EP3930960A1 - Method for coordinating an identification and the processing of a defect of a workpiece, and device for carrying out the method - Google Patents

Method for coordinating an identification and the processing of a defect of a workpiece, and device for carrying out the method

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Publication number
EP3930960A1
EP3930960A1 EP19728360.9A EP19728360A EP3930960A1 EP 3930960 A1 EP3930960 A1 EP 3930960A1 EP 19728360 A EP19728360 A EP 19728360A EP 3930960 A1 EP3930960 A1 EP 3930960A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
polishing
workpiece
processing
defect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19728360.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Unnerstall
Christian Wall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rud Starcke GmbH and Co KG
Original Assignee
Rud Starcke GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rud Starcke GmbH and Co KG filed Critical Rud Starcke GmbH and Co KG
Publication of EP3930960A1 publication Critical patent/EP3930960A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G01N2021/8427—Coatings

Definitions

  • the invention relates to a method for coordinating detection and loading by grinding and / or polishing at least one defect with at least one automatically and computer-controlled grinding or polishing tool in the surface coating of a workpiece that can be moved over the defect using a stored program Claim 1 and a device for performing the method.
  • the appropriate abrasive is then selected based on the defect classification and the defect is eliminated by manual grinding and subsequent polishing.
  • abrasives on substrates with micro-grains have proven to be very effective; they are used as sanding sheets manually or on hand-held machines, rotary, eccentric, orbital or by vibration.
  • the aim is to keep the grinding point as small as possible and to prepare it for subsequent polishing with a minimum surface roughness.
  • the sanding is carried out using what is known as wet sanding, in which the flaw and / or the sanding sheet is wetted with grinding water, significantly more flaws can be processed.
  • the flaw to be worked on should be cleaned after the grinding process before polishing due to adhering grinding dust or slurry, which can be very time-consuming, especially on vertical surfaces.
  • polishing For polishing, a corresponding amount of polishing paste is dosed onto the grinding point and / or a polishing wheel and the grinding point is processed with a polishing machine.
  • the employee can suffer significant losses in quality and additional work if hand-held grinding and polishing machines are set up at an angle, if, for example, ergonomically unfavorable areas have to be sanded, the wrong micro-grain size is used, the sanding sheet is incorrectly placed on the backing pad is positi oned, the sanding sheet is not changed in time, the sanding time is exceeded and is therefore sanded too deep, the amount of polishing paste selected for the sanding point is too large and thus unnecessary polishing paste splashes on the workpiece such as the body of a motor vehicle or too little polishing paste is chosen and therefore the optimal polishing effect does not occur and the polishing point becomes too warm due to too much contact pressure and too long polishing time and the polishing paste flocculates and polishing circles occur.
  • the employee When machining defects, the employee is given partially automated grinding and polishing times or carried out automatically.
  • the invention is based on the object of developing a method of the generic type in such a way that the grinding or polishing result is optimized, in particular the detection of defects and the automated grinding and polishing are better coordinated with one another.
  • the method according to the invention for coordinating detection and processing by grinding and / or polishing at least one flaw with at least one automatically and computer-controlled grinding or polishing tool in the surface coating of a workpiece that can be moved over the flaw using a stored program has the following procedural steps:
  • the method according to the invention in particular through the interplay of automated troubleshooting and automated grinding and polishing, significantly improves the precise coordination of the individual process steps.
  • the pre-simulation of a grinding or polishing process before the grinding or polishing is carried out ensures that the respective imperfections can be processed automatically with the available grinding or polishing tools.
  • the subsequent processing of the flaw by the grinding or polishing tool can be processed in an optimized manner, in particular for speed, on the basis of the processing data transferred to a control unit of the grinding or polishing tool.
  • the optical scanning of the surface coating of the workpiece takes place in the detection station with the aid of a movable detection unit. This makes it possible to increase the accuracy of the positioning method with regard to position data, error size and error type. This in turn enables machining with the smallest possible grinding points.
  • the flaw is marked and displayed.
  • the workpiece is subdivided into processing areas before step e).
  • the processing areas are preferably calculated based on the geometry of the workpiece and the accessibility for a respective grinding or polishing tool.
  • the coordination can be significantly improved, especially if several grinding or polishing tools are present. This also avoids collisions between the tools.
  • the at least one grinding or polishing tool is controlled in such a way that the processing of the imperfections is optimized in terms of time and route.
  • several grinding or polishing tools arranged next to one another are activated simultaneously for processing a respective defect. This enables the simultaneous machining of several defects, which means that the machining time of the workpiece can be further reduced.
  • the opening angle of the stored target data, for example CAD data, of the workpiece is calculated inline via a distance sensor and taken into account during error processing, so that the grinding and polishing tool can use the correct surface normal.
  • the grinding takes place exclusively as so-called dry grinding.
  • a multiple of the area of the previously grinding machined surface is machined during the polishing machining of the flaw, which in particular has the advantage of less heat development in the area of the polishing point and thus prevents a flocculation or the like of a polishing agent used .
  • the device according to the invention for performing the above-described method has a detection station, a grinding station and a polishing station.
  • At least one grinding tool is designed as a robot connected to a computer, which has a rotating and / or vibrating and / or orbital movable support device attached to an arm of the robot for holding a grinding belt, as well as a polishing tool, which is used as a robot connected to a computer is formed, which has a rotating and / or vibrating and / or orbital be movable support plate for holding a polishing sponge, the arm being computer-controlled movable.
  • a sanding belt is particularly suitable for dry sanding, as such a sanding belt can be adjusted in cycles after each processing of a flaw, so that an unused area of the sanding belt is available for each flaw to be processed and thus a consistent quality of the sanding process for every defect.
  • the at least one grinding or polishing tool can be moved along a linear axis, which enables the grinding or polishing tool to have a greater range.
  • the polishing tool has a wiping device and / or a blowing device and, if necessary, a detection unit.
  • the wiping device thus enables automated wiping of the polishing point.
  • the blowing device enables further cooling of the polishing point by blowing compressed air, in particular into the polishing sponge.
  • the registration unit enables results to be checked.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of egg ner device according to the invention for performing a method according to the invention
  • Fig. 2 is a side view of the device shown in Fig. 1 and 3, 4 and 5 are perspective views of a detail of the FIG.
  • the reference numeral 1 is a total of an embodiment variant of a device according to the invention for performing a method for detecting and processing by grinding and / or polishing at least one defect 1 with at least one automatically and computer-controlled using a stored program about the defect 1 movable grinding or polishing tool 7, 8 referred to in the surface coating of a workpiece 5.
  • the device has a detection station 2, a grinding station 3 and a polishing station 4.
  • the individual stations are connected to one another via a rail system 9 on which the workpieces 5 to be processed, for example in the form of body parts of a motor vehicle, can be moved from station to station and fed to the individual stations in a clocked manner.
  • the detection station 2 has two robots with respective robot arms, at the end of which an optical scanning device is attached.
  • the optical scanning device preferably has an electromagnetic radiation source which is directed onto the workpiece 5, as well as a detector unit 61 with which the beams reflected from the workpiece 5 are detected and subsequently evaluated.
  • the optical scanning device 6 can optically capture all areas of the surface of the workpiece 5 with the aid of the movable robot arm.
  • the robot arm is preferably controlled via a higher-level master computer with a database connected to it, in which the relative coordinates of the surface of the workpiece 5 to be scanned are stored.
  • restricted areas with respect to the workpiece 5 are permanently stored or automatically determined in advance, for example along the edges of the workpiece 5, along the fat edges of workpieces 5 designed as body modules and in tight radii of the workpiece 5.
  • All the required parameter variables are stored for the processing movement of the robots and are matched to the respective error size.
  • Limit values are stored for the parameter variables that can be changed for a continuous improvement process.
  • the optical scanning device 6 scans the surface of the workpiece 5, preferably by applying a light beam.
  • the reflected radiation is detected with a detector and any defects found on the surface of the workpiece 5 are digitally stored in a second database.
  • the position data and, if necessary, an error weighting are stored.
  • the recorded flaws data are compared with the stored relative coordinates of the workpiece 5 and used for the above further automated processing, i.e. the grinding treatment and the subsequent polishing treatment , Voted.
  • the detection unit would optically scan the defect area beforehand and use the more precise data in step b) for further processing.
  • two robots are also arranged in the grinding station 3 adjacent to the detection station 2.
  • the robots can be moved along a linear axis 32. It is also conceivable to place the robots of the detection station 2 and / or the polishing station 4 on such linear axes 32. It is also conceivable to arrange the robots of the grinding station 3 in a stationary but rotatable manner in the grinding station 3.
  • the coordinates of this flaw are transferred to the master computer and preferably to an employee visualized on a screen.
  • the position data for this flaw is forwarded to the master computer for further grinding.
  • the grinding tool 7 and the robot arm, to which the grinding tool 7 is attached, are brought into the intended position in order to grind the flaw.
  • the workpiece 5 is preferably subdivided into several processing areas before the processing data determined for processing the defect are transferred to the grinding tool 7 .
  • These machining areas are calculated using the geometry of the workpiece 5 and the accessibility for a respective grinding tool 7.
  • the grinding tool 7 that is most economical in terms of time and route is then controlled in such a way that the machining of the flaw is optimized in terms of time and route.
  • the flaws can be machined in parallel without the grinding or polishing tools or the robot and the robot arms colliding such a grinding or polishing tool is arranged comes.
  • an evaluation is preferably carried out by the master computer using statistical methods in order to further improve the automation of the processing of the imperfections, in particular by reducing the number of processing steps.
  • the grinding or polishing tool is aligned accordingly or it compensates for slight deviations by gently placing it on the workpiece part of the workpiece 5.
  • Such situations occur, for example, with vehicle bodies with doors, hoods or flaps that, after painting and drying, are not only pre-fixed in their closed position, but in the respective spacers and can be moved into the closed position when pressure is applied.
  • an upstream distance sensor to calculate the opening angle, in particular of the grinding tool 7, and thus to take it into account during the grinding process.
  • grinding tools 7 are preferably used for the grinding process, which can work in dry grinding.
  • the grinding tool 7 preferably has a grinding belt 71 which is displaced so far after each grinding process that a still unused part of the grinding belt is used for the following grinding process.
  • the grinding belt 71 is preferably held on a support plate of the grinding tool 7 by vacuum.
  • micro-grain size used here is matched to the polishing paste used.
  • the micro-grain size used is preferably a very fine grain size outside of the FEPA-P series, the max. Roughness depth is less than 0.5 pm.
  • the same micro-grain size is preferred for all types or sizes of defects.
  • sanding takes place several times, but always with an unused abrasive, with the sanding movement being adapted to the size of the defect.
  • an unused abrasive By using an unused abrasive, the surface roughness of the grinding point is within a narrow tolerance range, even when processing larger defects.
  • the polishing tool 8 has a polishing device attached to a robot arm with a polishing sponge through which the polishing agent, in particular in the form of a polishing paste, can be fed. It is also conceivable to feed the polishing agent directly onto the grinding point or into the polishing sponge itself. Time-consuming wetting of the polishing sponge surface can be dispensed with because the polishing paste dosage is at least tripled once after changing the polishing sponge.
  • polishing sponge is then preferably replaced after the third cleaning.
  • the area of the polishing processing at the respective flaw is preferably several times larger than the area of the surface that was previously processed by grinding.
  • the heat development can be minimized by changing the contact pressure and cooling by means of compressed air in the polishing sponge.
  • the polishing tool 8 preferably has a wiping device, for example in the form of a microfiber cloth or a cleaning sponge, in order to enable automatic wiping of the polishing point.
  • the wiping device is preferably attached to a robot arm together with the polishing device 8, the wiping device being designed to be pivotable.
  • the polishing tool 8 preferably has a blower device with which compressed air can be applied to the polishing point to cool it.
  • a blower device with which compressed air can be applied to the polishing point to cool it.
  • a detection unit 6 mounted on the polishing tool optically scans the machined areas and uses them to check the results.

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Abstract

The invention relates to a method for coordinating an identification of a defect (1) in the surface coating of a workpiece (5) and processing same via grinding and/or polishing using at least one grinding or polishing tool (7, 8) that can be moved over the defect (1) in an automatic and computer-controlled manner on the basis of a stored program, comprising the following method steps: a) automatically, in particular optically, scanning the surface coating of the workpiece (5) and detecting the scanned position data in a database; b) identifying the defect (1) by comparing the detected position data with stored target data of the workpiece (5); c) simulating possible movements of the grinding or polishing tool (7, 8) in order to process the defect (1); d) forwarding the setting data for the grinding or polishing tool (7, 8) determined in the simulation to a master computer; e) transferring the determined processing data for processing the defect (1) to the grinding or polishing tool (7, 8); and f) processing the defect (1) using the grinding or polishing tool (7, 8). The invention also relates to a device for carrying out said method.

Description

Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und dem Bearbeiten einer Fehlstelle eines Werkstücks sowie Vorrichtung zur Durchführung des Method for coordinating a detection and processing of a defect in a workpiece and a device for performing the
Verfahrens Procedure
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Be arbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle mit we nigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for coordinating detection and loading by grinding and / or polishing at least one defect with at least one automatically and computer-controlled grinding or polishing tool in the surface coating of a workpiece that can be moved over the defect using a stored program Claim 1 and a device for performing the method.
Insbesondere bei Fehlstellen in lackierten Oberflächen, wie sie Karosserien von Kraftfahrzeugen aufweisen, insbesondere in Gestalt von Staubeinschlüssen, Schmutzpartikeln, Lacknasen und Kratern, die sich trotz vieler Bemühungen nicht vermeiden lassen, müssen diese Fehlstellen durch Schleifen und Polieren nachbearbeitet werden. Especially in the case of defects in painted surfaces, such as the bodywork of motor vehicles, in particular in the form of dust inclusions, dirt particles, paint noses and craters, which cannot be avoided despite many efforts, these defects must be reworked by grinding and polishing.
Insbesondere die Fehlersuche und die Fehlerklassifizierung gefundener Fehl stellen sind dabei auch für speziell ausgebildete und erfahrene Mitarbeiter äu ßerst zeitaufwändig. In particular, troubleshooting and the classification of defects found are extremely time-consuming, even for specially trained and experienced employees.
Anhand der Fehlerklassifizierung wird dann das passende Schleifmittel ausge wählt und der Fehler durch manuelles Schleifen und anschließendes Polieren beseitigt. The appropriate abrasive is then selected based on the defect classification and the defect is eliminated by manual grinding and subsequent polishing.
Zum Schleifen haben sich Schleifmittel auf Unterlagen mit Mikrokörnungen bestens bewährt, die als Schleifblatt manuell oder auf handgeführten Maschi nen rotativ, exzentrisch, orbital oder durch Vibration eingesetzt werden. For sanding, abrasives on substrates with micro-grains have proven to be very effective; they are used as sanding sheets manually or on hand-held machines, rotary, eccentric, orbital or by vibration.
Entsprechend der Fehlergröße ist es das Ziel, die erzeugte Schleifstelle mög lichst klein zu halten und mit minimaler Rautiefe für das anschließende Polieren vorzubereiten. Depending on the size of the defect, the aim is to keep the grinding point as small as possible and to prepare it for subsequent polishing with a minimum surface roughness.
Für den Schleifprozess sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Verfahren mit jeweiligen Vor- und Nachteilen bekannt. So sammelt sich beim sogenannten Trockenschliff der im Laufe eines Schleif vorgangs entstandene Schleifstaub auf dem Schleifblatt, was dazu führt, dass nur wenige Fehlstellen je Schleifblatt bearbeitet werden können. Basically, two different methods with respective advantages and disadvantages are known for the grinding process. During the so-called dry sanding process, the sanding dust produced during a sanding process collects on the sanding sheet, which means that only a few imperfections can be processed per sanding sheet.
Erfolgt das Schleifen im sogenannten Nassschliff, bei dem die Fehlstelle und/oder das Schleifblatt mit Schleifwasser benetzt wird, lassen sich wesentlich mehr Fehlstellen bearbeiten. Allerdings sollte die zu bearbeitende Fehlstelle nach dem Schleifvorgang vor dem Polieren aufgrund anhaftendem Schleifstaub oder -schlämm gereinigt werden, was vor allem an senkrechten Flächen sehr zeitaufwändig sein kann. If the sanding is carried out using what is known as wet sanding, in which the flaw and / or the sanding sheet is wetted with grinding water, significantly more flaws can be processed. However, the flaw to be worked on should be cleaned after the grinding process before polishing due to adhering grinding dust or slurry, which can be very time-consuming, especially on vertical surfaces.
Zum Polieren wird eine entsprechende Menge Polierpaste auf die Schleifstelle und/oder eine Polierscheibe dosiert und die Schleifstelle mit einer Polierma schine bearbeitet. For polishing, a corresponding amount of polishing paste is dosed onto the grinding point and / or a polishing wheel and the grinding point is processed with a polishing machine.
Die Bearbeitung von Fehlstellen ist sehr zeitintensiv und anstrengend, insbe sondere wenn die Fehlstelle sich an Übergängen, gekrümmten Flächen, an Fettkanten oder angrenzend an Spalten befindet. The processing of imperfections is very time-consuming and strenuous, especially if the imperfection is located on transitions, curved surfaces, on fat edges or adjacent to gaps.
Bei der Bearbeitung der Fehlstelle kann es durch den Mitarbeiter zu erhebli chen Qualitätseinbußen und Mehraufwand kommen, wenn handgeführte Schleif- und Poliermaschinen schief aufgesetzt werden, wenn beispielsweise an ergonomisch ungünstigen Stellen geschliffen werden muss, eine falsche Mikrokörnung verwendet wird, das Schleifblatt falsch auf dem Stützteller positi oniert wird, das Schleifblatt nicht rechtzeitig gewechselt wird, die Schleifzeit überschritten und dadurch zu tief ausgeschliffen wird, die Mengen der Polier paste für die Schleifstelle zu groß gewählt wird und dadurch unnötige Polier pastenspritzer auf dem Werkstück wie beispielsweise einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hinterlassen oder zu wenig Polierpaste gewählt wird und dadurch die optimale Polierwirkung ausbleibt sowie die Polierstelle durch zu viel Anpressdruck und zu langer Polierzeit zu warm wird und die Polierpaste ausflockt und Polierkringel entstehen. When processing the flaw, the employee can suffer significant losses in quality and additional work if hand-held grinding and polishing machines are set up at an angle, if, for example, ergonomically unfavorable areas have to be sanded, the wrong micro-grain size is used, the sanding sheet is incorrectly placed on the backing pad is positi oned, the sanding sheet is not changed in time, the sanding time is exceeded and is therefore sanded too deep, the amount of polishing paste selected for the sanding point is too large and thus unnecessary polishing paste splashes on the workpiece such as the body of a motor vehicle or too little polishing paste is chosen and therefore the optimal polishing effect does not occur and the polishing point becomes too warm due to too much contact pressure and too long polishing time and the polishing paste flocculates and polishing circles occur.
Unabhängige Produkt- und Prozessaudits durch ein Qualitätsmanagement be werten regelmäßig das Verfahren und leiten Verbesserungen und Schulungen für die Mitarbeiter ein. Independent product and process audits by quality management regularly evaluate the process and initiate improvements and training for employees.
Aus dem Stand der Technik bekannt ist es, die Fehlersuche und die Fehlerbe arbeitung teilzuautomatisieren. Bei der Fehlersuche unterstützen Ortungsverfahren, die Position einer Fehlstel le zu bestimmen und für den weiteren Prozess zu nutzen, wobei das Ortungs verfahren teilautomatisiert oder vollautomatisch erfolgen kann. It is known from the prior art to partially automate troubleshooting and error processing. When searching for errors, locating processes help to determine the position of a fault and to use it for the further process, whereby the locating process can be carried out partially or fully automatically.
Nach dem Stand der Technik unterscheidet man zwischen stationären Or tungsverfahren, bei dem das Werkstück, beispielsweise die Oberfläche einer endbehandelten lackierten Karosse durch die Anlage hindurch inspiziert wird und einem modularen Ortungsverfahren, bei dem das Werkstück entsprechend der Außenkontur von an einem Roboterarmen angebrachten Erfassungseinheit mit Detektor inspiziert wird. According to the prior art, a distinction is made between stationary Or processing methods, in which the workpiece, for example the surface of a finished, painted body is inspected through the system and a modular location method, in which the workpiece is attached to a robot arms detection unit with detector according to the outer contour is inspected.
Mit stationären Ortungsverfahren können Werkstücke in unterschiedlicher Grö ße und Ausprägung bezogen auf die Kontur inspiziert werden, wobei, dem Ver fahren geschuldet, in Schattenbereichen und an Hinterschneidungen des Werkstücks nicht inspiziert werden kann. Außerdem sind die erfassten abge tasteten Positionsdaten und die Fehlstellenklassifizierung bei solchen Verfah ren ungenauer als dies bei modularen Ortungsverfahren möglich ist. With stationary locating processes, workpieces of different sizes and characteristics can be inspected in relation to the contour, whereby, due to the process, it is not possible to inspect in shadow areas and at undercuts of the workpiece. In addition, the detected scanned position data and the classification of defects in such methods are less precise than is possible with modular location methods.
Bei der Fehlstellenbearbeitung werden dem Mitarbeiter teilautomatisiert Schleif und Polierzeiten vorgegeben oder automatisch durchgeführt. When machining defects, the employee is given partially automated grinding and polishing times or carried out automatically.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass das Schleif- bzw. Polierergebnis optimiert wird, insbesondere die Fehlstellenerfassung und das automatisierte Schleifen und Polieren besser aufeinander abzustimmen. The invention is based on the object of developing a method of the generic type in such a way that the grinding or polishing result is optimized, in particular the detection of defects and the automated grinding and polishing are better coordinated with one another.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. This object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a device with the features of claim 15.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Be arbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle mit we nigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks weist die folgenden Verfah rensschritte auf: The method according to the invention for coordinating detection and processing by grinding and / or polishing at least one flaw with at least one automatically and computer-controlled grinding or polishing tool in the surface coating of a workpiece that can be moved over the flaw using a stored program has the following procedural steps:
a) Automatisches, insbesondere optisches Abtasten der Oberflächenbeschich tung des Werkstücks (5) in einer Erfassungsstation (2) und Abspeichern der abgetasteten Positionsdaten in einer Datenbank, b) Erkennen der Fehlstelle (1 ) durch Vergleich der erfassten Positionsdaten mit abgespeicherten Solldaten des Werkstücks (5), a) Automatic, in particular optical, scanning of the surface coating of the workpiece (5) in a detection station (2) and storage of the scanned position data in a database, b) Detection of the defect (1) by comparing the recorded position data with stored target data of the workpiece (5),
c) Simulation möglicher Bewegungen des Schleif- oder Polierwerkzeugs (7, 8) zur Bearbeitung der Fehlstelle (1 ), c) Simulation of possible movements of the grinding or polishing tool (7, 8) for processing the flaw (1),
d) Weiterleitung der bei der Simulation ermittelten Einstellungsdaten für das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) an einen Leitrechner, d) Forwarding of the setting data determined during the simulation for the grinding or polishing tool (7, 8) to a master computer,
e) Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) an das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8), e) Transfer of the processing data determined for processing the defect (1) to the grinding or polishing tool (7, 8),
f) Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) durch das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8). f) Processing of the defect (1) using the grinding or polishing tool (7, 8).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere durch das Zusam menspiel aus automatisierter Fehlersuche und automatisiertem Schleifen und Polieren eine exaktere Abstimmung der einzelnen Verfahrensschritte deutlich verbessert. The method according to the invention, in particular through the interplay of automated troubleshooting and automated grinding and polishing, significantly improves the precise coordination of the individual process steps.
Damit einher geht eine deutliche Zeitersparnis, da insbesondere die automati sierte Erkennung der Fehlstellen weniger Zeit in Anspruch nimmt als die manu elle oder visuelle Fehlstellenerkennung durch ausgebildetes Fachpersonal. This goes hand in hand with a significant saving in time, since in particular the automated detection of defects takes less time than manual or visual defect detection by trained specialist staff.
Darüber hinaus ist durch die automatische Koordinatenabspeicherung der er kannten Fehlstellen eine direkte Übergabe dieser Koordinaten zur Ausrichtung des Schleifwerkzeugs bzw. des Polierwerkzeugs ermöglicht. In addition, the automatic storage of coordinates for the identified defects enables these coordinates to be transferred directly to align the grinding tool or the polishing tool.
Durch die Vorabsimulation eines Schleif- oder Poliervorgangs vor Durchführung des Schleifens bzw. Polierens ist sichergestellt, dass die jeweiligen Fehlstellen mit den zur Verfügung stehenden Schleif- oder Polierwerkzeugen automatisiert bearbeitbar sind. The pre-simulation of a grinding or polishing process before the grinding or polishing is carried out ensures that the respective imperfections can be processed automatically with the available grinding or polishing tools.
Die anschließende Bearbeitung der Fehlstelle durch das Schleif- oder Polier werkzeug kann auf Basis der an einer Steuereinheit des Schleif- oder Polier werkzeuges übergebenen Bearbeitungsdaten insbesondere auf Geschwindig keit optimiert abgearbeitet werden. The subsequent processing of the flaw by the grinding or polishing tool can be processed in an optimized manner, in particular for speed, on the basis of the processing data transferred to a control unit of the grinding or polishing tool.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the claims.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver fahrens erfolgt das optische Abtasten der Oberflächenbeschichtung des Werk stücks in der Erfassungsstation mithilfe einer verfahrbaren Erfassungseinheit. Dadurch ist ermöglicht, die Genauigkeit des Ortungsverfahrens in Bezug auf Positionsdaten, Fehlergröße und Fehlerart zu erhöhen. Dies ermöglicht wiede rum eine Bearbeitung mit möglichst kleinen Schleifstellen. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the optical scanning of the surface coating of the workpiece takes place in the detection station with the aid of a movable detection unit. This makes it possible to increase the accuracy of the positioning method with regard to position data, error size and error type. This in turn enables machining with the smallest possible grinding points.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird bei Erkennen einer Unmöglichkeit einer automatisierten Bearbei tung der Fehlstelle durch das Schleif- oder Polierwerkzeug in Schritt c) die Fehlstelle markiert und angezeigt. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, when an impossibility of automated processing of the flaw is detected by the grinding or polishing tool in step c), the flaw is marked and displayed.
Dies hat den Vorteil, dass solche Fehlstellen von dem Schleif- oder Polierwerk zeug direkt übergangen werden, woraus eine weitere Zeitersparnis resultiert. Die nicht bearbeitbare Fehlstelle wird dem Bearbeiter auf einem Bildschirm an gezeigt, die Koordinaten dieser Fehlstelle werden abgespeichert, was ermög licht, derartige Fehlstellen nach Abarbeitung der automatisch bearbeitbaren Fehlstellen von ausgebildetem Fachpersonal durchführen zu lassen. This has the advantage that such defects are directly ignored by the grinding or polishing tool, which results in further time savings. The non-machinable flaw is shown to the operator on a screen, the coordinates of this flaw are saved, which makes it possible to have such flaws carried out by trained specialists after processing the automatically machinable flaws.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird insbesondere im Falle mehrerer festgestellter Fehlstellen vor Schritt e) das Werkstück in Bear beitungsbereiche unterteilt. According to a further advantageous embodiment variant, in particular in the case of several identified defects, the workpiece is subdivided into processing areas before step e).
Dies hat den Vorteil, dass mithilfe einer Bahnplanungs-Software eine auf Ge schwindigkeit optimierte Abarbeitung der Fehlstellen ermöglicht ist. This has the advantage that, with the aid of path planning software, processing of the imperfections optimized for speed is made possible.
Die Bearbeitungsbereiche werden bevorzugt anhand der Geometrie des Werk stücks und der Erreichbarkeit für ein jeweiliges Schleif- oder Polierwerkzeug berechnet. The processing areas are preferably calculated based on the geometry of the workpiece and the accessibility for a respective grinding or polishing tool.
Dadurch kann die Koordination insbesondere im Falle mehrerer vorhandener Schleif- oder Polierwerkzeuge deutlich verbessert werden. Darüber hinaus las sen sich dadurch Kollisionen der Werkzeuge vermeiden. As a result, the coordination can be significantly improved, especially if several grinding or polishing tools are present. This also avoids collisions between the tools.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird im Falle mehre rer zu bearbeitender Fehlstellen das wenigstens eine Schleif- oder Polierwerk zeug so angesteuert wird, dass die Bearbeitung der Fehlstellen zeit- und weg optimiert erfolgt. Insbesondere werden mehrere nebeneinander angeordnete Schleif- oder Polierwerkzeuge zur Bearbeitung einer jeweiligen Fehlstelle gleichzeitig angesteuert. Dies ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Fehlstellen, was zur Folge hat, dass die Bearbeitungszeit des Werkstücks weiter reduzierbar ist. According to a further preferred embodiment variant, in the case of several imperfections to be processed, the at least one grinding or polishing tool is controlled in such a way that the processing of the imperfections is optimized in terms of time and route. In particular, several grinding or polishing tools arranged next to one another are activated simultaneously for processing a respective defect. This enables the simultaneous machining of several defects, which means that the machining time of the workpiece can be further reduced.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird bei Werkstücktei len, die in ihrer Halterung um einen vorbestimmten Weg bewegbar sind, über einen Abstandssensor der Öffnungswinkel über die abgespeicherten Solldaten, beispielsweise CAD-Daten, des Werkstücks inline berechnet und bei der Fehlerbearbeitung berücksichtigt, sodass das Schleif- und Polierwerkzeug die korrekte Oberflächennormale verenden kann. According to a further advantageous embodiment variant, in the case of workpiece parts that can be moved by a predetermined distance in their holder, the opening angle of the stored target data, for example CAD data, of the workpiece is calculated inline via a distance sensor and taken into account during error processing, so that the grinding and polishing tool can use the correct surface normal.
Solche Situationen treten insbesondere bei Fahrzeugkarossen mit Türen, Hau ben oder Klappen auf, die nach einer zuvor erfolgten Lackierung und Trock nung nicht in ihrer geschlossenen Position, sondern in jeweiligen Abstandshal tern nur vorfixiert sind. Such situations occur in particular with vehicle bodies with doors, hoods or flaps that are only pre-fixed in their closed position after a previous painting and drying, but rather in the respective Abstandshal tern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante erfolgt die Schleifbear beitung ausschließlich als sogenannter Trockenschliff. According to a further advantageous embodiment, the grinding takes place exclusively as so-called dry grinding.
Dadurch ist eine engere Taktung der Bearbeitung der Fehlstellen ermöglicht, da der beim Schleifvorgang entstehende Schleifstaub im Schleifmittel gebun den bleibt und dadurch eine Zwischenreinigung der Schleifstelle vor dem Polie ren entfallen kann. This enables a closer cycle of the processing of the flaws, since the sanding dust generated during the sanding process remains bound in the abrasive and thus an intermediate cleaning of the sanding point before polishing can be dispensed with.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird bei der Polierbear beitung der Fehlstelle ein Vielfaches der Fläche der zuvor schleifend bearbeite ten Fläche bearbeitet, was insbesondere den Vorteil einer geringeren Hitze entwicklung im Bereich der Polierstelle mit sich bringt und dadurch ein Ausflo cken oder dergleichen eines eingesetzten Poliermittels verhindert. According to a further advantageous embodiment variant, a multiple of the area of the previously grinding machined surface is machined during the polishing machining of the flaw, which in particular has the advantage of less heat development in the area of the polishing point and thus prevents a flocculation or the like of a polishing agent used .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens weist eine Erfassungsstation, eine Schleifstation und eine Poliersta tion auf. Wenigstens ein Schleifwerkzeug ist als mit einem Rechner verbunde ner Roboter ausgebildet, der eine an einem Arm des Roboters befestigte, rotie rend und/oder vibrierend und/oder orbitalen bewegbare Stützeinrichtung zur Halterung eines Schleifbandes aufweist sowie ein Polierwerkzeug, das als mit einem Rechner verbundener Roboter ausgebildet ist, der einen an einem Arm des Roboters befestigten, rotierend und/oder vibrierend und/oder orbitalen be wegbaren Stützteller zur Halterung eines Polierschwammes aufweist, wobei der Arm rechnergesteuert bewegbar ist. Der Einsatz eines Schleifbandes ist dabei für den Trockenschliff besonders ge eignet, da ein solches Schleifband sich taktweise nach jeder Bearbeitung einer Fehlstelle verstellen lässt, so dass für jede zu bearbeitende Fehlstelle ein un benutztes Flächenstück des Schleifbandes zur Verfügung steht und so eine gleichbleibende Qualität der Schleifbearbeitung für jede Fehlstelle ermöglicht. The device according to the invention for performing the above-described method has a detection station, a grinding station and a polishing station. At least one grinding tool is designed as a robot connected to a computer, which has a rotating and / or vibrating and / or orbital movable support device attached to an arm of the robot for holding a grinding belt, as well as a polishing tool, which is used as a robot connected to a computer is formed, which has a rotating and / or vibrating and / or orbital be movable support plate for holding a polishing sponge, the arm being computer-controlled movable. The use of a sanding belt is particularly suitable for dry sanding, as such a sanding belt can be adjusted in cycles after each processing of a flaw, so that an unused area of the sanding belt is available for each flaw to be processed and thus a consistent quality of the sanding process for every defect.
Das wenigstens eine Schleif- oder Polierwerkzeug ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante entlang einer Linearachse verfahrbar, was eine größere Reichweite des Schleif- oder Polierwerkzeugs ermöglicht. According to a preferred embodiment variant, the at least one grinding or polishing tool can be moved along a linear axis, which enables the grinding or polishing tool to have a greater range.
Das Polierwerkzeug weist nach einer bevorzugten Ausführungsvariante eine Wischeinrichtung und/oder eine Blaseinrichtung und ggfs eine Erfassungsein heit auf. Die Wischeinrichtung ermöglicht damit ein automatisiertes Wischen der Polierstelle. Die Blaseinrichtung ermöglicht eine weitere Kühlung der Po lierstelle durch Einblasen von Druckluft insbesondere in den Polierschwamm. Die Erfassungseinheit ermöglicht eine Ergebniskontrolle. According to a preferred embodiment variant, the polishing tool has a wiping device and / or a blowing device and, if necessary, a detection unit. The wiping device thus enables automated wiping of the polishing point. The blowing device enables further cooling of the polishing point by blowing compressed air, in particular into the polishing sponge. The registration unit enables results to be checked.
Insbesondere durch den Wegfall der Lichttunnel, die im Stand der Technik für die manuelle Bearbeitung der Fehlstellen durch Schleifen, Polieren und Wi schen der Polierstelle sowie der Ergebniskontrolle erforderlich sind, den deut lich geringerem Reinigungsaufwand, der sich durch den Trockenschliff ergibt, eine verschnittoptimierte Form des Schleifmittels als Band anstelle eines Schleifblattes, den Wegfall von weiteren erforderlichen Veredlungsschritten für die Befestigung des Schleifmittels durch die verwendete Vakuumbefestigung, einen geringeren Verbrauch an Polierpasten durch exakt abgestimmte Dosie rung durch den Polierschwamm hindurch sowie einem bedeutend geringeren Raumbedarf, sind Ökobilanz und Nachhaltigkeit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung stark verbessert. In particular, due to the elimination of the light tunnels, which are required in the prior art for the manual processing of the imperfections by grinding, polishing and wiping the polishing point as well as the result control, the significantly lower cleaning effort that results from dry grinding, a waste-optimized form of the Abrasive as a tape instead of an abrasive sheet, the elimination of further necessary finishing steps for the attachment of the abrasive through the vacuum attachment used, a lower consumption of polishing pastes through precisely coordinated dosing through the polishing sponge and a significantly smaller space requirement, are life cycle assessment and sustainability with the invention The method and the device according to the invention are greatly improved.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beiliegen den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsvariante ei ner erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines er findungsgemäßen Verfahrens Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of egg ner device according to the invention for performing a method according to the invention
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung und Fig. 3, 4 und 5 jeweilige perspektivische Ansichten eines Details der in den Fig.Fig. 2 is a side view of the device shown in Fig. 1 and 3, 4 and 5 are perspective views of a detail of the FIG.
1 und 2 gezeigten Vorrichtung 1 and 2 shown device
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Erfassungsstation, Polierstation, Schleifstation, des Schleifwerkzeuges, des Polierwerkzeuges, des Werkstücks und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmet rische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern. In the following description of the figures, terms such as above, below, left, right, front, rear, etc. refer exclusively to the exemplary representation and position of the detection station, polishing station, grinding station, grinding tool, polishing tool, workpiece and the like selected in the respective figures . These terms are not to be understood as restrictive, i.e. these references may change due to different working positions or the mirror-symmetrical design or the like.
In den Figuren 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine Ausfüh rungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Erkennen und Bearbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle 1 mit wenigstens einem automatisch und rechner gesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle 1 beweg baren Schleif- oder Polierwerkzeugs 7, 8 in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks 5 bezeichnet. In Figures 1 and 2, the reference numeral 1 is a total of an embodiment variant of a device according to the invention for performing a method for detecting and processing by grinding and / or polishing at least one defect 1 with at least one automatically and computer-controlled using a stored program about the defect 1 movable grinding or polishing tool 7, 8 referred to in the surface coating of a workpiece 5.
Wie in den Figuren 1 und 2 erkennbar ist, weist die Vorrichtung eine Erfas sungsstation 2, eine Schleifstation 3 und eine Polierstation 4 auf. Die einzelnen Stationen sind über ein Schienensystem 9 miteinander verbunden, auf dem die zu bearbeitenden Werkstücke 5, beispielsweise in Gestalt von Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs von Station zu Station verfahrbar und zu den einzelnen Stationen getaktet zugeführt werden können. As can be seen in FIGS. 1 and 2, the device has a detection station 2, a grinding station 3 and a polishing station 4. The individual stations are connected to one another via a rail system 9 on which the workpieces 5 to be processed, for example in the form of body parts of a motor vehicle, can be moved from station to station and fed to the individual stations in a clocked manner.
Die Erfassungsstation 2 weist, wie in den Figuren 1 , 2 und 3 dargestellt ist, zwei Roboter mit jeweiligen Roboterarmen auf, an deren Ende eine optische Abtasteinrichtung befestigt ist. Bevorzugt weist die optische Abtasteinrichtung eine elektromagnetische Strahlungsquelle auf, die auf das Werkstück 5 gerich tet wird, sowie eine Detektoreinheit 61 , mit der die von dem Werkstück 5 reflek tierten Strahlen erfasst und nachfolgend ausgewertet werden. As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the detection station 2 has two robots with respective robot arms, at the end of which an optical scanning device is attached. The optical scanning device preferably has an electromagnetic radiation source which is directed onto the workpiece 5, as well as a detector unit 61 with which the beams reflected from the workpiece 5 are detected and subsequently evaluated.
Die optische Abtasteinrichtung 6 kann mithilfe des beweglichen Roboterarms sämtliche Bereiche der Oberfläche des Werkstücks 5 optisch erfassen. The optical scanning device 6 can optically capture all areas of the surface of the workpiece 5 with the aid of the movable robot arm.
Zur Ansteuerung des Roboterarms dient bevorzugt über ein übergeordneter Leitrechner mit einer an diesen angeschlossenen Datenbank, in der Relativko ordinaten der abzutastenden Oberfläche des Werkstücks 5 abgespeichert sind. Anhand der Relativkoordinaten der Oberfläche des Werkstücks 5 werden Sperrbereiche bezogen auf das Werkstück 5 fest hinterlegt oder automatisiert beispielsweise entlang von Rändern des Werkstücks 5, entlang von Fettkanten von als Karossenmodule ausgebildeten Werkstücke 5 sowie in engen Radien des Werkstücks 5 im Vorfeld bestimmt. Alle erforderlichen Parametervariablen sind dabei für die Bearbeitungsbewegung der Roboter hinterlegt und werden auf die jeweilige Fehlergröße abgestimmt. Für die Parametervariablen sind Grenzwerte hinterlegt, die für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess veränderbar sind. The robot arm is preferably controlled via a higher-level master computer with a database connected to it, in which the relative coordinates of the surface of the workpiece 5 to be scanned are stored. On the basis of the relative coordinates of the surface of the workpiece 5, restricted areas with respect to the workpiece 5 are permanently stored or automatically determined in advance, for example along the edges of the workpiece 5, along the fat edges of workpieces 5 designed as body modules and in tight radii of the workpiece 5. All the required parameter variables are stored for the processing movement of the robots and are matched to the respective error size. Limit values are stored for the parameter variables that can be changed for a continuous improvement process.
Die optische Abtasteinrichtung 6 tastet die Oberfläche des Werkstücks 5 vor zugsweise durch Beaufschlagen mit einem Lichtstrahl ab. Die reflektierte Strah lung wird dabei mit einem Detektor erfasst und aufgefundene Fehlstellen auf der Oberfläche des Werkstücks 5 digital in einer zweiten Datenbank abgespei chert. The optical scanning device 6 scans the surface of the workpiece 5, preferably by applying a light beam. The reflected radiation is detected with a detector and any defects found on the surface of the workpiece 5 are digitally stored in a second database.
Bei der Abspeicherung werden dabei die Positionsdaten und gegebenenfalls eine Fehlergewichtung abgespeichert. Zusammen mit der zuvor genannten Da tenbank des Leitrechners, in der die Relativkoordinaten der Oberfläche des Werkstücks 5 abgespeichert sind, werden die erfassten Fehlstellendaten mit den hinterlegten Relativkoordinaten des Werkstücks 5 verglichen und zur be vorstehenden weiteren automatisierten Abarbeitung, sprich der Schleifbehand lung und der anschließenden Polierbehandlung, abgestimmt. During the storage, the position data and, if necessary, an error weighting are stored. Together with the aforementioned database of the master computer, in which the relative coordinates of the surface of the workpiece 5 are stored, the recorded flaws data are compared with the stored relative coordinates of the workpiece 5 and used for the above further automated processing, i.e. the grinding treatment and the subsequent polishing treatment , Voted.
Je nach zu bearbeitendem Werkstück ist es auch denkbar, nur einen Roboter mit daran befestigter Fehlererkennungseinrichtung in der Erfassungsstation 2 vorzusehen oder auch mehr als zwei solcher Roboter. Depending on the workpiece to be processed, it is also conceivable to provide only one robot with an error detection device attached to it in the detection station 2, or even more than two such robots.
Es ist auch denkbar, je nach Werkstückgröße oder zur Erhöhung der Genauig keit des Ortungsverfahrens in Bezug auf Positionsdaten, Fehlergröße und Feh lerart, die oder eine weitere Erfassungseinheit am Schleifwerkzeug selbst zu montieren. It is also conceivable, depending on the workpiece size or to increase the accuracy of the locating method with regard to position data, error size and error type, to mount the or another detection unit on the grinding tool itself.
Durch die Verfahrbarkeit der optische Abtasteinrichtung 6 der Erfassungsstati on 2 können auch Werkstückbereiche abgetastet werden, die von stationären Ortungsanlagen nicht geprüft werden können, wie beispielsweise Schattenbe reiche oder Hinterschneidungen des Werkstücks. Es ist auch denkbar, ausschließlich die Fehlerposition zu erfassen, wodurch auf eine umfangreiche und teure Lagerkennung des Trägerfahrzeug und des Werkstücks verzichtet werden kann. Due to the mobility of the optical scanning device 6 of the detection station 2, workpiece areas can also be scanned that cannot be checked by stationary locating systems, such as shadow areas or undercuts of the workpiece. It is also conceivable to only detect the fault position, which means that extensive and expensive position detection of the carrier vehicle and the workpiece can be dispensed with.
In diesem Fall würde die Erfassungseinheit vorab den Fehlerbereich optisch abtasten und die genaueren Daten im Schritt b) zur weiteren Bearbeitung ge nutzt. In this case, the detection unit would optically scan the defect area beforehand and use the more precise data in step b) for further processing.
Wie in den Figuren 1 , 2 und 4 dargestellt, sind in der zur Erfassungsstation 2 benachbarten Schleifstation 3 ebenfalls zwei Roboter angeordnet. Die Roboter sind im hier gezeigten Ausführungsbeispiel entlang einer Linearachse 32 ver fahrbar. Denkbar ist auch, die Roboter der Erfassungsstation 2 und/oder der Polierstation 4 auf solche Linearachsen 32 aufzusetzen. Denkbar ist ebenfalls, die Roboter der Schleifstation 3 ortsfest, aber rotierbar in der Schleifstation 3 anzuordnen. As shown in FIGS. 1, 2 and 4, two robots are also arranged in the grinding station 3 adjacent to the detection station 2. In the exemplary embodiment shown here, the robots can be moved along a linear axis 32. It is also conceivable to place the robots of the detection station 2 and / or the polishing station 4 on such linear axes 32. It is also conceivable to arrange the robots of the grinding station 3 in a stationary but rotatable manner in the grinding station 3.
Vor der Ansteuerung der Schleifwerkzeuge 7 der Schleifstation 3 durch den Leitrechner erfolgt vorab eine Simulation möglicher Bewegungen des Schleif werkzeugs 7 zur Bearbeitung der jeweiligen Fehlstelle. Before the control of the grinding tools 7 of the grinding station 3 by the host computer, a simulation of possible movements of the grinding tool 7 for processing the respective flaw takes place in advance.
Wird bei einer solchen Simulation festgestellt, dass eine automatische Bearbei tung der Fehlstelle durch das Schleifwerkzeug 7 nicht möglich ist, beispielswei se aufgrund einer für die automatische Bearbeitung ungünstige Position der Fehlstelle, so werden die Koordinaten dieser Fehlstelle an den Leitrechner übergeben und einem Mitarbeiter vorzugsweise auf einem Bildschirm visuali- siert dargestellt. If it is found in such a simulation that automatic processing of the flaw by the grinding tool 7 is not possible, for example due to an unfavorable position of the flaw for automatic machining, the coordinates of this flaw are transferred to the master computer and preferably to an employee visualized on a screen.
Ergibt die Simulation, dass die Fehlstelle automatisch bearbeitet werden kann, werden die Positionsdaten dieser Fehlstelle an den Leitrechner zur weiteren Schleifbearbeitung weitergeleitet. Dabei wird das Schleifwerkzeug 7 und der Roboterarm, an dem das Schleifwerkzeug 7 befestigt ist, in die vorgesehene Position gebracht, um die Fehlstelle schleifend zu bearbeiten. If the simulation shows that the flaw can be machined automatically, the position data for this flaw is forwarded to the master computer for further grinding. The grinding tool 7 and the robot arm, to which the grinding tool 7 is attached, are brought into the intended position in order to grind the flaw.
Sofern, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, mehrere Roboter mit jeweiligen Schleifwerkzeugen 7 in der Schleifstation 3 angeordnet sind, erfolgt bevorzugt vor der Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehl stelle an das Schleifwerkzeug 7 eine Unterteilung des Werkstücks 5 in mehrere Bearbeitungsbereiche. Diese Bearbeitungsbereiche werden dabei anhand der Geometrie des Werk stücks 5 und der Erreichbarkeit für ein jeweiliges Schleifwerkzeug 7 berechnet. Anschließend wird das zeit- und weggünstigste Schleifwerkzeug 7 so ange steuert, dass die Bearbeitung der Fehlstelle zeit- und wegoptimiert erfolgt.If, as shown in FIGS. 1 and 2, several robots with respective grinding tools 7 are arranged in the grinding station 3, the workpiece 5 is preferably subdivided into several processing areas before the processing data determined for processing the defect are transferred to the grinding tool 7 . These machining areas are calculated using the geometry of the workpiece 5 and the accessibility for a respective grinding tool 7. The grinding tool 7 that is most economical in terms of time and route is then controlled in such a way that the machining of the flaw is optimized in terms of time and route.
Bei der Schleifbearbeitung wird bevorzugt in konzentrischen Schleifbahnen um die Fehlstelle geschliffen. When grinding, it is preferred to grind around the flaw in concentric grinding paths.
Insbesondere erfolgt die Berechnung der Ansteuerung der Schleifwerkzeuge 7 und im nachfolgenden Polierverfahren auch der Polierwerkzeuge 8 mithilfe ei ner Software derart, dass eine auf Geschwindigkeit optimierte Abarbeitung der Fehlstelle des zu bearbeitenden Werkstücks 5 erfolgt. In particular, the calculation of the control of the grinding tools 7 and, in the subsequent polishing process, also of the polishing tools 8 takes place with the aid of software in such a way that processing of the flaw in the workpiece 5 to be machined is optimized for speed.
Bei der Abarbeitung der Fehlstellen wird darüber hinaus berücksichtigt, dass im Falle mehrerer gleichzeitig arbeitender Schleif- oder Polierwerkzeuge die Fehl stellen parallel bearbeitet werden können, ohne dass es zu Kollisionen der Schleif- oder Polierwerkzeuge bzw. der Roboter und der Roboterarme, an de nen jeweils ein solches Schleif- oder Polierwerkzeug angeordnet ist, kommt. When processing the flaws, it is also taken into account that in the case of several grinding or polishing tools working at the same time, the flaws can be machined in parallel without the grinding or polishing tools or the robot and the robot arms colliding such a grinding or polishing tool is arranged comes.
Bevorzugt erfolgt nach erfolgter Schleifbearbeitung eine Auswertung durch den Leitrechner anhand statistischer Verfahren, um die Automatisierung der Abar beitung der Fehlstellen insbesondere durch Reduzierung von Bearbeitungs schritten weiter zu verbessern. After the grinding process, an evaluation is preferably carried out by the master computer using statistical methods in order to further improve the automation of the processing of the imperfections, in particular by reducing the number of processing steps.
Gleiches gilt im Wesentlichen auch für die Polierbearbeitung der Fehlstellen in der der Schleifstation 3 benachbarten Polierstation 4. The same applies essentially to the polishing processing of the imperfections in the polishing station 4 adjacent to the grinding station 3.
Bei Werkstückteilen, die in ihrer Halterung um einen vorbestimmten Weg be wegbar sind, wird das Schleif- oder Polierwerkzeug entsprechend ausgerichtet oder es kompensiert leichte Abweichungen durch sanftes Aufsetzen auf das Werkstückteil des Werkstücks 5. In the case of workpiece parts that can be moved a predetermined distance in their holder, the grinding or polishing tool is aligned accordingly or it compensates for slight deviations by gently placing it on the workpiece part of the workpiece 5.
Solche Situationen treten beispielsweise bei Fahrzeugkarossen mit Türen, Hauben oder Klappen auf, die nach einer zuvor erfolgten Lackierung und Trocknung nicht in ihrer geschlossenen Position, sondern in jeweiligen Ab standshaltern nur vorfixiert sind und sich unter Ausübung eines Drucks in die geschlossene Position bewegen lassen. Such situations occur, for example, with vehicle bodies with doors, hoods or flaps that, after painting and drying, are not only pre-fixed in their closed position, but in the respective spacers and can be moved into the closed position when pressure is applied.
So werden vorzugsweise bei Öffnungspositionen eines zu bearbeitenden Teil stücks des Werkstücks 5 von bis zu 1 ° solche Abweichungen von den abge- speicherten Koordinaten durch sanftes Aufsetzen der Bearbeitungswerkzeuge auf das zu bearbeitende Teilstück des Werkstücks 5 in Normalenrichtung kom pensiert. For example, in the case of opening positions of a part of the workpiece 5 to be machined of up to 1 °, such deviations from the Stored coordinates compensated for by gently placing the machining tools on the part of the workpiece 5 to be machined in the normal direction.
Alternativ ist es auch möglich, den Öffnungswinkel über einen vorgeschalteten Abstandssensor vor dem Aufsetzen insbesondere des Schleifwerkzeugs 7 zu berechnen und so bei der Schleifbearbeitung zu berücksichtigen. Alternatively, it is also possible to use an upstream distance sensor to calculate the opening angle, in particular of the grinding tool 7, and thus to take it into account during the grinding process.
Wie in Figur 4 dargestellt, werden für den Schleifvorgang bevorzugt Schleif werkzeuge 7 eingesetzt, die im Trockenschliff arbeiten können. Dazu weist das Schleifwerkzeug 7 bevorzug ein Schleifband 71 auf, das nach jedem erfolgten Schleifvorgang so weit verschoben wird, dass für den folgenden Schleifvorgang ein noch unbenutzter Teil des Schleifbandes genutzt wird. Das Schleifband 71 ist dabei bevorzugt durch Vakuum an einem Stützteller des Schleifwerkzeugs 7 gehalten. As shown in Figure 4, grinding tools 7 are preferably used for the grinding process, which can work in dry grinding. For this purpose, the grinding tool 7 preferably has a grinding belt 71 which is displaced so far after each grinding process that a still unused part of the grinding belt is used for the following grinding process. The grinding belt 71 is preferably held on a support plate of the grinding tool 7 by vacuum.
Dies ermöglicht, dass eine Zwischenreinigung der Schleifstelle vor dem Polie ren entfallen kann, da die Umgebung der Fehlstelle komplett staubfrei ist und das Wechseln des Schleifmittels beispielsweise in Pausenzeiten erfolgen kann. This means that there is no need for intermediate cleaning of the grinding point before polishing, since the area around the faulty point is completely free of dust and the abrasive can be changed, for example, during breaks.
Die hier eingesetzte Mikrokörnung wird auf die verwendete Polierpaste abge stimmt. Als Mikrokörnung wird dabei bevorzugt eine Feinstkörnung außerhalb der FEPA-P Reihe eingesetzt, deren max. Rautiefe kleiner 0,5pm beträgt. The micro-grain size used here is matched to the polishing paste used. The micro-grain size used is preferably a very fine grain size outside of the FEPA-P series, the max. Roughness depth is less than 0.5 pm.
Bei der schleifenden Bearbeitung wird bevorzugt für alle Fehlerarten oder - großen die gleiche Mikrokörnung eingesetzt. Bei größeren Fehlern wird dabei mehrmals, jedoch stets mit einem unbenutzten Schleifmittel geschliffen, wobei sich die Schleifbewegung der Fehlergröße anpasst. Durch den Einsatz eines unbenutzten Schleifmittels liegt die Rautiefe der Schleifstelle auch bei der Be arbeitung von größeren Fehlern in einem engen Toleranzfeld. In the case of grinding, the same micro-grain size is preferred for all types or sizes of defects. In the case of larger defects, sanding takes place several times, but always with an unused abrasive, with the sanding movement being adapted to the size of the defect. By using an unused abrasive, the surface roughness of the grinding point is within a narrow tolerance range, even when processing larger defects.
Wie weiter in Figur 5 erkennbar ist, weist das Polierwerkzeug 8 eine an einem Roboterarm befestigte Poliereinrichtung auf mit einem Polierschwamm, durch den das Poliermittel, insbesondere in Gestalt einer Polierpaste, hindurch zu- führbar ist. Denkbar ist auch, das Poliermittel direkt auf die Schleifstelle oder in den Polierschwamm selbst zuzuführen. Eine zeitaufwändige Benetzung der Polierschwammoberfläche kann dadurch entfallen, dass nach einem Wechsel des Polierschwammes die Polierpasten dosierung einmalig mindestens verdreifacht wird. As can also be seen in FIG. 5, the polishing tool 8 has a polishing device attached to a robot arm with a polishing sponge through which the polishing agent, in particular in the form of a polishing paste, can be fed. It is also conceivable to feed the polishing agent directly onto the grinding point or into the polishing sponge itself. Time-consuming wetting of the polishing sponge surface can be dispensed with because the polishing paste dosage is at least tripled once after changing the polishing sponge.
Denkbar ist auch, den Polierschwamm nach Gebrauch mit Hilfe eines Pad- washers aufzubereiten und weiter zu nutzen. Entsprechend einer Prozessvari ablen erfolgt ein Auswechseln des Polierschwamms dann bevorzugt nach der dritten Reinigung. It is also conceivable to prepare the polishing sponge after use with the aid of a pad washer and to continue using it. According to a process variable, the polishing sponge is then preferably replaced after the third cleaning.
Die Fläche der Polierbearbeitung an der jeweiligen Fehlstelle ist bevorzugt über ein Mehrfaches größer als die Fläche der zuvor schleifend bearbeiteten Fläche. Insbesondere in der zweiten Hälfte der Polierzeit kann dadurch die Hitzeent wicklung durch Änderung des Anpressdrucks und durch Kühlung mittels Druck luft in den Polierschwamm minimiert werden. The area of the polishing processing at the respective flaw is preferably several times larger than the area of the surface that was previously processed by grinding. In particular, in the second half of the polishing time, the heat development can be minimized by changing the contact pressure and cooling by means of compressed air in the polishing sponge.
Des Weiteren weist das Polierwerkzeug 8 bevorzugt eine Wischeinrichtung, beispielsweise in Gestalt eines Mikrofasertuches oder eines Reinigungs schwamms auf, um ein automatisches Wischen der Polierstelle zu ermögli chen. Die Wischeinrichtung ist dabei bevorzugt zusammen mit der Polierein richtung 8 an einem Roboterarm befestigt, wobei die Wischeinrichtung schwenkbar ausgeführt ist. Furthermore, the polishing tool 8 preferably has a wiping device, for example in the form of a microfiber cloth or a cleaning sponge, in order to enable automatic wiping of the polishing point. The wiping device is preferably attached to a robot arm together with the polishing device 8, the wiping device being designed to be pivotable.
Darüber hinaus weist das Polierwerkzeug 8 bevorzugt eine Blaseinrichtung auf, mit der Druckluft zur Kühlung der Polierstelle auf diese aufbringbar ist. Insbe sondere für eine enge Taktung, bei der das Poliermittel auf die Schleifstelle in den Polierschwamm selber oder durch den Polierschwamm hindurch der Schleifstelle zugeführt wird, eine beim Polieren entstehende Hitzeentwicklung insbesondere durch Änderung des Anpressdrucks des Polierschwamms auf die zu polierende Stelle und durch Kühlung mittels der zuvor erwähnten Druckluft minimierbar ist. In addition, the polishing tool 8 preferably has a blower device with which compressed air can be applied to the polishing point to cool it. In particular, for a close cycle, in which the polishing agent is fed to the grinding point in the polishing sponge itself or through the polishing sponge to the grinding point, heat generated during polishing, in particular by changing the contact pressure of the polishing sponge on the point to be polished and by cooling by means of the previously mentioned compressed air can be minimized.
Denkbar ist auch, dass eine am Polierwerkzeug montierte Erfassungseinheit 6 die bearbeiteten Stellen optisch abtastet und für die Ergebniskontrolle nutzt. Bezugszeichenliste It is also conceivable that a detection unit 6 mounted on the polishing tool optically scans the machined areas and uses them to check the results. List of reference symbols
1 Fehlstelle 1 missing spot
2 Erfassungsstation 2 acquisition station
3 Schleifstation 3 grinding station
32 Werkzeugschiene / Linearachse 32 tool rail / linear axis
4 Polierstation 4 polishing station
5 Werkstück 5 workpiece
6 Erfassungseinheit 6 registration unit
61 Detektor 61 detector
7 Schleifwerkzeug 7 grinding tool
71 Schleifband 71 sanding belt
8 Polierwerkzeug 8 polishing tool
81 Polierschwamm 81 polishing sponge
9 Schienensystem 9 rail system

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Bearbeiten durch 1. Procedure for coordinating a recognition and processing by
Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle (1 ) mit wenigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Pro gramms über die Fehlstelle (1 ) bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs (7, 8) in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks (5) mit den Ver fahrensschritten: Grinding and / or polishing of at least one defect (1) with at least one automatically and computer-controlled using a stored program on the defect (1) movable grinding or polishing tool (7, 8) in the surface coating of a workpiece (5) with the process steps :
a) Automatisches, insbesondere optisches Abtasten der Oberflächen beschichtung des Werkstücks (5) in einer Erfassungsstation (2) und Abspeichern der abgetasteten Positionsdaten in einer Datenbank, b) Erkennen der Fehlstelle (1 ) durch Vergleich der erfassten Positions daten mit abgespeicherten Solldaten des Werkstücks (5), c) Simulation möglicher Bewegungen des Schleif- oder Polierwerk a) Automatic, in particular optical, scanning of the surface coating of the workpiece (5) in a recording station (2) and storage of the scanned position data in a database, b) Detection of the defect (1) by comparing the recorded position data with saved target data of the workpiece ( 5), c) Simulation of possible movements of the grinding or polishing unit
zeugs (7, 8) zur Bearbeitung der Fehlstelle (1 ), tools (7, 8) for processing the defect (1),
d) Weiterleitung der bei der Simulation ermittelten Einstellungsdaten für das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) an einen Leitrechner, e) Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) an das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8), f) Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) durch Schleifen mit dem Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8). d) forwarding of the setting data for the grinding or polishing tool (7, 8) determined during the simulation to a master computer, e) transfer of the processing data determined for processing the defect (1) to the grinding or polishing tool (7, 8), f ) Processing of the defect (1) by grinding with the grinding or polishing tool (7, 8).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das optische Abtasten der Oberflächenbeschichtung des Werkstücks (5) in einer Erfas sungsstation (2) mithilfe einer verfahrbaren Erfassungseinheit (6) erfolgt 2. The method according to claim 1, characterized in that the optical scanning of the surface coating of the workpiece (5) takes place in a detection station (2) with the aid of a movable detection unit (6)
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Unmöglichkeit einer automatisierten Bearbeitung der Fehl stelle durch das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) in Schritt c) die Fehl stelle markiert und angezeigt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that upon detection of an impossibility of automated processing of the flaw by the grinding or polishing tool (7, 8) in step c) the flaw is marked and displayed.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt e) das Werkstück (5) in Bearbeitungsbereiche unterteilt wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that before step e) the workpiece (5) is divided into processing areas.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbei tungsbereiche anhand der Geometrie des Werkstücks (5) und der Erreich barkeit für ein jeweiliges Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) berechnet werden. 5. The method according to claim 4, characterized in that the processing areas are calculated based on the geometry of the workpiece (5) and the accessibility for a respective grinding or polishing tool (7, 8).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle mehrerer zu bearbeitender Fehlstellen das we nigstens eine Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) so angesteuert wird, dass die Bearbeitung der Fehlstellen zeit- und wegoptimiert erfolgt. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the case of several imperfections to be processed, the at least one grinding or polishing tool (7, 8) is controlled so that the processing of the imperfections is optimized in terms of time and path.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinander angeordnete Schleif- oder Polierwerkzeuge (7, 8) zur Be arbeitung einer jeweiligen Fehlstelle gleichzeitig angesteuert werden. 7. The method according to claim 6, characterized in that several juxtaposed grinding or polishing tools (7, 8) for loading a respective defect are controlled simultaneously.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Werkstückteilen, die in ihrer Halterung um einen vor bestimmten Weg bewegbar sind, das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) so angesteuert wird, dass das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) entspre chend der Oberflächennormale gemäß der abgespeicherten Solldaten ausgerichtet wird oder leichte Abweichungen durch sanftes Aufsetzen auf das Werkstück kompensiert werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the case of workpiece parts which can be moved by a certain distance in their holder, the grinding or polishing tool (7, 8) is controlled in such a way that the grinding or polishing tool (7 , 8) is aligned according to the surface normal according to the stored target data or slight deviations are compensated for by gently placing it on the workpiece.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifbearbeitung ausschließlich als Trockenschliff er folgt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding is carried out exclusively as dry grinding.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schleifbearbeitung in einer konzentrischen Schleif bahn um die Fehlstelle geschliffen wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that grinding is carried out around the flaw in a concentric grinding path during grinding.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Fehlergröße die Anzahl der Schleifvorgänge angepasst wird. 1 1. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the number of grinding processes is adapted on the basis of the error size.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Polierbearbeitung der Fehlstelle ein Vielfaches der Fläche der zuvor schleifend bearbeiteten Fläche bearbeitet wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a multiple of the area of the previously abraded area is machined during the polishing machining of the flaw.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Polierbearbeitung der Fehlstelle diese durch eine Wischeinrichtung gereinigt wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after the polishing processing of the flaw, it is cleaned by a wiping device.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Polierbearbeitung der Fehlstelle eine Ergebnis kontrolle durchgeführt wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a result control is carried out after the polishing of the defect.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , aufwei send eine Erfassungsstation (2), eine Schleifstation (3) und eine Poliersta tion (4), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schleifwerkzeug (7) als mit einem Rechner verbundener Roboter ausgebildet ist, der eine an einem Arm des Roboters befestigte, rotierend und/oder vibrierend und/oder orbitalen bewegbare Stützeinrichtung zur Halterung eines Schleifbandes (71 ) aufweist und ein Polierwerkzeug (8) als mit einem Rechner verbundener Roboter ausgebildet ist, der einen an einem Arm des Roboters befestigten, rotierend und/oder vibrierend und/oder orbitalen bewegbaren Stützteller zur Halterung eines Polierschwammes (81 ) auf weist, wobei der Arm rechnergesteuert bewegbar ist und dass zumindest die Erfassungsstation (2) eine optische Erfassungseinheit (6) aufweist. 15. The device for performing the method according to claim 1, aufwei send a detection station (2), a grinding station (3) and a Poliersta tion (4), characterized in that at least one grinding tool (7) is designed as a robot connected to a computer , which has a rotating and / or vibrating and / or orbital movable support device attached to an arm of the robot for holding a grinding belt (71) and a polishing tool (8) is designed as a robot connected to a computer, which has one on an arm of the Robot-mounted, rotating and / or vibrating and / or orbital movable support plate for holding a polishing sponge (81), wherein the arm can be moved under computer control and that at least the detection station (2) has an optical detection unit (6).
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schleif- oder Polierwerkzeu ge (7, 8) entlang einer Linearachse (32) verfahrbar ist. 16. Device for performing the method according to claim 15, characterized in that at least one of the grinding or polishing tools (7, 8) can be moved along a linear axis (32).
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15 oder 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schleif- oder Po lierwerkzeuge (7, 8) eine optische Erfassungseinheit (6) aufweist. 17. The device for performing the method according to claim 15 or 1 6, characterized in that at least one of the grinding or polishing tools (7, 8) has an optical detection unit (6).
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierwerkzeug (8) eine Wischeinrichtung und/oder eine Blaseinrichtung aufweist. 18. Device for performing the method according to one of claims 15 to 17, characterized in that the polishing tool (8) has a wiping device and / or a blowing device.
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