CN113365779A - 机器人辅助的具有一体式维护单元的磨削装置 - Google Patents

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Abstract

本文描述一种用于机器人辅助加工表面的装置。根据一个实施例，该装置具有以下特征：能安装在机械手上的支架；具有工具(例如磨削片)的加工机；和用于设定工具相对于支架的相对位置的线性致动器。该装置还具有包括可摆动的压板的维护单元。压板可摆动地安装在支架上，使得维护单元通过压板的摆动能至少部分地定位在工具之前。

Description

机器人辅助的具有一体式维护单元的磨削装置
技术领域
本发明涉及机器人领域、尤其涉及用于机器人辅助加工工件表面的装置。
背景技术
在机器人辅助的表面加工中，工具机，例如磨削或抛光机(例如电驱动的、具有旋转的磨削片作为磨削工具的磨削机)，通过机械手(Manipulator)引导(例如由工业机械人引导)。在该过程中，工具机以不同的方式与所谓的TCP(Tool Center Point，工具中心点)耦联。；机械手通常可任意地设置机器的位置和方位，并且使工具机例如在平行于工件表面的轨迹上运动。工业机器人通常是位置可调节的，这能够使得TCP沿着期望的轨迹精确运动。
为了在机器人辅助磨削时实现好的效果，在多种应用中都需要调节工艺力(磨削力)，这借助传统的工业机器人通常难以以足够的精确度实现。工业机器人的大的且重的臂节段具有过大的质量惯性，以致于调节器(闭环控制器)需要足够快速地对工艺力的波动作出反应。为了解决该问题，可在机械手的TCP和工具机之间布置相对于工业机器人较小的(并且较轻的)线性致动器，该线性致动器使机械手的TCP与工具机耦联。在这种情况下，线性致动器在工件表面加工期间仅调节工艺力(即在工具和工件之间的压力)，而机械手沿着期望的轨迹移动工具机以及线性致动器，并控制它们的位置。通过调节力，线性致动器可(在一定界限内)补偿待加工的工件的方位和形状的不精确性以及机械手的轨迹的不精确性。
尤其在磨削工艺中，磨屑粘附在磨削片上，由此降低磨削片的磨削效果。该问题可通过维护过程被消除，在该维护过程中磨削片或者被更换或者“被整新”(refreshing)。已知静态的更换站用于更换机器人辅助的磨削装置的磨削片(例如参见WO 2017/174512A1)。为了更换磨削片，为此机器人必须中断当前执行的程序，使磨削装置朝更换站运动，执行更换过程，然后使磨削机运动返回至工件的位置，并可从该位置开始继续磨削过程。例如在使用小的砂纸时，例如可在所谓的“现场修理”时使用的砂纸，需要相对频繁地更换磨削片，这对于每个工件的加工时间都具有不利的结果。
本发明的目的是，开发用于机器人辅助的表面加工的改进装置以及相应的方法，其中，尤其是使用的工具(例如磨削片)的维护应花费尽可能更少的时间。
发明内容
上述目的通过根据权利要求1所述的装置以及通过根据权利要求9所述的方法实现。不同的实施方式和改进方案是从属权利要求的对象。
下面描述用于机器人辅助的表面加工的装置。根据一个实施例，该装置具有以下特征：能安装在机械手上的支架；具有(能通过加工机的马达驱动的)工具(例如磨削片)的加工机；和用于设定工具相对于支架的相对位置的线性致动器。该装置还具有包括能摆动的压板的维护单元。压板能摆动地安装在支架上，使得维护单元通过压板的摆动能至少部分地定位在工具之前。
此外，还描述了一种用于机器人辅助的加工装置的方法，该加工装置具有一体式的维护单元。根据一个实施例，该方法包括将能摆动地安装在支架上的维护单元定位在维护单元位于加工机的工具之前的位置中。工具在此经由线性致动器与支架耦联，并且支架安装在机械手上。该方法还包括借助线性致动器以压紧力将工具压到维护单元的构件上。根据一个实施例，维护单元的工具所压靠的构件可为刷。在另一实施例中，该构件是用于从加工装置移除工具的拆卸单元的支承面。
另一实施例涉及用于自动化地更换磨削机的磨削片的方法。在该实施例中，借助维护单元的摆动使得能相对于所述磨削机摆动的维护单元从第一位置定位到第二位置中。在第二位置中，维护单元定位在安装于磨削机的工具盘上的磨削片之前。该方法还包括将安装于工具盘上的磨削片压到维护单元的拆卸单元的支承面上。然后使维护单元继续摆动，将拆卸单元的隔板的棱边挤入工具盘和磨削片之间，由此使得磨削片与工具盘松开。
另一实施例涉及将具有喷嘴的、能相对于抛光机摆动的维护单元摆动到维护位置中的方法，其中，在该维护位置中喷嘴对准抛光机的抛光工具。该方法还包括将抛光剂施加到抛光工具上，即借助喷嘴将抛光剂喷射到抛光工具上，并且将维护单元摆动到翻上的位置中，在所述翻上的位置中没有妨碍后续的抛光工艺。
附图说明
下面根据在附图中示出的示例详细阐述本发明。示意图不是一定按尺寸比例示出并且本发明不仅仅限于示出的方案。相反，重点在于说明本发明的基本原理。对于附图：
图1示出了机器人辅助的磨削装置的示例。
图2示出了适用于机器人辅助磨削的磨削装置的示例，该磨削装置具有用于清洁磨削工具的一体式的维护单元。
图3和图4示出了借助根据图2的磨削装置进行的维护过程的流程，其中，在该维护过程中，清洁磨削片并且使其尽可能无磨屑残留物。
图5是用于示出借助根据图2-4的装置执行的维护/整新磨削片的方法的流程图。
图6示出了适用于机器人辅助磨削的磨削装置的另一示例，该磨削装置具有用于拆卸磨损的磨削片和(可选地)安装新的磨削片的一体式的维护单元。
图7是图6中的磨削装置的分解示意图。
图8示出了图7中的维护单元的拆卸单元40的示例。
图9示出了图7中的维护单元的仓储部50的示例，该仓储部可包含一堆新的磨削片。
图10是图9的剖视图(纵剖面)。
图11-13示出了借助根据图6的磨削装置进行的维护过程的流程，其中，在该维护过程中，将磨损的磨削片从磨削机上卸下并且安装新的磨削片。
图14是用于示出借助根据图6-10进行的更换磨削片的方法的流程图。
具体实施方式
在详细描述本发明的各种实施例之前，首先描述机器人辅助的磨削装置的一般性示例。应理解的是，此处描述的原理也可转用到其他类型的表面加工(例如抛光)上，并且不限于磨削。下面根据具有旋转的磨削工具(磨削片)的磨削机描述多个实施例。但是此处描述的原理不限于此，并且也可应用在其他的工具机中，例如具有环绕的工具(例如带式磨削机)或具有振荡或振动的工具(例如振动式磨削机)的工具机中。
根据图1，该装置包括机械手1，例如工业机器人和具有旋转的磨削工具的磨削机10(例如环形轨迹磨削机)，其中，磨削工具经由线性致动器20与机械手1的所谓的工具中心点(TCP)耦联。确切地说，TCP不是点，而是矢量，并且例如可通过空间坐标以及三个角描述。在机器人中，为了描述TCP的方位有时也在配置空间中使用一般化的坐标(大多是机器人的六个铰接角)。TCP的位置和定向有时也称为“姿态”(Pose)。
在工业机器人具有六个自由度的情况下，机械手可由四个节段2a、2b、2c和2d构成，四个节段分别经由铰链3a、3b和3c连接。通常，第一节段大多刚性地与基座41连接(但是这无需一定是这种情况)。铰链3c连接节段2c和2d。铰链3c可为双轴的，并且使得节段2c能够围绕水平的转动轴线(仰角)以及竖直的转动轴线(方位角)转动。铰链3b连接节段2b和2c，并且使得节段2b能够相对于节段2c的方位摆动运动。铰链3a连接节段2a和2b。铰链3a可为双轴的，并且因此(类似于铰链3c)能够朝两个方向摆动运动。TCP相对于节段2a具有固定的相对位置，其中，该节段通常还包括转动铰链(未示出)，该转动铰链能够围绕节段2a的纵轴线A转动运动(在图1中作为点划线示出，在示出的示例中相应于磨削工具的转动轴线)。铰链的每个轴都配备有致动器(例如电动马达)，致动器可引起围绕相应的铰接轴线转动运动。铰链中的致动器根据机器人程序通过机器人控制器4操控。各种工业机器人/机械手和其相应控制器是已知的，因此不再详细描述。
机械手1通常是位置可调节的，即机器人控制器可确定TCP的姿态(位置和方向)，并且使得机械手沿着预定的轨迹运动。在图1中，TCP所在的节段2a的纵轴线用A表示。在致动器20抵靠在端部止挡件上时，TCP的姿态也定义了磨削机10(和磨削片11)的姿态。如开头所述，致动器20用于在磨削过程期间，将工具和工件40之间的接触力(工艺力)设定在期望的值上。通过机械手1直接进行力调节对于磨削应用通常太不精确，因为机械手1的节段2a-c的高质量惯性，使用传统的机械手实际上不能快速地补偿力峰值(例如在将工具安置到工件40上时)。由此，机器人控制器4构造成，调节机械手1的TCP的姿态(位置和方向)，而仅通过致动器20执行力调节。
如上所述，在磨削过程期间，在磨削工具和工件40之间的接触力FK可借助(线性)致动器20和力调节装置(力调节装置例如可在控制器4中实现)这样设置，即使得在磨削工具和工件40之间的接触力FK(沿纵轴线A的方向)相应于期望值。在此，接触力FK是对致动力FA的反应，线性致动器20以该致动力压到工件表面上。在工具和工件40之间没有接触力的情况下，致动器20由于缺少在工件40上的接触力而朝向端部止挡件(未示出，因为集成在致动器20中)行驶，并且以限定的力压到端部止挡件上。因此，在该情况下(无接触)，致动器偏转最大并且致动器20位于其终端位置中(致动器20的偏转aMAX)。致动器20压到端部止挡件上的限定的力可为非常小、甚至可调节到零，从而能够使得工件表面尽可能顺利地接触。
机械手1的位置调节(该位置调节也可在控制器4中实现)操作可完全独立于与致动器20的力调节。致动器20不用于磨削机10的定位，而是仅用于设定和维持在磨削过程期间的期望的接触力FK并且用于识别在工具和工件之间的接触。该接触例如可以简单的方式识别出，即，致动器已经从终端位置中运动出来(致动器偏转a小于在端部止挡件处的最大偏转aMAX)。
致动器20可为气动式的致动器，例如双重作用的气动缸。但是也可应用其他的气动致动器，例如波纹管式液压缸和空气囊(Luftmuskel)。作为替代也考虑直接式电驱动器(无变速器)。应理解的是，致动器20的作用方向和磨削机10的转动轴线无需一定与机械手的节段2a的纵轴线A重合。在气动式致动器的情况下，可借助调节阀、调节器(在控制器4中实现)和压缩空气储存器以已知的方式实现力调节。因为垂线的倾斜度与考虑重力(磨削机10的重力)有关，致动器20可包含倾斜传感器或从机械手的铰接角中推导出该信息。力调节器考虑所确定的倾斜度。力调节的具体实施是已知的并且对于进一步描述不重要，因此也不再详细描述。
磨削机10通常具有电动马达，该电动马达驱动磨削片11。在轨道式磨削机中(以及在其他类型的磨削机中)，磨削片11安装在支承板(磨削盘12、backing pad)上，而支承板与电动马达的马达轴连接。可考虑异步马达或同步马达作为电动马达。同步马达具有的优点是，转速不随着载荷改变(而是仅随着滑移角改变)，而在异步机中，转速随着载荷提高而降低。对此，在马达受到载荷的情况下，基本上与接触力FK，以及磨削片11和待加工的工件40的表面之间的摩擦力成正比。
代替具有电驱动器的磨削机，也可使用具有气动式马达(压缩空气马达)的磨削机。用压缩空气驱动的磨削机可相对紧凑地构造，因为压缩空气马达通常具有低的功率速度比。转速调节可简单地借助(例如通过控制器4操控的)压力调节阀实现。额外地或替代地，这也可借助节流阀实现，而在同步马达和异步马达中需要(例如通过控制器4操控的)频率转换器用于转速控制。此处描述的原理可借助多种不同类型的磨削机、抛光机和用于表面加工的其他机器实现。
图2示出了磨削装置100的示例，该磨削装置适用于机器人辅助的磨削。抛光机可大致相同地构造。在运行中，磨削装置100与机械手的TCP(参见图1)连接并且可通过其运动。在示出的示例中，磨削装置包括支架22，支架可近似C形地设计(C-框架，C-frame)。支架22的中间部分22a在其上侧具有法兰21，该法兰构造成将磨削装置安装在机械手上(例如以法兰形式安装)。在支架22的两个侧面部分22b、22c(支臂，branches)之间，在中间部分22a的下侧上安装致动器20的第一端件(例如借助螺钉，在图2中未示出)。在板24上安装致动器20的第二端件(例如同样借助螺钉，在图2中未示出)。致动器20的偏转定义了在支架22的中间部分22a和板24之间的间距a。
具有布置在磨削盘12上的磨削片11的磨削机以机械方式支承在板24上。因此可通过致动器20的偏转确定磨削片11的位置。在示出的示例中，磨削机11没有整个支承在板24上。为了使得磨削机的相对沉重的电动马达10a(以及由其引起的惯性力)与磨削盘12机械脱耦，在该示例中驱动磨削盘12的电动马达10a安装在支架22上(例如支架22的侧面部分22c上)，其中，电动马达10a的驱动力矩经由传动装置10b(例如皮带传动装置或齿轮传动装置)和伸缩轴10c传递到磨削盘12上。传动装置10b也布置在支架22上(例如上部部分22a上)并且伸缩轴10c构造成补偿在支架22和板24之间的间距a的变化。因此，伸缩轴10c的长度与致动器20的偏转相对应地改变。马达10a、传动装置10b、伸缩轴10c以及具有磨削片11的磨削盘12共同地形成磨削机。
借助伸缩轴使得电动马达和磨削工具机械脱耦的磨削装置100例如由公开文献EP3 325214B1已知，其内容通过引用完全地包含在内。但是应提及的是，下面讨论的磨削装置100的一体式维护单元(maintenance unit)也可与磨削机的较简单的设计一起使用，根据该设计，整个磨削机(以及马达)支承在板24上，因此没有电动马达的质量的脱耦。
根据此处描述的原理，集成在磨削装置100中的维护单元300可安装在支架22上以围绕转动轴线B摆动。在图2示出的示例中，维护单元300包括安装在支架22上的压板30(bracket)，压板例如可设计成L或C形状(中间部件30a、侧面部件30b和30c)并且承载维护单元的若干构件。压板30的摆动运动例如可由驱动器25引起。驱动器25例如是直接电驱动器(电动马达)，但是其他类型的驱动器也是可能的，例如气动式驱动器。也可使用具有传动装置(例如皮带传动装置)的驱动器。
在图2示出的示例中，驱动器25安装在支架22的侧面部分22b上，使得驱动器25的驱动轴25’(其轴线确定转动轴线B)基本上垂直于驱动器20的作用方向。可摆动的压板30的侧面部件30b可与驱动轴25’刚性连接(例如夹紧)。替代地，也可将驱动器25安装在压板30的侧面部件30b上并且使得驱动轴25’与支架的侧面部分22b连接。为了使得可摆动的压板30稳固地安装在支架22上，压板30的另一侧面部件30c经由轴承26(例如球轴承)安装在支架的对应的侧面部分22c上。
图2示出了具有翻上的(不活动的)维护单元300的磨削装置100。在该情况中，可摆动的压板30如此翻转，使得中间部件30a基本上位于磨削机的旁边，并且没有阻碍磨削过程(维护单元在不活动的或待机的模式中)。图3示出了具有翻下的(活动的)维护单元300的磨削装置100，其中，可摆动的压板30的中间部件30a定位在磨削盘12之前(维护单元在维护模式下)。在压板30的中间部件30a上布置有刷33，在维护单元活动时(即在维护模式中)刷直接面对磨削片11。此外，喷嘴31布置在压板30上，喷嘴指向磨削片并且构造成当磨削片仍附接到磨削盘12时，将清洁剂(例如水)喷射到磨削片11上。在用水(或另一种清洁剂)喷射磨削片11之前和/或之后，可操控致动器20，使得致动器将磨削盘12以及磨削片11压到刷33上。当磨削片11压到刷33上时，磨削片11旋转，以获得改进的清洁效果。由此，最大程度地去除附着在磨削片11上的磨屑。用水喷射磨削片11、将旋转的磨削片11压到刷上的步骤可在需要时多次重复。然后可使压板30再次翻上，并且可以“整新的”磨削片11继续磨削过程。图4示出了当磨削装置100的维护单元300活动时，致动器20将磨削片11压到刷33上。
将清洁剂运输到喷嘴31的输入管路32(例如软管)可沿着压板引至支架22。在支架22上设有用于输入管路的接口。在此应注意的是，软管32不能施加任何作用到致动器20上，以及因此也作用在磨削盘12上的力。所有的支承力都通过支架22，以及因此通过(位置调节的)机械手1承受。
除了用清洁剂喷射磨削片或作为替代，可用压缩空气吹磨削片。因此，在一种实施例中通过喷嘴31引导压缩空气。在另一中实施例中将多个喷嘴(以及其相应输入管路)布置在压板30上，使得可用清洁剂(例如水)以及用压缩空气处理磨削片。喷嘴可直接地彼此紧挨布置。
图5是用于示出可借助图2-4示出的集成到磨削装置100中的维护单元300执行的方法的流程图。对于磨削片11的整新，如果需要的话，首先中断当前进行的机器人程序，并且维护单元300被激活以使得可摆动的压板30相对于磨削片11定位成清洁装置(即，刷33)面对磨削片11(图5，步骤S1)。然后，可经由喷嘴31用水或另一种清洁剂喷射磨削片11(图5，步骤S2)。在此，可去除一部分附着在磨削片上的颗粒。然后操控致动器20，以将磨削片压到刷33上(图5，步骤S3)。磨削片11压到刷33上的力可(如在磨削时的工艺力)调节。在示出的实施例中，磨削机的马达被激活，从而使得磨削片11在其被压到刷上时旋转(图5，步骤S4)。在此期间，磨削片11压到刷33上的力可变化。
步骤S2、S3和S4无需一定按示出的顺序执行。各个步骤也可多次地执行。因此例如可在步骤S2(用水喷射)之前进行步骤S3和S4(将磨削片压到刷上并且使磨削片旋转)，然后重复步骤S3和S4。在另一种实施例中，也可在用水喷射(步骤S2)期间使磨削片旋转。借助控制器(例如参见图1，控制器4)可实现维护/清洁过程的各种变型。最终，通过使可摆动的压板30通过上翻再次定位在磨削机旁边，可再次停用维护单元300，并且可在需要时继续磨削过程。
如开头所述，工具非必定旋转。在某些实施例中，使用环绕的工具，例如在带式磨削机的情况下的磨削带。此外，磨削片或抛光片也可执行振荡运动(振动)，例如在振动磨削中是这种情况。显然，在这些实施例中，工具在压靠到刷上时没有转动，而是根据工具机的工作方式被驱动。
尤其在抛光机中除了用于清洁剂的输入管路32以外，也可设置用于输入液体或膏体(例如抛光剂)的另一输入管路，该抛光剂可借助另一喷嘴施加到抛光片上。用于抛光剂的输入管路和喷嘴可与图3中的输入管路32和喷嘴31基本相同地构造。在另一实施例中，维护单元既不包括刷33，也不包括用于清洁剂的输入管路和喷嘴，而是仅包括用于抛光剂的输入管路和喷嘴。在这种情况下，维护单元仅用于将抛光剂施加到抛光工具上。附图标记“11”在这种情况下不表示磨削片，而是表示抛光片。
图6示出了适用于机器人辅助磨削的、具有一体式维护单元300的磨削装置100的另一示例。不同于前述图2中的示例，在该示例中维护单元300构造成从磨削机的磨削盘12上拆卸磨损的磨削片，并且(可选地)从仓储部中取出新的磨削片并且将其安装在磨削盘12上。更换磨削片的整个过程可全自动地进行并且机器人1无需为此驶向特定的维护位置。
除了维护单元300以外，图6中的装置与图2中的装置基本相同，并且因此参考上述图2-4的描述。下面仅讨论维护单元300，如在前述示例中，该维护单元可摆动地安装在支架22上，使得该维护单元可至少部分地定位在工具之前(即具有磨削片11的磨削盘12之前)。
根据图6，维护单元300具有安装在支架22上的可摆动的压板30。对此，压板30的侧面部件30b和30c安装在支架22的对应的侧面部分22b和22c上(参见图2，轴承26)。在压板30的中间部件30a上安装有拆卸单元40和/或具有新的磨削片(例如磨削瓣，daisy discs)。拆卸单元40能够与致动器20一起全自动地拆卸已磨损的磨削片，而机器人1对此无需移动到特定的维护位置。在机器人的任意姿态中都可拆卸磨削片，只要维护单元的摆动没有导致不期望的碰撞。维护单元的压板30的围绕转动轴线B的摆动运动(如在图2的示例中)借助驱动器25执行，该驱动器能够精确定位拆卸单元40，以及使得仓储部50相对于工具(具有磨削片11的磨削盘12)精确定位。图7是图6中的装置的分解示意图。在其中可清楚看见维护单元的各个构件。
图8更详细地示出了拆卸单元40。拆卸单元包括基体41，该基体安装在压板30的中间部件上，并且可通过压板30的摆动定位在磨削盘12之前。在基体的上侧有支承面42。此外，在支承面42上安装隔板43，隔板的棱边430可具有中央尖端431。替代地，棱边430也可为直的。隔板43基本上平行于支承面42并且与支承面具有间距，该间距基本上相应于磨削片11的厚度。
在拆卸过程中，通过致动器20将安装在磨削盘12上的磨削片11压到支承面42上。在此拆卸单元40(通过压板30的摆动)定位成使得磨削片11在隔板43的棱边430之前放置在支承面42上(参见图8，虚线象征性地示出了磨削片11)。然后，驱动器25使得压板30与拆卸单元40一起朝向磨削片11运动，直到棱边430以及尤其尖端431(如果存在的话)推到磨削盘12和磨削片11之间，由此将磨削片11从磨削盘12上拆下(也参见图12)。一旦隔板43的棱边430运动经过整个磨削盘12(由于维护单元300的摆动运动)，就完全地拆下磨削片11并且可通过基体41中的开口44落下。借助压缩空气或通过吸取将卸下的磨削片11运走也是可能的。与图8中的拆卸单元40使用类似方案的固定拆卸单元(设置在机器人单元中的固定位置处)在公开文献US 2019/0152015 A1中描述，该文献全部内容通过引用包含在该说明书中。不同于提及的公开文献中已知的系统，在根据图6-13的实施例中，不是通过机器人1执行拆卸过程所需的运动，而是通过可使压板30摆动的驱动器25执行拆卸过程所需的运动。稍后还将参考图12描述拆卸过程。
图9和图10更详细地示出了仓储部50，其中，图10是对应于图9的剖视图(纵截面)。因此，仓储部具有包括安装板52的基体51，该安装板可安装在压板30的中间部件30a上，拆卸单元40的后方。基体51内部是空心的并且滑块54可移动地安装在基体51的内部中。在仓储部50定位在磨削机的磨削盘12之前时，滑块54可沿着与磨削盘12的转动轴线大致同轴的纵轴线C移动。在滑块54的上侧可放置一堆新的磨削片，并且弹簧55布置在基体51的内部中，使得预紧力FV作用到滑块54上，并且朝基体51的上侧的方向挤压滑块。预紧力引起布置在滑块54上的磨削片11的堆夹紧在滑块54和布置在基体51的上侧的拦截环53之间。
从上方观察(例如在图9中所示)，磨削片堆的最上面的磨削片从下方压在拦截环53上，该拦截环(例如可借助螺钉)与基体51连接。拦截环的内直径D可略微大于磨削片的最大直径。在这种情况下，磨削片11仅通过向内伸出的突出部53a和53b拦截。在图9的示例中，拦截环53具有两个突出部53a、53b，这两个突出部沿着拦截环53的内圆周的一部分延伸，并且使得内直径局部地减小。在其他的示例中，拦截环具有多于两个的突出部。通常，突出部的目的是使得磨削片仅通过小的面保持在磨削片的边缘上。基于磨削片(该磨削片例如可由纸制成，例如磨削瓣)的柔韧性，在最上面的磨削片附着在磨削机的磨削盘12上时(例如借助粘扣带或粘接剂)，可非常轻松地从仓储部中取出最上面的磨削片。将新的磨削片安装在磨削机的磨削盘12上的装配过程稍后参考图13还将详细阐述。
图11-13示出了借助根据图6的磨削装置的维护过程的流程，其中，在该维护过程中将磨损的磨削片从磨削机上拆下并且安装新的磨削片。在图11示出的情况中，维护单元300的可摆动的压板30位于翻上的位置中，该翻上的位置用“位置M1”表示(该位置基本上相应于图2中所示)。在位置M1中，维护单元300的可摆动的压板30的中间部件30a基本上位于磨削机旁边(即，磨削盘12的转动轴线旁边)。即，维护单元30定位成没有妨碍磨削过程。机器人1可借助磨削机11接触工件表面并且加工表面。
对于维护过程，维护单元300可通过压板30的摆动至少部分地定位在工具之前，即安装在磨削盘12上的磨削片11之前。在图12示出的情况中，压板30位于用“位置M2”标出的、磨削片11与拆卸单元40相对的位置中。借助致动器20，可使得磨削片11压到拆卸单元40的上侧的支承面42上(也参见图8)。
从位置M2开始，压板30进一步向左摆动，而磨削片压到支承面42上(方向说明“向左”以及标记如“上”或“下”自然仅涉及具体的附图)。通过压板30进一步摆动运动，隔板43如上所述被推到磨削盘12和磨削片11之间，由此将磨削片11从磨削盘12上拆下。拆下的磨削片11可通过拆卸单元40中的开口44(参见图8，在图12中未示出)向下落，并且例如落在小的容器中。替代地，可使得磨削片从维护单元中掉出或例如借助压缩空气运走。
压板30的进一步摆动运动将维护单元300定位在用“位置M3”表示的、仓储部50与(此时未装配的)磨削盘12相对的位置中。如上所述，磨削盘12的转动轴线A和仓储部50的纵轴线C(参见图10)基本上是同轴的。借助致动器20，磨削盘12被压到仓储部50的上侧，从而压到包含在仓储部中的磨削片堆的最上面的磨削片的后侧。在仓储部50中的最上面的磨削片的后侧附着在磨削盘12上(例如因为磨削片11的后侧和磨削盘的表面实现了其形成粘扣带)。替代地，磨削片的后侧可实现为附着在磨削盘12的表面上。例如，磨削片的后侧可涂有粘接层。借助致动器20，磨削盘12被再次提高，由此基于在新的磨削片和磨削盘12之间的附着，将磨削片从仓储部中拉出。然后，可将维护单元再次翻入位置M1中，并且可使用新的磨削片继续磨削过程。
根据图11至图13示出的用于自动化更换机器人辅助的磨削机的磨削片的工艺根据图14中的流程图再次总结。根据图14，维护单元300定位在安装于磨削机的工具盘上的磨削片11之前。这通过将维护单元从第一位置(参见图11，位置M1)摆动到第二位置(参见图12，位置M2)中(参见图14，步骤C1)实现。然后将安装在工具盘12上的磨削片11压到维护单元300的拆卸单元40的支承面42上(参见图14，步骤C1，以及图12)。为了将磨削片11与工具盘12分开，使得维护单元300进一步摆动。由此将拆卸单元40的隔板43的棱边430压入工具盘12和磨削片11之间，由此使其与工具盘12松开(参见图14，步骤C3)。对此也可参考对图8的描述。
为了将新的磨削片安装在工具盘12上，维护单元进一步摆动，从而将其引入仓储部50与工具盘12相对的第三位置M3(参见图13，位置M3)中(参见图14，步骤C4)。在仓储部50中布置一堆新的磨削片11。通过将工具盘12压到(参见图15，步骤C5)位于仓储部50上的新的工具堆上，使得该堆的最上面的工具(例如借助粘扣带)附着在工具盘12上。然后可将维护单元300摆回到维护单元没有妨碍磨削片11的表面加工的第一位置M1中(参见图15，步骤C6)。
此处描述的实施例可组合。由此，例如可额外地设置图6所示的清洁装置。清洁装置例如可布置在仓储部的旁边，使得可在维护单元摆入第四位置(M4，未示出)中时进行清洁。可将每个装置或维护单元300的每个子单元配备给与相应的装置或工具盘12的子单元相对的特定位置(例如M2、M3等)，从而在该位置中可进行维护工艺。因此，机器人实际上可在任意每个位置执行维护过程。

Claims (31)

1.一种装置，包括：
安装在机械手(2)上的支架(22)；
具有工具(11)的加工机；
用于设定所述工具(11)相对于所述支架(22)的相对位置的、与所述加工机耦联的线性致动器(20)；
包括压板(30)的维护单元(300)，所述压板可摆动地安装在所述支架(22)上，使得所述维护单元(300)通过所述压板(30)的摆动至少部分地定位在所述工具(300)之前。
2.根据权利要求1所述的装置，
其中，所述维护单元(300)包括清洁装置(33、31)，所述清洁装置通过所述压板(30)的摆动与所述工具(11)相对地定位。
3.根据权利要求2所述的装置，
其中，所述清洁装置包括刷(33)，所述刷通过所述压板(30)的摆动定位，使得所述工具(11)借助所述线性致动器(20)压到所述刷(33)上。
4.根据权利要求2或3所述的装置，
其中，所述清洁装置包括至少一个喷嘴(31)，所述喷嘴通过所述压板(30)的摆动定位，使得所述喷嘴将清洁剂或者压缩空气喷射到所述工具(11)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，
其中，所述线性致动器(20)构造成在维护模式中使得所述工具(20)压到所述维护单元(300)的一部分上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，
其中，所述维护单元(300)包括拆卸单元(40)，所述拆卸单元构造成将所述工具(11)从所述加工机移除。
7.根据权利要求6所述的装置，
其中，所述加工机是磨削机并且所述工具(11)是磨削片。
8.根据权利要求6或7所述的装置，
其中，所述拆卸单元(40)包括支承面(42)和隔板(43)，所述隔板基本上平行于所述支承面(42)布置，使得当所述工具(11)压到所述支承面(42)上时，通过所述压板(30)的摆动引起所述拆卸单元(40)运动，隔板(43)被引入到所述工具(11)和安装有所述工具(11)的工具盘(12)之间，由此将所述工具(11)从所述工具盘(12)拆下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，
其中，所述维护单元(300)还包括仓储部(50)，所述仓储部能够容纳多个同种类的工具，尤其是磨削片。
10.根据权利要求9所述的装置，
其中，所述仓储部(50)包括基体(51)和拦截环(53)，在所述基体内部设置由弹簧(55)偏置的滑块(54)，其中，在所述滑块(54)上布置有工具(11)的堆时，由所述弹簧(55)引起的力(FV)将所述工具(11)压到所述拦截环(53)上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，
其中，所述维护单元(300)包括第二喷嘴，所述第二喷嘴通过所述压板(30)的摆动定位，使得通过所述第二喷嘴在所述工具上施加液体或膏体，尤其是抛光剂。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，还包括：
驱动器(25)，与所述支架(20)和所述压板(30)耦联，并且造成成使得所述维护单元(300)从第一位置(M1)摆动到第二位置(M2)中。
13.根据权利要求12所述的装置，
其中，所述维护单元(300)在第二位置(M2)中至少部分地定位在所述工具(300)之前，并且在所述第一位置(M1)中没有妨碍通过所述工具(11)加工工件表面。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，
其中，所述加工机包括安装在所述支架(22)上的马达(10a)，以及使得所述马达(10a)与所述工具(11)耦联的伸缩轴(10c)。
15.一种方法，包括：
将可摆动地安装在支架(22)上的维护单元(300)定位在所述维护单元(300)定位在加工机的工具(11)之前的位置中，其中，所述工具(11)经由线性致动器与所述支架(22)耦联，并且其中，所述支架(22)安装在机械手(1)上；
借助所述线性致动器(20)，以压紧力将所述工具(11)压到所述维护单元(300)的构件上。
16.根据权利要求15所述的方法，
其中，所述维护单元(300)的构件是清洁装置的刷(33)。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
借助所述清洁装置的喷嘴(31)，喷射清洁剂喷射到所述工具上和/或用压缩空气吹扫所述工具。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，
其中，在将所述工具压到所述维护单元(300)的构件上时，所述工具(11)通过所述工具机的马达驱动。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，
其中，所述加工机是磨削机，并且所述工具(11)是布置在所述磨削机的旋转的磨削盘(12)上的磨削片。
20.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，
其中，所述加工机是带式磨削机，并且所述工具(11)是环绕的磨削带。
21.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，
其中，所述加工机是振动式磨削机，并且所述工具(11)是布置在所述磨削机的振荡的磨削盘(12)上的磨削片。
22.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，
其中，所述加工机是抛光机，并且所述工具(11)是安装在工具盘(12)上的抛光片。
23.根据权利要求15所述的方法，
其中，所述维护单元(300)的构件是用于将所述工具(11)从所述加工机上移除的拆卸单元(40)的支承面(42)。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括：
摆动所述维护单元(300)，直到将所述拆卸单元(40)的隔板(43)的棱边(430)压入工具盘(12)和安装在其上的工具(11)之间，由此将所述工具(11)与所述工具盘(12)松开。
25.根据权利要求23所述的方法，
其中，所述维护单元(300)的另一构件是仓储部(50)，所述仓储部具有位于其中的新的工具的堆，并且其中，所述方法还包括：
摆动所述维护单元(300)，直到所述仓储部(50)与所述加工机的工具盘(12)相对；
将所述工具盘(12)压到位于所述仓储部(50)中新的工具的堆上，其中，所述堆的最上面的工具附着在所述工具盘(12)上。
26.用于自动化地更换磨削机的磨削片的方法，所述方法包括：
借助所述维护单元(300)的摆动，使得可相对于所述磨削机摆动的维护单元(300)从第一位置(M1)定位到第二位置(M2)中，在所述第二位置中，所述维护单元(300)定位在安装于所述磨削机的工具盘(12)上的磨削片(11)之前，
将安装于所述工具盘(12)上的磨削片(11)压到所述维护单元(300)的拆卸单元(40)的支承面(42)上；
进一步摆动所述维护单元(300)，直到所述拆卸单元(40)的隔板(43)的棱边(430)挤入所述工具盘(12)和所述磨削片(11)之间，由此使得所述磨削片与所述工具盘(12)松开。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
进一步摆动所述维护单元(300)到仓储部(50)与所述工具盘(12)相对的第三位置(M3)中，其中，在所述仓储部(50)中布置新的磨削片(11)的堆；
将所述工具盘(12)压到位于所述仓储部(50)中的新的工具的堆上，由此所述堆的最上面的工具附着在所述工具盘(12)上。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括：
摆动所述维护单元(300)到第一位置(M1)中，在所述第一位置中维护单元没有妨碍所述磨削片(11)的表面加工。
29.根据权利要求28所述的方法，
其中，在所述第一位置(M1)中，所述维护单元基本上布置在所述磨削机的旁边。
30.一种方法，包括：
将具有喷嘴的、可相对于抛光机摆动的维护单元(300)定位在维护位置(M2)中，在所述维护位置中，所述喷嘴对准所述抛光机的抛光工具；
借助喷嘴将抛光剂喷射到所述抛光工具上，从而将抛光剂施加到所述抛光工具上；
定位所述维护单元(300)在翻上的位置(M1)中，在所述翻上的位置中没有妨碍抛光工艺。
31.根据权利要求30的方法，其中，所述抛光机通过机器人操作，并且通过所述机器人的控制器触发所述定位。
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