operation, now the cleaned area regrinds while the first Grinding tool a new, adjacent area grinds, then by means of cross feed Grinder in turn the grinder like this is positioned that the second grinding tool area pre-ground by the first grinding tool regrinds and the first grinding tool Regrinded area and the first Grinding tool an adjacent, so far not machined area, and this cutting sequence is repeated until all areas of the The surface of the grinding device is ground.
In Abhängigkeit von der geometrischen Gestalt der zu schleifenden Oberfläche sind die Lage und die Form der Schleifbahnen durch wahlweise kontinuierliche oder diskontinuierliche Realisierung der Vorschubbewegung X und/oder Quervorschubbewegung Y und/oder durch Überlagerung der durch die Schleifvorrichtung realisierbaren Bewegungen variierbar.Depending on the geometric shape of the are the location and shape of the abrasive surface Slideways by either continuous or discontinuous realization of the feed movement X and / or transverse feed movement Y and / or through Superimposition of the grinding device realizable movements variable.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch zweckmäßig ausgestaltet sein, daß auch andere Schleifaufgaben, z. B. zum Abrunden von Kanten, zur Beseitigung von Absätzen und zur Bearbeitung von Kehlen einsetzbar ist.The method according to the invention can thereby be expedient be designed that other grinding tasks, such. B. for rounding off edges, for removing paragraphs and can be used for machining throats.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen, vorzugsweise für den Industrierobotereinsatz, dadurch gelöst, daß die Schleifvorrichtung mindestens mit zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen ausgestattet ist, wobei das in Quervorschubrichtung vorn liegende ein Lamellenschleifwerkzeug ist und über einen größeren Durchmesser verfügt als die anderen Schleifwerkzeuge der Schleifvorrichtung und alle Schleifwerkzeuge der Schleifvorrichtung vorzugsweise auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind, wobei die Antriebswelle parallel oder schräg zur Oberfläche einstellbar ist.The problem underlying the invention becomes further by a device for grinding Surfaces, preferably for the Industrial robot use, solved in that the Grinding device with at least two known per se Abrasive tools is equipped, the in Cross feed direction at the front Flap grinding tool is and a larger one Diameter than the other grinding tools of the Grinding device and all grinding tools of the Grinding device preferably on a common Drive shaft are arranged, the drive shaft is adjustable parallel or at an angle to the surface.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dadurch zweckmäßig ausgestaltet sein, daß neben dem Lamellenschleifwerkzeug für das Vorschleifen der Oberfläche auch andere Bearbeitungswerkzeuge einsetzbar sind.The device according to the invention can thereby be expedient be designed that in addition to the flap grinding tool others for pre-grinding the surface Machining tools can be used.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösungen liegen in der Eignung für den Industrierobotereinsatz infolge einer vergleichbar geringen Masse der Schleifvorrichtung. Damit und durch eine beträchtliche Reduzierung oder Vermeidung des Umrüstaufwandes sind die Voraussetzungen für einen automatisierten fernbedienbaren Einsatz gegeben. Vorteilhaft ist weiterhin die große Variationsbreite in der Anwendung bezüglich der zu bearbeitenden Schleifflächenformen als auch der zu realisierenden Oberflächenqualität. Darüber hinaus stellt die weitgehende Werkzeugschonung durch die Aufteilung des Schleifarbeitsganges in mehrere Stufen, denen jeweils unterschiedliche, für die speziellen Bearbeitungsaufgaben optimal auswählbare Werkzeuge zugeordnet werden können, einen weiteren Vorzug dar.The advantages of the solutions according to the invention lie in the Suitability for industrial robot use as a result of comparably small mass of the grinding device. In order to and by significantly reducing or avoiding it of the conversion effort are the prerequisites for one automated remote-controlled use. The wide range of variations in is also advantageous the application with regard to the to be processed Grinding surface shapes as well as those to be realized Surface quality. In addition, the extensive protection of the tools by dividing the Grinding operation in several stages, each of which different, for the special machining tasks optimally selectable tools can be assigned, is another advantage.
Die Erfindungen sollen nachfolgend an vier Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:The inventions are intended to four Embodiments are explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen mit einem Lamellenschleifrad und einer Schleifscheibe; Figure 1 shows a device for grinding surfaces with a lamellar grinding wheel and a grinding wheel.
Fig. 2 eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen mit einem Lamellenschleifrad in Kombination mit einem Bandschleifwerkzeug; Figure 2 shows a device for the grinding of surfaces with a flap wheel in combination with a belt grinding tool.
Fig. 3 eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen mit Oberflächen mit zwei Lamellenschleifrädern und einer Schleifscheibe. Fig. 3 shows a device for grinding surfaces with surfaces with two lamellar grinding wheels and a grinding wheel.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch seine Eignung für den Industrierobotereinsatz und die damit gegebenen Möglichkeiten der automatisierten Fernbedienbarkeit aus.The inventive method is characterized by its Suitability for the use of industrial robots and with them given possibilities of automated Remote control off.
Das Verfahren wird nach diesem Beispiel mittels einer Schleifvorrichtung realisiert, bei welcher zwei an sich bekannte Schleifwerkzeuge auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Der Wirkungsraum der Schleifwerkzeuge ist durch eine Längsvorschubachse x, eine Quervorschubachse y und eine Zustellachse z bestimmt. Zur Realisierung des Verfahrens sind eine Schnittbewegung S der Schleifwerkzeuge, eine Vorschubbewegung X, eine Quervorschubbewegung Y und eine Zustellbewegung Z erforderlich.The method is carried out according to this example using a Grinding device realized, in which two per se known grinding tools on a common shaft are arranged. The effective area of the grinding tools is by a longitudinal feed axis x, a Cross feed axis y and a feed axis z determined. To Realization of the method is a cutting movement S of the grinding tools, a feed movement X, a Cross feed movement Y and a feed movement Z required.
Mit dem ersten, d. h. in Quervorschubrichtung vorn angeordneten Schleifwerkzeug der Schleifvorrichtung wird zunächst ein Vorschleifen der Oberfläche im Sinne der Reinigung, beispielsweise durch Entrosten, Entzundern usw. vorgenommen. Dadurch entsteht auf der Oberfläche ein vorgeschliffener streifenförmiger Bereich mit der Breite des ersten Schleifwerkzeuges. Danach wird die Schleifvorrichtung mittels Quervorschubbewegung Y und Zustellbewegung Z so positioniert, daß das Schleifwerkzeug, welches bisher nicht im Eingriff war, den zuvor vorgeschliffenen Bereich nachschleift, während gleichzeitig das erste Schleifwerkzeug einen in Quervorschubrichtung gelegenen bisher unbearbeiteten Bereich der Oberfläche vorschleift.With the first, i.e. H. in the transverse feed direction at the front arranged grinding tool of the grinding device first a pre-grinding of the surface in the sense of Cleaning, for example by rust removal, descaling etc. made. This creates a on the surface pre-ground strip-shaped area with the width of the first grinding tool. After that the Grinding device by means of transverse feed movement Y and Infeed movement Z positioned so that the Grinding tool, which was not in use until now, Regrinds the previously sanded area while at the same time the first grinding tool one in Cross feed direction previously unprocessed Area of the surface.
Nach Abschluß dieser Oberflächenbearbeitung wird die Schleifvorrichtung so positioniert, daß wiederum das zweite Schleifwerkzeug den durch das erste Schleifwerkzeug vorgeschliffenen Bereich nachschleift und das erste Schleifwerkzeug einen in Quervorschubrichtung der Schleifvorrichtung gelegenen unmittelbar benachbarten, bisher nicht bearbeiteten Bereich der Oberfläche vorschleift.After completing this surface treatment Grinding device positioned so that again second grinding tool through the first Regrind the grinding tool and the first grinding tool one in Cross feed direction of the grinding device immediately adjacent, previously unworked Area of the surface.
Diese Schrittfolge wird so lange wiederholt, bis alle zu bearbeitenden Bereiche der Oberfläche von der Schleifvorrichtung überschliffen sind.This sequence of steps is repeated until all are closed machining areas of the surface of the Grinding device are ground.
Die beispielhaft beschriebene Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen (Fig. 1) ist mit zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestückt. Auf einer Welle sind dabei nebeneinander ein Lamellenschleifrad 1 und eine Schleifscheibe 4 angeordnet. Das in Quervorschubrichtung vorn befindliche Lamellenschleifrad 1 weist einen größeren Durchmesser als die Schleifscheibe 4 auf.The device for grinding surfaces described by way of example ( FIG. 1) is equipped with two grinding tools known per se. A flap wheel 1 and a grinding wheel 4 are arranged side by side on a shaft. The lamellar grinding wheel 1 located at the front in the transverse feed direction has a larger diameter than the grinding wheel 4 .
Der Antrieb des aus der gemeinsamen Welle, dem Lamellenschleifrad 1 und der Schleifscheibe 4 bestehenden Schleifwerkzeuges erfolgt durch einen Elektromotor 9 über einen Winkeltrieb 10. Die die Schleifwerkzeuge tragende gemeinsame Welle, der Antriebsmotor 9 und der Winkeltrieb 10 sind in einer nicht näher beschriebenen, an einen Industrieroboter ankoppelbaren Trägereinheit fixiert bzw. gelagert.The grinding tool consisting of the common shaft, the lamellar grinding wheel 1 and the grinding wheel 4 is driven by an electric motor 9 via an angular drive 10 . The common shaft carrying the grinding tools, the drive motor 9 and the angular drive 10 are fixed or mounted in a carrier unit (not described in more detail) which can be coupled to an industrial robot.
Die beispielhaft beschriebene Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen (Fig. 2) ist mit zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestückt. Auf einer gemeinsamen Welle sind nebeneinander ein Lamellenschleifrad 1 und die Kontaktrolle 7 eines Bandschleifwerkezuges 5 angeordnet. Das Lamellenschleifrad 1 weist einen größeren Durchmesser auf als die Kontaktrolle 7 des Schleifwerkzeuges 5 einschließlich des die Kontaktrolle 7 umschließenden Schleifbandes 6. Das Schleifband 6 umschließt neben der Kontaktrolle 7 eine von einem Antriebsmotor 9 über einen Winkeltrieb 10 bewegte Antriebsrolle 8 und treibt neben der ihm zugedachten Schleifaufgabe gleichzeitig das auf der gemeinsamen Welle angeordnete Lamellenschleifrad 1 an.The device for grinding surfaces described by way of example ( FIG. 2) is equipped with two grinding tools known per se. A lamellar grinding wheel 1 and the contact roller 7 of a belt grinding machine train 5 are arranged side by side on a common shaft. The lamellar grinding wheel 1 has a larger diameter than the contact roller 7 of the grinding tool 5 including the grinding belt 6 surrounding the contact roller 7 . In addition to the contact roller 7, the grinding belt 6 encloses a drive roller 8 which is moved by a drive motor 9 via an angular drive 10 and, in addition to the intended grinding task, drives the lamellar grinding wheel 1 arranged on the common shaft.
Die Schleifwerkzeuge, Antriebsmotor 9 und Getriebe sind in einer nicht näher beschriebenen, an einen Industrieroboter ankoppelbaren Trägereinheit fixiert bzw. gelagert.The grinding tools, drive motor 9 and gearbox are fixed or mounted in a carrier unit (not described in more detail) that can be coupled to an industrial robot.
Die beispielhaft beschriebene Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen (Fig. 3) ist mit drei an sich bekannten Schleifwerkzeugen ausgestattet. Auf einer gemeinsamen Welle sind nebeneinander ein Lamellenschleifrad 1, eine Schleifscheibe 4 und ein weiteres Lamellenschleifrad 2 angeordnet. Die Schleifscheibe 4 befindet sich auf der gemeinsamen Welle somit zwischen den Lamellenschleifrädern 1 und 2.The device for grinding surfaces described by way of example ( FIG. 3) is equipped with three grinding tools known per se. A lamellar grinding wheel 1 , a grinding wheel 4 and another lamellar grinding wheel 2 are arranged side by side on a common shaft. The grinding wheel 4 is thus on the common shaft between the lamellar grinding wheels 1 and 2 .
Die Lamellenschleifräder 1 und 2 weisen jeweils einen größeren Durchmesser als die Schleifscheibe 4 auf.The lamellar grinding wheels 1 and 2 each have a larger diameter than the grinding wheel 4 .
Das Lamellenschleifrad 1 ist mit grobkörnigen Lamellen zum Vorschleifen der Oberflächen bestückt, während das Lamellenschleifrad 2 mit vergleichsweise feinkörnigen Lamellen oder mit Polierelementen ausgestattet ist.The lamellar grinding wheel 1 is equipped with coarse-grained lamellas for pre-grinding the surfaces, while the lamellar grinding wheel 2 is equipped with comparatively fine-grained lamellas or with polishing elements.
Die Bewegung der Schleifwerkzeuge erfolgt durch einen Antriebsmotor 9, der direkt oder unter Zwischenschaltung eines Getriebes auf die werkzeugtragende Welle wirkt.The grinding tools are moved by a drive motor 9 , which acts directly or with the interposition of a gear on the tool-carrying shaft.
Die die Schleifwerkzeuge tragende Welle, der Antriebsmotor 9 und das ggf. vorzusehende Getriebe sind in einer nicht näher beschriebenen, an einen Industrieroboter ankoppelbaren Trägereinheit fixiert bzw. gelagert.The shaft carrying the grinding tools, the drive motor 9 and the gearbox that may be provided are fixed or mounted in a carrier unit (not described in more detail) that can be coupled to an industrial robot.
Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used
1 Lamellenschleifrad
2 Lamellenschleifrad
3 Lamellen
4 Schleifscheibe
5 Bandschleifwerkzeug
6 Schleifband
7 Kontaktrolle
8 Antriebsrolle
9 Antriebsmotor
10 Winkeltrieb
S Schnittbewegung
X Vorschubbewegung
y Zustellbewegung
X Längsvorschubachse
Z Zustellachse 1 lamellar grinding wheel
2 lamellar grinding wheel
3 slats
4 grinding wheel
5 belt grinding tool
6 sanding belt
7 contact role
8 drive roller
9 drive motor
10 angular drive
S cutting motion
X feed movement
y Infeed movement
X longitudinal feed axis
Z infeed axis
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914101150 DE4101150A1 (en) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | Two-stage grinding process for robotic applications - involves using two side-by-side mounted wheels stepping across surface to rough and finish grind |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4101150A1 true DE4101150A1 (en) | 1992-07-16 |
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ID=6423128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914101150 Withdrawn DE4101150A1 (en) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | Two-stage grinding process for robotic applications - involves using two side-by-side mounted wheels stepping across surface to rough and finish grind |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4101150A1 (en) |
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