DE102013202332A1 - Device for automatic machining of workpieces drives actuator such that torque caused by actuator compensates weight force of machine tool caused torque and adjustable force is exerted on tool at working surface to workpiece - Google Patents

Device for automatic machining of workpieces drives actuator such that torque caused by actuator compensates weight force of machine tool caused torque and adjustable force is exerted on tool at working surface to workpiece Download PDF

Info

Publication number
DE102013202332A1
DE102013202332A1 DE201310202332 DE102013202332A DE102013202332A1 DE 102013202332 A1 DE102013202332 A1 DE 102013202332A1 DE 201310202332 DE201310202332 DE 201310202332 DE 102013202332 A DE102013202332 A DE 102013202332A DE 102013202332 A1 DE102013202332 A1 DE 102013202332A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
workpiece
grinding
torque
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE201310202332
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013202332B4 (en
Inventor
Ronald Naderer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferrobotics Compliant Robot Technology GmbH
Original Assignee
Ferrobotics Compliant Robot Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ferrobotics Compliant Robot Technology GmbH filed Critical Ferrobotics Compliant Robot Technology GmbH
Priority to DE102013202332.4A priority Critical patent/DE102013202332B4/en
Publication of DE102013202332A1 publication Critical patent/DE102013202332A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013202332B4 publication Critical patent/DE102013202332B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/04—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
    • B24B21/12—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces involving a contact wheel or roller pressing the belt against the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0015—Hanging grinding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41114—Compensation for gravity, counter balance gravity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41304—Pneumatic
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45161—Grinding machine
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49079—Control cutting torque, force

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

The device (1) has processing machine (12) having machine tool which defines machining surface on which to-be-processed surface of workpiece (2) is removed, and suspension (3) to which processing machine is pivoted around rotational axis. An actuator (11) arrnaged between suspension and processing machine causes torque about rotational axis of the machine. A controller drives actuator such that torque caused by actuator compensates weight force of machine tool caused torque and adjustable force is exerted on tool at working surface to workpiece. An independent claim is included for method for automatic machining of workpieces.

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung zum Bearbeiten von Oberflächen durch Zerspanen (Schleifen, Fräsen, etc.), insbesondere eine Schleifvorrichtung zum Planschleifen von unebenen Oberflächen, beispielsweise zum Planschleifen von Schweißnähten oder zum Entgraten von Schnittkanten. Schleifen wird im Folgenden als repräsentatives Beispiel für ein zerspanendes Bearbeitungsverfahren verwendet. The invention relates to an automatic device for machining surfaces by machining (grinding, milling, etc.), in particular a grinding device for surface grinding of uneven surfaces, for example for surface grinding of welds or for deburring of cut edges. Grinding is used below as a representative example of a machining process.

Trotz zunehmender Automatisierung bei der Ver- und Bearbeitung von Werkstücken in der Produktion werden nach wie vor viele Arbeitsschritte manuell ausgeführt. Ein Grund hierfür ist, dass für eine automatische (d.h. robotergestützte) Fertigung häufig große Investitionen für Manipulatoren notwendig sind, die sich in kleineren Betrieben oft nicht lohnen. Einfache und daher kostengünstigere (halb-)automatische Maschinen erreichen oft nicht die gewünschte Genauigkeit oder Flexibilität. Despite increasing automation in the machining and machining of workpieces in production, many work steps are still performed manually. One reason for this is that automated (i.e., robotic) manufacturing often requires large investments in manipulators that are often not worthwhile in smaller operations. Simple and therefore less expensive (semi) automatic machines often do not achieve the desired accuracy or flexibility.

Beim zerspanenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere für Schleifaufgaben ist die Verwendung üblicher Manipulatoren oft sehr aufwändig. Die gewünschte Präzision ist oft nicht mit vernünftigem Aufwand zu erreichen und Toleranzen (Ungenauigkeiten) in der Steuerung und am Werkstück wirken sich unmittelbar negativ auf das Schleifergebnis aus. When machining workpieces, in particular for grinding tasks, the use of conventional manipulators is often very complicated. The desired precision can often not be achieved with reasonable effort, and tolerances (inaccuracies) in the control and on the workpiece have an immediate negative effect on the grinding result.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine automatische – d.h. durch einen Manipulator – bedienbare Bearbeitungsvorrichtung zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen, die mit verhältnismäßig geringem Aufwand ein qualitativ hochwertiges Bearbeitungsergebnis gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. An object of the present invention is to provide an automatic - i. to create by a manipulator - operable processing device for machining machining workpieces, which ensures a high quality machining result with relatively little effort. This object is achieved by a device according to claim 1. Different embodiments and further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Im Folgenden wird eine Vorrichtung zur automatischen zerspanenden Bearbeitung, beispielsweise zum Schleifen, von Werkstücken beschrieben. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Bearbeitungsmaschine mit einem Werkzeug, das eine Bearbeitungsfläche definiert, an der im Betrieb an einer zu bearbeitenden Werkstückoberfläche Material abgetragen wird. Die Vorrichtung kann des Weiteren einen mit der Bearbeitungsmaschine verbundener verstellbaren Abstandhalter aufweisen, der so neben der Bearbeitungsfläche angeordnet ist, dass dieser eine vorgebbare Relativposition zur Bearbeitungsfläche hat. Der Abstandhalter ist dazu ausgebildet, im Betrieb einen Mindestabstand zwischen einer Soll-Kontur und der Bearbeitungsfläche zu gewährleisten. Dieser Mindestabstand ist dann erreicht, wenn der Abstandhalter an der Soll-Kontur anliegt, wodurch eine weitere Bearbeitung (ein weiterer Materialabtrag von der Werkstückoberfläche) verhindert wird. Die Vorrichtung umfasst des weiteren eine Aufhängung, an der die Bearbeitungsmaschine um eine Drehachse schwenkbar angelenkt ist, sowie einen Aktor, der zwischen der Aufhängung und der Bearbeitungsmaschine so angeordnet ist, dass er ein Drehmoment um die Drehachse auf die Bearbeitungsmaschine bewirken kann. Schließlich umfasst die Vorrichtung eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, den Aktor so anzusteuern, dass das vom Aktor bewirkte Drehmoment das von der Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine bewirkte Drehmoment kompensiert und zusätzlich eine einstellbare Kraft bewirkt die über das Werkzeug an der Bearbeitungsfläche auf das Werkstück ausgeübt wird. The following describes a device for automatic machining, for example, for grinding workpieces. According to one aspect of the present invention, the device comprises a processing machine with a tool that defines a processing surface on which material is removed during operation on a workpiece surface to be processed. The apparatus may further comprise an adjustable spacer connected to the processing machine, which is arranged next to the processing surface such that it has a predeterminable relative position to the processing surface. The spacer is designed to ensure a minimum distance between a desired contour and the working surface during operation. This minimum distance is reached when the spacer abuts the desired contour, whereby further processing (a further material removal from the workpiece surface) is prevented. The apparatus further comprises a suspension on which the processing machine is pivotably articulated about an axis of rotation, and an actuator which is arranged between the suspension and the processing machine so that it can effect a torque about the axis of rotation on the processing machine. Finally, the device comprises a controller which is designed to control the actuator so that the torque caused by the actuator compensates for the torque caused by the weight of the machine tool and additionally causes an adjustable force which is exerted on the workpiece via the tool on the machining surface ,

Die Bearbeitungsmaschine kann eine Schleifmaschine sein, beispielsweise ein Bandschleifer oder ein Schleifscheibenschleifgerät. Bei geeigneter Ausgestaltung der Aufhängung können auch Handgeräte verwendet werden. Das Werkzeug ist in diesem Fall ein Schleifband oder eine Schleifscheibe. Die erwähnte Soll-Kontur kann durch einen Teil Oberfläche des Werkstücks (der neben dem zu bearbeitenden Oberflächenteil liegt) gebildet werden. Der Abstandhalter kann beispielsweise durch eine Stützrolle bzw. Stützwalze gebildet werden, wobei deren Durchmesser und/oder die Position der Drehachse der Stützrolle einstellbar (d.h. justierbar) sein kann. The processing machine may be a grinding machine, for example a belt sander or a grinding wheel grinding machine. With a suitable embodiment of the suspension and hand tools can be used. The tool in this case is an abrasive belt or a grinding wheel. The mentioned target contour may be formed by a part surface of the workpiece (which is adjacent to the surface part to be processed). The spacer may be formed, for example, by a support roller, wherein its diameter and / or the position of the axis of rotation of the support roller may be adjustable (i.e., adjustable).

Der Aktor ist insbesondere ein haftreibungsfreier Aktor, wobei in diesem Zusammenhang unter haftreibungsfrei verstanden wird, dass die zwischen beweglichen Teilen des Aktors wirkende Haftreibkraft vernachlässigbar gering ist, insbesondere kleiner als 1% der aktuellen Aktorkraft. Auch das Gelenk zwischen Aufhängung und Bearbeitungsmaschine kann praktisch haftreibungsfrei ausgeführt sein, beispielsweise durch Verwendung von Kugellager(n). In particular, the actuator is a friction-free actuator, in which connection it is understood without friction that the static friction force acting between moving parts of the actuator is negligibly small, in particular less than 1% of the current actuator force. Also, the joint between the suspension and processing machine can be performed practically free of friction, for example by using ball bearings (s).

Die Bearbeitungsmaschine ist so an der Aufhängung angelenkt, dass das von der Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine bewirkte Drehmoment um die Drehachse des Gelenks annähernd Null ist. In diesem Fall ist die Bearbeitungsmaschine praktische „ausbalanciert“ (d.h. der Schwerpunkt der Maschine liegt in der Lotrechten unter der Drehachse des Gelenks), und die vom Aktor zu kompensierende Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine ist annähernd Null, weil diese vom Gelenk aufgenommen wird. Eine derartige Anordnung kann auch als Sicherheitsfunktion angesehen werden, da bei kraftfreiem Aktor (z.B. bei Stromausfall oder – bei Verwendung pneumatischer Aktoren – bei Druckabfall) die Gewichtskraft der (unter Umständen sehr schweren) Bearbeitungsmaschine nicht auf dem Werkstück lastet. Im Hinblick auf den erwähnten Sicherheitsaspekt kann es sinnvoll sein, die Aufhängung so auszugestalten, dass der Schwerpunkt der Bearbeitungsmaschine geringfügig neben der Lotrechten durch die Drehachse des Gelenks liegt, und zwar derart, dass die Gewichtskraft (aufgrund des kurzen Hebels) eine verhältnismäßig geringes Drehmoment um die Drehachse bewirkt, sodass – bei kraftfreiem Aktor – die Bearbeitungsmaschine vom Werkstück abhebt. Der erwähnte Hebel, den die Gewichtskraft um den Drehpunkt des Gelenks hat, ist dabei so gering gewählt, dass der Aktor dennoch nur einen (vernachlässigbaren) Bruchteil der Aktorkraft zur Kompensation der Gewichtskraft verwenden muss und der überwiegende Teil der Gewichtskraft vom Gelenk an der Aufhängung aufgenommen wird. The machine tool is hinged to the suspension such that the torque caused by the weight of the machine tool is approximately zero about the axis of rotation of the hinge. In this case, the working machine is practically "balanced" (ie the center of gravity of the machine lies in the vertical under the pivot axis of the joint), and the weight of the machine to be compensated by the actuator is almost zero because it is picked up by the hinge. Such an arrangement can also be regarded as a safety function, since with force-free actuator (eg in case of power failure or - when using pneumatic actuators - pressure drop), the weight of the (sometimes very heavy) processing machine does not load on the workpiece. With regard to the mentioned safety aspect it may be useful to design the suspension so that the center of gravity of the machine is slightly adjacent to the vertical through the axis of rotation of the joint, such that the weight (due to the short lever) causes a relatively small torque about the axis of rotation, so that - with non-powered actuator - the machine lifts off the workpiece. The aforementioned lever, which has the weight around the pivot point of the joint, is chosen so small that the actuator still has to use only a (negligible) fraction of the actuator force to compensate for the weight and taken the majority of the weight of the joint to the suspension becomes.

Ein weiterer hier beschriebener Aspekt der Erfindung besteht in einem Verfahren zum zerspanenden Bearbeiten eines Werkstücks mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung. Gemäß einem Beispiel der Erfindung umfasst das Verfahren folgendes: das Einstellen des Abstandshalters auf einen Mindestabstand zwischen Soll-Kontur und Bearbeitungsfläche auf einen Wert größer oder gleich Null (so kann auf keinen Fall zuviel Material abgetragen werden); das Bearbeiten des Werkstücks bis der Abstandhalter auf der Soll-Kontur anliegt und eine weitere Bearbeitung verhindert; das Messen des Überstands der bearbeiteten Werkstückoberfläche in Bezug auf die Soll-Kontur; das Nachjustieren des Abstandshalters um den Wert des gemessenen Überstands; und ein nochmaliges Bearbeiten des Werkstücks bis der Abstandhalter auf der Soll-Kontur anliegt und eine weitere Bearbeitung verhindert. Another aspect of the invention described herein is a method of machining a workpiece using the apparatus described above. According to one example of the invention, the method comprises: setting the spacer to a minimum distance between the target contour and the machining surface to a value greater than or equal to zero (in this case under no circumstances can too much material be removed); the machining of the workpiece until the spacer rests on the desired contour and prevents further processing; measuring the protrusion of the machined workpiece surface with respect to the desired contour; readjusting the spacer by the value of the measured supernatant; and a further processing of the workpiece until the spacer rests on the desired contour and prevents further processing.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Abbildungen und die weitere Beschreibung sollen helfen, die Erfindung besser zu verstehen. Die dargestellten Details sind dabei nicht zwangsläufig als Einschränkung zu verstehen, vielmehr wird Wert darauf gelegt, das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip zu erläutern. In den Abbildungen zeigt: The invention will now be explained in more detail with reference to figures. The illustrations and the further description are intended to help to better understand the invention. The details shown are not necessarily to be construed as limiting, but rather value is placed to explain the underlying principle of the invention. In the pictures shows:

1 zwei Ansichten (Bild a von vorne, Bild b von der Seite) einer möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung mit einer Bandschleifmaschine; 1 two views (Figure a from the front, Figure b from the side) of a possible embodiment of a grinding device according to the invention with a belt grinder;

2 eine schematische Darstellung der der Schleifvorrichtung aus 1 zugrunde liegenden Mechanik; 2 a schematic representation of the grinding device 1 underlying mechanics;

3 zeigt schematisch eine Umlenkrolle für das Schleifband und seitlich angebrachte, in der Höhe bzw. im Durchmesser verstellbare Stützrollen als Abstandshalter bei einer Schleifvorrichtung gemäß 1; 3 schematically shows a pulley for the sanding belt and laterally mounted, in height or in diameter adjustable support rollers as spacers in a grinding device according to 1 ;

4 zeigt ein Beispiel eines Aktors zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß 1; 4 shows an example of an actuator for use in the device according to 1 ;

5 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleicher bzw. ähnlicher Bedeutung. 5 shows a further example of a grinding device according to the invention. The same reference numerals designate the same or similar components with the same or similar meaning.

Die 1a und 1b zeigen die gleiche Schleifvorrichtung 1 in zwei unterschiedlichen Ansichten. 1a zeigt zudem die Schleifvorrichtung beim Schleifen eines Werkstücks 2, wohingegen in 1b die Schleifvorrichtung das Werkstück nicht berührt. Gemäß einem Beispiel der Erfindung umfasst die Schleifvorrichtung eine Schleifmaschine, im dargestellten Fall eine Bandschleifmaschine 10. Alternativ könnte auch eine Schleifmaschine mit einer Schleifscheibe verwendet werden. Grundsätzlich können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung (eine entsprechend angepasste Aufnahmevorrichtung bzw. Halterung vorausgesetzt) herkömmliche Bearbeitungsmaschinen (z.B. Bandschleifer) verwendet werden, die auch für die manuelle Bearbeitung durch Fachpersonal geeignet sind. Das Schleifband 12 (oder alternativ die Schleifscheibe) definiert eine Schleiffläche, welche im Schleifbetrieb an einer zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks 2 aufliegt. Im dargestellten Fall ist die Schleiffläche also jener Teil der Mantelfläche der (mit dem Schleifband 12 umhüllten) Umlenkrolle 14 der Bandschleifmachine 12, der beim Schleifen mit dem Werkstück 2 in Kontakt kommt. Die Schleiffläche definiert dabei jene Ebene, in der Material vom Werkstück 2 abgetragen wird. The 1a and 1b show the same grinder 1 in two different views. 1a also shows the grinding device when grinding a workpiece 2 , whereas in 1b the grinding device does not touch the workpiece. According to one example of the invention, the grinding device comprises a grinding machine, in the case shown a belt grinding machine 10 , Alternatively, a grinding machine with a grinding wheel could be used. In principle, with the device according to the invention (assuming a correspondingly adapted receiving device or holder) conventional processing machines (eg belt grinders) can be used, which are also suitable for manual processing by skilled personnel. The sanding belt 12 (or alternatively the grinding wheel) defines an abrasive surface which, in grinding operation, abuts a surface of the workpiece to be machined 2 rests. In the case shown, the grinding surface is thus that part of the lateral surface of the (with the grinding belt 12 wrapped) pulley 14 the belt sander 12 when grinding with the workpiece 2 comes into contact. The grinding surface defines the plane in which material from the workpiece 2 is removed.

Die Schleifmaschine 10 ist um eine Drehachse 14 schwenkbar an einer Aufhängung 3 gelagert. Die schwenkbare Lagerung ist derart gestaltet, dass die Schleifmaschine 10, genauer gesagt die Schleiffläche, zum Werkstück 2 hin und von diesem weg geschwenkt werden kann. Wird auf die Schleifmaschine 10 um de Drehachse 14 ein Drehmoment (in 1b im Uhrzeigersinn) ausgeübt, hat dies eine Kraft F auf das Werkstück im Bereich der Schleiffläche zur Folge (siehe auch 2). Die Aufhängung kann je nach Anwendung sehr unterschiedlich ausgestaltet sein. Im vorliegenden Fall besteht die Aufhängung 3 aus einem Sockel 31, an dem starr ein Winkel 32 befestigt ist. Am unteren Ende des Winkels 32 ist wiederum die Bandschleifmaschine 10 angelenkt. Die Aufhängung 3 muss nicht ortsfest sein, sondern kann beispielsweise auch an einem Manipulator (nicht dargestellt in 1) befestigt sein, welcher die Aufhängung und damit die gesamte Schleifvorrichtung (z.B. entlang einer vorgebbaren Trajektorie) bewegen kann. Bei ortsfester Aufhängung wird das Werkstück 2 bewegt. Die Aufhängung muss annähernd (haft-)reibungsfrei schwenkbar sein. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Kugellager verwendet. The grinding machine 10 is about a rotation axis 14 swiveling on a suspension 3 stored. The swiveling bearing is designed in such a way that the grinding machine 10 , more precisely the grinding surface, to the workpiece 2 can be swung back and forth from this. Will be on the grinder 10 about the axis of rotation 14 a torque (in 1b clockwise), this results in a force F on the workpiece in the area of the grinding surface (see also FIG 2 ). The suspension can be designed very differently depending on the application. In the present case, the suspension exists 3 from a pedestal 31 on which an angle is rigid 32 is attached. At the bottom of the angle 32 again is the belt sander 10 hinged. The suspension 3 does not have to be stationary, but can also, for example, on a manipulator (not shown in 1 ), which can move the suspension and thus the entire grinding device (eg along a predeterminable trajectory). With fixed suspension, the workpiece becomes 2 emotional. The suspension must be able to be swiveled approximately (without) friction. To Ball bearings are used for this purpose, for example.

Zwischen der Aufhängung 3 (im dargestellten Fall dem Sockel 31) und der Schleifmaschine 10 ist ein Aktor 11 so angeordnet, dass er ein Drehmoment um die Drehachse 14 auf die Schleifmaschine 10 bewirken kann. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktor 11 ein Linearaktor. Dieser kann z.B. als elektrischer Direktantrieb ausgeführt sein oder auch als pneumatischer Aktor. Bei pneumatischen Aktoren kommt der Einsatz von (haft-)reibungsfreien oder annähernd reibungsfreien Aktoren wie z.B. Balgzylindern oder Luftmuskeln in Betracht, die z.B. gegen ein Federelement, das eine Rückstellkraft bewirkt, arbeiten. Der Aktor 11 kann auch einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder aufweisen. In diesem Fall ist keine Feder zum Ausüben einer Rückstellkraft nötig. Problematisch ist bei Schleifaufgaben die zwischen den beweglichen Teilen der Aktoren wirkende Haftreibung. Ein Balgzylinder bzw. ein Luftmuskel weist selbst keine Haftreibung auf, da keine zueinander beweglichen Teile aneinander gleiten müssen. Bei geeigneter Materialpaarung von Kolben und Zylinder kann auch bei Pneumatikzylindern eine vernachlässigbare Haftreibung im Zylinder von 1% der Maximalkraft oder weniger erreicht werden. Das heißt, bei einer maximalen Aktorkraft von 200 Newton beträgt die für die Überwindung der Haftreibung nötige Kraft gerade einmal 2 Newton. Aktoren mit derartig geringer Haftreibung werden als „haftreibungsfreie“ Aktoren bezeichnet. Herkömmliche Aktoren weisen eine rund 20-Mal größere Haftreibung auf. Um eine (nennenswerte) Haftreibung auch in den Lagern zu vermeiden, kann der Aktor z.B. Kugelumlauflager aufweisen. Die praktische Haftreibungsfreiheit des Aktors ist für eine präzise Kraftregelung von großem Vorteil. Eine um ein Newton höhere Reibkraft hätte eine um 10 Newton höhere Ungenauigkeit bei der dynamischen Kraftregelung (d.h. bei sich ändernder Position des Aktors) zur Folge. Dies gilt zumindest dann, wenn die Kraft F direkt, ohne zusätzliche Übersetzung vom Aktor auf die Schleiffläche übertragen werden soll. Between the suspension 3 (In the case illustrated the pedestal 31 ) and the grinding machine 10 is an actor 11 arranged so that it has a torque around the axis of rotation 14 on the grinder 10 can cause. According to the illustrated embodiment, the actuator 11 a linear actuator. This can for example be designed as an electric direct drive or as a pneumatic actuator. In the case of pneumatic actuators, it is possible to use actuators which are (friction) friction-free or approximately frictionless, such as bellows cylinders or pneumatic muscles, which work, for example, against a spring element which effects a restoring force. The actor 11 can also have a double-acting pneumatic cylinder. In this case, no spring is necessary for exerting a restoring force. The problem with grinding tasks acting between the moving parts of the actuators static friction. A bellows cylinder or an air muscle itself has no static friction, since no mutually movable parts must slide together. With suitable material combination of piston and cylinder, a negligible static friction in the cylinder of 1% of the maximum force or less can also be achieved for pneumatic cylinders. That is, with a maximum actuator force of 200 Newton, the force required to overcome the static friction is just 2 Newtons. Actuators with such low static friction are referred to as "friction-free" actuators. Conventional actuators have around 20 times more static friction. In order to avoid a (significant) static friction in the bearings, the actuator may have, for example, ball bearing. The practical freedom from static friction of the actuator is for a precise force control of great advantage. A Newton's higher frictional force would result in a 10 Newton higher inaccuracy in the dynamic force control (ie, as the position of the actuator changes). This applies at least when the force F is to be transmitted directly from the actuator to the grinding surface without additional translation.

Die Schleifvorrichtung umfasst auch eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, den Aktor so anzusteuern, dass das vom Aktor bewirkte Drehmoment (um die Drehachse 14) das von der Gewichtskraft FG = m·g (m bezeichnet die Masse der Schleifmaschine, g die Gravitationskonstante) der Schleifmaschine 10 bewirkte Drehmoment MG kompensiert und zusätzlich eine einstellbare Kraft F auf die Schleiffläche bewirkt. Idealerweise befindet sich der Schwerpunkt S der Schleifmaschine auf, oder in der Nähe der lotrechten Geraden durch die Drehachse 14, sodass die Schleifmaschine 10 praktisch „ausbalanciert“ ist und das von der Schwerkraft (Gewichtskraft der Schleifmaschine) bewirkte Drehmoment um die Drehachse 14 annähernd Null ist. The grinding device also comprises a controller which is designed to control the actuator such that the torque caused by the actuator (about the axis of rotation 14 ) of the weight F G = m · g (m denotes the mass of the grinding machine, g the gravitational constant) of the grinding machine 10 caused torque M G compensated and additionally causes an adjustable force F on the grinding surface. Ideally, the center of gravity S of the grinding machine is located, or in the vicinity of the vertical straight line through the axis of rotation 14 so the grinder 10 is virtually "balanced" and by the gravity (weight of the grinder) caused torque about the axis of rotation 14 is close to zero.

Der Abstandshalter bzw. die Rolle 13 kann, je nach Anwendung, von Bedeutung sein und wird später mit Bezug auf 3 näher erläutert. The spacer or roller 13 may be significant depending on the application and will be referred to later 3 explained in more detail.

Die Mechanik der Schleifvorrichtung aus 1 ist in 2 noch einmal schematisch dargestellt und auf das Wesentliche reduziert. Die Schleifmaschine 10 wird durch die Umlenkrolle der Bandschleifmaschine symbolisiert, die (über das Schleifband 12) das Werkstück 2 kontaktiert. Zwischen Schleifmaschine 10 und der Aufhängung 3 ist der Aktor 11 angeordnet, der durch ein einfaches Feder-Dämpfer-System symbolisiert wird. In 2 erkennbar ist auch das Lager mit der Drehachse 14, an der die Schleifmaschine 10 an der Aufhängung 3 schwenkbar gelagert ist. Der Schwerpunkt S der Schleifmaschine 10 befindet sich auf der lotrechten Gerade g durch die Drehachse 14. In diesem Fall ist das durch die Gewichtskraft der Schleifmaschine bewirkte Drehmoment um die Drehachse 14 gleich Null und muss nicht durch den Aktor kompensiert werden. Der Aktor 11 muss folglich nur für die zum Schleifen nötige Kraft F auf die Schleiffläche sorgen. The mechanics of the grinding device 1 is in 2 again shown schematically and reduced to the essentials. The grinding machine 10 is symbolized by the deflection roller of the belt sander, which (via the sanding belt 12 ) the workpiece 2 contacted. Between grinding machine 10 and the suspension 3 is the actor 11 arranged symbolized by a simple spring-damper system. In 2 recognizable is also the bearing with the axis of rotation 14 at the grinding machine 10 on the suspension 3 is pivotally mounted. The center of gravity S of the grinding machine 10 is located on the vertical straight line g through the axis of rotation 14 , In this case, the torque caused by the weight of the grinding machine is about the rotation axis 14 equal to zero and does not have to be compensated by the actuator. The actor 11 must therefore provide only for the force necessary for grinding force F on the grinding surface.

Je nach Anwendung kann es sinnvoll sein, die Schleifmaschine 10 so an der Drehachse 14 zu lagern, dass der Schwerpunkt (in 2 mit S’ bezeichnet) der Schleifmaschine geringfügig neben der lotrechten Geraden g liegt. Dies hat zur Folge, dass die Gewichtskraft der Schleifmaschine 10 ein geringes Drehmoment um die Drehachse 14 ausübt und zwar derart, dass – wenn der Aktor 11 kraftfrei ist – die Schleifmaschine vom Werkstück abhebt. Dies kann als Sicherheitsfunktion angesehen werden. Sofern der Aktor, z.B. aufgrund eines Stromausfalls (bei elektrischem Aktor) oder aufgrund eines Druckabfalls (bei pneumatischem Aktor) kraftfrei wird, bleibt die Schleifmaschine 10 nicht im Kontakt mit dem Werkstück 2, sondern hebt langsam von diesem ab. Im Schleifbetrieb muss der Aktor das Drehmoment MG (MG = m·g·y, siehe 2) aufgrund der Gewichtskraft der Schleifmaschine kompensieren und zusätzlich ein Drehmoment MS (MS = F·x, siehe 2) aufbringen, das die Schleif-Kraft F bewirkt. Bei der Regelung der Kraft müssen die sich mit der Position der Schleifmaschine ändernden Hebelverhältnisse berücksichtigt werden. Um den Aktor so klein (und damit kostengünstig) wie möglich zu dimensionieren ist der Horizontalabstand y zwischen Drehachse 14 und Schwerpunkt S’ relativ klein, so dass das resultierende Drehmoment MG signifikant kleiner ist als das zum Aufbringen der Schleifkraft F notwendige Drehmoment MS, beispielsweise |MG| < 0,3·|MS|. Das von der Gewichtskraft bewirkte Drehmoment soll lediglich so groß sein, dass die gewünschte Sicherheitsfunktion erfüllt ist (z.B. sanftes Abheben der Schleifmaschine vom Werkstück, bei Druckabfall im Aktor) ohne jedoch den Aktor im Betrieb zu stark zu belasten. Zu beachten ist, dass die Horizontalabstände zwischen x und y (siehe 2) zwischen Drehachse 14 und Schwerpunkt S’ bzw. Drehachse 14 und Schleiffläche keine konstanten Größen sind, sondern abhängig von der Aktorstellung. Die Vorrichtung hat jedoch nur einen Freiheitsgrad (die Aktorstellung, z.B. den Hub des Aktors), daher können aus diesem alle anderen Abstände und Positionen berechnet werden. Depending on the application, it may be useful to use the grinder 10 so on the axis of rotation 14 to store that center of gravity (in 2 denoted by S ') of the grinding machine is slightly adjacent to the vertical line g. This has the consequence that the weight of the grinder 10 a low torque around the axis of rotation 14 in such a way that - if the actor 11 force-free - the grinding machine lifts off the workpiece. This can be considered as a security feature. If the actuator, eg due to a power failure (with electric actuator) or due to a pressure drop (with pneumatic actuator) becomes power-free, the grinder remains 10 not in contact with the workpiece 2 but slowly lifts off from it. In grinding mode, the actuator must have the torque M G (M G = m · g · y, see 2 ) compensate due to the weight of the grinding machine and additionally a torque M S (M S = F x, see 2 ), which causes the grinding force F. When controlling the force, the leverage ratios that change with the position of the grinding machine must be taken into account. To dimension the actuator as small (and therefore cost-effective) as possible, the horizontal distance y between the axis of rotation 14 and center of gravity S 'are relatively small, so that the resulting torque M G is significantly smaller than the torque M S necessary for applying the grinding force F, for example | M G | <0.3 · | M S |. The torque caused by the weight force should only be so great that the desired safety function is fulfilled (eg gentle lifting of the grinding machine from the workpiece, in case of pressure drop in the actuator) but without overloading the actuator during operation. It should be noted that the horizontal distances between x and y (see 2 ) between the axis of rotation 14 and Center of gravity S 'or axis of rotation 14 and grinding surface are not constant sizes, but depending on the Aktorstellung. However, the device has only one degree of freedom (the actuator position, eg the stroke of the actuator), therefore all other distances and positions can be calculated from this.

Anhand der Darstellung in 3 wird die Bedeutung der bereits in 1 dargestellten Rolle 13 deutlich. Ein wichtiges Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung ist das Planschleifen von Unebenheiten, beispielsweise von Schweißnähten. Die Rolle 13 ist lediglich ein Beispiel eines Abstandhalters, der mit der Schleifmaschine verbunden ist. Die Rolle 13 ist so neben der Schleiffläche angeordnet, dass diese eine vorgebbare (jedoch einstellbare) Relativposition zur Schleiffläche hat. Im Schleifbetrieb gewährleistet die Rolle 13 einen Mindestabstand zwischen einer Soll-Kontur und der Schleiffläche. Wenn dieser Mindestabstand erreicht ist, liegt die Rolle 13 an der Soll-Kontur an. Die Soll-Kontur kann auch durch die Oberfläche des Werkstücks (neben der Schleiffläche) gebildet werden. Der genannte Mindestabstand kann auch Null sein. Diese Situation ist in 3a und 3b dargestellt. Based on the illustration in 3 the meaning of the already in 1 represented role 13 clear. An important field of application of the grinding device according to the invention is the surface grinding of unevenness, for example of welds. The role 13 is merely an example of a spacer connected to the grinder. The role 13 is arranged next to the grinding surface so that it has a predeterminable (but adjustable) relative position to the grinding surface. In grinding operation ensures the role 13 a minimum distance between a desired contour and the grinding surface. When this minimum distance is reached, the role lies 13 at the target contour. The desired contour can also be formed by the surface of the workpiece (adjacent to the grinding surface). The mentioned minimum distance can also be zero. This situation is in 3a and 3b shown.

Für eine hochgenaue Bearbeitung kann die Position des Abstandhalters (d.h. die Position der Rolle 13 oder deren Durchmesser) auf die Schleiffläche (d.h. das Schleifband oder die Schleifscheibe) abgestimmt sein. Wenn z.B. die Position der Rolle so eingestellt ist, dass die Schleifscheibe die Unebenheit im Vergleich zur Soll-Kontur exakt auf Null schleift, kann dennoch ein Rest überstehen, da die Schleifscheibe bzw. das Schleifband im Laufe des Bearbeitungsvorganges abgenutzt wurde. Bei unbekannten Toleranzen (z.B. beim Durchmesser der Schleifscheibe oder Durchmesser der Abstandsrolle) kann es auch sinnvoll sein, den Abstandhalter auf einen Mindestabstand größer Null einzustellen (z.B. 100µm). Nach Abschluss des Bearbeitungsvorganges (d.h. wenn der Abstandhalter die Soll-Kontur berührt und keinen weiteren Materialabtrag zulässt), kann der tatsächliche Materialüberstand gemessen werden (z.B. 74 µm), und abschließend wird der Abstandhalter um diesen Messwert nachjustiert. Im letzten Schritt kann der Materialüberstand praktisch auf Null abgetragen werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Bearbeitung signifikant erhöht werden. Die erwähnte Messung des Materialüberstandes kann auf verschiedenste Weise erfolgen, beispielsweise auch indirekt über die Messung des tatsächlichen Schleifscheibendurchmessers nach Abschluss des ersten Bearbeitungsschrittes. Jedoch ist auch eine direkte Messung mit Hilfe eines Tastkopfes oder dergleichen möglich. For highly accurate machining, the position of the spacer (ie the position of the roller 13 or their diameter) on the grinding surface (ie, the grinding belt or the grinding wheel) be tuned. If, for example, the position of the roller is set so that the grinding wheel grinds the unevenness exactly to zero in comparison to the desired contour, a residue can still survive because the grinding wheel or the grinding belt has worn during the course of the machining process. If the tolerances are unknown (eg the diameter of the grinding wheel or the diameter of the spacer roller), it may also make sense to set the spacer to a minimum distance greater than zero (eg 100μm). After completion of the machining process (ie if the spacer touches the target contour and does not allow further material removal), the actual material projection can be measured (eg 74 μm), and finally the spacer is readjusted by this measured value. In the last step, the material supernatant can be removed practically to zero. In this way, the accuracy of the machining can be significantly increased. The mentioned measurement of the material supernatant can take place in various ways, for example also indirectly via the measurement of the actual grinding wheel diameter after completion of the first processing step. However, a direct measurement by means of a probe or the like is possible.

Durch Messung des nach dem ersten Bearbeitungsvorganges verbleibenden Überstands (der z.B. auch indirekt über die Messung des Schleifscheibendurchmessers ermittelt werden kann) kann eine Art „Regelkreis“ aufgebaut werden. Auf das Messen des Überstandes der im ersten Schritt bearbeiteten (z.B. schleifen, fräsen) Fläche (Stützrolle wirkt als Anschlag und die Fläche wird nicht mehr bearbeitet) folgt eine Verstellung bzw. Nachjustierung der Stützrolle (d.h. Anpassung des Durchmessers oder der Drehachsenposition) z.B. um den Wert des gemessenen Überstands. Im folgenden Bearbeitungsschritt ist dann ein hochgenauer Materialabtrag möglich. Der Vorgang Bearbeiten, Messen, Nachjustieren des Abstandshalters kann auch mehrfach hintereinander wiederholt werden. By measuring the supernatant remaining after the first machining operation (which, for example, can also be determined indirectly via the measurement of the grinding wheel diameter), a kind of "control loop" can be set up. Upon measurement of the supernatant of the surface processed (e.g., grinded, milled) in the first step (support roller acts as a stop and the surface is no longer machined), adjustment of the support roller (i.e., adjustment of the diameter or rotational axis position) occurs, e.g. by the value of the measured supernatant. In the following processing step, a high-precision material removal is then possible. The process of editing, measuring, readjusting the spacer can also be repeated several times in succession.

3a zeigt schematisch die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks 2 und den erwähnten Abstandhalter, welcher durch das Rollenpaar 13 und 13’ gebildet wird. Die Schleifmaschine ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, sondern lediglich die Umlenkrolle für das Schleifband 12. Das Schleifband ist in Kontakt mit der Werkstückoberfläche. Eine Unebenheit auf dieser Oberfläche (z.B. eine Schweißnaht) soll plan geschliffen werden. Die Soll-Kontur ist also die Werkstückoberfläche selbst neben der Unebenheit und solange die Unebenheit nicht vollständig plan geschliffen ist, berührt der Abstandhalter die Soll-Kontur nicht (d.h. die Rollen 13 berühren die Werkstückoberfläche neben der Schleiffläche nicht). Diese Situation ist in 3a schematisch dargestellt. 3a schematically shows the surface to be machined of the workpiece 2 and the mentioned spacer, which by the pair of rollers 13 and 13 ' is formed. The grinder is not shown for clarity, but only the pulley for the sanding belt 12 , The abrasive belt is in contact with the workpiece surface. A bump on this surface (eg a weld) should be ground flat. The desired contour is thus the workpiece surface itself in addition to the unevenness and as long as the unevenness is not ground completely flat, the spacer does not touch the target contour (ie the rollers 13 do not touch the workpiece surface next to the grinding surface). This situation is in 3a shown schematically.

Sobald die Rollen 13 die Werkstückoberfläche berühren, kann das Schleifband kein weiteres Material von der Werkstückoberfläche mehr abtragen, da die Rolle eine weitere Bewegung des Schleifbandes zur Oberfläche hin blockiert. Die (Schleif-)Kraft F wird von den Rollen 13, 13’ aufgenommen. Der einstellbare Abstandhalter (die Rollen 13, 13’) ermöglichen eine verhältnismäßig einfache Regelung des Aktors. Üblicherweise erfolgt eine Regelung der Schleifkraft F, wobei die Kraft F bevor das Schleifband 12 die Werkstückoberfläche kontaktiert auf einen verhältnismäßig kleinen Wert geregelt wird, um den Stoß beim Kontakt möglichst gering zu halten. Nach Erkennen des Kontakts zwischen Schleifband 12 und Werkstückoberfläche durch die Steuerung, wird die gewünschte Kraft F eingestellt. Die Schleifvorrichtung bewegt sich entlang der zu schleifenden Oberfläche. Es kann mehrfach und solange über die Oberfläche geschliffen werden, bis die Unebenheit weg ist und die geschliffene Oberfläche der Soll-Kontur entspricht. Dass dann kein Materialabtrag erfolgt und der Schleifvorgang beendet ist, kann beispielsweise dadurch detektiert werden, dass die Stromaufnahme der Schleifmaschine 10 auf den Leerlaufstrom absinkt. Alternativ könnte auch ein „Mitlaufen“ der Rollen 13, 13’ detektiert werden. Die Soll-Kontur (z.B. die Werkstückoberfläche) muss keineswegs eben sein. Die fertig geschliffene Oberfläche entspricht immer der Soll-Kontur, ohne dass eine komplizierte Positions-Regelung der Schleifvorrichtung nötig ist. Once the roles 13 touching the workpiece surface, the abrasive belt can not remove any more material from the workpiece surface because the roller blocks further movement of the abrasive belt towards the surface. The (grinding) force F is taken from the rolls 13 . 13 ' added. The adjustable spacer (the rollers 13 . 13 ' ) allow a relatively simple control of the actuator. Usually, a control of the grinding force F, wherein the force F before the grinding belt 12 contacted the workpiece surface is controlled to a relatively small value in order to minimize the impact on contact. After detecting contact between abrasive belt 12 and workpiece surface by the controller, the desired force F is set. The grinding device moves along the surface to be ground. It can be ground repeatedly over the surface until the unevenness is gone and the ground surface corresponds to the desired contour. That then no material removal takes place and the grinding process is completed, can be detected, for example, that the current consumption of the grinding machine 10 drops to the no-load current. Alternatively, it could also be a "run along" the roles 13 . 13 ' be detected. The target contour (eg the workpiece surface) does not have to be even. The finished ground surface always corresponds to the desired contour, without the need for complicated position control of the grinding device.

4 zeigt einen Schnitt durch eine beispielhafte Ausgestaltung des Aktors 11. Im vorliegenden Fall ist das eigentliche Stellelement ein druckluftbetriebener Balgzylinder 114, welcher gegen eine Feder 115 arbeitet. Der Aktor 11 umfasst einen ersten Flanschteil 110 als Schnittstelle zur Aufhängung 3, sowie einen zweiten Flanschteil 111, an der die Schleifmaschine 10 angelenkt ist. Mit dem ersten Flanschteil 110 ist ein Gehäuseteil 112 starr verbunden, in dem sowohl ein Regelventil 113 als auch eine haftreibungsfreie Wellenführung (Welle 116, (Kugelumlauf-)Wellenführung 117) mit der Rückstellfeder 115 angeordnet sind. Zum Schutz gegen Staub und sonstigen Verunreinigungen ist ein Faltenbalg 118 als Abdeckung zwischen den Flanschteilen 110 und 111 vorgesehen. Diese Abdeckung kann auch für den Einsatz in rauer Umgebung flüssigkeits- und/oder staubdicht ausgebildet sein. Als haftreibungsfreies, getriebeloses Stellelement dient der Balgzylinder 114. Das Stellelement wirkt zwischen dem ersten Gehäuseteil 112 und einem zweiten, mit der Halterung 111 starr verbundenen Gehäuseteil 112’. Um eine Kraftregelung zu ermöglichen, umfasst der Aktor einen Wegsensor (nicht dargestellt, bzw. von der Wellenführung 117 verdeckt) und einen Drucksensor. Dur Messung des Drucks im Balgzylinder und die Position des Balgzylinders (mit Hilfe des Wegsensors) kann die Aktorkraft berechnet werden. Da die Kinematik (siehe 2) der Schleifvorrichtung bekannt ist, können über die gemessenen Größen auch die Schleifkraft F und das Drehmoment MS ermittelt (und folglich auch geregelt werden) werden. Anschlüsse für den Zu- und Abluftkanal 119 können z.B. im ersten Gehäuseteil 112 angeordnet sein. Der Anschluss zum Zuluftkanal ist z.B. über einen Schlauch mit einem Kompressor verbunden. 4 shows a section through an exemplary embodiment of the actuator 11 , In the present case, the actual control element is a compressed-air-operated bellows cylinder 114 , which is against a spring 115 is working. The actor 11 includes a first flange part 110 as an interface to the suspension 3 , as well as a second flange part 111 at the grinding machine 10 is articulated. With the first flange part 110 is a housing part 112 rigidly connected, in which both a control valve 113 as well as a friction-free waveguide (wave 116 , (Recirculating) wave guide 117 ) with the return spring 115 are arranged. To protect against dust and other contaminants is a bellows 118 as a cover between the flange parts 110 and 111 intended. This cover can also be designed for use in harsh environment liquid and / or dustproof. As a friction-free, gearless actuator is the bellows cylinder 114 , The actuator acts between the first housing part 112 and a second, with the bracket 111 rigidly connected housing part 112 ' , In order to enable a force control, the actuator comprises a displacement sensor (not shown, or by the waveguide 117 covered) and a pressure sensor. For measuring the pressure in the bellows cylinder and the position of the bellows cylinder (with the help of the displacement sensor), the actuator force can be calculated. Since the kinematics (see 2 ) of the grinding device, the grinding force F and the torque M S can also be determined (and consequently also regulated) via the measured variables. Connections for the supply and exhaust air duct 119 can eg in the first housing part 112 be arranged. The connection to the supply air duct is connected eg via a hose to a compressor.

5 zeigt eine alternative zu der Schleifvorrichtung aus 1. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird statt dem Bandschleifer 10 (siehe 1) eine Schleifmaschine 10’ mit Schleifscheiben 12’ verwendet. Die Vorrichtung auf 5 entspricht, was die Mechanik betrifft, der Vorrichtung aus 1, ist jedoch um 90° gedreht und für eine horizontal wirkende Schleifkraft ausgelegt (statt wie in 1 vertikal). Die Aufhängung 3 steht praktisch auf dem Boden, und die Drehachse 14 ist sozusagen am Boden verankert. Der Schwerpunkt der Schleifmaschine 10 liegt annähernd auf einer lotrechten Geraden durch die Drehachse 14. Der Aktor 11 ist gleich aufgebaut wie in dem Beispiel aus 1 und wirkt zwischen der um die Drehachse 14 schwenkbaren Schleifmaschine und der Aufhängung 3. Die Aufhängung 3 kann in diesem Fall als offenes Gehäuse bestehend aus Bodenplatte und Seitenwand angesehen werden. Der im Zusammenhang mit dem Beispiel aus 1 gezeigte Abstandhalter (Rolle 13) ist in diesem Beispiel weggelassen, kann jedoch auch bei der Ausführung aus 5 Verwendung finden. Im Übrigen gilt das für das Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 3 Gesagte. In 5 sind zwei Schleifscheiben dargestellt, die eine kann zum Bearbeiten von Flächen dienen, die andere z.B. zum Trennen von Werkstücken oder Teilen. 5 shows an alternative to the grinding device 1 , In the illustrated embodiment, instead of the belt sander 10 (please refer 1 ) a grinding machine 10 ' with grinding wheels 12 ' used. The device on 5 corresponds, as far as the mechanics of the device 1 , but rotated by 90 ° and designed for a horizontal grinding force (instead of as in 1 vertical). The suspension 3 practically stands on the ground, and the axis of rotation 14 is anchored to the ground, so to speak. The focus of the grinder 10 is approximately on a vertical line through the axis of rotation 14 , The actor 11 is the same as in the example 1 and acts between the around the rotation axis 14 swiveling grinder and the suspension 3 , The suspension 3 can be considered in this case as an open housing consisting of base plate and side wall. The one related to the example 1 shown spacers (role 13 ) is omitted in this example, but can also in the execution of 5 Find use. Incidentally, this applies to the embodiment of the 1 to 3 Said. In 5 Two grinding wheels are shown, one can be used for machining surfaces, the other, for example, for cutting workpieces or parts.

Claims (12)

Vorrichtung zur automatischen zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, die folgendes aufweist: eine Bearbeitungsmaschine mit einem Werkzeug, das eine Bearbeitungsfläche definiert, an der im Betrieb an einer zu bearbeitenden Werkstückoberfläche Material abgetragen wird, eine Aufhängung, an der die Bearbeitungsmaschine um eine Drehachse schwenkbar angelenkt ist. einen Aktor, der zwischen der Aufhängung und der Bearbeitungsmaschine so angeordnet ist, dass er ein Drehmoment um die Drehachse auf die Bearbeitungsmaschine bewirken kann, eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, den Aktor so anzusteuern, dass das vom Aktor bewirkte Drehmoment das von der Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine bewirkte Drehmoment kompensiert und zusätzlich eine einstellbare Kraft bewirkt die über das Werkzeug an der Bearbeitungsfläche auf das Werkstück ausgeübt wird.  Device for the automatic machining of workpieces, comprising: a processing machine with a tool that defines a working surface on which material is removed during operation on a workpiece surface to be machined, a suspension on which the processing machine is pivotably articulated about a rotation axis. an actuator, which is arranged between the suspension and the processing machine so that it can cause a torque about the rotation axis to the processing machine, a controller, which is designed to control the actuator so that the torque caused by the actuator compensates for the torque caused by the weight of the machine tool and additionally causes an adjustable force which is exerted on the workpiece via the tool on the machining surface. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die des Weiteren aufweist: einen mit der Bearbeitungsmaschine verbundener verstellbarer Abstandhalter, der so neben der Bearbeitungsfläche angeordnet ist, dass dieser eine vorgebbare Relativposition zur Bearbeitungsfläche hat, wobei der Abstandhalter dazu ausgebildet ist im Betrieb einen Mindestabstand zwischen einer Soll-Kontur und der Bearbeitungsfläche zu gewährleisten und dieser Mindestabstand erreicht ist, wenn der Abstandhalter an der Soll-Kontur anliegt;  The device of claim 1, further comprising: an adjustable spacer connected to the processing machine, which is arranged next to the processing surface such that it has a predeterminable relative position to the processing surface, wherein the spacer is designed to ensure a minimum distance between a desired contour and the processing surface during operation and this minimum distance is reached when the spacer abuts the target contour; Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Bearbeitungsmaschine so an der Aufhängung angelenkt ist, dass das von der Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine bewirkte Drehmoment um die Drehachse annähernd Null ist.  Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the processing machine is hinged to the suspension, that the caused by the weight of the machine tool torque about the rotation axis is approximately zero. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Bearbeitungsmaschine so an der Aufhängung angelenkt ist, dass – bei kraftfreiem Aktor – das von der Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine bewirkte Drehmoment um die Drehachse die Bearbeitungsmaschine von dem Werkstück wegbewegt.  Device according to one of claims 1 to 3, wherein the processing machine is hinged to the suspension, that - with force-free actuator - caused by the weight of the machine tool torque about the axis of rotation, the machine moves away from the workpiece. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das von der Gewichtskraft der Bearbeitungsmaschine bewirkte Drehmoment um die Drehachse kleiner ist als das vom Aktor bewirkte Drehmoment um die Drehachse, insbesondere kleiner ist als 30% des vom Aktor bewirkten Drehmoments um die Drehachse. Apparatus according to claim 4, wherein the torque caused by the weight of the processing machine about the axis of rotation is smaller than the torque caused by the actuator about the axis of rotation, in particular less than 30% of the torque caused by the actuator about the axis of rotation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die gesamte zwischen beweglichen Teilen des Aktors wirkende Haftreibungskraft weniger als 1 Prozent, beispielsweise weniger als 0,7 Prozent oder weniger als 0,5 Prozent der Aktorkraft beträgt.  Device according to one of claims 1 to 5, wherein the total force acting between moving parts of the actuator static friction force is less than 1 percent, for example less than 0.7 percent or less than 0.5 percent of the actuator force. Schleifvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3 bis 6, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, bei der der Abstandhalter durch mindestens eine verstellbare oder fixe Rolle gebildet wird, welche derart neben der Bearbeitungsfläche angeordnet ist, dass diese an einer Oberfläche des Werkstücks abrollen kann, wobei die Oberfläche des Werkstücks die Soll-Kontur bildet.  A grinding apparatus according to any one of claims 2 or 3 to 6, when dependent on claim 2, wherein the spacer is formed by at least one adjustable or fixed roller which is arranged adjacent to the processing surface so that it can roll on a surface of the workpiece the surface of the workpiece forms the desired contour. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Steuerung dazu ausgebildet ist, einen Kontakt zwischen Werkstück und Bearbeitungsmaschine zu detektieren.  Device according to one of claims 1 to 7, wherein the controller is adapted to detect a contact between the workpiece and the processing machine. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Steuerung dazu ausgebildet ist, den Aktor so anzusteuern, dass der Aktor vor Kontakterkennung eine einstellbare Minimalkraft auf einen Anschlag des Aktors ausübt, und nach Kontakterkennung eine einstellbare Prozesskraft auf das Werkstück ausübt, die größer ist als die Minimalkraft.  Apparatus according to claim 8, wherein the controller is adapted to control the actuator so that the actuator exerts an adjustable minimum force on a stop of the actuator before contact detection, and After contact detection, an adjustable process force exerted on the workpiece, which is greater than the minimum force. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Bearbeitungsmaschine eine Schleifmaschine ist, das Werkzeug ein Schleifband oder eine Schleifscheibe und die Bearbeitungsfläche eine Schleiffläche ist, an der das Schleifband oder die Schleifscheibe das Werkstück kontaktiert.  An apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the processing machine is a grinding machine, the tool is a grinding belt or a grinding wheel, and the processing surface is a grinding surface on which the grinding belt or grinding wheel contacts the workpiece. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Bearbeitungsmaschine eine Fräsmaschine ist, das Werkzeug ein Fräser und die Bearbeitungsfläche eine Fräsfläche ist, an der der Fräser das Werkstück kontaktiert.  Device according to one of claims 1 to 9, wherein the processing machine is a milling machine, the tool is a milling cutter and the processing surface is a milling surface, at which the cutter contacts the workpiece. Verfahren zum zerspanenden Bearbeiten eines Werkstücks mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11; das Verfahren weist auf: Einstellen des Abstandshalters auf einen Mindestabstand zwischen Soll-Kontur und Bearbeitungsfläche auf einen Wert größer oder gleich Null; Bearbeiten des Werkstücks bis der Abstandhalter auf der Soll-Kontur anliegt und eine weitere Bearbeitung verhindert; Messen des Überstands der bearbeiteten Werkstückoberfläche in Bezug auf die Soll-Kontur; Nachjustieren des Abstandshalters um den Wert des gemessenen Überstands; Nochmaliges Bearbeiten des Werkstücks bis der Abstandhalter auf der Soll-Kontur anliegt und eine weitere Bearbeitung verhindert.  A method of machining a workpiece with a device according to any one of claims 1 to 11; the method comprises: Setting the spacer to a minimum distance between the target contour and the machining surface to a value greater than or equal to zero; Machining the workpiece until the spacer abuts the target contour and prevents further machining; Measuring the projection of the machined workpiece surface with respect to the desired contour; Readjusting the spacer by the value of the measured supernatant; Repeat machining of the workpiece until the spacer rests on the target contour and prevents further machining.
DE102013202332.4A 2013-02-13 2013-02-13 Device for the automatic machining of workpieces Active DE102013202332B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013202332.4A DE102013202332B4 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Device for the automatic machining of workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013202332.4A DE102013202332B4 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Device for the automatic machining of workpieces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013202332A1 true DE102013202332A1 (en) 2014-08-14
DE102013202332B4 DE102013202332B4 (en) 2023-08-24

Family

ID=51226288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013202332.4A Active DE102013202332B4 (en) 2013-02-13 2013-02-13 Device for the automatic machining of workpieces

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013202332B4 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015211799A1 (en) 2015-06-25 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Anchor assembly and valve cartridge for a solenoid valve and method of assembling an armature assembly
CN108081327A (en) * 2016-11-22 2018-05-29 苏州美山子制衣有限公司 A kind of flexible bar type object facing attachment
CN108789078A (en) * 2018-05-30 2018-11-13 佛山领新信息科技有限公司 A kind of dustless grinding machine of glass
WO2019077007A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-25 Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh Extraction system for grinding tool with radial disc brush
EP3702114A1 (en) * 2019-02-27 2020-09-02 Seconsys GmbH Contact flange system and method for machining a workpiece surface

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2800565A1 (en) * 1977-01-07 1978-07-13 Zelant Gazuit DEVICE FOR CONTROLLING A GRINDING WHEEL
DE3711278A1 (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Daimler Benz Ag Belt-grinding device for cleaning welding beads on sheet-metal components, in particular on vehicle bodies
DE3906438A1 (en) * 1989-03-01 1990-09-13 Daimler Benz Ag Robot grinding tool
US7896727B2 (en) * 2007-01-18 2011-03-01 Snecma Robotic machining tool employing an endless machining belt
DE102010003697A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh Handling device i.e. active flange, for manipulating and positioning e.g. workpiece, during e.g. stacking process, has regulating device controlling contact force between device and surface area of object based on predetermined force curve

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1506540A (en) 1975-10-08 1978-04-05 Sunds Ab Billet grinding machine
DE10358323B4 (en) 2003-12-12 2007-08-16 Vollmer Werke Maschinenfabrik Gmbh Machine for working with cutting teeth provided elongate workpieces, in particular for grinding band saw blades

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2800565A1 (en) * 1977-01-07 1978-07-13 Zelant Gazuit DEVICE FOR CONTROLLING A GRINDING WHEEL
DE3711278A1 (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Daimler Benz Ag Belt-grinding device for cleaning welding beads on sheet-metal components, in particular on vehicle bodies
DE3906438A1 (en) * 1989-03-01 1990-09-13 Daimler Benz Ag Robot grinding tool
US7896727B2 (en) * 2007-01-18 2011-03-01 Snecma Robotic machining tool employing an endless machining belt
DE102010003697A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh Handling device i.e. active flange, for manipulating and positioning e.g. workpiece, during e.g. stacking process, has regulating device controlling contact force between device and surface area of object based on predetermined force curve

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015211799A1 (en) 2015-06-25 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Anchor assembly and valve cartridge for a solenoid valve and method of assembling an armature assembly
CN108081327A (en) * 2016-11-22 2018-05-29 苏州美山子制衣有限公司 A kind of flexible bar type object facing attachment
WO2019077007A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-25 Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh Extraction system for grinding tool with radial disc brush
CN111225765A (en) * 2017-10-18 2020-06-02 菲尔罗伯蒂克斯顺从式机器人技术有限公司 Suction device for a grinding machine with radial brush disks
KR20200069309A (en) * 2017-10-18 2020-06-16 페로보틱스 컴플라이언트 로봇 테크놀로지 게엠베하 Aspiration extraction system for grinding machines with radial disc brushes
JP2020537597A (en) * 2017-10-18 2020-12-24 フェルロボティクス コンプライアント ロボット テクノロジー ゲーエムベーハーＦｅｒｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ Ｒｏｂｏｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ Suction for grinding tools with radial brush plates
KR102474403B1 (en) * 2017-10-18 2022-12-05 페로보틱스 컴플라이언트 로봇 테크놀로지 게엠베하 Suction extraction system for grinding machines with radial disc brushes
JP7275119B2 (en) 2017-10-18 2023-05-17 フェルロボティクス コンプライアント ロボット テクノロジー ゲーエムベーハー Suction for grinding tools with radial brush plates
CN108789078A (en) * 2018-05-30 2018-11-13 佛山领新信息科技有限公司 A kind of dustless grinding machine of glass
EP3702114A1 (en) * 2019-02-27 2020-09-02 Seconsys GmbH Contact flange system and method for machining a workpiece surface

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013202332B4 (en) 2023-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015012314B4 (en) Robot system for performing a force control
WO2017174577A1 (en) Robot-aided grinding apparatus
EP2686142B1 (en) Active handling apparatus and method for contact tasks
DE4495551C2 (en) Z-axis drive for a machine tool
DE3430499C2 (en) Method and device for lapping or polishing optical workpieces
DE102013202332B4 (en) Device for the automatic machining of workpieces
EP2974827B1 (en) Method for operating a belt-sanding device
DE102015104164B4 (en) Method and device for robot-assisted surface treatment
EP4190488A1 (en) Machining unit, in particular for a centering machine for workpieces such as optical lenses
EP3765239B1 (en) Rotational speed control in robot-assisted grinding
DE3520713C2 (en)
DE102017118668A1 (en) machine tool
EP3159103A1 (en) Method for operating the grinding device and grinding device
DE102010047510A1 (en) Multi-axes belt grinder for grinding free formed surfaces of turbine blades during manufacturing processes, has contact surface region arranged along pivotal axis at side of rotational axis, where side is turned away from working head
EP3288712B1 (en) Device for machining surfaces
DE2846828C2 (en) Machine for reworking welding joints on large hollow cylindrical workpieces
DE102014225295A1 (en) MEASURING BILLETS FOR SUPPORTING AND MEASURING CENTRIC WORKPIECE AREAS, GRINDING MACHINE WITH SUCH MEASUREMENT NETS, AND METHOD FOR SUPPORTING AND MEASURING CENTRIC WORKPIECE AREAS
DE102009053456A1 (en) Device for mechanical structuring of thin layer solar cell module, comprises workpiece holder, tool holder, device for producing predetermined pressing force, and device for horizontal movement of workpiece holder and tool holder
DE102019105022B3 (en) Contact flange system and method for machining a workpiece surface
DE102017213717A1 (en) Processing device for an aircraft
EP3697567B1 (en) Extraction system for grinding tool with radial disc brush
EP2852472B1 (en) Method for grinding workpieces, in particular for centring grinding of workpieces such as optical lenses
EP3999277B1 (en) Device and method for automatically removing grinding wheels
DE102022110487A1 (en) PNEUMATIC LINEAR ACTUATOR
EP3164666A1 (en) Bearing assembly for a linear fluid bearing guide of a coordinate measuring device and coordinate measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division