DD291276A5

DD291276A5 - METHOD AND DEVICE FOR GRINDING SURFACES, ESPECIALLY FOR INDUSTRIAL APPLICATION

Info

Publication number: DD291276A5
Application number: DD33691790A
Authority: DD
Inventors: Hans-Ludwig Voigt; Peter Popp
Original assignee: Th Zittau,De
Priority date: 1990-01-04
Filing date: 1990-01-04
Publication date: 1991-06-27

Abstract

Die Erfindungen Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen, insbesondere fuer den Industrierobotereinsatz, beziehen sich auf das Schleifen ebener oder gekruemmter Oberflaechen von metallischen oder nichtmetallischen Koerpern. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindungen moeglich und zweckmaeszig ist, sind zu bearbeitende Oberflaechen vorzugsweise von Behaeltern, Apparaten und Anlagen in praktisch allen Industriezweigen. Mit einer aus mindestens zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestehenden Schleifvorrichtung erfolgt faktisch gleichzeitig ein Vorschleifen bzw. Reinigen und ein Nachschleifen der zu bearbeitenden Oberflaeche. Damit verbunden ist eine wesentliche Minimierung des Bearbeitungsaufwandes bis hin zu einer betraechtlichen Standzeiterhoehung der Schleifwerkzeuge. Verfahren und Vorrichtung bieten die Voraussetzung fuer einen automatisierten fernbedienbaren Einsatz.{Schleifen; Schleifwerkzeug; Standzeit; Schleifvorrichtung; Industrieroboter; Fernbedienbarkeit}The invention Methods and apparatus for grinding, especially for industrial robot use, relate to the grinding of planar or curved surfaces of metallic or non-metallic bodies. Objects in which the application of the inventions is possible and expedient are surfaces to be processed, preferably of containers, apparatus and installations in virtually all branches of industry. With a grinding device consisting of at least two grinding tools known per se, pre-grinding or cleaning and regrinding of the surface to be processed takes place at the same time. This is associated with a substantial minimization of the processing effort up to a considerable increase in service life of the grinding tools. Method and device provide the prerequisite for an automated remote-controlled application. Grinding tool; Life; Grinder; Industrial robots; Remote operability}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Schleifen ebener oder gekrümmter Oberflächen metallischer oder nichtmetallischer Körper. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind zu bearbeitende Oberflächen von Behältern, Apparaten und Anlagen in praktisch allen Industriezweigen.The invention relates to the grinding of planar or curved surfaces of metallic or non-metallic bodies. Objects in which the application of the invention is possible and expedient are surfaces of containers, apparatuses and installations to be processed in virtually all branches of industry.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bekannt ist die Oberflächenbearbeitung metallischer und nichtmetallischer Körper durch Schleifen und Polieren. Dabei gelangen nacheinander und getrennt von einander unterschiedliche Werkzeuge zum Einsatz, die in ihren charakteristischen Eigenschaften den Anforderungen der jeweils durchzuführenden Arbeitsstufe entsprechend ausgewählt werden. Nachteilig daran ist, daß die Werkzeuge nach Abschluß der betreffenden Arbeitsstufe zu wechseln sind. Das bringt einerseits eine Verzögerung des technologischen Ablaufs und andererseits die Notwendigkeit des direkten Eingreifens von Bedienpersonal oder des Vorhandenseins aufwendiger Vorrichtungen zur Bevorratung von Werkzeugen und zur Bestückung der Bearbeitungsmaschine mit dem jeweils benötigten Werkzeug mit sich.The surface treatment of metallic and non-metallic bodies by grinding and polishing is known. In this case, successively and separately from each other different tools are used, which are selected according to the requirements of the respective work step to be performed in their characteristic properties. The disadvantage of this is that the tools are to be changed after completion of the relevant work step. On the one hand, this entails a delay in the technological process and, on the other hand, the necessity for the direct intervention of operating personnel or the presence of expensive devices for stocking tools and for equipping the processing machine with the respectively required tool.

Weiterhin sind Doppelschleifgeräte bekannt, bei denen an einem Elektromotor Oberflächenbearbeitungs- oder reinigungswerkzeuge angeordnet sind. Der Zweck dieser Anordn"nrjen besteht darin, ohne ein Umrüsten nacheinander dieFurthermore, double grinding machines are known in which surface treatment or cleaning tools are arranged on an electric motor. The purpose of this arrangement is to successively change the one without retooling

vorhandenen Werkzeuge zur Anwendung zu bringen. Nacht g dabei ist aber die fehlende Möglichkeit eines gleichzeitigento apply existing tools. But there is the missing possibility of a simultaneous night

Einsatzes der vorhandenen Werkzeuge bei der Bearbeitung eines Flächenelements infolge der räumlichen Trennung der Schleifwerkzeuge.Use of existing tools in the processing of a surface element due to the spatial separation of the grinding tools.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Schleifverfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen zu entwickeln, die für den Industrierobotereinsatz und somit für einen automatisierten fernbedienbaren Einsatz bei einer großen Variationsbreite der Einsatzmöglichkeiten geeignet sind und einen minimalen materiellen, personellen und zeitlichen Fertigungsaufwand bei gleichzeitiger Sicherung einer hohen Bearbeitungsqualität garantieren.The aim of the invention is to develop a grinding method and an apparatus for grinding, which are suitable for industrial robots and thus for automated remote-controlled use with a wide range of applications and a minimum material, personnel and time production effort while maintaining a high quality machining to guarantee.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schleifen und gegebenenfalls ein nachfolgend durchzuführendes Polieren, insbesondere stark korrodierter und/oder verzunderter Oberflächen verfahrenstechnisch so zu gestalten, daß die Beseitigung der Korrosions- und/oder Zunderschicht dem Schleifen, dieses wiederum einer weiteren, gegebenenfalls erforderlichen Arbeitsstufe an sich zeitlich vorgelagert ist und alle Arbeitsstufen quasi gleichzeitig mit einer Schleifvorrichtung realisiert werden.The invention has for its object to make the grinding and optionally subsequently performed polishing, especially heavily corroded and / or verzunderter surfaces procedurally so that the removal of the corrosion and / or scale layer grinding, this in turn a further, possibly required working stage is temporally upstream and all stages are virtually realized simultaneously with a grinding device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Verfahren zum Schleifen von Oberflächen, vorzugsweise für den Industrierobotereinsatz, mit einer aus mindestens zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestehenden Schleifvorrichtung zunächst durch das erste Schleifwerkzeug ein Vorschleifen der Oberfläche, beispielsweise zum Entrosten, Entzundern usw. erfolgt und somit ein vorgeschliffener Bereich, vorzugsweise ein streifenförmiger Bereich, auf der Oberfläche entsteht, danach die Schleifvorrichtung mittels Quervorschubbewegung und Zustellbewegung so positioniert wird, daß das zweite Schleifwerkzeug, welches bisher nicht im Eingriff war, nunmehr den gereinigten Bereich nachschleift, während gleichzeitig das erste Schleifwerkzeug einen neuen, benachbarten Bereich vorschleift, anschließend mittels Quervorschub die Schleifvorrichtung wiederum die Schleifvorrichtung so positioniert wird, daß das zweite Schleifwerkzeug den durch das erste Schleifwerkzeug vorgeschliffenen Bereich nachschleift und das erste Schleifwerkzeug einen benachbarten, bisher nicht bearbeiteten Bereich vorschleift, und diese Schnittfolge so lange wiederholt wird, bis alle Bereiche der Oberfläche von der Schleifvorrichtung überschliffen sind.This object is achieved in that in a method for grinding surfaces, preferably for the industrial robot use, with a grinding device consisting of at least two known grinding tools first by the first grinding tool pre-grinding of the surface, for example, for descaling, descaling, etc. and thus a pre-sharpened area, preferably a strip-shaped area, formed on the surface, then the grinding device is positioned by means of cross-feed movement and feed movement so that the second grinding tool, which was previously not engaged, now nachschleift the cleaned area, while the first grinding tool pre-grinding a new, adjacent area, then by means of transverse feed the grinding device, in turn, the grinding device is positioned so that the second grinding tool vorl by the first grinding tool vorl After sanding the area and grinding the first grinding tool an adjacent, previously unprocessed area, and this sequence is repeated until all areas of the surface of the grinding device are ground.

In Abhängigkeit von der geometrischen Gestalt der zu schleifenden Oberfläche sind die Lage und die Form der Schleifbahnen durch wahlweise kontinuierliche oder diskontinuierliche Realisierung der Vorschubbewegung X und/oder Quervorschubbewegung Y u' d/oder durch Überlagerung der durch die Schleifvorrichtung realisierbaren Bewegungen variierbar.Depending on the geometric shape of the surface to be ground, the position and shape of the grinding paths can be varied by optionally continuous or discontinuous realization of the feed movement X and / or traverse movement Y u 'd / or by superposition of the movements that can be realized by the grinding device.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch zweckmäßig ausgestaltet sein, daß auch andere Schleifaufgaben, z. B. das Abrunden von Kanten, zur Beseitigung von Absätzen und zur Bearbeitung von Kehlen einsetzbar ist.The inventive method can be configured appropriately that also other grinding tasks, eg. B. the rounding of edges, for the removal of heels and for the processing of throats can be used.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen, vorzugsweise für den Industrierobotereinsatz, dadurch gelöst, daß die Schleifvorrichtung mindestens mit zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen ausgestattet ist, wobei das in Quervorschubrichtung Y vorn liegende ein Lamellenschleifwerkzeug ist und über einen größeren Durchmesser verfügt als die anderen Schleifwerkzeuge der Schleifvorrichtung und alle Schleifwerkzeuge der Schleifvorrichtung vorzugsweise auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind, wobei die Antriebswelle parallel oder schräg zur Oberfläche einstellbar ist.The object of the invention is further achieved by a device for grinding surfaces, preferably for the industrial robot use, characterized in that the grinding device is equipped with at least two known grinding tools, wherein the front in transverse feed direction Y is a lamellar grinding tool and a larger diameter has as the other grinding tools of the grinding device and all grinding tools of the grinding device are preferably arranged on a common drive shaft, wherein the drive shaft is adjustable parallel or obliquely to the surface.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dadurch zweckmäßig ausgestaltet sein, daß neben dem Lamellenschleifwerkzeug für das Vorschleifen der Oberfläche auch andere Bearbeitungswerkzeuge einsetzbar sind.The device according to the invention can be configured appropriately, that in addition to the lamellar grinding tool for pre-grinding of the surface and other processing tools are used.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösungen liegen in der Eignung für den Industrierobotereinsatz infolge einer vergleichbar geringen Masse der Schleifvorrichtung. Damit und durch eine beträchtliche Reduzierung oder Vermeidung des Umrüstaufwandes sind die Voraussetzungen für einen automatisierten fernbedienbaren Einsatz gegeben. Vorteilhaft ist weiterhin die große Variationsbreite in der Anwendung bezüglich der zu bearbeitenden Schleifflächenformen als auch der zu realisierenden Oberflächenqualität. Darüber hinaus stellt die weitgehende Werkzeugschonung durch die Aufteilung des Schleifarbeitsganges in mohrero Stufen, denen jeweils unterschiedliche, für die speziellen Bearbeitungsaufgaben optimal auswählbare Werkzeuge zugeordnet werden können, einen weiteren Vorzug dar.The advantages of the solutions according to the invention are the suitability for industrial robot use due to a comparatively low mass of the grinding device. Thus, and by a considerable reduction or avoidance of Umrüstaufwandes the conditions for an automated remote-controlled deployment are given. Another advantage is the wide range of variations in the application with respect to the grinding surface shapes to be processed as well as the surface quality to be realized. In addition, the extensive tool protection by the division of the grinding operation in mohrero stages, each of which different, can be assigned for the specific processing tasks optimally selectable tools, a further advantage.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung sollen nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Darin zeigen dieThe invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. Therein show the

Fig. 1: eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen mit einem Lamellenschleifrad und einer Schleifscheibe; Fig. 2: eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen mit einem Lamellenschleifrad in Kombination mit einemFig. 1: a device for grinding surfaces with a Lamellenschleifrad and a grinding wheel; Fig. 2: an apparatus for grinding surfaces with a Lamellenschleifrad in combination with a

BandschleifwerKzeug; Fig. 3: eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen mit zwei Lamellenschleifrädern und einer Schleifscheibe.Belt grinding tool; Fig. 3: an apparatus for grinding surfaces with two vane grinding wheels and a grinding wheel.

Ausführungsbeisplel 1Implementation Example 1

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch seine Eignung für den Industrierouotereinsatz und die damit gegebenen Möglichkeiten der automatisierten Fernbedienbari"-:: y s.The inventive method is characterized by its suitability for Industrierouotereinsatz and the opportunities thus given the automated Fernbedienbari "- :: y s.

Das Verfahren wird nach diesem Beispiel mittels einer Schleifvorrichtung realisiert, bei welcher zwei an sich bekannte Schleifwerkzeuge auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.The method is implemented according to this example by means of a grinding device in which two grinding tools known per se are arranged on a common shaft.

Der Wirkungsraum der Schleifwerkzeuge ist durch eine Längsvorschubachse x, 6ine Quervorschubachse y und eine Zustellachse ζ bestimmt. Zur Realisierung des Verfahrens sind eine Schnittbewegung S der Schleifwerkzeuge, eine Vorschubbewegung X, eine Quervorschubbewegung Y und eine Zustellbewegung Z erforderlich.The effective space of the grinding tools is determined by a longitudinal feed axis x, 6ine transverse feed axis y and an infeed axis ζ. For the realization of the method, a cutting movement S of the grinding tools, a feed movement X, a transverse feed movement Y and a feed movement Z are required.

Mit dem ersten, d. h. in Quervorschubrichtung vorn angeordneten Schleifwerkzeug der Schleifvorrichtung wird zunächst ein Vorschleifen der Oberfläche im Sinne der Reinigung, beispielsweise durch Entrosten, Entzundern usw. vorgenommen. Dadurch entsteht auf der Oberfläche ein vorgeschliffener streifenförmiger Bereich mit der Breite des ersten Schleifwerkzeuges. Danach wird die Schleifvorrichtung mittels Quervorschubbewegung Y und Zustellbewegung Z so positioniert, daß das Schleifwerkzeug, welches bisher nicht im Eingriff war, den zuvor vorgeschliffenen Bereich nachschleift, während gleichzeitig das erste Schleifwerkzeug einen in Ouervorschubrichtung gelegenen bisher unbearbeiteten Bereich der Oberfläche vorschleift.With the first, d. H. In the transverse feed direction of the front arranged grinding tool of the grinding device, first a pre-grinding of the surface in the sense of cleaning, for example by rust removal, descaling, etc. made. This results in a pre-ground strip-shaped area with the width of the first grinding tool on the surface. Thereafter, the grinding device is positioned by means of transverse feed movement Y and feed Z so that the grinding tool, which was previously not engaged, nachschleift the previously pre-ground area, while at the same time the first grinding tool vorschleift a located in Ouervorschubrichtung previously unprocessed area of the surface.

Nach Abschluß dieser Oberflächenbearbeitung wird die Schleifvorrichtung so positioniert, daß wiederum das zweite Schleifwerkzeug den durch das erste Schleifwerkzeug vorgeschliffenen Bereich nachschleift und das erste Schleifwerkzeug einen in Quervorschubrichtung der Schleifvorrichtung gelegenen unmittelbar benachbarten, bisher nicht bearbeiteten Bereich der Oberfläche vorschleift.After completion of this surface treatment, the grinding device is positioned so that in turn the second grinding tool nachschleift the pre-ground by the first grinding tool area and the first grinding tool vorschleift a lying in Quervorschubrichtung the grinding device immediately adjacent, previously unprocessed area of the surface.

Diese Schrittfolge wird so lange wiederholt, bis alle zu bearbeitenden Bereiche der Oberfläche von der Schleifvorrichtung überschliffen sind.This sequence of steps is repeated until all areas of the surface to be processed are ground by the grinding device.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Die beispielhaft beschriebene Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen (Fig. 1) ist mit zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestückt. Auf einer Welle sind dabei nebeneinander ein Lamellenschleifrad 1 und eine Schleifscheibe angeordnet. Das in Quervorschubrichtung vorn befindliche Lamellenschioifrad 1 weist einen größeren Durchmesser als die Schleifscheibe 4 auf.The device for grinding surfaces described by way of example (FIG. 1) is equipped with two grinding tools known per se. On a shaft adjacent a Lamellenschleifrad 1 and a grinding wheel are arranged. The Lamellenschioifrad 1 located in the transverse feed direction at the front has a larger diameter than the grinding wheel 4.

Der Antrieb des aus der gemeinsamen Welle, dem Lamellenschleifrad 1 und der Schleifscheibe 4 bestehenden Schleifwerkzeuges erfolgt durch einen Elektromotor 9 über einen Winkeltrieb 10. Die die Schleifwerkzeuge tragende gemeinsame Welle, der Antriebsmotor 9 und der Winkeltrieb 10 sind in einer nicht näher beschriebenen, an einen Industrieroboter ankoppelbaren Trägereinheit fixiert bzw. gelagert.The drive consisting of the common shaft, the Lamellenschleifrad 1 and the grinding wheel 4 grinding tool is carried by an electric motor 9 via an angle drive 10. The grinding tools supporting common shaft, the drive motor 9 and the angle drive 10 are in a not described in detail, to a Fixed or coupled to industrial robot coupling carrier unit.

Implementation Bills 3

Die beispielhaft beschriebene Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen (Fig. 2) ist mit zwei an sich bekannten Schleifwerkzeugen bestückt. Auf einer gemeinsamen Welle sind nebeneinander ein Lamellenschleifrad 1 und die Kontaktrolle eines Bandschleifwerkzeuges 5 angeordnet. Das Lamellenschleifrad 1 weist einen größeren Durchmesser auf als die Kontaktrolle 7 des Schleifwerkzeuges 5 einschließlich des die Kontaktrolle 7 umschließenden Schleifbandes 6. Das Schleifband 6 umschließt neben der Kontaktrolle 7 eine von einem Antriebsmotor 9 über einen Winkeltrieb 10 bewegte Antriebsrolle 8 und treibt neben der ihm zugedachten Schleifaufgabe gleichzeitig das auf der gemeinsamen Welle angeordnete Lamellenschleifrad 1 an.The device for grinding surfaces described by way of example (FIG. 2) is equipped with two grinding tools known per se. On a common shaft next to each other a Lamellenschleifrad 1 and the contact roller of a belt grinding tool 5 are arranged. The lamellar grinding wheel 1 has a larger diameter than the contact roller 7 of the grinding tool 5 including the contact roller 7 enclosing the grinding belt 6. The grinding belt 6 encloses next to the contact roller 7 of a drive motor 9 via an angle drive 10 moving drive roller 8 and drives next to its intended Grinding task at the same time arranged on the common shaft Lamellenschleifrad 1 on.

Die Schleifwerkzeuge, Antriebsmotor 9 und Getriebe sind in einer nicht näher beschriebenen, an einen Industrieroboter ankoppelbaren Trägereinheit fixiert bzw. gelagert.The grinding tools, drive motor 9 and gearbox are fixed or mounted in a non-descript described, can be coupled to an industrial robot carrier unit.

Implementation Guide 4

Die beispielhaft beschriebene Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächen (Fig. 3) ist mit drei .in sich bekannten Schleifwerkzeugen ausgestattet. Auf einer gemeinsamen Welle sind nebeneinander ein Lamellenschleifrad 1, eine ' Schleifscheibe 4 und ein weiteres Lamellenschleifrad 2 angeordnet. Die Schleifscheibe 4 befindet sich auf der gemeinsamen Welle somit zwischen den Lamellenschleifrädern 1 und 2.The device for grinding surfaces described by way of example (FIG. 3) is equipped with three grinding tools known per se. On a common shaft next to each other a Lamellenschleifrad 1, a 'grinding wheel 4 and a further Lamellenschleifrad 2 are arranged. The grinding wheel 4 is thus located on the common shaft between the vane grinding wheels 1 and 2.

Die Lamellenschleifräder 1 und 2 weisen jeweils einen größeren Durchmesser als die Schleifscheibe 4 auf.The lamellar grinding wheels 1 and 2 each have a larger diameter than the grinding wheel 4.

Das Lamellenschleifrad 1 ist mit grobkörnigen Lamellen zum Vorschleifen der Oberfläche bestückt, während das Lamellenschleifrad 2 mit vergleichsweise feinkörnigen Lamellen oder mit Polierelementen ausgestattet ist.The lamellar grinding wheel 1 is equipped with coarse-grained lamellas for pre-grinding the surface, while the lamellar grinding wheel 2 is equipped with comparatively fine-grained lamellas or with polishing elements.

Die Bewegung der Schleifwerkzeuge erfolgt durch einen Antriebsmotor 9, der direkt oder unter Zwischenschaltung eines Getriebes auf die werkzeugtragende Welle wirkt.The movement of the grinding tools is carried out by a drive motor 9, which acts directly or with the interposition of a gear on the tool-carrying shaft.

Die die Schleifwerkzeuge tragende Welle, der Antriebsmotor 9 und das ggf. vorzusehende Getriebe sind in einer nicht näher beschriebenen, an einen Industrieroboter ankoppelbaren Trägereinheit fixiert bzw. gelagert.The shaft carrying the grinding tools, the drive motor 9 and the optionally provided gearbox are fixed or mounted in a support unit not described in more detail, which can be coupled to an industrial robot.

Claims

1. A method for grinding surfaces, preferably for the industrial robot use, characterized in that with a grinding device consisting of at least two known grinding tools first by the first grinding tool pre-grinding of the surface, for example, for descaling, descaling, etc., and thus a pre-ground Area, preferably a strip-shaped area, formed on the surface, then the grinding device by means of cross-feed movement (Y) and feed movement (Z) is positioned so that the second grinding tool, which was previously not engaged, now nachschleift the pre-ground area, while the first grinding tool pre-grinding a new, adjacent area, then by transverse feed movement (Y) the grinding device is again positioned so that the second grinding tool nachschleift the pre-ground by the first grinding tool area and d The first grinding tool pre-grinds a neighboring, previously unprocessed area, and this cutting sequence is repeated until all areas of the surface of the grinding device are ground, or depending on the geometric shape of the surface to be ground, a superposition of the feed path (X). with the cross feed movement (Y) is made.

2. The method according to claim!., Characterized in that the method also füt other grinding tasks, z. B. for rounding edges, for the removal of heels and for the processing of throats can be used.

3. A device for grinding surfaces, preferably for the industrial robot use, characterized in that the grinding device has at least two known per se grinding tools, wherein the front in Quervorschubrichtung a lamellar grinding tool and has a larger diameter than the other grinding tools of the grinding device and all grinding tools of the grinding device are preferably arranged on a common drive shaft, wherein the drive shaft is adjustable in parallel or obliquely to the surface.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in addition to the lamellar grinding tool for pre-grinding of the surface and other processing tools are used.