DE102013219576B4 - Deburring tool for removing a burr from a workpiece - Google Patents
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Abstract
Entgratwerkzeug (8) umfassend eine in einen Antrieb einspannbare Drehachse (8a), zwei in Längsrichtung an der Drehachse voneinander beabstandet angeordnete und sich quer zu dieser erstreckende Aufspannteller (8c, 8d) mit jeweils äußeren Umfangsrändern, von denen mindestens einer längsverschieblich an die Drehachse (8a) angeordnet ist, eine zwischen den Aufspanntellern (8c, 8d) angeordnete Druckfeder zur Realisierung einer definierten Vorspannung zwischen den Aufspanntellern (8c, 8d), sowie mindestens einem sich zwischen den Aufspanntellern (8c, 8d) erstreckenden Seil, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS an den Aufspanntellern (8c, 8d) Umlenkelemente vorgesehen sind, und dass das Seil einstückig (8b) ausgebildet ist, welches sich um die Umlenkpunkte zwischen den Aufspanntellern (8c, 8d) erstreckt, dass die Umlenkelemente Umlenkrollen (8f) umfassen und dass die Umlenkrollen (8f) Bremsen umfassen oder Lagefixiermittel für das Seil (8b) vorgesehen sind.Deburring tool (8) comprising a rotationally fixed in a drive axis of rotation (8a), two spaced apart in the longitudinal direction of the axis of rotation and extending transversely to this mounting plates (8c, 8d), each with outer peripheral edges, of which at least one longitudinally displaceable on the axis of rotation ( 8a) is arranged, between the Aufspanntellern (8c, 8d) arranged compression spring for the realization of a defined bias between the Aufspanntellern (8c, 8d), and at least one between the Aufspanntellern (8c, 8d) extending cable, thereby marked, DASS the tensioning plates (8c, 8d) deflecting elements are provided, and that the rope is formed in one piece (8b) which extends around the deflection points between the tensioning plates (8c, 8d), that the deflection elements comprise deflection rollers (8f) and that the deflection rollers (8) 8f) comprise brakes or position fixing means for the cable (8b) are provided.
Description
Die Erfindung betrifft ein Entgratwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Durchführung eines Verfahrens zum Entgraten von Werkstücken, insbesondere Spritzgussteilen.The invention relates to a deburring tool according to the preamble of claim 1 for carrying out a method for deburring workpieces, in particular injection-molded parts.
Stand der TechnikState of the art
Ein solches Entgratwerkzeug umfasst eine mit einem rotierenden Antrieb verbindbare Drehachse mit einer Längsachse, zwei entlang der Drehachse voneinander beabstandet angeordnete und sich quer zu dieser erstreckende Aufspannteller mit jeweils äußeren Umfangsrändern. Ein Aufspannteller ist längsverschieblich und ein anderer fest an der Drehachse angeordnet. Eine zwischen den Aufspanntellern angeordnete Wendelfeder realisiert eine definierte Vorspannung zwischen den Aufspanntellern zum Aufspannen von mehreren an den Umfangsrändern zwischen den Aufspanntellern sich erstreckenden Drähten. Über einen Spindelantrieb angetrieben, bilden die Drähte einen Rotationskörper, welcher zum Abtragen des Grats entlang des Werkstücks geführt wird.Such a deburring tool comprises a rotational axis which can be connected to a rotating drive and has a longitudinal axis, two clamping plates arranged spaced apart from one another along the rotational axis and extending transversely thereto, each having outer peripheral edges. A mounting plate is longitudinally displaceable and another fixedly arranged on the axis of rotation. A coil spring arranged between the tensioning plates realizes a defined pretension between the tensioning plates for clamping a plurality of wires extending at the peripheral edges between the tensioning plates. Driven by a spindle drive, the wires form a body of revolution, which is guided to remove the burr along the workpiece.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
Das in dieser Druckschrift offenbarte Entgratwerkzeug umfasst eine in einen rotierenden Antrieb einspannbare zentrale Drehachse und zwei in Längsrichtung der Drehachse voneinander beabstandete und sich quer zu dieser erstreckende Aufspannteller, welche längsverschieblich an die Drehachse angeordnet und über eine Druckfeder voneinander beabstandet sind. An den äußeren Umfangsrändern der voneinander beabstandeten Aufspannteller sind mehrere einzelne Einzeldrähte zwischen den Platten erstreckend angeordnet, die sich im Wesentlichen kollinear zur Drehachse erstrecken. Bei der Rotation der Drehachse wölben sich diese zwischen den Aufspanntellern erstreckenden Drähte durch die Fliehkraft nach außen und bilden einen bauchig nach außen gewölbten Rotationsdrehkörper, wobei die zwischen den Aufspanntellern wirkende Druckfeder eine definierte Vorspannung realisiert. Das rotierende Entgratwerkzeug wird zur Durchführung des Entgratverfahrens mit dem Rotationsdrehkörper entlang des Werkstücks gefahren, also mit der Drehachse im Wesentlichen quer erstreckend zur Längsrichtung des zu entfernenden Grats.The deburring tool disclosed in this publication comprises a central axis of rotation which can be clamped in a rotating drive and two clamping plates which are spaced apart from one another and extend transversely thereto, which are arranged longitudinally displaceably on the axis of rotation and spaced from one another by a compression spring. At the outer circumferential edges of the spaced-apart chuck plates, a plurality of individual individual wires are arranged to extend between the plates, which extend substantially collinear with the axis of rotation. During the rotation of the axis of rotation, these wires extending between the clamping plates bulge outwards due to the centrifugal force and form a rotationally curved body which bulges outward in a convex manner, the pressure spring acting between the clamping plates realizing a defined pretensioning. The rotating deburring tool is moved to carry out the deburring process with the rotary rotary body along the workpiece, ie with the axis of rotation extending substantially transversely to the longitudinal direction of the ridge to be removed.
Dieses Entgratwerkzeug wird insbesondere eingesetzt zum Entfernen von Kanten an Objekten, insbesondere von Kunststoffteilen, besonders bevorzugt von Formtrenngraten, welche entlang der Stelle der Werkzeugtrennung (Trennung zwischen den beiden Werkzeughälften) an den Fügestellen der beiden Teile eines Spritzgießwerkzeugs entstehen.This deburring tool is used in particular for removing edges on objects, in particular of plastic parts, particularly preferably of mold release burrs, which arise along the location of the tool separation (separation between the two mold halves) at the joints of the two parts of an injection mold.
Eine weitere Vorrichtung dieser Art ist aus der
Nachteile am Stand der TechnikDisadvantages of the prior art
Dieses bekannte Verfahren und das zu dessen Umsetzung eingesetzte Entgratwerkzeug haben den Nachteil, dass die sich zwischen den Platten, parallel zur Drehachse erstreckenden Einzeldrähte relativ starre bzw. sogar irreversible Eigenschaften aufweisen, so dass ein verformter Einzeldraht nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Es kommt somit auch häufig zur Beschädigung der gewünschten Sollkontur des Objektes, weil die Einzeldrähte zu viel Material unkontrolliert abnehmen können. Insofern ist das bekannte Verfahren keinesfalls einsetzbar zur Entfernung von Formtrenngraten an im späteren Einbauzustand nach außen sichtbaren Stellen des Werkstücks bzw. Spritzgussteils. Das bekannte Verfahren ist insofern viel zu ungenau für die Bearbeitung von sichtbaren, hochwertigen Teilen.This known method and the deburring tool used for its implementation have the disadvantage that the individual wires extending parallel to the axis of rotation between the plates have relatively rigid or even irreversible properties, so that a deformed individual wire no longer returns to its original shape. It thus often comes to damage the desired nominal contour of the object, because the individual wires can lose too much material uncontrolled. In this respect, the known method is by no means applicable to the removal of mold release burrs at points of the workpiece or injection-molded part which are visible to the outside in the later installed state. The known method is far too inaccurate for the processing of visible, high-quality parts.
Wenn eine Kante eines Werkstücks zum Entfernen des Grates in das rotierende Werkzeug eingeführt bzw. das Entgratwerkzeug an dem Werkstück entlang geführt wird, werden die Einzeldrähte durch das Werkstück nach innen eingedrückt. Aufgrund der Materialeigenschaften der Einzeldrähte und der Federkraft, versuchen diese zwar in die Ursprungsstellung zurückzukehren, können diese aber nicht vollständig wieder einnehmen. Zudem ist die Federkraft zu gering, um die Einzeldrähte wieder möglichst in eine gerade Ausrichtung zu strecken. Dieses führt zu Prozessungenauigkeiten, da der gewünschte definierte Kurvenverlauf der Einzeldrähte nicht in jedem Fall eingenommen werden kann. Zudem führt dieses zu unsauberen Kantenverläufen, so dass keine Prozessabläufe mit gewünschten Produktqualitäten realisierbar sind. Aus diesem Grund sind die aus dem Stand der Technik bekannten Entgratwerkzeuge nicht für Werkstücke mit Sichtkanten einsetzbar, also Kanten, die für einen Betrachter im Einbauzustand sichtbar sind und zu einem späteren Zeitpunkt evtl. noch veredelt (lackiert, verchromt, etc.) werden.When an edge of a workpiece for removing the burr is inserted into the rotating tool or the deburring tool is guided along the workpiece, the individual wires are pressed inwards by the workpiece. Due to the material properties of the individual wires and the spring force, although these try to return to the original position, but they can not fully recover. In addition, the spring force is too low to stretch the individual wires again as possible in a straight alignment. This leads to process inaccuracies, since the desired defined curve of the individual wires can not be taken in each case. In addition, this leads to unclean edge curves, so that no process sequences with desired product qualities can be realized. For this reason, the known from the prior art deburring tools are not used for workpieces with visible edges, ie edges that are visible to a viewer in the installed state and at a later date possibly still refined (painted, chrome, etc.).
Dieses liegt auch daran, dass die Einzeldraht- oder Bündeleinspannung Ungenauigkeiten in Form von unterschiedlichen Spannungen zwischen den Einzeldrähten untereinander fördert, was ein Vor- oder Zurückstehen der Einzeldrähte bewirken kann. Daraus resultieren Ungenauigkeiten, die sich im Entgratbild negativ widerspiegeln. Eine gleichbleibende Distanz der Einzeldrähte zueinander lässt das aus dem Stand der Technik bekannte Aufspannkonzept nicht zu.This is also because the single-wire or bundle clamping promotes inaccuracies in the form of different voltages between the individual wires with each other, which can cause a forward or backward standing of the individual wires. This results in inaccuracies that are reflected negatively in the deburring image. A constant distance of the individual wires to one another does not allow the clamping concept known from the prior art.
Schließlich kann eine Beschädigung oder gar ein Reißen einzelner Einzeldrähte vorerst unbemerkt bleiben, da auch weniger Einzeldrähte der Druckspannung der Feder widerstehen. Das Entgratbild an den Werkstücken kann daher unbemerkt schlechter werden. Die Prozessfähigkeit ist für die Großserie insofern bedingt oder gar nicht gegeben. Zudem kann sich eine Unwucht bemerkbar machen, sofern nur bestimmte Einzeldrähte reißen.Finally, damage or even tearing of individual wires for the time being unnoticed remain, as fewer individual wires withstand the compressive stress of the spring. The deburring on the workpieces can therefore be unnoticed worse. The process capability for the mass production is conditional or not at all given. In addition, an imbalance can be noticeable if only certain individual wires break.
Zusammenfassend ist mit den bestehenden Entgratverfahren bei Spritzgussteilen für die Automobilindustrie maximal nur eine Bearbeitung von „Class B”-Flächen möglich, also von in Einbaulage für einen Betrachter nicht aus der Normalperspektive sichtbaren Flächen sowie die tragende Struktur eines Objektes.In summary, with the existing deburring methods for injection-molded parts for the automotive industry, only a maximum of machining of "Class B" surfaces is possible, that is to say surfaces which are not visible to a viewer from the normal perspective and the supporting structure of an object.
Aufgabetask
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere ein Entgratwerkzeug vorzusehen, das ein Entgraten auch von „Class A”-Sichtflächen, nämlich sichtbaren Freiformflächen im Exterieur- und Interieur-Bereich (sichtbare Stellen am Endprodukt) ermöglicht, ohne dass später bei den veredelten (lackierten, verchromten, etc.) Artikeln Oberflächendefekte sichtbar sind. Weil veredelte Kunststoffteile eine glänzende Gestalt annehmen, auf denen Oberflächendefekte direkt sichtbar sind und bei einem unveredelten Kunststoffteil nicht zum Vorschein kommen, wird ein besonders filigranes Entgratverfahren bzw. ein Entgratverfahren zur Herstellung von Werkstücken besonderer Güte gewünscht.Based on this prior art, the present invention seeks to at least partially avoid these disadvantages and in particular to provide a deburring, the deburring of "Class A" -surfaces, namely visible free-form surfaces in the exterior and interior area (visible places on the end product), without any later surface defects being visible on the finished (lacquered, chrome-plated, etc.) articles. Because refined plastic parts assume a shiny shape, on which surface defects are directly visible and do not appear in an unfinished plastic part, a particularly delicate deburring process or a deburring process for the production of workpieces of special quality is desired.
Erfindung/Technische LösungInvention / Technical Solution
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Entgratwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Entgratwerkzeug der eingangs genannten Art im Wesentlichen bereits dadurch gelöst, dass die Aufspannteller jeweils mehrere Umlenkelemente aufweisen, um welche sich ein einstückiges Seil mäanderförmig, sich also um die Umlenkpunkte durchgängig verlaufend hin- und zurück zwischen den Aufspanntellern erstreckt, dass die Umlenkelemente Umlenkrollen umfassen und dass die Umlenkrollen Bremsen umfassen oder Lagefixierungsmittel für das Seil vorgesehen sind. Das Seil ist vorzugsweise als Stahldrahtseil ausgebildet, kann aber je nach Einsatzbereich auch aus einem anderen zähen Material, z. B. einem Kunststoff wie KEVLAR bestehen. Bei der Rotation dieses Entgratwerkzeugs mit einem Antrieb, vorzugsweise mittels eines kompakten Schritt- oder Servomotors, entsteht durch das Seil eine Rotationsmantelfläche, welche durch die auf das Material des Werkstücks abgestimmten Materialeigenschaften und/oder den Aufbau des Seils selbst-tolerierend ist und somit nur den Grat entfernt, aber keinen ungewünschten Materialabtrag von der Sollkontur des Werkstücks vornimmt. Dabei sind die Umlenkpunkte vorzugsweise als Stifte ausgebildet, welche aus den Umlenkplatten radial nach außen abstehen, mitunter auch mit einer Rille, Kerbe oder dergleichen, durch welche das umlaufende Seil lagefixiert ist.This object is achieved by a deburring tool with the features of claim 1. According to the invention, the object is achieved in a deburring tool of the type mentioned essentially already in that the Aufspannteller each have a plurality of deflection, around which a one-piece rope meandering, ie to the deflection points extending continuously back and forth between the mounting plates extends, that the deflection elements comprise deflection rollers and that the deflection rollers comprise brakes or position fixing means are provided for the rope. The rope is preferably designed as a steel wire rope, but can also be made of another tough material, eg. As a plastic such as KEVLAR exist. During the rotation of this deburring tool with a drive, preferably by means of a compact stepper or servo motor, the rope produces a rotating jacket surface which is self-tolerant due to the material properties and / or the structure of the cable matched to the material of the workpiece and thus only the Burr away, but no unwanted material removal of the target contour of the workpiece makes. The deflection points are preferably formed as pins which protrude radially outward from the deflecting plates, sometimes with a groove, notch or the like, through which the circulating cable is fixed in position.
Erhöhte Standzeiten lassen sich durch Vergrößerung der Radien der Umlenkpunkte erzielen, wobei sich ein Radius von mindesten 4 mm als besonders zweckmäßig erwiesen hat.Increased service life can be achieved by increasing the radii of the deflection points, with a radius of at least 4 mm has proven to be particularly useful.
Durch die Umlenkrollen lassen sich besonders hohe Standzeiten an den Umlenkpunkten erzielen. Dabei hat sich gezeigt, dass diese Umlenkrollen zur Erzielung der gewünschten Standzeiten des Stahldrahtseils einen gewissen Mindestwirkdurchmesser aufweisen müssen. Als besonders vorteilhaft hat sich ein minimaler Wirkdurchmesser von 8 mm für die Umlenkrollen erwiesen. 8 mm stellt im Übrigen nahezu das kleinste Maß der speziellen Umlenkrollen auf dem Markt dar. Das Reduzieren der Durchmesser würde die Standzeit der Seile drastisch minimieren, sodass diese nach kürzester Einsatzzeit reißen würden. Größere Durchmesser würden das Werkzeug unnötig in dessen Gesamtdurchmesser vergrößern, so dass komplexe Geometrien mit engen Radien oder Geometrieverläufen nicht mehr entgratet werden könnten.Due to the pulleys, particularly long service life can be achieved at the deflection points. It has been shown that these pulleys to achieve the desired life of the steel wire rope must have a certain minimum effective diameter. Particularly advantageous is a minimum effective diameter of 8 mm for the pulleys has proven. Incidentally, 8 mm is almost the smallest size of the special pulleys on the market. Reducing the diameters would drastically reduce the service life of the ropes so that they would break after the shortest possible use time. Larger diameters would unnecessarily increase the tool in its overall diameter, so that complex geometries with narrow radii or geometry gradients could no longer be deburred.
Für die genaue Linienführung hat sich eine achsparallele Erstreckung der Seile von einer Halteplatte zur gegenüberliegenden als die besonders geeignetste Anordnung erwiesen, da bei dieser Anordnung keine auf das Seil wirkenden Querkräfte auftreten, die eine Bewegung („Umlaufen”) des Seiles hervorrufen. Man möchte zudem den Vorteil des Endlosseiles nutzen, um das Werkzeug schnell und einfach auswechseln zu können, wenn ein Seil verschleißen oder reißen sollte. Denn das Wechseln eines Seiles, das nur um die einzelnen Umlenkpunkte gelegt werden muss, ist naturgemäß wesentlich einfacher realisierbar als mehrere Einzelseile zwischen den Aufspanntellern neu einzuspannen.For the precise alignment, an axially parallel extension of the cables from one holding plate to the opposite has proven to be the most suitable arrangement, since in this arrangement no transverse forces acting on the cable occur, which cause a movement ("turning") of the cable. One would also like to take advantage of the endless rope to be able to replace the tool quickly and easily, if a rope should wear or tear. Because changing a rope, which only needs to be placed around the individual deflection points, is of course much easier to implement than re-clamping several individual cables between the tensioning plates.
Das Material der Umlenkrolle besteht aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid (PA), und die Umlenkrollen umfassen vorzugsweise Präzisionskugellager, besonders bevorzugt sind geschlossene Kugellager zur Reduzierung der Verunreinigung. Kugellager bewirken gewisse Vorzüge im Vergleich zu Gleitlagern, die sehr schnell zur Verschmutzung neigen. Eine erhöhte Reibung wäre die Folge.The material of the deflection roller is made of plastic, preferably of polyamide (PA), and the deflection rollers preferably comprise precision ball bearings, particularly preferred are closed ball bearings to reduce contamination. Ball bearings have certain advantages over plain bearings, which tend to become soiled very quickly. An increased friction would be the result.
Aufgrund dieses Mindest-Wirkdurchmessers der Umlenkrollen müssen diese aber bei zwei aneinander angrenzenden Umlenkrollen an einem Aufspannteller einen bestimmten Abstand zueinander (sog. Teilung) aufweisen, der durch den Mindestabstand von zwei nahezu angrenzenden Umlenkrollen an einem Aufspannteller begrenzt ist, aber vorzugsweise so ausgebildet ist, dass jeweils zwei auf einem ersten Aufspannteller auf der Mantelfläche aneinander angrenzende Umlenkrollen etwa um den Durchmesser einer Umlenkrolle voneinander beabstandet sind und die Umlenkrollen auf dem zweiten Aufspannteller dieselbe Teilung aufweisen, die Aufspannteller aber um einen Winkel bzw. ein Maß zueinander versetzt sind, der dem Durchmesser einer Umlenkrolle entspricht. Damit schließt sich also bei aufgespanntem Seil der Ablauftrum einer ersten Umlenkrolle an dem ersten Aufspannteller ein Auflauftrum einer zweiten Umlenkrolle an dem – gegenüberliegenden – zweiten Aufspannteller an, dessen Ablauftrum dann wieder übergeht zu einem Auflauftrum einer dritten Umlenkrolle an dem wiederum ersten Aufspannteller usw. Durch diese Ausbildung erstreckt sich das Seil kollinear zur Drehachse, womit Querkräfte auf das Seil während des Entgratprozesses vollständig vermieden werden und somit keine Rotation des Seils auftritt.Due to this minimum effective diameter of the deflection rollers, however, they must have a certain distance from each other (so-called division) in the case of two adjoining deflection rollers on a mounting plate, which by the minimum distance of two almost adjacent deflection rollers is limited to a chuck, but is preferably designed so that in each case two on a first Aufspannteller on the lateral surface adjacent pulleys are spaced from each other about the diameter of a guide roller and the pulleys on the second Aufspannteller have the same pitch, but the Aufspannteller to a Angle or a measure are offset from each other, which corresponds to the diameter of a deflection roller. Thus, when the rope is stretched, the tread of a first deflection roller on the first tensioning plate is followed by a circling strand of a second deflection roller on the - opposite - second tensioning plate whose running surface then merges again into a circling strand of a third deflection roller on the in turn first tensioning plate, etc. Through this Training the rope extends collinear to the axis of rotation, whereby lateral forces on the rope during the deburring process are completely avoided and thus no rotation of the rope occurs.
Diese Teilung, also die Anzahl der Umlenkrollen und der Abstand zwischen zwei angrenzenden Umlenkrollen auf einem Aufspannteller kann bedarfsgerecht angepasst werden. Vorzugsweise weisen die Umlenkrollen dieselben Wirkdurchmesser auf. Es ist aber auch prinzipiell denkbar, Umlenkrollen unterschiedlicher Durchmesser einzusetzen.This division, ie the number of pulleys and the distance between two adjacent pulleys on a mounting plate can be adjusted as needed. Preferably, the pulleys on the same effective diameter. But it is also conceivable in principle to use pulleys of different diameters.
Bei der Entwicklung der Erfindung hat sich gezeigt, dass der Verfahrensablauf und die Produktqualität abhängig sind von der Teilung (Abstand von einem Mittelpunkt eines Umlenkpunkts zum nächsten auf der Mantelfläche eines Aufspanntellers). Allgemein gilt, je kleiner die Teilung, desto weniger Seile sind pro Umdrehung bei gleichbleibender Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit im Eingriff. Über das Ändern dieser beiden Parameter kann das gewünschte Ergebnis bei unterschiedlichen Teilungen erzielt werden. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass eine 8er-Teilung zwar den Vorteil bewirkt, dass mehrere Seilabschnitte beim Entgratprozess belastet werden, was sich positiv auf die Standzeit des Seiles auswirkt und auch die Drehzahl verringert, jedoch muss der Werkzeugdurchmesser so groß ausgelegt werden, dass die Seilabschnitte parallel zueinander angeordnet sind. Aus diesem Grunde ist dieses Werkzeug je nachdem nicht mehr in der Lage, schmale Geometrieverläufe wie beispielsweise einen S-Verlauf gleichbleibend zu entgraten. Somit wird eine kleinere Teilung genutzt, vorzugsweise eine 6er-Teilung, die bewirkt, dass das Werkzeug den kleinstmöglichen Durchmesser annehmen kann. Ein Reduzieren des Durchmessers ist nicht ohne negative Einflüsse weiter möglich, da die einzelnen Abschnitte des Seils einen gewissen Freiraum zum Inneren des Werkzeugs in Richtung zur Drehachse besitzen müssen, welcher bei Zustellung der zu entgratenden Artikelgeometrie in Richtung der Drehachse je nachdem ausgeschöpft wird. Während dem Entgraten wird die bauchige Anordnung des Seiles durch Fliehkräfte aufgehoben und das Seil in Richtung der Werkzeugachse eingedrückt. Einerseits stellt sich der Effekt ein, dass sich das Seil bei größerer Zustellung weit um den zu entgrateten Bereich umlegt und anschmiegt, andererseits sind dieser Zustellung auch Grenzen gesetzt, da das gewünschte Ergebnis nur in einem bestimmten Zustellbereich erzielt werden kann. Dieses lässt nach Wunsch veränderbare bzw. steuerbare Ergebnisse zu, weil die beim Entgraten entstehenden Kräfte je nach Zustellung variieren und sich in gewissem Maße auch selbständig anpassen.In the development of the invention, it has been shown that the process sequence and the product quality are dependent on the pitch (distance from a center of a deflection point to the next on the lateral surface of a mounting plate). Generally, the smaller the pitch, the fewer ropes are engaged per revolution at the same speed and feed rate. By changing these two parameters, the desired result can be achieved at different pitches. It has been shown, for example, that a division of 8 has the advantage that several cable sections are loaded during the deburring process, which has a positive effect on the life of the rope and also reduces the speed, but the tool diameter must be designed so large that the Rope sections are arranged parallel to each other. For this reason, this tool is no longer in a position, depending on deburring narrow geometry curves such as an S-curve deburring. Thus, a smaller pitch is used, preferably a 6 pitch, which causes the tool to assume the smallest possible diameter. A reduction of the diameter is not possible without negative influences, since the individual sections of the rope must have a certain clearance to the interior of the tool in the direction of the axis of rotation, which is exhausted as the article to be deburred article geometry in the direction of the axis of rotation. During deburring the bulbous arrangement of the rope is lifted by centrifugal forces and pressed the rope in the direction of the tool axis. On the one hand, there is the effect that the cable with large delivery far around the area to be deburred and nestles, on the other hand, this delivery are also limits, since the desired result can be achieved only in a certain Zustellbereich. This allows for variable or controllable results if desired, because the forces arising during deburring vary depending on the delivery and, to a certain extent, adapt independently.
Eine zwischen den Aufspanntellern angeordnete Druckfeder mit linearer Kennlinie bezweckt einen nahezu gleichbleibenden Kraftanstieg über den gesamten Zustellbereich, wobei die dem Werkstück entgegenwirkende Kraft pro Millimeter Zustellung um ein bestimmtes Maß ansteigt. Die sich daraus ergebende Kennlinie kann durch die Auswahl der eingesetzten Druckfeder variiert werden.A arranged between the mounting plates compression spring with linear characteristic aims at a nearly constant increase in force over the entire delivery area, wherein the workpiece counteracting force per millimeter delivery increases by a certain amount. The resulting characteristic can be varied by selecting the compression spring used.
Eine Ausführungsform sieht eine solche Anordnung der Umlenkrollen an den Aufspanntellern vor, dass jeweils zwei sich an den Aufspanntellern gegenüberliegende Umlenkrollen ein Rollenpaar bilden, wobei die zweite Umlenkrolle des zweiten Aufspanntellers dort beginnt, wo die Umlenkrolle des ersten gegenüberliegenden Aufspanntellers endet. Somit erstreckt sich das zwischen einem solchen Umlenkrollenpaar gespannte Seil im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse. Der Versatz zum nächsten Umlenkrollenpaar ist dann distanziert von einem angrenzenden Umlenkrollenpaar, so dass sich das Seil nach dem Umlaufen eines Umlenkrollenpaars zum nächsten Umlenkrollenpaar schräg erstreckt. Gerade diese schräge Anordnung ruft beim „Eintauchen” des Werkstücks in das Werkzeug Querkräfte hervor, welche das Seil um die Umlenkrollen drehen bzw. „laufen” lassen. Geeigneter ist eine Anpassung der Durchmesser der Aufspannteller auf die genutzte Teilung und Umlenkrollengröße. Durch diese Abstimmung können alle Seilabschnitte zueinander parallel ausgerichtet werden. Querkräfte werden somit wirksam vermieden.One embodiment provides for such an arrangement of the deflection rollers on the mounting plates, that in each case two deflection rollers lying opposite one another form a pair of rollers, wherein the second deflection roller of the second mounting plate begins where the deflection roller of the first opposing mounting plate ends. Thus, the stretched between such Umlenkrollenpaar rope extends substantially parallel to the axis of rotation. The offset to the next Umlenkrollenpaar is then distanced from an adjacent Umlenkrollenpaar, so that the cable extends obliquely after the circulation of a Umlenkrollenpaars to the next Umlenkrollenpaar. Just this oblique arrangement causes the "dipping" of the workpiece in the tool shear forces that rotate the rope around the pulleys or "run". It is more suitable to adapt the diameter of the mounting plates to the utilized pitch and deflection roller size. By this vote all cable sections can be aligned parallel to each other. Transverse forces are thus effectively avoided.
Durch die Verwendung von kugelgelagerten Umlenkrollen mit einem entsprechenden Mindestdurchmesser, können die Standzeiten noch deutlich erhöht werden, so dass dieses eine besonders bevorzugte Ausführungsform darstellt.By using ball-bearing pulleys with a corresponding minimum diameter, the service life can be significantly increased, so this is a particularly preferred embodiment.
Die Umlenkrollen werden aber auch bei einem idealerweise stillstehenden, also nicht umlaufenden Seil benötigt, weil beim Eintauchen des Werkstücks in das Werkzeug die Beanspruchung des Seils an den Umlenkpunkten durch die Umlenkrollen reduziert wird. Ohne die Umlenkrollen wäre die Beanspruchung des Seils zu stark und die Standzeit somit zu gering.But the pulleys are also required in an ideally stationary, so not rotating rope, because when immersing the workpiece in the tool, the stress on the rope at the deflection points is reduced by the pulleys. Without the pulleys would be the Stress on the rope too strong and thus the service life too low.
Besonders gute Ergebnisse sind mit einem stillstehenden also lagefixierten Seil erzielbar, wozu entweder eine oder mehrere Bremsen zur Unterbindung einer Rotation des Seils vorgesehen sein können. Die Bremse kann z. B. eine oder mehrere O-Ringe an den Umlenkpunkten umfassen, welche das sich um die Umlenkpunkte erstreckende Seil elastisch verklemmen. Eine weitere Möglichkeit zur Lagefixierung besteht in dem Vorsehen von Seilendverbindungen an dem Seil, z. B. Kugeln, Seilkauschen oder dergleichen, welche auf die Enden des Seils aufgeschoben und sodann zur Verbindung der Enden zusammengepresst bzw. aufgespritzt oder mittels eines Lasers oder bekannter Schweißverfahren mit dem Seil unverlierbar verbunden werden. Diese Seilendverbindungen sind dann in Aufnahmeöffnungen einsetzbar, vorzugsweise vorgesehen in den Aufspanntellern. Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, ein geschlossenes Seil in Form einer geschlossenen Schlaufe einzusetzen. Diese beiden letzten Ausführungsformen haben den Vorteil, dass das Seil besonders einfach auswechselbar bzw. austauschbar ist, was die Wartung vereinfacht.Particularly good results can be achieved with a stationary, thus position-fixed rope, for which purpose either one or more brakes can be provided to prevent rotation of the rope. The brake can z. B. comprise one or more O-rings at the deflection points, which clamp the elastically extending around the deflection points rope. Another way to fix the position is the provision of Seilendverbindungen on the rope, z. As balls, rope thimbles or the like, which are pushed onto the ends of the rope and then compressed or sprayed to connect the ends or captively connected by means of a laser or known welding methods with the rope. This Seilendverbindungen are then used in receiving openings, preferably provided in the mounting plates. Finally, it is also possible to use a closed rope in the form of a closed loop. These two last embodiments have the advantage that the rope is particularly easy replaceable or exchangeable, which simplifies maintenance.
Der Einsatz von Umlenkrollen machte das Bremsen bzw. das Sichern des Seiles im Verlauf der Entwicklung unnötig. Es hat sich herausgestellt, dass bei orthogonaler Ausrichtung (90°) des Entgratwerkzeugs zum höchsten Punkt des Grates am Artikel, alle auftretenden Querkräfte erheblich minimiert bzw. nahezu vermieden werden konnten, sodass das Seil kaum noch das Verlangen nach Bewegung besitzt. Durch diese Ausbildung entstehen somit keine ungewöhnlich hohen Kräfte mehr in den Umlenkbereichen, welche bei anderen Ausgestaltungen zu einem Riss des Seils führen können.The use of pulleys made braking or securing the rope unnecessary in the course of development. It has been found that with orthogonal orientation (90 °) of the deburring tool to the highest point of the ridge on the article, all occurring lateral forces could be significantly minimized or almost avoided, so that the rope has barely the desire for movement. By this training, therefore, no abnormally high forces arise more in the deflection, which can lead to a tear of the rope in other embodiments.
Der zu bearbeitende Artikel bzw. das Werkstück wird waagerecht in dessen Artikelaufnahme aufgespannt, welche bereits eine Schräglage zur Werkzeugentformungsrichtung beim Spritzgießvorgang darstellt. Der höchste Punkt des Formtrenngrates zeigt somit waagerecht vom Artikel weg und kann daher mit senkrecht ausgerichtetem Entgratwerkzeug bestmöglich erreicht und entgratet werden. Des Weiteren wird mithilfe dieses Konzeptes das Teachen des Roboters vereinfacht, welcher das Entgratwerkzeug führt, da das Werkzeug zum größten Teil nur noch in zwei Ebenen (Waagerechte, Senkrechte) bewegt werden muss. Zwar sind beide Konzepte – erstens das Bewegen des Artikels mittels Roboter bei feststehendem Entgratwerkzeug und zweitens das Bewegen des Entgratwerkzeugs mittels Roboter bei feststehendem Artikel – denkbar, jedoch empfiehlt sich aufgrund von diversen Vorteilen prozesstechnisch letzteres. Ein Anstellen des Werkzeugs in einem bestimmten Winkel zum Artikel ist fast unerheblich, solange der Formtrenngrat aufgrund des Designs des Artikels nicht aus dessen Lage „verspringt”. Nur Bereiche an Artikeln, die nicht in Entformungsrichtung des Spritzgießwerkzeugs liegen, können nur mithilfe der Bewegung mehrerer Achsen des Roboters mit dem Entgratwerkzeug erreicht werden. Das Prinzip wird hingegen beibehalten, dass das Werkzeug bestenfalls immer orthogonal zum höchsten Punkt des Formtrenngrates ausgerichtet wird. Mit Werkstücken, die eine durchgängig waagerechte Ausrichtung benötigen, kann auch mit Linearsystemen verfahren werden, anstelle eines 6-Achsen-Roboters. Diese sind meist in der Anschaffung günstiger.The article or workpiece to be machined is clamped horizontally in its article receptacle, which already represents an inclined position to the tool demolding during injection molding. The highest point of the deburring burr thus points horizontally away from the article and can therefore be achieved and deburred in the best possible way with a vertically aligned deburring tool. Furthermore, this concept simplifies the teach-in of the robot, which guides the deburring tool, since for the most part the tool only has to be moved in two levels (horizontal, vertical). Although both concepts are conceivable - firstly moving the article by means of a robot with a fixed deburring tool and secondly moving the deburring tool by means of a robot while the article is stationary - the latter is recommended due to various advantages in terms of process technology. Adjusting the tool at a certain angle to the article is almost insignificant, as long as the parting ridge does not "jump" out of position due to the design of the article. Only areas on articles that are not in the direction of removal of the injection mold can only be reached by moving several axes of the robot with the deburring tool. The principle is maintained, however, that the tool is at best aligned always orthogonal to the highest point of the mold parting ridge. With workpieces that require a consistently horizontal alignment, it is also possible to move with linear systems instead of a 6-axis robot. These are usually cheaper to buy.
Die Verwendung eines Stahldrahtseiles, vorzugsweise aus Edelstahl erzielte besonders gute Ergebnisse. Erst durch ein möglichst flexibles Seil ist das Entgraten an und auf Sichtflächen möglich, ohne dass eine unerwünschte Änderung des Artikeldesigns (Sollkontur) hervorgerufen wird. Durch Änderung der Druckfederkraft, Vorspannung und Distanz zwischen den Aufspanntellern (Wirklänge der Seilabschnitte) lässt sich der anschmiegsame Effekt des Entgratwerkzeugs filigran bedarfsgerecht abstimmen.The use of a steel wire rope, preferably made of stainless steel achieved particularly good results. Deburring on and on visible surfaces is only possible by means of a rope that is as flexible as possible, without causing an undesirable change in the article design (nominal contour). By changing the compression spring force, preload and distance between the mounting plates (effective length of the cable sections), the cuddly effect of the deburring tool can be fine-tuned as required.
Erfindungsgemäße Seile, also geschlossene Seile in Form einer Schlaufe und doch relativ geringen Durchmessern, insbesondere Drahtseile existieren am Markt bislang nicht, so dass ein solches – geschlossenes – Drahtseil im Rahmen der Erfindung erst entwickelt werden musste. Das Verbinden der freien Enden des Stahldrahtseils kann auf unterschiedliche Weise erfolgen; entweder durch Einsatz von Seilendverbindern oder durch Verspleißen.Ropes according to the invention, that is to say closed ropes in the form of a loop and yet relatively small diameters, in particular wire ropes, have hitherto not existed on the market, so that such a closed wire rope only had to be developed in the context of the invention. The joining of the free ends of the steel wire rope can be done in different ways; either by using rope end connectors or by splicing.
Durch den Einsatz von Umlenkrollen zur Reduzierung der Reibung und/oder das parallele Aufspannen der Seile, werden beim Prozess auf das Seil wirkende Querkräfte soweit vermieden, dass auch ein fest eingespanntes Seil eingesetzt werden kann. Diese Lösung eignet sich aus diesem Grund besser, da keine Verbindungsstelle des Drahtseils existiert, die unregelmäßig während dem Entgraten in Eingriff kommen kann. Durch diese Ausbildung können folglich konfektionierte Seile mit Seilendverbindungen, auch Terminals genannt, eingesetzt werden. Diese werden z. B. in eine Senke an den Aufspanntellern eingehängt und vermeiden ein Herausspringen des Seiles bei Aufspannung. Es handelt sich nun um Seile einer bestimmten Länge, die beidseitig an ihren Enden Seilendverbindungen (vornehmlich Kugeln) besitzen. Diese Terminals werden nach Stand der Technik entweder aufgepresst oder aufgespritzt. Für die Fertigung sind insbesondere Seile einer bestimmten Länge geeignet und können wahlweise eingesetzt werden. Als „Endlosseil” wird im Sinne der Erfindung ein von einer Rolle entnommenes Seil bezeichnet, welches von der Rolle entnommen, abgelängt und die Enden schließlich zur Bildung einer geschlossenen Schlaufe miteinander verbunden werden, was z. B. mittels Knoten, Spleißen, Lasern, Quetschen, etc. erfolgen kann. Konfektionierte Seile sind bereits vom Hersteller abgelängte Seile, die mit Seilendverbindungen (Seilendterminals) versehen sind. Vorzugsweise werden für die Erfindung konfektionierte Seile eingesetzt. Geschlossene Seilschlaufen sind erfahrungsgemäß in der Anschaffung günstiger, konfektionierte Seile lassen sich hingegen schneller und einfacher in das Entgratwerkzeug einspannen.Through the use of pulleys to reduce friction and / or the parallel clamping of the cables, lateral forces acting on the rope during the process are avoided to the extent that even a tightly clamped rope can be used. This solution is better for this reason, since there is no connection point of the wire rope, which can irregularly engage during deburring. Consequently, prefabricated cables with cable end connections, also termed terminals, can be used by this design. These are z. B. hung in a sink on the mounting plates and avoid jumping out of the rope when tensioned. These are now ropes of a certain length, which have on both sides at their ends Seilendverbindungen (primarily bullets). These terminals are either pressed or sprayed on according to the prior art. Ropes of a certain length are particularly suitable for the production and can be used optionally. As an "endless rope" is referred to in the context of the invention, a taken from a roll rope, which is taken from the roll, cut to length and the Finally, ends are joined together to form a closed loop, which z. B. by means of nodes, splices, lasers, squeezing, etc. can take place. Prefabricated ropes are ropes that have already been cut to length by the manufacturer and are equipped with rope end connections (rope end terminals). Prefabricated ropes are preferably used for the invention. Closed rope loops are, according to experience, cheaper to buy, but pre-fabricated ropes can be clamped into the deburring tool faster and easier.
Eine Lagefixierung des Stahldrahtseils kann z. B. erfolgen über das Einhängen der Seilendverbindung innerhalb eines der beiden Aufspannteller oder alternativ in beiden Aufspanntellern. Hierzu kann in einem Aufspannteller oder in beiden Aufspanntellern seitlich ein Schlitz mit einer anschließenden Senke vorgesehen sein, in welchen die Seilendverbindung, vornehmlich eine Kugel, eingelegt wird.A position fixation of the steel wire rope can z. B. via attaching the Seilendverbindung within one of the two Aufspannteller or alternatively in both Aufspanntellern. For this purpose, in a mounting plate or in both mounting plates laterally a slot may be provided with a subsequent depression, in which the Seilendverbindung, primarily a ball is inserted.
Zur Verwirklichung eines einfachen unverlierbaren Einsatzes des Seils auf dem Entgratwerkzeug wird vorzugsweise ein Schnellspannsystem eingesetzt. Zudem oder alternativ kann ein Sicherungsring, beispielsweise ein Klemmring mit Schnellspanner als Abdeckschutz eingesetzt werden. Diese Maßnahme verhindert ein Herausspringen des Seilendes samt Terminals (Seilendverbindung) bei möglicher Entlastung des Werkzeugs. Das Klemmen ist dann auch nicht mehr notwendig, weil das Seil keine Möglichkeit zur Lösung hat. Eine Entlastung tritt beispielsweise beim Reißen des Seiles auf. Ein Umherschlagen eines gerissenen Seiles wird somit vermieden.To realize a simple captive use of the rope on the deburring a quick-release system is preferably used. In addition or alternatively, a locking ring, such as a clamping ring with quick release as cover protection can be used. This measure prevents jumping out of the rope end including terminals (Seilendverbindung) with possible relief of the tool. Clamping is then no longer necessary because the rope has no way to solve. Relief occurs, for example, when tearing the rope. A wandering of a broken rope is thus avoided.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Entgratwerkzeugen konnte immer nur ein kleiner Bereich etwa in der Mitte der einzelnen Drähte (ca. 4 mm Länge) zum Entgraten genutzt werden. Die übrige Länge der Drähte diente nur zur Aufspannung am oberen und unteren Ende am Aufspannteller. Um die wirtschaftliche Ausnutzung des erfindungsgemäßen Seils zu realisieren, kann das Entgratwerkzeug eine Transportvorrichtung für das Seil umfassen, z. B. mit einer drehbaren Spule. Diese Transportvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, um das Seil nach einer bestimmten Anzahl an Arbeitsgängen entweder automatisch oder manuell weiterzubewegen, so dass die verschlissenen Seilbereiche (z. B. 12 Stück bei einer 2 × 6er-Teilung) aus dem Eingriffsbereich in der Mitte des Werkzeugs heraus bewegt werden und unversehrte ungenutzte Seillängen in Eingriff gelangen. Durch diese Vorgehensweise wird eine vielfache Ausnutzung des Seiles realisiert und die Rüstvorgänge werden zudem durch diese Ausbildung weiter reduziert, was die Wirtschaftlichkeit verbessert. Das geschlossene Seil bzw. die Seilschlaufe wird über Kreuz um den Spulenteller in einer dafür vorgesehenen abgerundeten Nut um die Mantelfläche des Aufspanntellers eingelegt und die Seilkauschen an den Enden der Seilschlaufe werden in Senken, z. B. ausgebildet in der Stirnfläche des Aufspanntellers, eingelegt. Mittels einer zwischen der Spule und dem drehfest mit der Achse verbundenen Aufspannteller wirkenden Verzahnung kann die Spule je nach Umdrehung getaktet bewegt werden. Die Anzahl der Zähne gibt den Weg eines Taktes vor. Das Seil kann somit um eine volle Wirklänge des zwischen zwei Umlenkrollen aufgespannten Seils weiter getaktet werden, so dass jeder Bereich des Seils zum Entgraten genutzt wird. Das Weitertakten kann aber auch manuell erfolgen.In deburring tools known from the prior art, only a small area in the middle of the individual wires (about 4 mm in length) could always be used for deburring. The remaining length of the wires was used only for clamping at the top and bottom of the mounting plate. In order to realize the economic utilization of the rope according to the invention, the deburring tool may comprise a transport device for the rope, z. B. with a rotatable coil. This transport device is preferably designed to move the cable either automatically or manually after a certain number of operations, so that the worn cable regions (eg 12 pieces in a 2 × 6 parting) leave the engagement region in the center of the tool be moved and engage unused unused cable lengths. By this approach, a multiple utilization of the rope is realized and the setup operations are also further reduced by this training, which improves the economy. The closed rope or the rope loop is placed crosswise around the reel plate in a designated groove provided around the outer surface of the mounting plate and the rope thimbles at the ends of the cable loop are in sinks, z. B. formed in the end face of the mounting plate, inserted. By means of a gear acting between the coil and the rotatably connected to the axle chuck toothing, the coil can be moved clocked depending on the rotation. The number of teeth dictates the path of a bar. The rope can thus be further clocked by a full effective length of the rope spanned between two pulleys, so that each area of the rope is used for deburring. The indexing can also be done manually.
Das Seil wird seitlich an dem feststehenden Aufspannteller unterhalb der Spule so kreuzend geführt, dass bei der Drehung der Spule an dem einen Seilende gezogen und an dem anderen Seilende nachgegeben wird zur Realisierung des getakteten Seilumlaufs. Durch Ausbildung bestimmter Zähnezahlen zwischen Ratsche und Spule wird bei Rotation der Spule eine Linearbewegung des Seils im gewünschten Maße verwirklicht und kann auch durch Änderung der Zähnezahlen bzw. Ratschenausbildung bedarfsgerecht angepasst werden. Mittels eines Umschalthebels ist die Richtung der Ratsche und somit der Seilumlauf änderbar und kann vom Werker auch für den Seiltausch betätigt werden.The rope is guided laterally crossing on the fixed mounting plate below the coil so that pulled at the rotation of the coil at the one end of the rope and given in at the other end of the rope to realize the cycled rope circulation. By forming certain numbers of teeth between the ratchet and coil a linear movement of the rope is realized to the desired extent during rotation of the coil and can also be adjusted as needed by changing the number of teeth or ratchet training. By means of a switching lever, the direction of the ratchet and thus the rope circulation is changeable and can be operated by the worker also for the rope exchange.
Vorzugsweise ist ferner eine Verdrehsicherung der Aufspannteller auf der Drehachse vorgesehen, z. B. in Form einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung oder mittels einer Passfeder. Auf diese Weise wird durch unterschiedliche Massenträgheitsmomente eine hinterhereilende Bewegung des mindestens einen beweglichen Aufspanntellers kompensiert. Die fehlende Verdrehsicherung hat beim Stand der Technik mitunter zu einer Verdrehung und somit zu einer höheren Beanspruchung der Einzeldrähte geführt. Durch die vorgeschlagene Verdrehsicherung wird dieses Problem wirksam ausgeschlossen, so dass das Entgratwerkzeug somit abhängig von der Drehzahl des Werkzeugs und der im Betrieb eintauchenden Werkstückkontur ist. Aus diesem Grunde nehmen die Drähte je nach Drehzahl eine nicht definierte schräge Lage in Bezug auf die Werkzeugachse ein. Das Entgratergebnis kann daher stark variieren.Preferably, a rotation of the mounting plate is also provided on the axis of rotation, z. B. in the form of a positive shaft-hub connection or by means of a feather key. In this way, a rear-hemming movement of the at least one movable clamping plate is compensated by different mass moments of inertia. The lack of anti-rotation has sometimes led in the prior art to a twist and thus to a higher stress on the individual wires. Due to the proposed rotation, this problem is effectively excluded, so that the deburring tool is thus dependent on the rotational speed of the tool and the workpiece contour dipping during operation. For this reason, the wires take depending on the speed of an undefined oblique position with respect to the tool axis. The deburring result can therefore vary greatly.
Bei einem gattungsgemäßen Entgratverfahren wird die eingangs genannte Aufgabe bereits dadurch gelöst, dass während des Entgratprozesses bzw. -vorgangs auftretende Kräfte zur Realisierung einer permanent einheitlichen Anpresskraft erfasst werden. Auf diese Weise werden die beim Stand der Technik auftretenden zu hohen Anpresskräfte, welche eine ungewünschte Veränderung der Sollkontur an dem Werkstück hervorrufen können, wirksam vermieden.In a generic deburring method, the object mentioned at the outset is already achieved by detecting forces occurring during the deburring process or process for realizing a permanently uniform contact force. In this way, occurring in the prior art too high contact forces, which can cause an undesirable change in the desired contour on the workpiece, effectively avoided.
Vorzugsweise werden Kräfte und Momente über einen Kraft-Momenten-Sensor erfasst. Eine besonders genaue Prozessgestaltung ist mittels eines 6-Achsen-Kraft-Momenten-Sensors realisierbar. An diesen kann durch die vorhandenen Schnittstellen, beispielsweise Ethernet, Ethernet/IP, DeviceNet und ein CAN-Bus Interface, etc. eine Schnittstellen-Kompatibilität für eine Vielzahl von Anwendungen bereitgestellt werden. Die Sensoren lassen sich für diverse Bearbeitungsaufgaben wie Entgraten, Schleifen und Polieren, ebenso verwenden. Diese Sensoren können sehr geringe Kräfte und Momente erfassen. Mit diesen ist es sogar möglich, schwierige Montage-, Bearbeitungs- und Finish-Aufgaben zu automatisieren, die bisher nur von Hand oder durch komplexe Sondermaschinen ausgeführt werden konnten, weil diese Sensoren in allen sechs Freiheitsgraden sowohl Kräfte als auch Momente erfassen können. Die Signalausgabe erfolgt vorzugsweise über Highspeed Ausgänge via Ethernet oder CAN, so dass auch hochdynamische Regelungskonzepte realisierbar sind. Zur Fernüberwachung kann ein solcher Sensor einfach mit dem vorhandenen Netzwerk verbunden werden. Über ein Webinterface lassen sich die Systemeinstellungen konfigurieren, anzeigen und einstellen. Eine Visualisierung der Sechs-Achsen-Messungen ist in Echtzeit möglich. Auch eine Kabelbrucherkennung, ein Überlastschutz und eine Temperaturkompensation sind typische Leistungsmerkmale eines solchen Sensors. Das System besteht vorzugsweise aus dem Sensor, abgeschirmten robotertauglichen (schleppfähigen) DeviceNet-Kabeln und einer Net-Box mit einer Schnittstelle, insbesondere Ethernet und DeviceNet/Can-Bus-Schnittstelle. Durch den 6-Achsen-Kraft-Momenten-Sensor ist ein Riss des Seils sofort erkennbar. In einem solchen Fall geht die Kraft gegen Null, der Roboter stellt bis zu einem gewissen Bereich zu und registriert keine weitere Krafterhöhung. Sodann schaltet der Roboter ab und gibt eine Fehlermeldung aus. Vorzugsweise wird ein Software-Endschalter programmiert, da sonst die nicht endende Korrektur zu einer Kollision führen würde. Beim Einprogrammieren des Kurvenverlaufs der Sollkontur für die Bearbeitung (Teachen) werden markante, frei gewählte Punkte entlang der zu bearbeitenden Kontur manuell mit dem Roboter abgefahren. Der Sensor erfasst das manuelle Ziehen und Drücken am Roboterkopf und das Bewegen des Roboters per Hand. Der Roboter kann aber auch über den üblicherweise verwendeten Joystick des Teach-Panels wie gewohnt verfahren werden. Sind die groben Teachpunkte gesetzt, beginnt der Ablauf der Lernfahrt. Diese ist ein Bestandteil der Software. Somit ist der genaue Bahnverlauf der Sollkontur genau programmiert und die vorgegebene Kraft wird systemseitig während dem Entgratprozess gehalten. Während dem Entgraten verfährt der Roboter dann kraftgeführt. Weicht die Kraft ab, so wird die Bahn korrigiert. Bauteil- und Lagetoleranzen können fortan vernachlässigt werden. Des Weiteren kann eine Geschwindigkeitsoption in das Roboterprogramm eingefügt werden. Diese Funktionalität hält einen konstanten Bearbeitungsdruck des Roboters durch Änderung der Robotergeschwindigkeit bei. Wenn sich der Grat entlang einer Bearbeitungsbahn ändert, kann hiermit eine kontrollierte Abtragleistung am Bauteil erzielt werden. Das aufgrund elastischen Aufbaus ohnehin schon tolerierende Entgratwerkzeug verfährt somit eine „saubere” Bahn, womit ein sicherer Prozess entsteht.Preferably, forces and moments are detected via a force-moment sensor. A particularly accurate process design is by means of a 6-axis force-torque sensor feasible. It can be provided interface compatibility for a variety of applications through the existing interfaces, such as Ethernet, Ethernet / IP, DeviceNet and a CAN bus interface, etc. The sensors can also be used for various machining tasks such as deburring, grinding and polishing. These sensors can detect very small forces and moments. With these, it is even possible to automate difficult assembly, machining and finishing tasks that previously could only be performed by hand or by complex special machines, because these sensors can detect both forces and moments in all six degrees of freedom. The signal output is preferably via high-speed outputs via Ethernet or CAN, so that even highly dynamic control concepts can be realized. For remote monitoring, such a sensor can easily be connected to the existing network. The system settings can be configured, displayed and set via a web interface. A visualization of the six-axis measurements is possible in real time. Cable break detection, overload protection and temperature compensation are also typical features of such a sensor. The system preferably consists of the sensor, shielded robotic (towable) DeviceNet cables and a net box with an interface, in particular Ethernet and DeviceNet / Can-Bus interface. Due to the 6-axis force-moment sensor, a crack of the rope is immediately recognizable. In such a case, the force goes to zero, the robot increases up to a certain range and registers no further force increase. The robot then switches off and issues an error message. Preferably, a software limit switch is programmed, otherwise the non-ending correction would lead to a collision. When programming the curve shape of the target contour for machining (teaching), striking, freely selected points along the contour to be machined are manually traversed with the robot. The sensor detects manual pulling and pushing on the robot head and moving the robot by hand. However, the robot can also be moved as usual via the commonly used joystick of the teach panel. Once the coarse teach points have been set, the course of the learn run begins. This is part of the software. Thus, the exact trajectory of the desired contour is programmed precisely and the predetermined force is maintained on the system side during the deburring process. During deburring, the robot then moves with power. If the force deviates, the orbit is corrected. Component and position tolerances can henceforth be neglected. Furthermore, a speed option can be added to the robot program. This functionality maintains a constant machining pressure of the robot by changing the robot speed. If the burr changes along a machining path, a controlled removal rate can be achieved on the component. The deburring tool, which is already tolerant due to the elastic structure, thus moves a "clean" path, which creates a safe process.
Beim Entgraten, also durch die Rotation des Seils gebildeten Rotationsmantelfläche mit dem Werkstück, können Ladungsunterschiede entstehen, welche eine Aufladung des Bauteils bewirken können und somit eine Staub- und Schmutzanhaftung verursachen. Diese Anhaftungen sind in Form von Oberflächenunruhen, Stippen bzw. Pickeln nach dem Lackierprozess sichtbar. Da diese Oberflächendefekte nicht nur auf der entgrateten Fläche, sondern auch in deren Nähe erkennbar sind, hat sich gezeigt, dass sich Staub oder abgetragenes Material auf und an der bearbeiteten Fläche ablegt. Dieser Effekt tritt häufig aufgrund von Ladungsunterschieden an Kunststoffartikeln auf. Bei der bevorzugten Verfahrensdurchführung können diese Anhaftungen von Staub und Schmutz, durch die Durchführung ladungsreduzierender Maßnahmen verhindert werden, wie z. B. das Ionisieren, die Ladungsableitung mittels Bürsten, vorzugsweise unter Verwendung von Carbonbürsten, Straußenfedern oder das Vor- oder Nacheilen mittels antistatischen Materialien, bzw. solche, die Ladungen ableiten oder neutralisieren. Sollten also die Unruhen nur durch Staub und Schmutz hervorgerufen werden, kann durch Integration eines der vorher beschriebenen Verfahren eine weitere Nachbearbeitung – ein Finish-Prozess – entfallen.When deburring, so formed by the rotation of the rope rotating surface with the workpiece, charge differences can arise, which can cause a charge of the component and thus cause dust and dirt adhesion. These adhesions are visible in the form of surface ripples, specks or pimples after the painting process. Since these surface defects can be seen not only on the deburred surface, but also in their vicinity, it has been shown that dust or removed material deposited on and on the machined surface. This effect often occurs due to differences in the charge of plastic articles. In the preferred method implementation, these adhesions of dust and dirt, by carrying out charge-reducing measures can be prevented, such. As the ionization, the charge dissipation by means of brushes, preferably using carbon brushes, ostrich feathers or the forward or lagging by means of antistatic materials, or those that derive or neutralize charges. Thus, if the disturbances are caused only by dust and dirt, by integrating one of the previously described methods a further post-processing - a finish process - can be omitted.
Besonders gut lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Entgratwerkzeug komplexe Radien in Form von Kurven- oder Flächenverläufen bearbeiten, von denen ein Grat abgetragen werden soll. Durch die vorgeschlagene Vorrichtung wird gerade genug Material abgetragen, um einen feinen Grat zu entfernen, aber keinesfalls das Design des Artikels, also die Sollkontur verändert oder gar beschädigt.Particularly well can be processed with the Entgratwerkzeug invention complex radii in the form of curves or surface curves, of which a burr is to be removed. The proposed device just enough material is removed to remove a fine burr, but in no way changed the design of the article, so the target contour or even damaged.
Zum Antrieb der Drehachse des Entgratwerkzeugs kann jede handelsübliche Antriebseinheit eingesetzt werden. Elemente wie Wendeschalter, Umrichter oder alternative Komponenten bzw. Steuerungselemente innerhalb der Prozesssteuerung/-regelung, halten die Möglichkeit offen, auch die Drehzahl, Drehrichtung, Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen, etc. des Entgratwerkzeugs zu verändern. Auch der Einsatz einer Entgratspindel oder eines Antriebes (elektrisch, pneumatisch, etc.) angeflanscht an den Roboter ist möglich. Vorzugsweise wird ein 6-Achsen-Kraft-Momenten-Sensor zwischen dem Roboterflansch und der Antriebseinheit (Spindel, Motor, etc.) beziehungsweise der Werkstückaufnahme eingesetzt, so dass in Abhängigkeit von der Prozessgestaltung – entweder wird das Werkstück bzw. der Artikel oder das Werkzeug mittels des Roboters geführt – auftretende Bauteiltoleranzen berücksichtigt und Entgratspur-Korrekturen vorgenommen werden können. Bauteiltoleranzen zwischen mehreren Fertigungslosen, Lagetoleranzen innerhalb der Artikelaufnahmen, etc. können während dem Entgratprozess in Echtzeit erkannt und ausgeglichen werden. Der Kraftsensor, vorzugsweise als 6-Achsen-Kraft-Momenten-Sensor ausgebildet, kommuniziert mit der Robotersteuerung, welche infolgedessen eine Bahnkorrektur vornimmt. Eine gleichbleibende Zustellung bzw. eine daraus resultierende Kraft ist somit gewährleistet.For driving the axis of rotation of the deburring tool, any commercially available drive unit can be used. Elements such as reversing switches, inverters or alternative components or control elements within the process control / regulation, keep open the possibility to also change the speed, direction of rotation, acceleration and deceleration ramps, etc. of the deburring tool. The use of a deburring spindle or a drive (electric, pneumatic, etc.) flanged to the robot is also possible. Preferably, a 6-axis force-torque sensor between the robot flange and the drive unit (spindle, motor, etc.) or the workpiece holder is used, so that, depending on the process design - either the workpiece or the article or the tool guided by the robot - occurring component tolerances considered and deburring track corrections can be made. Component tolerances between multiple batches, positional tolerances within article fixtures, etc. can be detected and compensated in real time during the deburring process. The force sensor, preferably designed as a 6-axis force-moment sensor, communicates with the robot controller, which consequently makes a path correction. A consistent delivery or a resulting force is thus guaranteed.
Auch der Teachvorgang des Roboters (Anlernen und Programmieren der Entgratspur) wird ungemein vereinfacht. Die Zustellung der Seile des Entgratwerkzeugs in die Kontur des Werkstücks kann vereinfacht ausgeführt werden. Der Kraftsensor kann einbestellt werden, um anzugeben, wann eine bestimmte Gegenkraft durch die Zustellung erzeugt ist, so dass erstmalig ein kontinuierlicher und gleichbleibender Entgratprozess realisierbar ist. Vorzugsweise ist eine spezielle Sensorik (z. B. in Form eines optoelektronischen Sensors oder unter Verwendung von Lichtleitertechnik, etc.) zur Überprüfung von Defekten am Seil vorgesehen, welche z. B. den Entgratprozess stoppt und ggf. eine Störung meldet. Ab diesem Zeitpunkt kann das Entgratwerkzeug aufgrund seiner „anschmiegsamen” und somit selbsttolerierenden Eigenschaft auftretende Toleranzen automatisch kompensieren und eliminieren.The teaching process of the robot (teach-in and programming of the deburring track) is also greatly simplified. The delivery of the ropes of the deburring tool into the contour of the workpiece can be carried out in a simplified manner. The force sensor can be ordered to indicate when a certain counterforce is generated by the delivery, so that for the first time a continuous and consistent Entgratprozess is feasible. Preferably, a special sensor system (eg in the form of an optoelectronic sensor or using optical fiber technology, etc.) is provided for checking defects on the cable, which z. B. stops the deburring and possibly reports a fault. From this point on, the deburring tool can compensate and eliminate automatically due to its "cuddly" and thus self-tolerant property occurring tolerances.
Besonders gute Entgrat-Ergebnisse werden mit einem Gleichlauf-Entgraten am Werkstück erzielt. Hierbei bewegt sich das Seil des rotierenden Werkzeugs im Eingriffsbereich in Richtung des Vektors der Werkstückvorschubrichtung. Die Kraft ist im Gegensatz zum Gegenlauf-Entgraten beim Gleichlauf-Entgraten unmittelbar bei Seileintritt am größten, nimmt dann aber kontinuierlich ab. Der Materialabtrag wird zum Seilaustritt hin immer dünner bis dieser schließlich abgeschält wird, wodurch eine im Verhältnis zur Gegenlaufbearbeitung glattere Oberfläche entsteht.Particularly good deburring results are achieved with a synchronous deburring on the workpiece. In this case, the rope of the rotating tool moves in the engagement region in the direction of the vector of the workpiece feed direction. In contrast to counter-run deburring during synchronized deburring, the force is greatest immediately at the cable entry, but then decreases continuously. The material removal becomes thinner towards the rope outlet until it is finally peeled off, which results in a smoother surface in relation to the mating operation.
Das Entgratverfahren kann entweder alleinstehend oder aber in Kombination mit weiteren beispielsweise Entgrat-, Schneid-, Schleif-, oder Polierverfahren durchgeführt werden. So kann bei einer Werkstückaufspannung auf eine robotergeführte Werkstückvorrichtung das Werkstück wahlweise an einer oder mehreren Bearbeitungsstationen entlang geführt werden. Neben dem roboterunterstützten Führen des Entgratwerkzeugs entlang eines feststehenden Werkstücks kann mithin auch oder alternativ eine Bewegung des Werkstücks erfolgen, was vorzugsweise ebenfalls roboterunterstützt erfolgt. Um Bearbeitungszentren möglichst klein zu gestalten, können gleichzeitig bis zu vier Roboter gesteuert werden, wobei die Roboter gemeinsam Werkstücke bearbeiten und dabei komplexe koordinierte Muster ausführen. Ferner ist dabei auch das dynamische Umschalten zwischen unabhängigen und koordinierten Bewegungen möglich. Zum Beispiel wird während der Entgratbewegung durch einen Roboter das Werkstück durch einen gegenüberliegenden Roboter bewegt, so dass die Summe beider Bewegungen die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit ergibt. Auf diese Weise sind komplexe Geometrieverläufe besonders effizient bearbeitbar.The deburring process can be carried out either alone or in combination with other, for example, deburring, cutting, grinding or polishing processes. Thus, with a workpiece clamping on a robot-guided workpiece device, the workpiece can optionally be guided along one or more processing stations. In addition to the robot-assisted guiding of the deburring tool along a stationary workpiece, a movement of the workpiece can therefore also or alternatively take place, which preferably also takes place in a robot-assisted manner. To minimize the need for machining centers, up to four robots can be controlled at the same time, with the robots working together to work on complex coordinated patterns. Furthermore, the dynamic switching between independent and coordinated movements is also possible. For example, during the deburring movement by a robot, the workpiece is moved by an opposing robot, so that the sum of both movements gives the desired feed rate. In this way, complex geometry curves can be processed particularly efficiently.
Bei dem Prozessablauf können naturgemäß Werkzeugbahnhöfe, -servicestationen und -reinigungsstationen eingesetzt werden. Während der Entgratprozess läuft, können weitere Entgratwerkzeuge gereinigt und mit neuen Seilen bestückt werden. Die bereits erwähnten Kombinationsverfahren, wie der Einsatz von Ionisierern, Tüchern, Polierscheiben, Bürsten, Straußenfedern, Heizelementen, und auch weiteren bekannten Kombinationsverfahren können wahlweise hinzugeschaltet werden.Naturally, tool stations, service stations and cleaning stations can be used in the process sequence. While the deburring process is running, further deburring tools can be cleaned and fitted with new ropes. The already mentioned combination methods, such as the use of ionizers, wipes, polishing wheels, brushes, ostrich feathers, heating elements, and also other known combination methods can optionally be added.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich durch Kombination des Entgratverfahrens mit anderen Verfahren erzielen, beispielsweise durch Einsatz eines weiteren vor- oder nachgeschalteten Bearbeitungsschritts mit einem eine Drehachse in Längsrichtung umschließenden und über Druckluft befüllbaren, flexiblen Hohlzylinder, der drehfest mit der Drehachse verbunden ist und sich ähnlich anschmiegsam verhält und mit Hilfe dessen ein Vorentgraten oder ein Finish-Vorgang mit feinem Schleif-/Poliermaterial vorgenommen werden kann. Auf diesen können verschiedene Schleif- und Polierwalzen aufgeschoben werden. Die Luftmenge in dem elastischen Hohlzylinder kann z. B. mittels einer handelsüblichen Ballsportpumpe verändert werden, womit sich ein ansatzweise vergleichbarer „anschmiegsamer” Effekt ergibt. Bei nur leichter Zustellung des Artikels in dieses Werkzeug kann dieser Prozess auch als Finish-Verfahren eingesetzt werden. Auch über diesen Luftbalg kann wahlweise ein geeignetes Schleifmittel „übergestülpt” werden. Das Entgratverfahren kann also einzeln, in Kombination mit weiteren Entgrat- oder auch als Finish-Verfahren verwendet werden.Particularly good results can be achieved by combining the deburring with other methods, for example by using a further upstream or downstream processing step with an axis of rotation in the longitudinal direction enclosing and can be filled via compressed air, flexible hollow cylinder which is rotatably connected to the axis of rotation and similar cuddly behaves and with the help of a pre-deburring or finishing process can be made with fine grinding / polishing material. On this various sliding and polishing rollers can be postponed. The amount of air in the elastic hollow cylinder can, for. B. be changed by means of a commercial ball pump, resulting in a rudimentary comparable "cuddly" effect. With only light delivery of the article in this tool, this process can also be used as a finish process. Optionally, a suitable abrasive can also be "slipped over" via this air bellows. The deburring process can therefore be used individually, in combination with other deburring or as a finish process.
Des Weiteren können Schnittstellen erzeugt werden, die es ermöglichen, dass der Roboter, je nach Position des Artikels am Entgratwerkzeug, die Drehrichtung des Entgratwerkzeugs ändert. Ein tangentiales An- und Abfahren aus der zu entgratenden Geometrie ist, ohne sichtbare Stellen am Werkstück zu erzeugen, realisierbar. Weil unabhängig von der Vorschubrichtung immer unter Beibehaltung des Gleichlaufes entgratet werden kann, lässt sich ein besonders schneller Prozess mit geringer Zykluszeit realisieren.Furthermore, interfaces can be created that allow the robot to change the direction of rotation of the deburring tool, depending on the position of the article on the deburring tool. Tangential approach and retraction from the geometry to be deburred can be achieved without producing visible parts on the workpiece. Because it is always possible to deburr while maintaining synchronous operation, regardless of the feed direction, a particularly fast process with a short cycle time can be achieved.
Vorzugsweise ist bei dem werkzeuggeführten Entgraten, wenn also das Entgratwerkzeug samt Antriebseinheit beispielsweise mit einem 6-Achs-Roboter oder einer alternativen Verfahreinheit bewegt wird, das Werkstück bzw. der Artikel fest eingespannt in einer Artikelaufnahme und insofern statisch positioniert. Nach Bedarf können fest oder verschiebbar an die Artikelaufnahme angebrachte Konturstücke verwendet werden, die bewirken, dass das Entgratwerkzeug am Ende einer Kontur oder bei einem Kontursprung nicht aufgrund seiner Drehrichtung „einhakt” und somit eine Beschädigung des Seils verursacht. Durch diese Verfahrensweise kann das Entgratwerkzeug demnach absatzfrei über das Ende einer Kontur hinausgeführt und erst auf dem Konturstück vom Artikel weg bewegt werden. Je nach Artikelgeometrie kann ein verschiebbares Konturstück, bewegt beispielsweise durch einen Hubzylinder, zurückfahren und das weitere Entgraten mit dem Werkzeug in eine andere Richtung realisieren.Preferably, in the tool-guided deburring, so if the deburring tool together Drive unit is moved, for example, with a 6-axis robot or an alternative positioning unit, the workpiece or the article firmly clamped in an article recording and thus statically positioned. If required, fixed or slidable contour pieces attached to the article holder can be used, which cause the deburring tool not to "hook" at the end of a contour or during a contour jump because of its direction of rotation, thus causing damage to the cable. By this procedure, the deburring tool can therefore be carried out paragraph-free over the end of a contour and moved on the contour piece away from the article. Depending on the article geometry, a displaceable contour piece, moved, for example, by a lifting cylinder, go back and realize the further deburring with the tool in a different direction.
Durch Verwendung codierter Werkstück- bzw. Artikelaufnahmen kann direkt das hinterlegte Entgratprogramm beim Aufstecken auf den Roboter aufgerufen werden und durch Verwendung einer geeigneten Absaugeinrichtung, beispielsweise mit C-Bügel-Halterung zur Rundlaufunterstützung des Entgratwerkzeugs, ein nahezu schmutzfreies Entgraten realisiert werden, so dass anfallender Staub direkt nach dem Entgraten abgesaugt wird und somit Oberflächendefekte wirksam unterbunden werden. Eine weitere Prozess- und Produktoptimierung kann durch Einsatz eines Ionisierers erzielt werden, der vorzugsweise auf dem C-Bügel, der das Entgratwerkzeug mit der Drehachse am oberen und unteren Ende fixiert, angebracht ist. Dieser Ionisierer bewirkt einerseits die Neutralisierung von Ladungsunterschieden und andererseits bewirkt der Luftstrom eine gezielte Richtungsvorgabe des Entgratstaubs in Richtung der Absaugeinheit.By using coded workpiece or article recordings, the deposited deburring program can be called up directly when plugging it onto the robot and, by using a suitable suction device, for example with C-bracket support for concentricity support of the deburring tool, a virtually dirt-free deburring can be realized, so that accumulating dust is sucked directly after deburring and thus surface defects are effectively prevented. Further process and product optimization can be achieved by using an ionizer, which is preferably mounted on the C-bracket, which fixes the deburring tool with the axis of rotation at the top and bottom. This ionizer on the one hand causes the neutralization of charge differences and on the other hand, the air flow causes a targeted direction of the Entgratstaubs in the direction of the suction unit.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung wird der Materialabtrag vom Werkstück durch Erwärmung verbessert, wobei diese Erwärmung entweder am Werkstück oder am Werkzeug erfolgen kann. Erwärmtes Material lässt sich besser abtragen und ein Erwärmen der bereits bearbeiteten Fläche verwirklicht deutlich bessere Oberflächenqualitäten mit erheblich glatteren Oberflächen.In a preferred further development, the removal of material from the workpiece is improved by heating, wherein this heating can take place either on the workpiece or on the tool. Heated material is easier to remove and heating of the already processed surface realizes significantly better surface qualities with considerably smoother surfaces.
Für die Erwärmung sind die bekannten Erwärmungsverfahren und dafür eingesetzte Heizelemente einsetzbar. Zur Erwärmung des Seils hat sich eine Plasmaflamme als besonders zweckdienlich erwiesen.For heating, the known heating methods and heating elements used for this purpose can be used. To heat the rope, a plasma flame has been found to be particularly useful.
Die Erwärmung des Werkstücks kann beispielsweise mittels Heißluft oder einer Flamme erfolgen. Die bevorzugte Ausführungsform zum Erwärmen des Werkstücks verwendet als Heizelement einen Heizstrahler, welcher neben Werkstück/oder Werkzeug vor dem Eingriff mit dem Gegenpart angeordnet ist. Das bislang übliche und bislang beschriebene Verfahren umfasst eine Erwärmung vor dem Entgraten. Für ein Finishing, also die Endbearbeitung des Produkts, ist die Erwärmung nach dem Entgraten besonders vorteilhaft, weil somit die zuvor beschriebenen Oberflächen besonderer Güte erzielt werden.The heating of the workpiece can be done for example by means of hot air or a flame. The preferred embodiment for heating the workpiece uses as a heating element a radiant heater, which is arranged next to workpiece / or tool prior to engagement with the counterpart. The hitherto customary and hitherto described method comprises heating before deburring. For finishing, ie the finishing of the product, the heating after deburring is particularly advantageous, because thus the surfaces of special quality described above are achieved.
Eine weitere Ausführungsform sieht eine Induktionsvorrichtung vor, welche die Platten und somit das Stahldrahtseil erwärmt. Diese kann beispielsweise eine Induktionsspule oder Induktionsmanschette umfassen, welche die äußeren Umfangsflächen der Platten umgreift, ohne diese jedoch zu berühren. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass diese Induktionsvorrichtung unabhängig ist von dem Werkzeug, also nicht mit rotieren muss; dieses vereinfacht den Aufbau erheblich.Another embodiment provides an induction device which heats the plates and thus the steel wire rope. This may for example comprise an induction coil or induction collar, which surrounds the outer peripheral surfaces of the plates, but without touching them. The advantage of this solution is that this induction device is independent of the tool, so it does not have to rotate with it; this simplifies the construction considerably.
Entscheidend für den reibungslosen Ablauf ist das korrekte Programmieren bzw. das Anlernen (sog. Teachen) des Roboters, bei welchem die mit dem Werkzeug abzufahrende Bahn der Sollkontur am Werkstück angelernt wird und stets – in Abhängigkeit von der Lage des Grats im Raum – eine möglichst senkrechte Stellung der Rotationsachse des Entgratwerkzeugs zum Scheiteilpunkt des Grats realisiert wird. Grundsätzlich bestehen dabei zwei Möglichkeiten: Zum einen das Teachen (Anlernen) per Hand, bei dem ein Programmierer den Roboter samt Entgratvorrichtung (Sensorik, Halterung, Antriebseinheit, Entgratwerkzeug, Ionisierer, etc.) in der gewünschten Lage im Verhältnis zum Werkstück entlangfährt und so markante Punkte einprogrammiert. Hierbei lassen sich auch gewisse Achsen des Roboters sperren, so dass z. B. nur eine Bewegung des Entgratwerkzeugs in der waagerechten und/oder senkrechten Ebene möglich ist. Und zum anderen die Programmierung des Soll-Bahnverlaufs mit Hilfe eines Teach-Panels oder dergleichen. Sodann fährt der Roboter diese Sollkontur nach Befehlseingabe alleine ab, wobei dieser mittels des Kraftsensors selber erfasst, dass stets eine definierter Anpresskraft aufgebracht wird zur Vermeidung einer Beschädigung des Werkstücks bzw. einer Veränderung der Sollkontur über die gewünschte Abnahme des Grats hinaus, wobei auch entlang der Sollkontur bedarfsgerecht unterschiedliche Anpresskräfte des Werkzeugs realisiert werden können. Im Ergebnis erfasst das System aufgrund des Kraftsensors während der späteren Bearbeitung jede Abweichung von der Soll-Bahn und/oder Soll-Anpresskraft, so dass Korrektur-Bewegungen zur Erzielung der stets optimalen Soll-Anpresskraft in Abhängigkeit von der Sollkontur realisiert werden können.Decisive for the smooth process is the correct programming or teaching (so-called teaching) of the robot, in which the trajectory of the target contour to be traveled with the tool is taught on the workpiece and always - depending on the location of the ridge in the room - a possible vertical position of the axis of rotation of the deburring tool to Scheiteilpunkt the ridge is realized. Basically, there are two possibilities: On the one hand teaching (teaching) by hand, in which a programmer along the robot Entgratvorrichtung (sensor, holder, drive unit, deburring tool, ionizer, etc.) moves in the desired position in relation to the workpiece and so striking Programmed points. In this case, certain axes of the robot can be locked, so that z. B. only a movement of the deburring tool in the horizontal and / or vertical plane is possible. And on the other hand, the programming of the desired trajectory with the help of a teach panel or the like. Then, the robot moves this target contour after command input alone, this detected by means of the force sensor itself that always a defined contact force is applied to avoid damage to the workpiece or a change in the desired contour beyond the desired decrease of the ridge, which also along the Target contour different pressing forces of the tool can be realized as needed. As a result, the system detects due to the force sensor during later processing any deviation from the target path and / or target contact force, so that correction movements to achieve the always optimal target contact force depending on the target contour can be realized.
Eine Hilfsvorrichtung zum Warten und Einspannen des Seils in das Entgratwerkzeug ermöglicht das mühelose Einspannen eines solchen vorkonfektionierten Seils, indem es einen oder beide Aufspannteller in entgegengesetzte Richtung zusammen drückt. Das Seil kann somit ohne Spannung eingesetzt werden. Erst beim Einhängen der letzten Seilendverbindung wird die Seilspannung durch die Feder aufgebracht. Nachdem alle Komponenten befestigt sind, wird die Hilfsvorrichtung wieder entsichert, wobei beispielsweise eine Kugelraste das Herausspringen des Entgratwerkzeugs und somit des Seils aus der Haltevorrichtung vor, während und nach der Seilmontage/-demontage verhindert. Im entspannten Zustand steht das Werkzeug unter einer zuvor festgelegten Vorspannung.An auxiliary device for the maintenance and clamping of the rope in the deburring tool allows the effortless clamping of such a prefabricated rope by one or both Aufspannteller in the opposite direction pushes together. The rope can thus be used without tension. Only when hanging the last rope end connection, the rope tension is applied by the spring. After all components have been fastened, the auxiliary device is unlocked again, wherein, for example, a ball catch prevents the debarking tool and thus the rope from jumping out of the holding device before, during and after the cable assembly / disassembly. In the relaxed state, the tool is under a predetermined preload.
Eine besonders genaue Prozessführung ist durch Einspannen bzw. drehbare Fixierung des Entgratwerkzeugs in der Entgratvorrichtung realisierbar, vorzugsweise über einen C-Bügel.A particularly accurate process control can be realized by clamping or rotatable fixing of the deburring tool in the deburring device, preferably via a C-bracket.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand von 16 Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:Further details, advantages and features of the invention can be taken from the following part of the description, in which an embodiment of the device according to the invention is explained in more detail with reference to 16 drawings. Show it:
Demnach besteht der Entgratroboter aus einem 6-Achsen-Knickarmroboter
Die Entgratvorrichtung
Auf der Oberseite des horizontalen Halteabschnitts der C-Bügel-Halterung
Der Absaugtrichter
Die
Die Entgratvorrichtung
Das Entgratwerkzeug
Die axiale Verstellung des oberen Aufspanntellers
An den äußeren Umfangsrändern der Aufspannteller
Die
Optional kann ein weiterer 6-Achsen-Kraft-Momenten-Sensor bei Bedarf auch an den zentralen Knickarmroboter
Ist das Werkstück bereits nach dem „Entgraten” vollständig bearbeitet, so können beide Prozesse (Entgraten mittels Entgratroboter
Die
Die
Die
Die
Zwischen der über die Antriebsachse des Servomotors
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen – einschließlich der Zusammenfassung – offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject matter of the present invention results not only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination of the individual claims with one another. All information and features disclosed in the documents - including the abstract - in particular the spatial design shown in the drawings are claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination with respect to the prior art.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- 6-Achsen-Knickarmroboter6-axis articulated robot
- 44
- Entgratvorrichtungdeburring
- 4a4a
- Servomotorservomotor
- 4b4b
- Absaugtrichtersuction funnel
- 4c4c
- Antriebsachsedrive axle
- 4d4d
- C-Bügel-HalterungC-frame support
- 4e4e
- Spritzschutzsplash guard
- 4f4f
- IonisiersprühdüseIonisiersprühdüse
- 4g4g
- IonisiersprühdüseIonisiersprühdüse
- 4h4h
- Absaugstutzensuction
- 4i4i
- Absaugstutzensuction
- 66
- Kraftsensorforce sensor
- 88th
- Entgratwerkzeugdeburring
- 8a8a
- Drehachseaxis of rotation
- 8b8b
- Seilrope
- 8c8c
- (untere) Aufspannteller(lower) mounting plate
- 8d8d
- (obere) Aufspannteller(upper) mounting plates
- 8e8e
- SchnellspannerQuick release
- 8f8f
- Umlenkrolleidler pulley
- 8g8g
- Senkedepression
- 8h8h
- Senkedepression
- 8i8i
- Einführungsschlitzinsertion slot
- 8j8j
- Einführungsschlitzinsertion slot
- 1010
- SchnellspannvorrichtungQuick clamping device
- 10a10a
- Halterholder
- 10b10b
- Halteschenkelholding leg
- 10c10c
- Halteschenkelholding leg
- 1212
- zentraler Knickarmrobotercentral articulated robot
- 1414
- Polierscheibebuff
- 1616
- Polierscheibebuff
- 1818
- EntgratroboterEntgratroboter
- 2020
- Entgratwerkzeugdeburring
- 20a20a
- Drehachseaxis of rotation
- 20b20b
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 20c20c
- Abriebmantelwear coat
- 2222
- Konturstückcontour piece
- 2424
- Werkstückworkpiece
- 24a24a
- Sollkonturtarget contour
- 24b24b
- Kanteedge
- 2626
- Abdeckkappecap
- 2828
- Seilspulecable reel
- 28a28a
- Seilhalterungcable holder
- 28b28b
- Seilhalterungcable holder
- 3030
- Ritzelpinion
- 3232
- EinsatzöseEinsatzöse
- 3333
- SeilführungselementRope guiding element
- 33a33a
- Zapfenspigot
- 33b33b
- Zapfenspigot
- 3434
- Ratschengehäuseratchet housing
- 3535
- UmschalthebelSwitching lever
- 3636
- Ratscheratchet
Claims (3)
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-
2013
- 2013-09-27 DE DE102013219576.1A patent/DE102013219576B4/en not_active Expired - Fee Related
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