DD231758A1

DD231758A1 - Vorrichtung zum entgraten ungebrannter keramischer formlinge

Info

Publication number: DD231758A1
Application number: DD84266448A
Authority: DD
Inventors: Guenter Weber; Henning Pfefferkorn; Wolfgang Liniger
Original assignee: Ve Wissenschaftlich Tech Betri
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-01-08
Also published as: HU195144B; DE3520675A1; ES545002A0; HUT42732A; IT8548412A0; JPS6158702A; FR2569370A1; DD231758B1; IT1182792B; ES8607801A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge, durch die der beim Giessen, Pressen oder Drehen der Formlinge entstandene Grat unabhaengig von der Geometrie der Formlinge, unabhaengig von ihrer Lage auf dem Drehteller und unabhaengig von den z. B. durch unterschiedliche Trocknungsschwindung verursachten geometrischen Unterschieden zwischen den Formlingen einer Serie schnell und in gleichmaessig guter Qualitaet entfernt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass ein nichtrotierendes, ueber einen Kraftsensor mit einer Werkzeugfuehrung verbundenes Entgratungswerkzeug in eine normale Lage zu der am Bearbeitungspunkt des Formlings tangentialen Ebene kipp- und verschiebbar ist und auf zwei zueinander nichtparallelen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene liegenden, zur Tangentialebene parallelen Geraden linear verschiebbar ist oder dass diese beiden Geraden Achsen fuer Kippbewegungen darstellen. Mit der erfindungsgemaessen Entgratungsvorrichtung koennen vorzugsweise mit Durchbruechen versehene Teller, Schalen oder Vasen bei der Produktion grosser Stueckzahlen entgratet werden.

Description

VE Wissenschaftlich-technischer

Betrieb Keramik *

8250 Meißen, Ossietzkystraße 37a

Titel der Erfindung

Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet Anwendung beim Entfernen des beim Gießen, Pressen oder Drehen von keramischen Formungen entstandenen Grates und ist vorteilhaft bei der Produktion großer Stückzahlen einsetzbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die in der DE-OS 3150431 A 1 beschriebene Erfindung basiert auf einer von den Entgrat— beziehungsweise Verputzwerkzeugen getrennt angeordneten, aus zwei positionierbaren, den zu putzenden Artikel abtastenden Gebern bestehenden Abtaststation zur Gewinnung der geometrischen Daten des jeweiligen Formlings. Die Ursprungsdaten eines von Hand verputzten Musters werden gespeichert und dienen nach ihrer Verarbeitung zur Steuerung der nachfolgenden Putzmaschinen. Somit werden geometrische Unterschiede zwischen den Formungen einer Serie, wie sie zum Beispiel durch unterschiedliche Trocknungsschwindung auftreten, nicht berücksichtigt. Dadurch können Unterschiede in der Verputzqualität innerhalb einer Serie von Formungen auftreten. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß zur Nutzung der von einem handverputzten Formling gewonnenen Daten für mehrere oder eine ganze Serie von Formungen eine Erkennung der Drehstellung des jeweilig zu bearbeitenden Formlings auf dem Drehteller Voraussetzung ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge zu entwickeln, durch die der beim Gießen, Pressen oder Drehen der Formlinge entstandene Grat unabhängig von der Geometrie der Formlinge, unabhängig von ihrer Lage auf dem Drehteller und unabhängig von den zum Beispiel durch unterschiedliche Trocknungsschwindung verursachten geometrischen Unterschieden zwischen den Formungen einer Serie sowie ohne Nutzung einer separaten Abtaststation zur Gewinnung der geometrischen Daten der Formlinge schnell und in gleichmäßig guter Qualität entfernt werden kann.

Wesen der Erfindung

Bei der in der DE-OS 3150431 A 1 beschriebenen Erfindung wird zur Gewinnung der geometrischen Daten der Formlinge eine aus zwei positionierbaren, den zu putzenden Artikel abtastenden Gebern bestehende separate Abtaststation genutzt. Die damit gewonnenen Daten werden gespeichert und dienen nach ihrer Verarbeitung zur Steuerung der nachfolgenden Putzstationen. Sämtliche Daten zur Steuerung der Putzstationen zum Verputzen eines Formlings sind in der Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung abgespeichert, bevor der eigentliche Ver— putzvorgang beginnt. Durch den hohen Rechenzeitaufwand zum Abtasten eines Formlings, die Abspeicherung der gewonnenen Daten, ihre Verarbeitung und die Bereitstellung der Daten zur Steuerung der Putzstationen- ist es vom Zeitaufwand her unvertretbar, jeden Formling einzeln abzutasten und die jeweils gewonnenen Daten aufzubereiten. Zum effektiven Betreiben der in der DE-OS 3150431 A 1 beschriebenen Putzmaschine macht es sich deshalb erforderlich, die Ursprungsdaten von einem von Hand verputzten Muster abzunehmen und diese Daten nach ihrer Aufarbeitung zur Steuerung des Verputzens mehrerer beziehungsweise einer ganzen Serie von Formungen zu nutzen.

Somit werden geometrische Unterschiede zwischen den Formungen einer Serie, wie sie z. B. durch unterschiedliche Trocknungsschwindung auftreten, nicht berücksichtigt. Dadurch können Unterschiede in der Verputzqualität innerhalb einer Serie von Formungen auftreten. Ein v/eiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß zur Nutzung der von einem von Hand verputzten Formling gewonnenen Daten für mehrere oder eine ganze Serie von Formungen eine Erkennung der Drehstellung des jeweils zu bearbeitenden Formlings auf dem Drehteller Voraussetzung ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, durch die unter Einsparung einer separaten Abtaststation ungebrannte keramische Formlinge unabhängig von ihrer Geometrie und somit unabhängig von der z. B. durch unterschiedliche Trocknungsschwindung hervorgerufenen geometrischen Abweichungen innerhalb einer Serie von Formungen schnell und mit konstant guter Qualität entgratet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein nichtrotierendes, über einen Kraftsensor (z. B. Verformungs— körper mit Halbleiterdehnmeßstreifen, Piezo-Biegeelemente oder auf einer Wegmessung beruhender Kraftaufnehmer) mit einer Werkzeugführung verbundenes Entgratungswerkzeug in eine normale Lage zu der am Bearbeitungspunkt des Fomlings tangentialen Ebene kipp— und verschiebbar ist und auf zwei zueinander nichtparallelen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene liegenden, zur Tangentialebene parallelen Geraden linear verschiebbar ist oder daß diese beiden Geraden Achsen für Kippbewegungen darstellen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist, daß die qualitative Erkennung des Bearbeitungspunktes am Formling durch einen mittels der Werkzeugführung geführten Sensor (z. B. optischer Sensor oder pneumatischer Näherungssensor) signalisiert wird und zur Einnahme der normalen Lage der Werkzeuglängsachse zu

der am Bearbeitungspunkt des Formlings tangentialen Ebene die Bewegungskoordinaten in abgespeicherter Form vorgegeben werden oder die normale Lage durch einen mit der Werkzeugführung geführten, weiteren Sensor (z. B. Ringstrahldüse oder optischer Abstandssensor) direkt ermittelt wird.

Zweckmäßigerweise nimmt ein horizontaler Grundkörper einen elektromotorisch angetriebenen Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden keramischen Formlings und eine zur Angleichung an verschiedene Formlingshöhen vertikal verschiebbare erste Verfahreinheit auf.. Als Antrieb ist ein Elektromotor mit einem Schraubengetriebe vorgesehen. Diese erste Verfahreinheit trägt einen über ein Schraubengetriebe elektromotorisch angetriebenen, horizontal verschiebbaren ersten Rahmen. In dem ersten Rahmen befindet sich ein durch ein elektromotorisches Antriebssystem um eine horizontale, senkrecht zu der den ersten Rahmen antreibenden Spindel stehende Achse kippbarer U-förmiger Träger, in dem ein zweiter Rahmen mittels einem elektromotorischen Antriebssystem um eine parallel zur Kippachse des U-förmigen Trägers verlaufende horizontale Achse kippbar gelagert ist. In diesem zweiten Rahmen ist ein um eine mittels elektromotorischem Antriebssystem senkrecht zur Kippachse des zweiten Rahmens stehende Kippachse kippbarer Sensorträger angebracht. In diesem Sensorträger befindet sich der Kraftsensor, an dem die" das nichtrotierende Werkzeug (z. B. eine gehärtete Nadel, Schaber oder Messer) tragende Werkzeugaufnahme befestigt ist.

Zur Führung des mit dem Kraftsensor verbundenen nichtrotierenden Entgratungswerkzeuges ist anstelle der genannten Werkzeugführung auch der Einsatz eines frei programmierbaren Industrieroboters mit äquivalenten Bewegungsachsen und äquivalenter Positioniergenauigkeit möglich.

Zum Entgraten wird der zu bearbeitende keramische Formling in beliebiger Drehstellung zentrisch auf dem Drehteller durch eine Vakuum-Ansaugvorrichtung arretiert. Anschließend wird die

Werkzeugführung derart verschoben und gekippt, daß die räumliche Lage der Werkzeuglängsachse mit der Lage der Flächennormalen der am Bearbeitungspunkt des Formlings tangentialen Ebene identisch ist. Die Bewegungskoordinaten dazu werden entweder dem Speicher entnommen oder die normale Lage wird durch einen weiteren Sensor direkt ermittelt, nachdem die qualitative Erkennung des Bearbeitungspunktes durch einen Sensor signalisiert wurde. Nach Einnahme dieser Ausgangsstellung des Werkzeuges zum Werkstück beginnt der eigentliche Entgratungsvorgang. Dazu wird das nichtrotierende Werkzeug mittels Verschiebungen entlang der beiden zueinander nichtparallelen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene liegenden, zur Tangentialebene parallelen Geraden oder Kippungen um diese dann Kippachsen darstellenden Geraden zur Berührung mit dem Formling gebracht, was der Speicher-, Rechen- und Steuereinheit durch eine entsprechende Anzeige des Kraftsensors mitgeteilt wird. Aus dem Signal des Kraftsensors werden durch den Rechner Betrag und Richtung der sich einstellenden Anpreßkraft des Werkzeuges an den Formling bestimmt und der Betrag der Anpreßkraft mit einem vorgegebenen, gespeicherten Wert verglichen. Anschließend gibt der Rechner an die Antriebselemente des obengenannten Werkzeugführungsmechanismus Signale aus, die bewirken, daß das Ent— gratungswerkzeug stets um einen bestimmten Betrag in einer senkrecht zur Richtung der gemessenen Anpreßkraft liegenden Grundrichtung, zu der noch eine Komponente parallel zur Richtung d-er gemessenen Anpreßkraft addiert wird, bewegt wird.

Ist der Betrag der gemessenen Anpreßkraft identisch mit dem Vergleichswert, so ist die zu addierende Komponente gleich Null. Falls der Betrag der gemessenen Anpreßkraft kleiner als der Vergleichswert ist, wird eine positive Korponente zur Grundrichtung addiert, wodurch das Entgratungswerkzeug stärker an die zu entgratende Kontur des Formlings angepreßt wird, im anderen Fall eine negative Komponente, die das Entgratungswerkzeug etwas von der zu entgratenden Kontur entfernt und somit die Anpreßkraft herabsetzt.

Die Vorgänge des Messens der Anpreßkraft, Ableitung einer Entscheidung aus dem Betrag und der Richtung der gemessenen Anpreß— kraft über die weitere Bewegung des Werkzeuges und die Realisierung der Bewegung werden zyklisch so oft wiederholt, bis ein vorgegebenes Endkriterium erreicht und der Formling somit fertig entgratet ist.

Bei kompliziert gestalteten Formungen kann die vorgegebene An— preßkraft in Form des Vergleichswertes während den zyklischen Wiederholungen genannter Vorgänge entsprechend den Erfordernissen zum sauberen Entgraten des Formlings ebenso wie die Schrittlängen des Vorschubs programmgesteuert variiert werden. Werden bei den zyklischen Wiederholungen genannter Vorgänge die Grenzen des Arbeitsraumes des obengenannten, Bewegungen in zwei Freiheitsgraden ermöglichenden Bewegungsmechanismus erreicht, so wird der aktuelle Bearbeitungspunkt des Formlings gegebenenfalls unter Einbeziehung aller Freiheitsgrade der Vorrichtung in einen zentralen Punkt des Arbeitsraumes des obengenannten Bewegungsmechanismus geführt, was der Einnahme einer neuen Ausgangsstellung gleichkommt, und der Entgratungsvorgang wie beschrieben fortgesetzt. Das Entgraten des Formlings erfolgt somit unabhängig von der Geometrie der Formlinge und unter automatischer Berücksichtigung von geometrischen Unterschieden zwischen Formungen einer Serie, da durch die zyklischen Wiederholungen genannter Vorgänge das Entgratungswerkzeug unter Aufrechterhaltung der vorgegebenen Anpreßkraft an der zu entgratenden Kontur entlanggeführt wird und dabei den Grat entfernt. Die Drehstellung des Formlings auf dem Drehteller ist ebenfalls beliebig.

Die beschriebene Vorrichtung ist auch für nichtrotationssymmetrische Formlinge und damit ohne Drehteller anwendbar.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll anhand von zwei Ausiührungsbeispielen näher erläutert werden.

7 Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figur 1 : die G-esamtansioht der erfindungsgemäßen Entgratungsvorrichtung -in diraetrischer Projektion

Figur 2: eine Schnittdarstellung des in Verbindung mit der Entgratungsvorrichtung nach Figur 1 verwendeten Sensorträgers.

1 . Ausführungsbeispiel

Mit dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entgratungsvorrichtung werden vorzugsweise mit Durchbrüchen versehene keramische Artikel, z. ß. Teller, Schalen oder Vasen entgratet. Entsprechend Figur 1 sind auf einem stationären horizontalen Grundkörper 1 ein durch ein elektromotorisches Antriebssystem 3CL angetriebener und mit einer Vakuum-Änsaugvorrichtung 31 versehener Drehteller 32 zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden keramischen Artikels 33, z. B. Teller, Schalen oder Vasen, an denen Außenkonturen und Konturen von Durchbrüchen zu entgraten sind, und drei parallele vertikale Führungsrohre 2, 3) ^, auf denen ein erster Träger 5 zur Angleichung an verschiedene Formlingshöhen mittels Elektromotor 6, vertikaler Drehspindel 7 und Spindelmutter 8 vertikal verschiebbar gelagert ist, angeordnet.

An diesem ersten Träger 5 sind zwei parallele horizontale Führungsrohre 9-, 10 befestigt, auf denen ein erster Rahmen 11 mittels Elektromtotor 12, horizontaler Drehspindel 13 und Spindelmutter 14 horizontal geführt wird.

In dem ersten Rahmen 11 befindet sich ein durch ein elektromotorisches Antriebssystem 15 um eine horizontale, senkrecht zur Achse der horizontalen Drehspindel 13 stehende Achse 16 kippbarer zweiter U-förmiger Träger 17, in dem ein zweiter Rahmen 18 mittels einem elektromotorischen Antriebssystem 19 um eine parallel zur Kippachse 16 verlaufende horizontale Achse 20 kippbar gelagert ist.

In die.sem zweiten Rahmen 18 ist ein um eine mittels elektromotorischem Antriebssystem 21 senkrecht zu den Kippachsen 16 und 20 stehende Kippachse 22 kippbarer Kraftsensor-Träger 23 angebracht. Wie aus der Figur 2 hervorgeht, befindet sich in dem Kraftsensor-Träger 23 der aus Verformungskörper und Halbleiterdehnmeßstreifen bestehende Kraftsensor 24, an dem die das mit einem-Miniaturpneumatikzylinder 26 parallel zu seiner Längsachse linear verschiebbare, nichtrotierende Werkzeug 27, z. B. eine gehärtete Nadel, tragende Werkzeugaufnahme 25 befestigt ist. Die Werkzeugaufnahme 25 trägt den in Form einer ßeflex-Lichtschranke ausgebildeten Sensor 2β zur qualitativen Erkennung des Bearbeitungspunktes am Formling und den pneumatischen Hingstrahlsensor 29 zur Ermittlung der normalen Lage der Werkzeuglängsachse zu der am Bearbeitungspunkt des Form— lings tangentialen Ebene.

2. Ausführungsbeispiel

Die im Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Entgratungsvorrichtung wird dahingehend modifiziert, daß die in Figur 1 dargestellten zwei Kippachsen 20 und 22 durch Schubachsen ersetzt werden und damit der Entgratungsvorgang mittels Verschiebungen erfolgt.·

Claims

Erfindungsanspruch

1. Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge mit einer elektronischen Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung und einem Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden keramischen Formlings, gekennzeichnet dadurch, daß ein nichtrotierendes Entgratungswerkzeug (27) mit einem Kraftsensor (24) fest verbunden ist und daß die Längsachse des nichtrotierenden Entgratungswerkzeuges (27) in eine normale Lage zu der am Bearbeitungspunkt des Form— lings tangentialen Ebene kipp- und verschiebbar ist und auf zwei zueinander nichtparalleien, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene liegenden, zur Tangentialebene parallelen Geraden linear verschiebbar ist oder zwei zueinander nichtparallele, vorzugsweise senkrecht zueinander stehende und nicht in der Tangentialebene liegende; zur Tangentialebene parallele Geraden Achsen für Kippbewegungen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das nichtrotierende Entgratungswerkzeug (27) parallel zu seiner Längsachse linear verschiebbar ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Werkzeugaufnahme (25) oder am nichtrotierenden Entgratungswerkzeug (27) ein Sensor (28) und/oder ein Sensor (29) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß nichtrotationssymmetrische Artikel entgratet werden.

Hierzu zwei Blatt Zeichnungen.