DD231758B1

DD231758B1 - Vorrichtung zum entgraten ungebrannter keramischer formlinge

Info

Publication number: DD231758B1
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: 1987-10-08
Also published as: IT8548412A0; HU195144B; ES545002A0; IT1182792B; DE3520675A1; ES8607801A1; HUT42732A; DD231758A1; FR2569370A1; JPS6158702A

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

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 größerer Stückzahlen einsetzbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum Entgraten von Außenkonturen keramischer Formlinge sind eine Vielzahl von Losungen bekannt. Das Problem des Entgratens beliebig geformter Durchbrüche in keramischen Formungen mittels geeigneter Vorrichtungen ist bisher ungelöst.

Aus diesem Grunde erfolgt das Entgraten keramischer Durchbruchartikel in der Industrie bisher ausschließlich manuell.

Aus der DE-OS 3150431 ist eine Putzmaschine für keramisches Gut bekannt, mit der die Außenkonturen keramischer Formlinge entgratet werden können. Die Putzmaschine besteht neben einer elektronischen Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung und einem Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden Formlings aus einer Abtaststation zur Ermittlung der geometrischen Daten eines von Hand verputzten Formlings und einer Bearbeitungsstation zum Entgraten einer beliebigen Anzahl von Formungen der gleichen Serie unter Nutzung der einmalig mittels der Abtaststation gewonnenen Daten zur Steuerung des Entgratvorganges. Zum Entgraten der Formlinge ist ein schwenk- und verschiebbares, rotierendes, scheibenförmiges Putzwerkzeug vorgesehen, das an einem horizontal und vertikal verstellbaren Träger angeordnet ist.

Der wesentliche Nachteil dieser Erfindung besteht darin, daß mit dieser Putzmaschine weder Innenkonturen keramischer Formlinge (z.B. Henkelinnenseiten, Offnungen in Hohlgußartikeln) noch Durchbrüche in diesen Formungen entgratet werden können und die Putzmaschine deshalb nur eingeschränkt einsetzbar ist.

Ein weiterer Nachteil der Erfindung besteht darin, daß wegen des hohen Aufwandes zur Verarbeitung der mit der Abtaststation ermittelten Daten nicht die speziellen Daten jedes einzelnen Artikels zur Steuerung des Entgratens des entsprechenden Artikels abgenommen, verarbeitet und genutzt werden können. Somit können geometrische Unterschiede zwischen den Formungen einer Serie, wie sie z. B. durch Fahnenflattern und unterschiedliche Trocknungsschwingung auftreten, nicht berücksichtigt werden, was zu einer Qualitätsminderung der entgrateten Formlinge führt.

Da eine räumliche Trennung der Abtaststation und der Bearbeitungseinheit vorliegt, besteht ein weiterer Nachteil der Erfindung neben dem zusätzlichen Aufwand einer separaten Abtaststation darin, daß zur Erzielung der Deckungsgleichheit des Datensatzes mit dem zu entgratenden Artikel eine Drehstellungserkennung der Artikel notwendig ist.

Ein anderer Nachteil der Erfindung ergibt sich aus der Notwendigkeit, jegliches mechanische Spiel der Bewegungselemente sowohl der Abtaststation als auch der Entgrateinheit auch während des industriellen Dauereinsatzes der Putzmaschine ausschließen zu müssen. Andernfalls treten sofort Qualitätsminderungen der entgrateten Artikel infolge Ungenauigkeiten des ermittelten Datensatzes und der mangelhaften Umsetzung der Daten in die exakte Bewegungsbahn des Entgratungswerkzeuges

Ein weiterer Nachteil der Erfindung besteht darin, daß bedingt durch die Abnutzung der zum Entgraten verwendeten Schleifscheibe dieses Werkzeug ständig nachgestellt werden muß.

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 sowohl an Außen- und Innenkonturen der Formlinge als auch an den Konturen von Durchbrüchen in den Formungen unabhängig von der Geometrie der Formlinge, unabhängig von ihrer Drehstellung und unabhängig von den zum Beispiel durch unterschiedliche Trocknungsschwingung verursachten geometrischen Unterschieden zwischen den Formungen einer Serie sowie ohne Nutzung einer separaten Abtaststation zur Gewinnung der geometrischen Daten der Formlinge und ohne Notwendigkeit der vollständigen Beseitigung des mechanischen Spiels der Bewegungselemente der Vorrichtung schnell und in gleichmäßig guter Qualität entfernt werden kann.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge mit einer elektronischen Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung, mit einem Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden Formlings und einem auf einem vertikal und horizontal verschiebbaren Träger angeordneten Entgratungswerkzeug zu entwickeln, mit der unter Einsparung einer separaten Abtaststation die Außen- und Innenkonturen sowie Durchbrüche keramischer Formlinge unterschiedlicher Form, Höhe und Drehstellung entgratet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung eines kipp- und/oder verschiebbaren, nichtrotierenden Entgratungswerkzeuges, welches mit einem Kraftsensor (z. B. Verformungskörper mit Halbleiterdehnmeßstreifen, Piezo-Biegeelemente oder auf einer Wegmessung beruhender Kraftaufnehmer) fest verbunden ist. Diese Werkzeug-Sensor-Baueinheit ist mittels mehrerer kipp- oder verschiebbarer Trägerelemente oberhalb des Drehtellers angeordnet.

Zweckmäßigerweise nimmt dazu ein horizontaler Grundkörper einen elektromotorisch angetriebenen Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden Formlings und eine zur Angleichung an verschiedene Formlingshöhen vertikal verschiebbaren ersten Träger auf. Als Antrieb ist ein Elektromotor mit einem Schraubengetriebe vorgesehen. Auf diesem ersten Träger ist ein über ein Schraubengetriebe elektromotorisch angetriebener, horizontal verschiebbarer erster Rahmen befestigt. 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 Bewegungsgenauigkeit möglich.

Zum Entgraten wird der zu bearbeitende keramische Formling in beliebiger Drehstellung zentrisch auf dem Drehteller durch eine Vakuum-Ansaugvorrichtung arretiert. Nach der Arretierung werden die zu entgratenden Konturendes Formlings (z.B.

Außenrand und Durchbrüche) in beliebiger Reihenfolge nacheinander bearbeitet.

Dazu wird die Werkzeugführung derart verschoben und gekippt, daß die räumliche Lage der Werkzeuglängsachse mit der Lage der Flächennormalen der am jeweiligen 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 Werkzeugs zum Werkstück beginnt der eigentliche Entgratungsvorgang. Dazu wird das nichtrotierende Entgratungswerkzeug 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 Steuereinrichtung durch eine entsprechende Anzeige des Kraftsensors mitgeteilt wird. Aus diesem Signal des Kraftsensors werden durch den Rechner Betrag und Richtung der sich einstellenden Anpreßkraft des Werkzeugs 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 Entgratungswerkzeug stets um einen bestimmten Betrag in einer senkrecht zur Richtung der gemessenen Anpresskraft liegenden Grundrichtung, zu der noch einen Komponente parallel zur Richtung der 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 Komponente 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 Anpreßkraft über die weitere Bewegung des Werkzeugs 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 Anpreßkraft 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 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.

Die erfindungsgemäße feste Verbindung eines speziell nichtrotierenden Entgratungswerkzeuges mit einem Kraftsensor gestattet somit nicht nur die Ermittlung der Parameter des Entgratungsvorganges während der laufenden Bearbeitung, sondern ermöglicht auch die unter Echtzeitbedingungen ablaufenden Verarbeitung dieser Daten mit dem Ziel der Bewegung des Entgratungswerkzeuges exakt entlang der zu bearbeitenden Kontur.

Infolge der durch diese Anordnung gegebenen Möglichkeit der Ableitung der vom Werkzeug abzufahrenden Bahnkurve einzig und allein aus den während des laufenden Prozesses gewonnenen Daten sind keinerlei Kenntnisse über den Verlauf der zu entgratenden Kontur vor Bearbeitungsbeginn erforderlich und das Entgraten der Formlinge erfolgt somit unabhängig von der Geometrie der Formlinge und unter automatischer Berücksichtigung von geometrischen Unterschieden zwischen den Formungen einer Serie.

Neben dem Wegfall der separaten Abtaststation und auch der Notwendigkeit einer Drehstellungserkennung wird dadurch gleichzeitig jeglicher Einfluß mechanischen Spiels der ßewegungselemente auf die Qualität des Entgratungsprozesses ausgeschlossen.

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

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figur 1: die Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Entgratungsvorrichtung in dimetrischer 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 sowohl die Außenräder als auch die Konturen der Durchbrüche keramischer Durchruchartikel, z. B. Teller, Schalen oder Vasen, entgratet. Entsprechend Figur 1 sind auf einem stationären horizontalen Grundkörper 1 ein durch ein elektromotorisches Antriebssystem 30 angetriebener und mit einer Vakuum-Ansaugvorrichtung 31 versehener Drehteller 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 2,3,4, 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 Elektromotor 12, horizontaler Drehspindel 13 und Spindelmutter 14 horizontal verschiebbar ist.

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 diesem 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 Verformungsköper 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 Reflex-Lichtschranke ausgebildeten Sensor 28 zur qualitativen Erkennung des Bearbeitungspunktes am Formling und den pneumatischen Ringstrahlsensor 29 zur Ermittlung der normalen Lage der Werkzeuglängsachse zu der am Bearbeitungspunkt des Formlings tangentialen Ebene.

2. Ausführungsbeispiel

Die in 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

1. Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge mit einer elektronischen Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung, einem Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden Formlings und einem auf einem vertikal und horizontal verstellbaren Träger angeordneten Werkzeug, gekennzeichnet dadurch, daß ein kipp- und/oder verschiebbares, nichtrotierendes Entgratungswerkzeug mit einem Kraftsensor fest verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß dieses kipp- und/oder verschiebbare, nichtrotierende Entgratungswerkzeug zusammen mit dem Kraftsensor mittels mehrerer kipp- oder verschiebbarer Trägerelemente oberhalb des Drehtellers angeordnet ist.