DE102013006010A1

DE102013006010A1 - Method and device for the surface treatment of workpieces

Info

Publication number: DE102013006010A1
Application number: DE102013006010.9A
Authority: DE
Inventors: Walfried Wolk
Original assignee: Otec Praezisionsfinish GmbH
Current assignee: Otec Praezisionsfinish GmbH
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-10-09

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken vorgeschlagen, indem das Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird, wobei das Werkstück zumindest um eine Achse rotiert wird. Um für eine stets hohe relative Rotationsgeschwindigkeit des Werkstückes in Bezug auf die Granulatpartikel unmittelbar an der Werkstückoberfläche zu sorgen, sieht die Erfindung vor, dass das Werkstück mehrmals auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten beschleunigt wird, wobei es insbesondere fortwährend zwischen wenigstens zwei Rotationsgeschwindigkeiten hin und her beschleunigt werden kann. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung, wie eine Schlepp- oder Tauchfinishmaschine, welche eine Steuereinrichtung umfasst, die zur mehrmaligen Beschleunigung eines. Rotationsantriebs ihrer Werkstückhalter, an welchen die Werkstücke spannbar sind, auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten während des Betriebs eingerichtet ist.A method for the surface treatment of workpieces is proposed by immersing the workpiece in a bed of grinding and / or polishing granules located in a container and moving it in the bed of grinding and / or polishing granules relative to the latter, the workpiece is rotated around at least one axis. In order to ensure a constantly high relative rotational speed of the workpiece in relation to the granulate particles directly on the workpiece surface, the invention provides that the workpiece is accelerated several times to different rotational speeds, in particular it can be accelerated continuously back and forth between at least two rotational speeds . The invention further relates to a device suitable for carrying out such a method, such as a drag or immersion finishing machine, which comprises a control device which is used to accelerate a. Rotary drive of their workpiece holder, on which the workpieces can be clamped, is set up for different rotational speeds during operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, indem das Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat eingetaucht und in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird, wobei das Werkstück zumindest um eine Achse rotiert wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken durch Eintauchen des Werkstückes in eine Schüttung aus einem Schleif- und/oder Poliergranulat unter relativer Bewegung derselben in Bezug auf das Werkstück mit einem Behälter zur Aufnahme des Schleif und/oder Poliergranulates, wenigstens einem Werkstückhalter zur lösbaren Befestigung eines zu bearbeitenden Werkstückes, wenigstens einem, dem Werkstückhalter zugeordneten Rotationsantrieb sowie einer programmtechnisch eingerichteten Steuereinrichtung, welche zumindest den Rotationsantrieb des Werkstückhalters zu steuern vermag.The invention relates to a method for the surface treatment of workpieces by the workpiece is immersed in a container located in a bed of a grinding and / or polishing granules and moved in the bed of the grinding and / or polishing granules relative thereto, wherein the workpiece is rotated at least one axis. The invention further relates to a device suitable for carrying out such a method for the surface treatment of workpieces by immersing the workpiece in a bed of a grinding and / or polishing granules with relative movement of the same with respect to the workpiece with a container for receiving the grinding and / or polishing granules, at least one workpiece holder for releasable attachment of a workpiece to be machined, at least one, the workpiece holder associated rotary drive and a programmatically established control device which is able to control at least the rotational drive of the workpiece holder.

Derartige Vorrichtungen zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken unter Einsatz eines granulatförmigen Schleif- und/oder Poliermediums sind beispielsweise in Form von sogenannten Schlepp- und Tauchfinishmaschinen bekannt. Ihre Wirkungsweise beruht darauf, das zu bearbeitende Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu tauchen und das Werkstück, insbesondere rotatorisch sowie gegebenenfalls auch translatorisch, relativ zu dem Granulat zu bewegen, wodurch die Oberfläche des Werkstückes je nach Granulatart geschliffen und/oder poliert wird. Schlepp- und Tauchfinishmaschinen stellen eine spezielle Form von Gleitschleifmaschinen, wobei die zu bearbeitenden Werkstücke z. B. einzeln an einem oder mehreren, mittels eines Rotationsantriebs um ihre Achse rotierbaren Werkstückhaltern gespannt werden können. Um die Werkstücke translatorisch in relativ zu dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu bewegen, umfassen bekannte Schleppfinishmaschinen häufig ein in der Regel rotierendes Teil im Wesentlichen in Form eines z. B. motorisch über ein geeignetes Getriebe drehangetriebenen Tellers, an welchem die Werkstückhalter unmittelbar oder, beispielsweise über Hubeinrichtungen, mittelbar festgelegt sind. Dies geschieht insbesondere exzentrisch in Bezug auf die Drehachse des rotierenden Teils der Schleppfinishmaschine. Wird dieses Teil – der sogenannte Teller – der Schleppfinishmaschine rotiert, so beschreiben die hieran festgelegten Werkstückhalter eine Bahnkurve. Die von den Werkstückhaltern getragenen Werkstücke werden dabei in den Arbeitsbehälter eingetaucht, welcher mit der Schüttung aus dem partikelförmigen Schleif- oder Poliergranulat, häufig unter Zusatz flüssiger Bearbeitungsmedien, wie Wasser, Tenside etc., befüllt ist. Aufgrund der Relativbewegung der Werkstücke in Bezug auf das Granulat erfolgt deren Oberflächenbearbeitung in Form einer Gleitschleifbearbeitung. Derartige Schleppfinishmaschinen sind beispielsweise aus der DE 102 04 267 C1 , DE 200 05 361 U1 , DE 10 2010 052 222 A1 oder der bekannt.Such devices for the surface treatment of workpieces using a granular grinding and / or polishing medium are known for example in the form of so-called drag and dip finishing machines. Their operation is based on dipping the workpiece to be machined in a container located in a bed of the grinding and / or polishing granules and the workpiece, in particular rotationally and possibly also translationally, to move relative to the granules, whereby the surface of the workpiece depending grinded and / or polished according to granules. Trailing and dip finishing machines represent a special form of vibratory finishing machines, the workpieces to be machined z. B. individually on one or more, can be clamped by means of a rotary drive about its axis rotatable workpiece holders. In order to move the workpieces translationally relative to the grinding and / or polishing granules, known drag finishing machines often comprise a generally rotating member substantially in the form of e.g. B. motor via a suitable gear rotationally driven plate on which the workpiece holder directly or, for example via lifting devices, are indirectly determined. This happens in particular eccentrically with respect to the axis of rotation of the rotating part of the drag finishing machine. If this part - the so-called plate - of the towing machine is rotated, the workpiece holders defined here describe a trajectory. The workpieces carried by the workpiece holders are immersed in the working container, which is filled with the bed of the particulate abrasive or polishing granules, often with the addition of liquid processing media, such as water, surfactants, etc. Due to the relative movement of the workpieces in relation to the granules whose surface processing takes place in the form of a vibratory finishing. Such drag finishing machines are for example from the DE 102 04 267 C1 . DE 200 05 361 U1 . DE 10 2010 052 222 A1 or known.

Alternativ oder zusätzlich zu einer translatorischen Bewegung der an den Werkstückhaltern gespannten Werkstücke selbst kann der das Bearbeitungsmedium aufnehmende Behälter relativ zu den insbesondere zumindest um ihre eigene Achse rotierten Werkstücken bewegt werden, wie beispielsweise um seine eigene Achse und/oder entlang einer Bahnkurve, z. B. in Form einer Kreisbahn. Sofern nur der Behälter bewegt wird und die Werkstücke selbst keine translatorische Bewegung durchführen, so bezeichnet man dies auch als ”Tauchschleifen” bzw. ”Tauchpolieren”, welches somit eine spezielle Form des Schleppfinishing darstellt.Alternatively, or in addition to a translational movement of the clamped to the workpiece holders workpieces themselves, the processing medium receiving container can be moved relative to the particular at least rotated about its own axis workpieces, such as its own axis and / or along a trajectory, z. B. in the form of a circular path. If only the container is moved and the workpieces themselves do not perform a translatory movement, then this is also referred to as "dip grinding" or "dip polishing", which thus represents a special form of drag finishing.

Moderne zur Oberflächenbearbeitung der Werkstücke üblicherweise eingesetzten Vorrichtungen, wie die Tauch- und/oder Schleppfinishmaschinen der vorgenannten Art, umfassen zur Bewerkstelligung eines automatisierten Betriebs häufig eine programmtechnisch eingerichtete Steuereinrichtung, welche zumindest den Rotationsantrieb der Werkstückhalter sowie gegebenenfalls auch einen translatorischen Antrieb derselben und/oder einen Antrieb des Behälters gemäß verschiedenen, in eine Eingabeeinrichtung eingebbaren Drehzahlen, Bewegungsgeschwindigkeiten und Bearbeitungsdauern zu steuern vermag.Modern devices for the surface treatment of the workpieces usually used devices, such as the dipping and / or drag finishing machines of the aforementioned type, often comprise a programmatically configured control device for effecting an automated operation, which at least the rotational drive of the workpiece holder and optionally also a translatory drive thereof and / or a Drive the container according to various, can be entered in an input device speeds, moving speeds and processing times able to control.

Die DE 10 2011 015 750 A1 beschreibt ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, welche insbesondere zur schonenden Bearbeitung sehr empfindlicher Werkstücke, insbesondere in Form optischer Linsen, welche sehr engen Toleranzen genügen müssen, vorgesehen ist. Die Werkstückhalter sind in diesem Fall von einem programmiert steuerbaren Manipulator, wie einem Industrieroboter, getragen, um ein an dem Werkstückhalter gespanntes Werkstück während der Bearbeitung um mehrere verschiedene Achsen zu verschwenken und dabei den Auftreffwinkel des in dem Behälter bewegten Schleif- und/oder Poliergranulates in Bezug auf diskrete Flächenbereiche des Werkstückes verändern und somit für die erwünschte Schleif- und/oder Polierwirkung für den jeweiligen Flächenbereich des Werkstückes sorgen zu können. Der Manipulator vermag die an dem Werkstückhalter gespannten Werkstücke je nach Wunsch fortwährend, mit konstanter oder einstellbar verschiedener Rotationsgeschwindigkeit und/oder Rotationsrichtung um die Achse des Werkstückhalters zu rotieren und/oder translatorisch in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu bewegen oder das Werkstück auch nur in dieselbe zu tauchen. Der Behälter kann seinerseits einen gesteuerten Rotationsantrieb umfassen, um ihn mit der jeweils gewünschten Rotationsgeschwindigkeit in Drehung zu versetzen und die Anströmgeschwindigkeit des Granulates relativ zu dem Werkstück zu verändern.The DE 10 2011 015 750 A1 describes a further method and a device for the surface treatment of workpieces, which are intended in particular for the gentle processing of very sensitive workpieces, in particular in the form of optical lenses, which must meet very tight tolerances. The workpiece holders are in this case carried by a programmed controllable manipulator, such as an industrial robot, to pivot about a workpiece clamped on the workpiece holder during machining about several different axes and thereby the angle of incidence of moving in the container grinding and / or polishing granules Change reference to discrete areas of the workpiece and thus to provide the desired grinding and / or polishing effect for the respective surface area of the workpiece can. The manipulator is able, as desired, to continuously rotate the workpieces clamped on the workpiece holder at constant or adjustable different rotational speeds and / or rotational directions about the axis of the workpiece holder and / or translationally in the bulk material from the grinding and / or polishing granules to move or even to dip the workpiece only in the same. The container may in turn comprise a controlled rotary drive to enable it to rotate at the respective desired rotational speed and to change the flow velocity of the granulate relative to the workpiece.

Das bei gattungsgemäßen Schleif- bzw. Polierverfahren eingesetzte Schleif- und/oder Poliergranulat kann im Übrigen grundsätzlich je nach zu behandelnden Werkstücken unterschiedlichster Natur und z. B. natürlichen Ursprungs (z. B. aus organischem Material, wie Walnuss- oder Kokosnussschalen, Holz, Kirschkern etc.), mineralischen Ursprungs (z. B. aus Silikaten, Oxiden etc.) und/oder synthetischen Ursprungs (z. B. aus Kunststoffen) sein. Darüber hinaus ist es – wie bereits angedeutet – möglich, die Gleitschleifbearbeitung trocken oder – unter Zusatz eines flüssigen Bearbeitungsmediums, wie beispielsweise Wasser, welches mit Additiven, wie z. B. Tensiden, versetzt sein kann – in Form einer Nassbearbeitung durchzuführen.The grinding and / or polishing granules used in generic grinding or polishing process, moreover, in principle, depending on the treated workpieces of various nature and z. Of natural origin (eg of organic material such as walnut or coconut shells, wood, cherry stone etc.), of mineral origin (eg of silicates, oxides etc.) and / or of synthetic origin (eg. made of plastics). In addition, it is - as already indicated - possible, the vibratory finishing dry or - with the addition of a liquid processing medium, such as water, which with additives such. As surfactants, can be added - perform in the form of wet processing.

Indes hat sich gezeigt, dass es auch bei einer von einer translatorischen Bewegung der Werkstücke durch das Schleif- und/oder Poliergranulat hindurch überlagerten Rotationsbewegung der Werkstücke um die Achse des Werkstückhalters zu einer zumindest bereichsweise nicht zufriedenstellenden Oberflächenbearbeitung der Werkstücke kommen kann, was insbesondere für Werkstücke mit relativ komplexer Geometrie, wie Nuten, Hinterschneidungen oder dergleichen, gilt. Der Grund hierfür besteht vornehmlich darin, dass die Granulatpartikel in unmittelbarer Nähe des rotierten Werkstückes von letzterem mitgenommen werden, so dass die Relativbewegung der Granulatpartikel in Bezug auf das Werkstück an der Werkstückoberfläche deutlich geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Werkstückes selbst. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn das Werkstück mit Oberflächenstrukturen, wie Nuten, Hinterschneidungen etc., versehen sind, in welche sich die Granulatpartikel während der Bearbeitung einlagern können und mit dem drehenden Werkstück mitgenommen werden.However, it has been shown that even with a rotational movement of the workpieces about the axis of the workpiece holder, which is superimposed by a translational movement of the workpieces through the grinding and / or polishing granules, surface processing of the workpieces which is at least partially unsatisfactory can occur, which is especially true for workpieces with relatively complex geometry, such as grooves, undercuts or the like applies. The reason for this is primarily that the granulate particles are taken in the immediate vicinity of the rotated workpiece of the latter, so that the relative movement of the granular particles with respect to the workpiece on the workpiece surface is significantly less than the rotational speed of the workpiece itself. This is particularly true when the workpiece is provided with surface structures, such as grooves, undercuts, etc., into which the granulate particles can deposit during processing and are taken along with the rotating workpiece.

Im Stand der Technik versucht man diesem Problem vornehmlich dadurch zu begegnen, indem man das Werkstück mit möglichst hohen Rotationsgeschwindigkeiten dreht, doch erfordert dies einen hohen antriebstechnischen Aufwand und sind der maximalen Drehzahl Grenzen gesetzt.In the prior art, this problem is primarily to be addressed by turning the workpiece with the highest possible rotational speeds, but this requires a high drive engineering effort and limits the maximum speed set.

Die DE 20 2009 008 070 U1 beschreibt einen für Schleppfinishmaschinen vorgesehenen Werkstückhalter, dessen in Rotation versetzbare Werkstückträger, an welchen die zu bearbeitenden Werkstücke spannbar sind, unter einem Neigungswinkel zwischen 5° und 35° in Bezug auf die Spanneinrichtung des Werkstückhalters selbst angeordnet sind, wobei der Neigungswinkel insbesondere zwischen dem genannten Winkelbereich und einem Winkel von 0 (vertikale Anordnung) verstellbar sein kann. Auf diese Weise wird die Einlagerung von Granulatpartikeln in Nuten oder Hinterschneidungen des Werkstückes in wirksamer Weise verringert, da die Partikel infolge der geneigten Drehachse während des Betriebs von selbst aus derartigen Oberflächenstrukturen des Werkstückes wieder ausgetragen werden. Allerdings besteht auch hier das vorgenannten Problem der Ausbildung eines Geschwindigkeitsgradienten, wobei die Relativgeschwindigkeit des Granulates in Bezug auf das rotierte Werkstück abnimmt, je näher sich ein Granulatpartikel an dem Werkstück befindet.The DE 20 2009 008 070 U1 describes a provided for Schleppfinishmaschinen workpiece holder whose rotatable displaceable workpiece carrier to which the workpieces are clamped at an inclination angle between 5 ° and 35 ° with respect to the clamping device of the workpiece holder itself are arranged, the angle of inclination in particular between said angular range and an angle of 0 (vertical arrangement) can be adjustable. In this way, the incorporation of granular particles in grooves or undercuts of the workpiece is effectively reduced because the particles are discharged due to the inclined axis of rotation during operation of such surface structures of the workpiece again. However, there is also the aforementioned problem of forming a velocity gradient, wherein the relative velocity of the granules decreases with respect to the rotated workpiece, the closer a granular particle is to the workpiece.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass dem Problem einer Mitnahme von werkstücknahen Granulatpartikeln mit dem rotierten Werkstück und dadurch bedingten Effizienzverlusten der Oberflächenbearbeitung wirksam begegnet werden kann.The invention is therefore the object of a method and an apparatus for surface treatment of workpieces of the type mentioned in a simple and cost-effective way to the effect that the problem of entrainment of workpiece near granular particles with the rotated workpiece and consequent efficiency losses of the surface treatment can be effectively countered can.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Werkstück mehrmals auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten beschleunigt wird.In procedural terms, this object is achieved in a method of the type mentioned in that the workpiece is accelerated several times to different rotational speeds.

In vorrichtungstechnischer sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art ferner vor, dass die Steuereinrichtung zur mehrmaligen Beschleunigung des Rotationsantriebs des Werkstückhalters auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten während des Betriebs eingerichtet ist.In device technology, the invention provides for solving this problem in a device for the surface treatment of workpieces of the type mentioned further, that the control device for repeated acceleration of the rotary drive of the workpiece holder is set to different rotational speeds during operation.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung verhindert in sehr einfacher und kostengünstige Weise die Ausbildung eines Geschwindigkeitsgradienten der Granulatpartikel in Nähe des rotierten Werkstückes, indem letztes fortwährend, insbesondere periodisch, auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten beschleunigt wird, so dass stets eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen dem rotierten Werkstück und dem Schleif- und/oder Poliergranulat unmittelbar an der Werkstückoberfläche sichergestellt ist, wodurch eine deutlich erhöhte Bearbeitungseffizienz und damit einhergehende, kürzere Bearbeitungszeiten erreicht werden können. Eine etwaige Umrüstung bekannter Schlepp- und Tauchfinishmaschinen zu der erfindungsgemäßen Ausgestaltung bedarf lediglich eine programmtechnischen Eingriffs in die Steuereinrichtung, um diese dazu veranlassen, den Rotationsantrieb des bzw. der Werkstückhalter(s) während des Betriebs fortwährend auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten zu beschleunigen. Mit ”beschleunigen” im Sinne der Erfindung ist im Übrigen sowohl eine positive Beschleunigung als auch eine negative Beschleunigung bzw. Abbremsung des Werkstückes bzw. des ihn tragenden Werkstückhalters angesprochen.The inventive design prevents in a very simple and cost-effective manner, the formation of a speed gradient of the granular particles in the vicinity of the rotated workpiece by the last is continually, especially periodically accelerated to different rotational speeds, so that always a high relative speed between the rotated workpiece and the grinding and / or polishing granules is ensured directly on the workpiece surface, whereby a significantly increased processing efficiency and concomitant, shorter processing times can be achieved. Any conversion of known towing and Tauchfinishmaschinen to the embodiment of the invention requires only a program intervention in the control device to cause them, the rotational drive of the or Workpiece holder (s) to accelerate continuously during operation to different rotational speeds. By "accelerating" in the sense of the invention, by the way, both a positive acceleration and a negative acceleration or deceleration of the workpiece or of the workpiece holder carrying it are addressed.

In vorteilhafter Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Werkstück zwischen wenigstens einer ersten Rotationsgeschwindigkeit und wenigstens einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit hin und her beschleunigt wird. Das Werkstück wird folglich vorzugsweise fortwährend zwischen einer oder mehreren ersten Rotationsgeschwindigkeit(en) sowie einer oder mehreren zweiten Rotationsgeschwindigkeit(en) hin und her beschleunigt, wobei es insbesondere in periodischen Zeitabständen seine maximale Rotationsgeschwindigkeit erreicht, um hernach wieder abgebremst (negativ beschleunigt), daraufhin wieder (positiv) beschleunigt usw. wird.In an advantageous embodiment, it can be provided that the workpiece is accelerated back and forth between at least one first rotational speed and at least one second rotational speed. Consequently, the workpiece is preferably continuously reciprocated between one or more first rotational speeds and one or more second rotational speeds, reaching its maximum rotational speed, in particular at periodic intervals, and subsequently braked again (negatively accelerated) again (positively) speeds up etc. becomes.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Werkstück zwischen wenigstens einer ersten Rotationsgeschwindigkeit von im Wesentlichen gleich null und einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit ungleich null hin und her beschleunigt wird. Demnach wird vorzugsweise ein im vorangehenden Absatz beschriebenes Rotationsgeschwindigkeitsprofil eingestellt, bei welchem die erste Rotationsgeschwindigkeit etwa gleich null ist, wobei es zum Erreichen der erfindungsgemäßen Wirkung in aller Regel ausreicht, das Werkstück nicht bis zum absoluten Stillstand (negativ) zu beschleunigen, sondern kann es auch fortwährend auf eine sehr geringe Rotationsgeschwindigkeit von beispielsweise maximal etwa 50 U/min, vorzugsweise von maximal etwa 10 U/min (negativ) beschleunigt und sodann wieder auf die gewünschte, z. B. maximale Rotationsgeschwindigkeit (positiv) beschleunigt werden.In a further advantageous embodiment, it can be provided that the workpiece is accelerated back and forth between at least a first rotational speed of substantially equal to zero and a second rotational speed not equal to zero. Accordingly, a rotational speed profile described in the preceding paragraph is preferably set, in which the first rotational speed is approximately equal to zero, but it is sufficient to achieve the effect of the invention usually not to accelerate the workpiece to the absolute standstill (negative), but it can also continuously accelerated to a very low rotational speed of, for example, a maximum of about 50 U / min, preferably a maximum of about 10 U / min (negative) and then back to the desired, z. B. maximum rotational speed (positive) can be accelerated.

In beiden Fällen verläuft die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstückes über die Zeit folglich vorzugsweise im Wesentlichen sinusförmig, wobei die Amplitude (Drehzahl) einer solchen Sinuskurve etwa konstant (z. B. zwischen einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa null und der gleichen maximalen Rotationsgeschwindigkeit) oder auch unterschiedlich sein kann, beispielsweise dann, wenn zur anfänglichen Grobbearbeitung sehr hohe Drehzahlen und zur späteren Feinbearbeitung demgegenüber geringere Drehzahlen erwünscht sind (in diesem Fall nimmt die Amplitude einer solchen Sinuskurve beispielsweise mit zunehmender Bearbeitungsdauer ab).In both cases, therefore, the rotational speed of the workpiece preferably is substantially sinusoidal over time, with the amplitude (speed) of such a sine curve being approximately constant (eg, between a rotational speed of about zero and the same maximum rotational speed) or even different For example, if for the initial rough machining very high speeds and for later fine machining contrast, lower speeds are desired (in this case, the amplitude of such a sinusoid decreases, for example, with increasing processing time).

In vorteilhafter Ausgestaltung kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Werkstück zwischen wenigstens einer ersten Rotationsgeschwindigkeit und wenigstens einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit mit einer gegenüber der ersten Rotationsgeschwindigkeit entgegengesetzten Drehrichtung hin und her beschleunigt wird. Eine solche, fortwährende Umkehr der Drehrichtung während der Bearbeitung verhindert in besonders wirksamem Maße die Ausbildung eines Geschwindigkeitsgradienten der Granulatpartikel in Nähe des rotierten Werkstückes, insbesondere auch im Falle von Nuten, Vertiefungen oder ähnliche Oberflächenstrukturen aufweisenden Werkstücken. Die Beträge der Rotationsgeschwindigkeiten in bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn können dabei wiederum jeweils konstant oder über die Bearbeitungsdauer hinweg veränderlich sowie dieselben oder verschieden voneinander sein.In an advantageous embodiment, moreover, it can be provided that the workpiece is accelerated back and forth between at least one first rotational speed and at least one second rotational speed with a direction of rotation opposite the first rotational speed. Such a continuous reversal of the direction of rotation during processing prevents the formation of a velocity gradient of the granulate particles in the vicinity of the rotated workpiece, in particular also in the case of grooves, depressions or similar surface structures having workpieces with a particularly effective degree. The amounts of rotational speeds in or counterclockwise can in turn be either constant or variable over the processing time and the same or different from each other.

Den Rotationsgeschwindigkeiten können grundsätzlich den üblicherweise eingestellten und für das jeweilige Werkstück geeigneten Rotationsgeschwindigkeiten entsprechen, wobei das Werkstück beispielsweise auf wenigstens eine (erste und/oder zweite) Rotationsgeschwindigkeit von wenigstens 500 U/min, insbesondere von wenigstens 1000 U/min, vorzugsweise von wenigstens 1500 U/min beschleunigt werden kann.The rotational speeds can in principle correspond to the rotational speeds usually set and suitable for the respective workpiece, the workpiece being, for example, at least one (first and / or second) rotational speed of at least 500 rpm, in particular of at least 1000 rpm, preferably of at least 1500 RPM can be accelerated.

Wie bereits angedeutet, sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass das Werkstück in periodischen Zyklen, wie beispielsweise mit einem etwa sinusförmigen Geschwindigkeitsprofil, auf die verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten beschleunigt wird. Die dabei eingestellten Zyklen sollten im Hinblick auf eine wirksame und zeiteffiziente Oberflächenbearbeitung möglichst kurz gewählt werden, wobei beispielsweise vorgesehen sein kann, dass das die Zyklen höchstens 15 s, insbesondere höchstens 10 s, vorzugsweise höchstens 5 s, betragen. Mit ”Zyklen” sind in diesem Zusammenhang die aufeinander folgenden – identischen oder gegebenenfalls auch unterschiedlichen – Zeitdauern während der Oberflächenbearbeitung angesprochen, in welchem das Werkstück zwischen wenigstens einer ersten und wenigstens einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit einmal hin und einmal her bewegt wird.As already indicated, a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the workpiece is accelerated to the various rotational speeds in periodic cycles, such as with an approximately sinusoidal velocity profile. The cycles thus set should be as short as possible with a view to effective and time-efficient surface treatment, it being possible for example for the cycles to be at most 15 s, in particular at most 10 s, preferably at most 5 s. In this context, "cycles" refer to the successive-identical or optionally also different-durations during the surface treatment, in which the workpiece is moved once between once and once between at least one first and at least one second rotation speed.

Die Steuereinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken ist folglich vorzugsweise derart eingerichtet, dass sie zur mehrmaligen Beschleunigung des Rotationsantriebs des Werkstückhalters mit wenigstens einem Rotationsbewegungsprofil der oben beschriebenen Art und/oder in periodischen Zyklen der vorgenannten Art eingerichtet ist.The control device of a device according to the invention for the surface treatment of workpieces is therefore preferably arranged such that it is set up for repeated acceleration of the rotational drive of the workpiece holder with at least one rotational movement profile of the type described above and / or in periodic cycles of the aforementioned type.

Darüber hinaus kann selbstverständlich in als solcher bekannter Weise vorgesehen sein, dass das Werkstück ferner translatorisch in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird.In addition, it can of course be provided in such a known manner that the workpiece is further moved translationally in the bed of the grinding and / or polishing granules relative thereto.

Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, indem der Behälter mit der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu dem Werkstück bewegt, insbesondere rotiert, wird, so dass sich eine fortwährende Anströmung des Werkstückes mit dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Richtung der Relativbewegung zwischen letzterem und dem Werkstück ergibt, insbesondere dann, wenn das rotierte Werkstück exzentrisch zur Drehachse des Behälters in die Granulatschüttung eingetaucht oder auch selbst translatorisch bewegt wird. This can be done, for example, by the container moves with the bed of the grinding and / or polishing granules relative to the workpiece, in particular rotated, so that a constant flow of the workpiece with the grinding and / or polishing granules in the direction of Relative movement between the latter and the workpiece results, in particular when the rotated workpiece is immersed eccentrically to the axis of rotation of the container in the granular bed or even translationally moved.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass dem Behälter ferner ein, insbesondere rotatorischer, Bewegungsantrieb zugeordnet ist und dass die Steuereinrichtung ferner den Bewegungsantrieb des Behälters zu steuern vermag.In terms of device technology, it can be expediently provided in this connection that the container is further assigned a, in particular rotary, motion drive and that the control device is also able to control the movement drive of the container.

Alternativ oder zusätzlich kann eine translatorische Bewegung des Werkstückes in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem dadurch erfolgen, indem das Werkstück translatorisch entlang einer Bahnkurve, insbesondere in Form einer Kreisbahn, in der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu diesem bewegt wird. Das Werkstück kann hierbei translatorisch mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit relativ zu der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat oder freilich auch mit veränderlicher Geschwindigkeit bewegt werden.Alternatively or additionally, a translational movement of the workpiece in the bed of the grinding and / or polishing granules relative to this can take place by the workpiece translationally along a trajectory, in particular in the form of a circular path, in the bed of the grinding and / or Polished granules is moved relative to this. In this case, the workpiece can be moved in translation at a substantially constant speed relative to the charge from the grinding and / or polishing granules or, of course, at a variable speed.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass dem Werkstückhalter ferner ein translatorischer Bewegungsantrieb zugeordnet ist und dass die Steuereinrichtung ferner den translatorischen Bewegungsantrieb des Werkstückhalters zu steuern vermag, insbesondere entlang einer Bahnkurve, wie einer Kreisbahn. Derartige translatorische Bewegungsantriebe des Werkstückhalters sind unter anderem aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bekannt und können beispielsweise ein rotierendes Teil einer Schleppfinishmaschine, den sogenannten Teller, umfassen, an welchem ein oder mehrere Werkstückhalter exzentrisch angeordnet sind; oder sie können beispielsweise auch den oder die Werkstückhalter tragende Manipulatoren, wie Roboter und dergleichen umfassen.In terms of device technology, it can be expediently provided in this connection that the workpiece holder is further associated with a translational motion drive and that the control device is also able to control the translatory motion drive of the workpiece holder, in particular along a path curve, such as a circular path. Such translational motion drives of the workpiece holder are known inter alia from the cited prior art and may for example comprise a rotating part of a drag finishing machine, the so-called plate, on which one or more workpiece holders are arranged eccentrically; or, for example, they may also include manipulators, such as robots and the like, carrying the workpiece holder (s).

Wie bereits erwähnt, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Übrigen vor, dass zumindest die mehrmalige Beschleunigung des Werkstückes auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten und gegebenenfalls die translatorische Bewegung des Werkstückes gesteuert, insbesondere programmiert, durchgeführt wird.As already mentioned, an advantageous embodiment of the method according to the invention also provides that at least the repeated acceleration of the workpiece is controlled, in particular programmed, at different rotational speeds and, if appropriate, the translational movement of the workpiece.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken in Form einer Schlepp- oder Tauchfinishmaschine; 1 a schematic perspective view of an embodiment of a device according to the invention for the surface treatment of workpieces in the form of a towing or dip finishing machine;

2 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken; 2 a schematic perspective exploded view of another embodiment of a device according to the invention for the surface treatment of workpieces;

3 ein Schaubild eines Ausführungsbeispiels eines während des Betriebs der Vorrichtungen gemäß 1 und/oder 2 steuerungstechnisch einstellbaren vorteilhaften Rotationsgeschwindigkeitsprofils eines Werkstückhalters mit einem hieran gespannten Werkstück über die Zeit; und 3 a diagram of an embodiment of a during operation of the devices according to 1 and or 2 controllably adjustable advantageous rotational speed profile of a workpiece holder with a workpiece clamped thereto over time; and

4 ein der 3 entsprechendes Schaubild eines Ausführungsbeispiels eines weiteren vorteilhaften Rotationsgeschwindigkeitsprofils. 4 one of the 3 corresponding diagram of an embodiment of a further advantageous rotational speed profile.

Das in 1 wiedergegebene Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken in Form einer Schlepp- bzw. Tauchfinishmaschine weist ein Gestell 1 auf, an dessen oberem Ende ein um eine senkrechte Achse 2 in Richtung des Pfeils P₁ hin und herdrehbares Teil 3 in Form einer drehbaren Tragplatte nach Art eines Tellers gelagert ist. Das drehbare Teil 3 ist hierzu mit einem ebenfalls an dem Gestell 1 festgelegten, steuerbaren motorischen Antrieb 4 ausgestattet. An der Unterseite des drehbaren Teils 3 sind exzentrisch zu dessen Drehachse 2 und in Umfangsrichtung desselben unter demselben Abstand voneinander hintereinander sowie unter demselben Radialabstand von der Drehachse 2 des drehbaren Teils 3 angeordnete Hubeinrichtungen 5 festgelegt, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei solcher Hubeinrichtungen 5 vorgesehen sind, aber selbstverständlich auch nur zwei oder mehr als drei Hubeinrichtungen 5 vorgesehen sein können. Die Hubeinrichtungen 5 tragen je einen Werkstückhalter 6, welcher beispielsweise mit je einer oder mehreren Spanneinrichtungen 7 versehen sein können, um zu bearbeitende Werkstücke (nicht gezeigt) anlässlich ihrer Oberflächenbearbeitung lösbar spannen zu können. Der Antrieb 4 des drehbaren Teils 3 kann auf diese Weise als translatorischer Bewegungsantrieb der exzentrisch an dem drehbaren Teil 3 angeordneten Werkstückhalter 6 dienen, welche im Falle einer Drehung des Teils 3 entlang einer Kreisbahn bewegt werden.This in 1 reproduced embodiment of a device for the surface treatment of workpieces in the form of a towing or dip finishing machine has a frame 1 on, at its upper end a about a vertical axis 2 in the direction of arrow P ₁ reciprocating part 3 is stored in the form of a rotatable support plate in the manner of a plate. The rotatable part 3 is this with a likewise on the frame 1 fixed, controllable motor drive 4 fitted. At the bottom of the rotatable part 3 are eccentric to its axis of rotation 2 and in the circumferential direction thereof at the same distance from one another and at the same radial distance from the axis of rotation 2 of the rotatable part 3 arranged lifting devices 5 set, in the present embodiment, three such lifting devices 5 are provided, but of course only two or more than three lifting devices 5 can be provided. The lifting devices 5 each carry a workpiece holder 6 , which, for example, each with one or more clamping devices 7 may be provided to releasably clamp workpieces to be machined (not shown) on the occasion of their surface treatment can. The drive 4 of the rotatable part 3 can in this way as a translational motion drive of the eccentric on the rotatable part 3 arranged workpiece holder 6 serve, which in case of rotation of the part 3 be moved along a circular path.

Jede Hubeinrichtung 5 umfasst beim vorliegenden Ausführungsbeispiel z. B. eine entlang einer vertikalen Führung 8 hin und her verlagerbare Trageinheit 9, welche beispielsweise mittels einer Ketten- oder Riementriebes nach oben und nach unten verfahrbar ist. Ferner sind die Hubeinrichtungen 5 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel individuell und unabhängig von den anderen Hubeinrichtungen 5 mittels eines ebenfalls an der Unterseite des drehbaren Teils 3 befestigten Motors (in den Zeichnungen nicht erkennbar) unabhängig voneinander nach oben und nach unten verfahrbar. An der vertikal verlagerbaren Trageinheit 9 ist je einer der Werkstückhalter 6 festgelegt, wobei die Werkstückhalter 6 mittels je eines steuerbaren Rotationsantriebs 10 in Rotation versetzbar sind, um ein, z. B. mittels der Spanneinrichtung 7, an dem Werkstückhalter 6 gespanntes Werkstück anlässlich seiner Oberflächenbearbeitung in Rotation zu versetzen (Pfeil P₄).Each lifting device 5 includes in the present embodiment z. B. along a vertical guide 8th back and forth movable carrying unit 9 , which for example by means of a Chain or belt drive can be moved up and down. Furthermore, the lifting devices 5 in the present embodiment, individually and independently of the other lifting devices 5 by means of a likewise at the bottom of the rotatable part 3 fixed motor (not visible in the drawings) independently movable up and down. On the vertically movable carrying unit 9 is ever one of the workpiece holder 6 set, the workpiece holder 6 by means of a controllable rotary drive 10 are set in rotation to a, z. B. by means of the clamping device 7 on the workpiece holder 6 to cause the workpiece to rotate on the occasion of its surface treatment (arrow P ₄ ).

Unterhalb der mit dem Werkstückhaltern 6 ausgestatteten Hubeinrichtungen 5 ist ein Behälter 11 zur Aufnahme eines Schleif- und/oder Poliergranulates (nicht gezeigt) angeordnet, welcher mittels eines rotatorischen Bewegungsantriebs um eine vertikale Achse rotierbar ist, wobei die Rotationsachse des Behälters 11 hier mit der Drehachse 2 des drehbaren Teils 3 fluchtet, so dass die hierdurch bedingte Relativbewegung zwischen den an den Werkstückhaltern 6 festgelegten Werkstücken und der in dem Behälter 11 befindlichen Granulatschüttung dieselbe ist. Eine jede Hubeinrichtung 5 vermag den an ihrer Trageinheit 9 befestigten Werkstückhalter 6 entlang des Pfeils P₂ zwischen einer oberen, oberhalb des Behälters 11 angeordneten Position, in welcher der Spanneinrichtung 7 des jeweiligen Werkstückhalters 6 bearbeitete Werkstücke entnommen werden können und diese mit rohen Werkstücken bestückt werden kann, und einer unteren Position, in welcher die an der Spanneinrichtung 7 der Werkstückhalter 6 gespannten Werkstücke 17 in den Behälter 11 eintauchen, um diese bearbeiten zu können, vertikal hin und her zu verlagern.Below the with the workpiece holders 6 equipped lifting devices 5 is a container 11 arranged for receiving a grinding and / or polishing granules (not shown), which is rotatable about a vertical axis by means of a rotary movement drive, wherein the axis of rotation of the container 11 here with the rotation axis 2 of the rotatable part 3 is aligned, so that the resulting relative movement between the on the workpiece holders 6 specified workpieces and in the container 11 the granule bed is the same. Every lifting device 5 can do this on her carrying unit 9 attached workpiece holder 6 along the arrow P ₂ between an upper, above the container 11 arranged position, in which the clamping device 7 of the respective workpiece holder 6 machined workpieces can be removed and this can be fitted with raw workpieces, and a lower position, in which the on the clamping device 7 the workpiece holder 6 tensioned workpieces 17 in the container 11 dive in order to be able to edit them, to shift vertically back and forth.

Darüber hinaus ist das drehbare Teil 3 derart in Richtung des Pfeils P₁ um seine Achse 3 bewegbar, dass es jeden Werkstückhalter 6 mit einem jeweiligen, hieran befestigten Werkstück nacheinander in eine Bestückungs-/Entnahmeposition zu überführen vermag, wobei eine solche Bestückungs-/Entnahmeposition beispielsweise der in 1 rechte Werkstückhalter 6 einnimmt, in welcher er – nachdem er von der Hubeinrichtung 5 in seine obere Position verfahren worden ist – von der Seite her frei zugänglich ist.In addition, the rotatable part 3 such in the direction of the arrow P ₁ about its axis 3 movable, that there is every workpiece holder 6 with a respective workpiece attached thereto successively in an insertion / removal position able to transfer, with such a placement / removal position, for example, the in 1 right workpiece holder 6 occupies, in which he - after he from the lifting device 5 has been moved to its upper position - is freely accessible from the side.

Wie weiterhin aus 1 ersichtlich, können die Werkstückhalter 6 mit deren Spanneinrichtungen 7 unter einem endlichen Winkel in Bezug auf die Vertikale geneigt sein, wobei dieser Winkel im vorliegenden Fall z. B. etwa 30° beträgt. Dies hat sich in vielen Fällen hinsichtlich einer gleichmäßigen und effektiven Oberflächenbearbeitung als vorteilhaft erwiesen. Der Neigungswinkel der Werkstückhalter 6 kann dabei individuell verstellbar sind, indem z. B. die den jeweiligen Werkstückhalter 6 tragende Trageinheit 9 einer jeden Hubeinrichtung 5 um eine – hier etwa waagrechte – Achse verschwenkbar ist. Dabei ist es zumeist von Vorteil, wenn die Werkstückhalter 6 eine entgegen der Rotationsrichtung des Behälters 11 (Pfeil P₃) angeordnete Neigungsrichtungskomponente besitzen, d. h. die an den Werkstückhaltern 6 festgelegten Werkstücke tauchen unter einer Neigung entgegen der Drehrichtung des Behälters 11 in die hierin befindliche Granulatschüttung ein, so dass auch eine Oberflächenbearbeitung deren unterer Stirnseite erfolgen kann.How to continue 1 can be seen, the workpiece holder 6 with their clamping devices 7 be inclined at a finite angle with respect to the vertical, this angle in the present case z. B. is about 30 °. This has proved to be advantageous in many cases in terms of a uniform and effective surface treatment. The angle of inclination of the workpiece holder 6 can be individually adjusted by z. B. the respective workpiece holder 6 carrying carrying unit 9 each lifting device 5 about a - here about horizontal - axis is pivotable. It is usually advantageous if the workpiece holder 6 one opposite to the direction of rotation of the container 11 (Arrow P ₃ ) arranged tilt direction component, ie on the workpiece holders 6 specified workpieces dive under a tilt against the direction of rotation of the container 11 in the granulate bed located therein, so that a surface treatment of the lower end side can be done.

Wie weiterhin der 1 zu entnehmen ist, kann der Behälter 11 zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem mittels Rollen 12 verfahrbaren Wagen 13 angeordnet sein, um für einen einfachen und schnellen Austausch des Granulates zu sorgen, indem ein Behälter 11 gegen einen weiteren Behälter ausgetauscht wird. Der Wagen 13 umfasst den z. B. an seiner Unterseite angeordneten, rotatorischen Bewegungsantrieb (in 1 nicht erkennbar) des Behälters 11. Um für eine exakte Ausrichtung des Behälters 11 in Bezug auf die von dem Gestell 1 getragene Vorrichtung zu sorgen, können sowohl der Wagen 13 als auch das Gestell 1 mit zueinander komplementären Zentriereinrichtungen 16 ausgestattet sein, welche beispielsweise an drei von vier Seiten des Wagens 13 bzw. des Gestells 1 angeordnet sind und bei einem seitlichen Hineinschieben des Wagens 13 in das Gestell 1 für eine Selbstzentrierung des Wagens 13 in Bezug auf das Gestell 1 sorgen, so dass die Rotationsachse des Behälters 11 mit der Drehachse 2 des drehbaren Teils 3 zusammenfällt.How continues the 1 it can be seen, the container 11 for receiving the grinding and / or polishing granules in the present embodiment on a roll 12 movable car 13 be arranged to provide a simple and quick replacement of the granules by a container 11 is exchanged for another container. The car 13 includes the z. B. arranged on its underside, rotary motion drive (in 1 not visible) of the container 11 , In order for an exact alignment of the container 11 in terms of the frame 1 worn device can both the car 13 as well as the frame 1 with mutually complementary centering devices 16 equipped, for example, on three of four sides of the car 13 or the frame 1 are arranged and a lateral insertion of the car 13 in the frame 1 for a self-centering of the car 13 in relation to the frame 1 ensure that the axis of rotation of the container 11 with the rotation axis 2 of the rotatable part 3 coincides.

Die Vorrichtung umfasst ferner eine (zeichnerisch nicht dargestellte) programmtechnisch eingerichtete Steuereinrichtung, bei welcher es sich beispielsweise um eine elektronische Datenverarbeitungseinheit handeln kann und welche die Rotationsantriebe 10 der Werkstückhalter 6 derart zu steuern vermag, dass sie letztere während des Betriebs fortwährend auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten beschleunigt, wobei die entsprechenden, gewünschten Rotationsbewegungsprofile zweckmäßig programmiert und in eine (ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellte) Eingabeeinheit der Steuereinrichtung eingegeben werden können. Beispielhafte Rotationsbewegungsprofile sind weiter unten unter Bezugnahme auf die 3 und 4 exemplarisch erläutert. Die Steuereinrichtung vermag des Weiteren den rotatorischen Bewegungsantrieb des Behälters 11 zu steuern, um diesen mit einer oder mehreren gewünschten Drehgeschwindigkeit(en) und/oder -richtung(en) zu beaufschlagen. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung sowohl mit dem Antrieb 4 des drehbaren Teils 3 als auch mit den Antrieben der Hubeinrichtungen 5 wirkverbunden, wobei in die Eingabeeinheit der Steuereinrichtung beispielsweise die gewünschten Bearbeitungszeiten der Werkstücke sowie auch die Bestückungs-/Entnahmeposition einschließlich der Verweildauer eines jeden Werkstückhalters 6 in der Bestückungs-/Entnahmeposition eingegeben können. Dabei kann die Steuereinrichtung derart eingerichtet sein, dass sie das drehbare Teil 3 in periodischen Zeitabständen verfährt, um jeden Werkstückhalter 6 nach der jeweils voreingestellten Bearbeitungszeit in die Bestückungs-/Entnahmeposition überführt und dort über einen zur Entnahme/Bestückung von Werkstücken hinreichenden, ebenfalls voreingestellten Zeitraum hält. Auf diese Weise wird eine semikontinuierliche Werkstückbestückung bzw. -freigabe erreicht. Die Steuereinrichtung sorgt in diesem Zusammenhang ferner dafür, dass eine jede Hubeinrichtung 5 des jeweiligen Werkstückhalters 6, an dessen Spanneinrichtung 7 das/die jeweilige(n) Werkstück(e) gerade ausgetauscht werden soll(en), – nach, vor oder während des Verfahrens der Werkstückhalter 6 mittels des drehbaren Teils 3 – von der unteren Arbeitsposition in die obere Bestückungs-/Entnahmeposition vertikal nach oben verlagert, dort zumindest über den zur Entnahme/Bestückung von Werkstücken hinreichenden, ebenfalls voreingestellten Zeitraum gehalten, und sodann – nach, vor oder während des Verfahrens der Werkstückhalter 6 mittels des drehbaren Teils 3 – wieder vertikal nach unten in die Arbeitsposition überführt wird.The apparatus further comprises a (not shown in the drawing) programmatically set up control device, which may be, for example, an electronic data processing unit and which the rotation drives 10 the workpiece holder 6 be controlled such that it accelerates the latter continuously during operation to different rotational speeds, wherein the corresponding desired rotational motion profiles can be suitably programmed and entered into an input unit (also not shown in the drawing) of the control device. Exemplary rotational motion profiles are described below with reference to FIGS 3 and 4 explained by way of example. The control device is also capable of the rotational movement drive of the container 11 to control it with one or more desired rotational speed (s) and / or direction (s). In addition, the control device is both with the drive 4 of the rotatable part 3 as well as with the drives of the lifting devices 5 operatively connected, wherein in the input unit of the control device, for example, the desired processing times of the workpieces as well as the placement / removal position including the residence time of each workpiece holder 6 can be entered in the placement / removal position. In this case, the control device can be set up such that it has the rotatable part 3 moves at periodic intervals around each workpiece holder 6 transferred after the preset processing time in the placement / removal position and holds there for a sufficient for removal / assembly of workpieces, also preset period. In this way, a semi-continuous workpiece assembly or release is achieved. In this context, the control device further ensures that each lifting device 5 of the respective workpiece holder 6 , on the clamping device 7 the respective workpiece (s) is to be replaced (s), - after, before or during the process of the workpiece holder 6 by means of the rotatable part 3 - Moved vertically from the lower working position in the upper placement / removal position, held there at least over the sufficient for removal / assembly of workpieces, also preset period, and then - after, before or during the process of workpiece holder 6 by means of the rotatable part 3 - Is transferred again vertically down to the working position.

In 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken dargestellt, wobei gleiche oder wirkungsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in 1 versehen sind. Die Vorrichtung gemäß 2 umfasst wiederum einen Behälter 11 zur Aufnahme eines Schleif- und/oder Poliergranulates (nicht gezeigt), welcher mittels eines rotatorischen Bewegungsantriebs um eine vertikale Achse 2 rotierbar ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Behälter 8 auf einem dem Wagen 13 gemäß 1 entsprechenden Wagen 13 angeordnet, an welchem, z. B. an dessen Unterseite, wiederum der rotatorische Bewegungsantrieb (in 2 nicht im Einzelnen erkennbar) des Behälters 11 angeordnet ist und welcher eine mit einer Mitnehmerwelle 17 ausgestattete Tragplatte 18 umfasst, auf welche der Behälter 11 drehfest und selbstzentrierend aufgesetzt werden kann.In 2 a further embodiment of a device for the surface treatment of workpieces is shown, wherein the same or equivalent components with the same reference numerals as in 1 are provided. The device according to 2 again comprises a container 11 for receiving a grinding and / or polishing granules (not shown), which by means of a rotary motion drive about a vertical axis 2 is rotatable. In the present embodiment, the container 8th on a carriage 13 according to 1 corresponding car 13 arranged on which, for. B. on its underside, turn the rotary motion drive (in 2 not identifiable in detail) of the container 11 is arranged and which one with a driving shaft 17 equipped support plate 18 includes on which the container 11 rotatably and self-centering can be placed.

Die in 2 wiedergegebene Vorrichtung umfasst ferner einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 110 versehenen Manipulator in Form eines Roboters, welcher den oder die Werkstückhalter 6 zum lösbaren Festlegen eines zu bearbeitenden Werkstückes (nicht gezeigt) trägt. Bei dem Roboter 110 handelt es sich beispielsweise um einen mehrachsigen Industrieroboter, welcher ein Gestell 112 aufweist, auf welchem ein Karussell 113 um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert ist. Auf dem Karussell 113 sitzt eine Konsole 114 mit einem horizontalen Lager für eine Schwinge 115, an deren der Konsole 114 abgewandtem (oberen) Ende wiederum ein Ausleger 116 an einer horizontalen, parallel zur Schwenkachse der Konsole 114 angeordneten Achse gelagert ist. Der Ausleger 116 ist an seinem Ende mit einer dreiachsigen Roboterhand 117 ausgestattet, welche den Werkstückhalter 6 trägt.In the 2 The reproduced device further comprises a reference numeral 110 provided manipulator in the form of a robot, which or the workpiece holder 6 for releasably fixing a workpiece to be machined (not shown) carries. In the robot 110 For example, it is a multi-axis industrial robot, which is a frame 112 on which a carousel 113 is mounted pivotably about a vertical axis. On the carousel 113 sits a console 114 with a horizontal bearing for a swingarm 115 , on the console 114 turned away (upper) end again a boom 116 on a horizontal, parallel to the pivot axis of the console 114 arranged axis is stored. The boom 116 is at its end with a three-axis robot hand 117 equipped, which the workpiece holder 6 wearing.

Während das Karussell 113 über einen Steuermotor 118 gegenüber dem stationären Gestell 112 angetrieben ist, dient ein Steuermotor 119 zum Antrieb der Schwinge 115 und ein Steuermotor 120 für den Antrieb des Auslegers 116. Die dreiachsige Roboterhand 117 ist von drei weiteren Steuermotoren 121, 122, 123 angetrieben, welche z. B. an dem der Roboterhand 117 abgewandten Ende des Auslegers 116 montiert sind. Die dreiachsige Roboterhand 117 mit dem Werkstückhalter 6 vermag letzteren folglich sowohl unter einer beliebigen Ausrichtung im dreidimensionalen Raum zu verschwenken, um ein an dem Werkstückhalter 6 lösbar festgelegtes Werkstück in der gewünschten Position in Bezug auf die in dem Behälter 11 befindliche Granulatschüttung auszurichten, als auch den Werkstückhalter 6 translatorisch in beliebige Raumrichtungen zu verfahren. Darüber hinaus vermag die dreiachsige Roboterhand 117 den Werkstückhalter 6 in Richtung des Pfeils P₄ um seine Längsachse zu rotieren, wobei die Rotationsbewegungssteuerung wiederum derart eingerichtet ist, dass sie den Werkstückhalter 6 mit einem hieran befestigten Werkstück während des Betriebs fortwährend auf verschiedene Rotationsgeschwindigkeiten zu beschleunigen vermag, wobei die entsprechenden, gewünschten Rotationsbewegungsprofile programmiert und in eine (ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellte) Eingabeeinheit eingegeben werden können.While the carousel 113 via a control motor 118 opposite the stationary frame 112 is driven, serves a control motor 119 to drive the swingarm 115 and a control motor 120 for the drive of the boom 116 , The three-axis robot hand 117 is from three other control motors 121 . 122 . 123 driven, which z. B. on the robot hand 117 opposite end of the boom 116 are mounted. The three-axis robot hand 117 with the workpiece holder 6 Consequently, the latter can pivot both under any orientation in three-dimensional space to one on the workpiece holder 6 releasably fixed workpiece in the desired position with respect to that in the container 11 Align granulate bed located, as well as the workpiece holder 6 to move translationally in any spatial directions. In addition, the three-axis robot hand can 117 the workpiece holder 6 in the direction of the arrow P ₄ to rotate about its longitudinal axis, wherein the rotational movement control is again arranged such that it the workpiece holder 6 to continuously accelerate to various rotational speeds with a workpiece attached thereto during operation, wherein the corresponding desired rotational motion profiles can be programmed and entered into an input unit (also not shown in the drawing).

In 3 und 4 sind vorteilhafte Rotationsgeschwindigkeitsprofile des Werkstückhalters 6, wie sie mittels der Vorrichtungen gemäß 1 und 2 durchgeführt werden können, exemplarisch wiedergegeben. Dabei ist in den Schaubildern der 3 und 4 jeweils auf der y-Achse die für die Rotationsgeschwindigkeit repräsentative Drehzahl n (z. B. in Umdrehungen [U] pro Minute [min]) gegen die Bearbeitungszeit t (z. B. in Sekunden [s]) auf der x-Achse dargestellt.In 3 and 4 are advantageous rotational speed profiles of the workpiece holder 6 as determined by means of the devices according to 1 and 2 can be performed, reproduced by way of example. It is in the graphs of 3 and 4 in each case on the y-axis the rotational speed n representative of the rotational speed (eg in revolutions [U] per minute [min]) against the machining time t (eg in seconds [s]) on the x-axis ,

Wie aus 3 ersichtlich, verläuft das dortige Rotationsgeschwindigkeitsprofil des Werkstückhalters 6 bzw. des hieran gespannten Werkstückes im Wesentlichen sinusförmig bzw. in Form einer ungedämpften Schwingung, wobei das Werkstück in periodischen Zyklen Z fortwährend zwischen einer ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ von etwa null und einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ hin und her beschleunigt wird, welche beispielsweise etwa 2000 U/min betragen kann. Die zweite Rotationsgeschwindigkeit muss hierbei indes nicht notwendigerweise konstant sein, sondern kann sich über die Bearbeitungszeit t auch verändern, d. h. die Amplitude A der etwa sinusförmigen Kurve kann sich mit zunehmender Bearbeitungszeit verändern (nicht gezeigt). Desgleichen muss die erste Rotationsgeschwindigkeit R₁ nicht notwendigerweise gleich null sein, sondern kann insbesondere auch eine gegenüber der zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ merklich geringere Rotationsgeschwindigkeit, z. B. zwischen etwa 0 und etwa 100 U/min sein. Die Zeitdauer der periodischen Zyklen Z kann beispielsweise zwischen etwa 1 s und etwa 10 s betragen.How out 3 can be seen, the local rotation speed profile of the workpiece holder runs 6 or of the workpiece clamped thereto substantially sinusoidally or in the form of an undamped oscillation, wherein the workpiece in periodic cycles Z is continuously accelerated back and forth between a first rotational speed R ₁ of about zero and a second rotational speed R ₂ , which for example may be about 2000 rpm. However, the second rotational speed does not necessarily have to be constant, but may also change over the processing time t, ie the amplitude A of the approximately sinusoidal curve may change with increasing processing time (not shown). Likewise, the first rotational speed R ₁ does not necessarily have to be equal to zero, but in particular may also have a rotational speed which is appreciably lower than the second rotational speed R ₂ , eg. Between about 0 and about 100 rpm. The duration of the periodic cycles Z may be, for example, between about 1 s and about 10 s.

Das in 4 beispielhaft wiedergegebene Rotationsgeschwindigkeitsprofil des Werkstückhalters 6 bzw. des hieran gespannten Werkstückes unterscheidet sich von dem gemäß 3 vornehmlich dadurch, dass das Werkstück in periodischen Zyklen Z fortwährend zwischen einer ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ ungleich null und einer zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ ebenfalls ungleich null, aber mit entgegengesetzter Drehrichtung, hin und her beschleunigt wird. Der Kurvenverlauf ist gleichfalls im Wesentlichen sinusförmig mit einer trägheitsbedingten Abflachung im Bereich des Stillstandes (n = 0), wenn die Drehrichtung des Werkstückes umgekehrt wird. Die Beträge der ersten R₁ und/oder zweiten Rotationsgeschwindigkeit können wiederum beispielsweise etwa 2000 U/min betragen, können sich aber auch nicht nur in ihrem Vorzeichen beliebig voneinander unterscheiden. Beide Rotationsgeschwindigkeiten R₁, R₂ müssen wiederum nicht notwendigerweise konstant sein, sondern kann sich eine oder können sich beide Rotationsgeschwindigkeiten R₁, R₁ über die Bearbeitungszeit t auch verändern, d. h. der ”Amplitudenanteil” A₁ der ersten Rotationsgeschwindigkeit R₁ bis zum Nullpunkt (punktueller Stillstand des Werkstückes bei der Drehrichtungsumkehr) und/oder der ”Amplitudenanteil” A₂ der zweiten Rotationsgeschwindigkeit R₂ bis zum Nullpunkt der etwa sinusförmigen Kurve kann sich mit zunehmender Bearbeitungszeit verändern (nicht gezeigt). Die Zeitdauer der periodischen Zyklen Z kann beispielsweise zwischen etwa 2 s und etwa 15 s betragen.This in 4 exemplary reproduced rotational speed profile of the workpiece holder 6 or of the workpiece clamped thereon differs from that according to FIG 3 primarily in that the workpiece in periodic cycles Z is continuously accelerated back and forth between a first rotational speed R ₁ not equal to zero and a second rotational speed R ₂ also not equal to zero, but with opposite rotational direction. The curve is also essentially sinusoidal with an inertia-related flattening in the region of the standstill (n = 0) when the direction of rotation of the workpiece is reversed. The amounts of the first R ₁ and / or second rotational speed may in turn be about 2000 rpm, for example, but they may also differ from each other in terms of their sign, not just any one another. Again, both rotational speeds R ₁ , R ₂ do not necessarily have to be constant, but one or both rotational speeds R ₁ , R _{1 can} also change over the processing time t, ie the "amplitude component" A _{1 of} the first rotational speed R ₁ up to the zero point (Selective standstill of the workpiece in the direction of rotation reversal) and / or the "amplitude component" A _{2 of} the second rotational speed R ₂ to the zero point of the approximately sinusoidal curve can change with increasing processing time (not shown). The period of the periodic cycles Z may be, for example, between about 2 s and about 15 s.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

Process for the surface treatment of workpieces by placing the workpiece in a container (in 11 ) is immersed from a grinding and / or polishing granules and moved in the bed of the grinding and / or polishing granules relative thereto, wherein the workpiece at least about an axis rotates (P ₄ ), characterized in that the workpiece several times to different rotational speeds (R ₁ , R ₂ ) is accelerated.

The method of claim 1, wherein the workpiece is accelerated back and forth between at least a first rotational speed (R ₁ ) and at least a second rotational speed (R ₂ ).

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece is accelerated back and forth between at least a first rotational speed (R ₁ ) of substantially equal to zero and a second rotational speed (R ₂ ) not equal to zero.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the workpiece between at least a first rotational speed (R ₁ ) and at least one second rotational speed (R ₂ ) with a relative to the first rotational speed (R ₁ ) opposite direction of rotation is accelerated back and forth ,

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the workpiece is accelerated to at least one rotational speed (R ₁ ; R ₂ ) of at least 500 U / min, in particular of at least 1000 U / min, preferably of at least 1500 U / min ,

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the workpiece in periodic cycles (Z) to the different rotational speeds (R ₁ , R ₂ ) is accelerated.

Method according to claim 6, characterized in that the cycles (Z) are at most 15 s, in particular at most 10 s, preferably at most 5 s.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the workpiece further translationally in the bed of the grinding and / or polishing granules relative to this moves (P ₁ ).

Method according to claim 8, characterized in that the container ( 11 ) is moved with the bed of the grinding and / or polishing granules relative to the workpiece, in particular rotated (P ₃ ), is.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the workpiece is moved translationally along a trajectory, in particular in the form of a circular path, in the bed of the grinding and / or polishing granules relative thereto.

Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the workpiece is translationally moved at a substantially constant speed relative to the bed of the grinding and / or polishing granules.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least the repeated acceleration of the workpiece to different rotational speeds (R ₁ , R ₂ ) and optionally the translational movement of the workpiece controlled, in particular programmed, is performed.

Device for the surface treatment of workpieces by immersing the workpiece in a bed of a grinding and / or polishing granules with relative movement of the same with respect to the workpiece, in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, with a container ( 11 ) for receiving the grinding and / or polishing granules, at least one workpiece holder ( 6 ) for the releasable attachment of a workpiece to be machined, at least one, the workpiece holder associated rotary drive ( 10 ) and a program-technically equipped control device, which at least the rotary drive ( 10 ) of the workpiece holder ( 6 ) is able to control, characterized in that the control device for repeated acceleration of the rotary drive ( 10 ) of the workpiece holder ( 6 ) is set at different rotational speeds (R ₁ , R ₂ ) during operation.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the control device for repeated acceleration of the rotary drive ( 10 ) of the workpiece holder ( 6 ) is arranged with at least one rotational movement profile according to one of claims 2 to 5 and / or in periodic cycles (Z) according to claim 6 or 7.

Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the workpiece holder ( 6 ) furthermore a translatory movement drive ( 4 ) and that the control device further comprises the translatory motion drive ( 4 ) of the workpiece holder ( 6 ), in particular along a trajectory (P ₁ ), such as a circular path.

Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the container ( 11 ) is further assigned a, in particular rotational, motion drive and that the control device further comprises the movement drive of the container ( 11 ) is able to control.