DE102017130805A1

DE102017130805A1 - Vorrichtung zum Auswechseln einer Polierscheibe

Info

Publication number: DE102017130805A1
Application number: DE102017130805.9A
Authority: DE
Inventors: Werner Unnerstall; Christian Wall; Christian Burstein; Stephan Kampmeyer
Original assignee: Rud Starcke GmbH and Co KG
Current assignee: Rud Starcke GmbH and Co KG
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-27
Also published as: KR20200096765A; CN111491760B; ZA202002403B; US20200324393A1; BR112020007007A2; RU2020112969A; CN111491760A; CA3080099A1; WO2019121975A1; JP2021506608A; EP3727750A1; MX2020005299A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Auswechseln einer in Funktion mit einem Poliermittel belegten Polierscheibe (8), die an einen Stützteller (4) eines an einem Roboter (1) gehaltenen Polierwerkzeugs mittels Verbindungsmitteln befestigt ist, ausgebildet durch eine Wechselvorrichtung (2) mit mindestens einem Spender (3), in dem ein Stapel von Polierscheiben (8) angeordnet ist, wobei der Spender (3) eine Entnahmeöffnung aufweist, deren lichte Weite kleiner ist als das zugeordnete Abmaß der Polierscheibe (8) und größer als das zugeordnete Abmaß des Stütztellers (4) und wobei auf der der Entnahmeöffnung abgewandten Seite eine axial bewegbare Schiebeeinrichtung (9) vorgesehen ist, auf der der Stapel aufliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswechseln einer Polierscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mittels Polierscheiben werden Oberflächen von Werkstücken sozusagen endbearbeitet. Dabei bestehen die Polierscheiben aus einem sehr weichen Material, beispielsweise aus einem Schaumstoff, Schaumgummi, Filz oder Lammfell. Die Befestigung auf dem Stützteller des Polierwerkzeugs, erfolgt durch Verbindungselemente, insbesondere durch eine Klett-Verbindung.
Die gegenüberliegende Arbeitsseite der Polierscheibe wird üblicherweise mit einer hochviskosen Polierpaste versehen, wobei beachtet werden muss, dass beim Anbringen der Polierscheibe an dem Stützteller die Polierscheibe mit der richtigen Seite am Stützteller befestigt wird.
Zur einfacheren Handhabung beim Auswechseln der Polierscheibe, also um diese leichter abziehen zu können, ragt die Polierscheibe randseitig über den Stützteller hinaus.
Für ein optimales Polierergebnis ist die auf die Arbeitsseite der Polierscheibe aufgetragene Menge an Poliermittel entscheidend, wobei bei einer neuen Polierscheibe zunächst eine größere Menge Poliermittel aufgetragen und in die Polierscheibe eingearbeitet wird. Bei folgenden Polierarbeiten wird dann lediglich noch eine kleine Menge an Poliermittel für den jeweiligen Polierprozess aufgetragen, wobei vorzugsweise flächige Werkstücke durch Orbital-, Rotativ- und Vibrationsbewegungen des Polierwerkzeugs poliert werden.
Um Politurspritzer zu vermeiden, ist eine exakte Positionierung der Polierscheibe bzw. der Polierpaste sowie deren Ausprägungsbild auf der Polierscheibe wichtig. Im Übrigen sind für das Polierergebnis der Anpressdruck und die Polierzeit maßgeblich.
Ein Wechsel der Polierscheibe wird dann erforderlich, wenn diese beispielsweise mit Klarlack oder Basislack, mit dem das Werkstück beschichtet ist, zugesetzt ist, oder wenn die Standzeit der Polierscheibe abgelaufen oder das Poliermittel durch längere Pausen eingetrocknet ist.
Ein Auswechseln der Polierscheibe ist bislang sehr zeitaufwändig und erfordert durch die betriebsbedingte Verschmutzung eine äußerst sorgfältige Arbeitsweise. Damit steht das bisherige Auswechseln der Polierscheibe einer stets geforderten Kostenoptimierung für den gesamten Poliervorgang deutlich entgegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass das Auswechseln einer Polierscheibe in kürzerer Zeit und automatisch möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Mittels dieser Vorrichtung wird die sozusagen abgenutzte und am Stützteller des Schleifwerkzeugs gehaltene Polierscheibe automatisch gewechselt, d.h., gegen eine neue Polierscheibe getauscht.
Dazu ist lediglich das Polierwerkzeug, üblicherweise der Arm des besagten Roboters, mit dem angeschlossenen Stützteller in den Bereich einer Entnahmeöffnung eines Spenders zu verfahren bis zum Kontakt der zuoberst liegenden Polierscheibe, wobei durch entsprechenden Druck die formschlüssige Verbindung durch die miteinander korrespondierenden Klettschichten des Stütztellers einerseits und der Polierscheibe andererseits hergestellt wird.
Eine erfindungsgemäß an der der Entnahmeöffnung gegenüberliegenden Seite der Wechselvorrichtung angeordnete Schiebeeinrichtung, auf der der Stapel an Polierscheiben aufliegt, dient in diesem Fall als Widerlager.
Nach einer Entnahme der entsprechenden Polierscheibe wird der verbleibende Stapel durch die Schiebeeinrichtung derart verschoben, dass die oberste Polierscheibe in eine Entnahmeposition gelangt.
Die Entnahmeöffnung ist dabei in ihrem lichten Abmaß kleiner als das zugeordnete äußere Abmaß der Polierscheiben, so dass ein Anschlag gebildet ist, durch den der Verschiebeweg des Stapels mittels der Schiebeeinrichtung begrenzt ist.
Der Stützteller hingegen ist in seinem äußeren Abmaß kleiner als das lichte Abmaß der Entnahmeöffnung, so dass der Stützteller unbehindert zur Verbindung mit der Polierscheibe in den Spender eintauchen kann. Das Fassungsvermögen des Spenders ist derart bemessen, dass eine ausreichende Anzahl von Polierscheiben für eine Arbeitsschicht bevorratet ist. Die Schiebeeinrichtung ist im Übrigen pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch antreibbar.
Der Wechselvorrichtung vorgeschaltet ist eine Abziehvorrichtung, mittels der die abgenutzte Polierscheibe vom Stützteller entfernt wird. Diese Abziehvorrichtung ist mit einer Klemmeinrichtung versehen, die aus Greifzangen, Fingerzangen oder Parallelgreifern bestehen kann und mittels der die randseitig über den Stützteller hinausragende Polierscheibe vom Stützteller abgezogen wird.
Dabei wird die Klemmvorrichtung nach einem Verfahren des Polierwerkzeugs in den Wirkbereich der Abziehvorrichtung koordinatenabhängig, vorzugsweise durch Laser-Detektion, durch einen mechanischen Kontakt oder eine Lichtschranke in eine Klemmstellung gebracht. Danach wird das Polierwerkzeug vorzugsweise vertikal in den Bereich der Wechselvorrichtung bewegt, wobei sich die Klettverbindung zwischen dem Polierscheibe und dem Stützteller löst.
Weiter kann ein Auffangbehälter vorgesehen sein, zur Aufnahme der vom Stützteller gelösten Polierscheibe. Der Auffangbehälter, der mit einem Müllbeutel ausgekleidet sein kann, ist so konzipiert, dass er aus dem Arbeitsbereich des Polierwerkzeugs in den Bereich der Wechselvorrichtung verschoben werden kann.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die Wechselvorrichtung mehrere in gleichem Abstand zueinander auf einem Tisch angeordnete Spender auf, wobei der als Rund- oder Lineartisch ausgebildete Tisch taktweise verfahrbar ist und der jeweilige Spender mit der Schiebeeinrichtung in Korrespondenz bringbar ist. Unterhalb des Tisches kann ein Raum zur Bevorratung von Spendern vorgesehen sein, die konfektioniert mit Polierscheiben bestückt vorliegen.
Insbesondere bei Polierwerkzeugen, die orbitale und/oder exzentrische Bewegungen vollführen, können diese bei Unterbrechung der Antriebsleistung unbestimmt in einer Position verharren. Sie müssen daher zum aufzunehmenden Polierscheibe ausgerichtet werden, wozu oberhalb der Wechselvorrichtung eine Ausrichtstation für den Stützteller angeordnet ist.
Diese Ausrichtstation weist eine prismaförmige Aufnahme auf, die in einer horizontalen Bewegung zum Stützteller hin verschoben wird und diesen durch eine orbitale oder exzentrische Bewegung in Mittenposition, exakt zur Achse der Wechselvorrichtung positioniert. Danach fährt die prismenförmige Aufnahme zurück in eine Parkposition.
Die Bewegungsabläufe des Polierwerkzeugs, sprich des Roboters, sind rechnergesteuert, wobei auch die Notwendigkeit eines Polierscheibenwechsels durch eine entsprechende Sensorik erkannt wird.
Zum automatischen Arbeitsablauf gehört auch das Belegen der Polierscheibe mit einem Poliermittel, insbesondere einer Polierpaste. Hierzu ist eine Dosiervorrichtung der Wechselvorrichtung nachgeordnet, die mit einer Düsenspitze versehen ist, die eine exakte Aufgabe auf die Arbeitsseite der Polierscheibe ermöglicht und tropfenfrei verschließt.
Diese Dosiervorrichtung ist mit einem Vorratsbehältnis versehen, das über eine Versorgungsleitung mit der Düsenspitze verbunden ist.
Die Düsenspitze kann am Roboterarm, im Bereich des Stütztellers, angeordnet sein, wobei die Polierscheibe nach einer Drehbewegung zeit- und wegeoptimiert mit dem Poliermittel versehen wird.
Alternativ kann die Düsenspitze oberhalb der Wechselvorrichtung platziert sein, wobei sich dann das Polierwerkzeug hin zur Düsenspitze bewegt.
Die Ausgabemenge auf die Polierscheibe ist im Übrigen gleichfalls rechnergesteuert.
Ein erforderliches Befüllen der Spender mit Polierscheiben kann durch eine Bedienperson vorgenommen werden, wobei ein optisches, akustisches oder elektrisches Signal einen entsprechenden Hinweis an die Person gibt. Ebenso kann eine elektronische Nachricht von der Anlagensteuerung, d.h. dem Rechner mitgeteilt werden. Die Bedienperson kann im Übrigen mehrere Einrichtungen entsprechend versorgen.
Über den Rechner können logistische Aufgaben gelöst oder Bestellungen angestoßen werden, wobei der Verbrauch an Polierscheiben und Poliermitteln pro bearbeitetem Werkstück, Schicht oder Zeitspanne ermittelt und ausgewiesen werden, was letztendlich zu einer kontinuierlichen Verbesserung des Arbeitsprozesses beiträgt.
Dies betrifft gleichermaßen die Erkennung des Verbrauchs an Polierscheiben und Poliermitteln, über dessen Feststellung Instandhaltungsmaßnahmen, beispielsweise ein Wechsel des Stütztellers aufgrund von Verschleiß, wahrgenommen werden können.
Nach einem weiteren Gedanken ist der Arbeitsbereich des Polierwerkzeugs vom Rüstbereich, also des Bereiches, in dem die Wechselvorrichtung bestückt wird, getrennt. Dabei ist der Arbeitsbereich durch einen Schutzzaun, Gitter und/oder Türen gesichert, wobei bei einem Öffnen der Türen das Polierwerkzeug in seiner Bewegung gestoppt oder in eine Grundstellung verfahren und abgeschaltet wird.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

1 und 2 den Einsatz einer erfindungsgemäßen Einrichtung in jeweils unterschiedlichen schematischen Ansichten
3 eine Einzelheit der Einrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht
4 einen vergrößerten Ausschnitt des Teils nach 3
5 eine weitere Einzelheit der Einrichtung in einer perspektivischen Ansicht
6 eine weitere Einzelheit der Einrichtung in einer perspektivischen Ansicht
7 einen vergrößerten Ausschnitt der Einzelheit nach 6.

In den 1 und 2 ist eine Vorrichtung zum Auswechseln einer blattförmigen, üblicherweise 10 - 20mm dicken, in Funktion mit einem Poliermittel belegten Polierscheibe 8, die an einem Stützteller 4 eines an einem Roboter 1 gehaltenen Polierwerkzeugs mittels Verbindungsmitteln befestigt ist.
Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung eine auf einem Arbeitstisch 6 positionierte Wechselvorrichtung 2 auf, die im Beispiel mehrere, an einem Rundtisch gehaltene Spender 3 aufweist, die in gleichem Abstand zueinander taktweise in den Übergabebereich mit dem Stützteller 4 bringbar sind.
Durch eine Trennwand 5 ist ein Rüstbereich 15 von einem Arbeitsbereich 16 getrennt, wobei im Arbeitsbereich 16 der Roboter 1 mit einem Teil der Wechselvorrichtung 2 angeordnet ist, während der Rüstbereich 15 dazu gedacht ist, mittels einer Bedienperson 7 die Wechselvorrichtung 2 mit Spendern 3 zu bestücken.
Ein Spender 3 ist in der 3 als Einzelheit abgebildet. Im Beispiel weist der Spender 3 mehrere, konkret vier Begrenzungsstangen 11 auf, die eine seitliche Fixierung für im gebildeten Innenraum gestapelte Polierscheiben 8 bilden.
Diese Polierscheiben 8 weisen in an sich bekannter Weise eine Verbindungs- und gegenüberliegend eine Arbeitsfläche auf, wobei die Verbindungsfläche insbesondere mit einer Klettschicht versehen ist, die mit einer Klettschicht des Stütztellers 4 in Verbindung bringbar ist.
Die Polierscheiben 8 sind in dem Spender 3 derart untergebracht, dass die Verbindungsfläche der obersten Polierscheibe 8 frei liegt, während sich die unterste Polierscheibe 8 mit ihrer Arbeitsfläche an einer Schiebeeinrichtung 9 abstützt, die axial verschiebbar ist und dabei den Stapel so weit weiterbewegt, dass nach einer Entnahme der obersten Polierscheibe 8 die folgende Polierscheibe 8 in eine Entnahmeposition gebracht wird.
Insbesondere in der 4 ist deutlich zu erkennen, dass im Bereich der Entnahme, d.h. im Bereich der oberen Polierscheibe 8, an die vorstehenden Enden der Stangen 11 Anschläge 10 angebracht sind, die gegenüberliegend in einem lichten Abstand zueinander angeordnet sind, der kleiner ist als das zugeordnete äußere Abmaß der Polierscheibe 8, die flexibel, d.h. biegsam ausgebildet ist.
Zur Verbindung der Polierscheibe 8 mit der zugewandten Seite des Stütztellers 4 wird dieser unter Druck gegen die Verbindungsfläche der Polierscheibe 8 gebracht, wobei das äußere Abmaß des Stütztellers 4 kleiner ist als der lichte Abstand der sich gegenüberliegenden Anschläge 10. Daraus ergibt sich ein randseitiger Überstand der Polierscheibe 8 gegenüber dem Stützteller 4.
Um das pastöse Poliermittel auf die Arbeitsfläche der Polierscheibe 8 aufzutragen, ist der Wechselvorrichtung 2 nachgeordnet eine Dosiervorrichtung 12, die als Einzelheit in der 5 abgebildet ist.
Diese Dosiervorrichtung 12 weist eine mit dem Poliermittel befüllte Kartusche 13 auf sowie eine Düse 14, mit der das Poliermittel auf die Arbeitsfläche der Polierscheibe 8 aufbringbar ist und zwar in einer definierten Menge und in einem definierten Auftragsbild.
Die Dosiervorrichtung 12 kann stationär, im Bereich der Wechselvorrichtung 2 oder am Roboterarm des Roboters 1 positioniert sein, wobei der Stützteller 4 durch eine entsprechende Bewegung in den Auftragsbereich der Düse 14 gebracht wird.
In der 6 ist eine Ausrichtstation 17 erkennbar, die eine prismaförmige in Richtung des Spenders 3 horizontal verfahrbare Aufnahme 18 aufweist, mittels der der Stützteller in eine achsgleiche Position zum Spender 3 bzw. zu den Polierscheiben 8 bringbar ist.
In der 7 ist der obere, die prismenförmige Aufnahme 18 aufweisende Bereich der Ausrichtstation 17 in vergrößerter Ansicht dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass die Aufnahme 18 schlittengeführt verschiebbar ist, wobei die Verschiebung durch einen pneumatischen, hydraulischen oder elektromechanischen Antrieb erfolgen kann.
In Funktion liegt der Stützteller, dessen Grundfläche kreisrund ist, mit seinem Rand an dem gebildeten Prisma an, das insoweit eine Zentrierung für den Stützteller bildet.
Bezugszeichenliste

1: Roboter
2: Wechselvorrichtung
3: Spender
4: Stützteller
5: Trennwand
6: Arbeitstisch
7: Bedienperson
8: Polierscheibe
9: Schiebeeinrichtung
10: Anschlag
11: Begrenzungsstange
12: Dosiervorrichtung
13: Kartusche
14: Auftragsdüse
15: Rüstbereich
16: Arbeitsbereich
17: Ausrichtstation
18: Aufnahme

Claims

Vorrichtung zum Auswechseln einer in Funktion mit einem Poliermittel belegten Polierscheibe (8), die an einen Stützteller (4) eines an einem Roboter (1) gehaltenen Polierwerkzeugs mittels Verbindungsmitteln befestigt ist, gekennzeichnet durch eine Wechselvorrichtung (2) mit mindestens einem Spender (3), in dem ein Stapel von Polierscheiben (8) angeordnet ist, wobei der Spender (3) eine Entnahmeöffnung aufweist, deren lichte Weite kleiner ist als das zugeordnete Abmaß der Polierscheibe (8) und größer als das zugeordnete Abmaß des Stütztellers (4) und wobei auf der der Entnahmeöffnung abgewandten Seite eine axial bewegbare Schiebeeinrichtung (9) vorgesehen ist, auf der der Stapel aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselvorrichtung (2) eine Abziehvorrichtung vorgeschaltet ist, mit der eine Polierscheibe (8) vom Stützteller (4) entfernbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abziehvorrichtung mit einer Klemmvorrichtung versehen ist, mit der ein gegenüber dem Stützteller (4) vorstehender Randbereich der Polierscheibe (8) festklemmbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung koordinatenabhängig durch Laserdetektion, einen mechanischen Kontakt oder eine Lichtschranke, je nach Stellung des Stütztellers (4) zum Schließen betätigbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Klemmvorrichtung ein Auffangbehälter angeordnet ist, zur Aufnahme der vom Stützteller (4) gelösten Polierscheibe (8).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselvorrichtung (2) vorgeschaltet eine Ausrichtstation (17) zur lagegenauen Positionierung des Stütztellers (4) vorgesehen ist, wobei die Ausrichtstation (17) eine prismenförmige Aufnahme (18) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselvorrichtung (2) nachgeschaltet eine Dosiervorrichtung (12) angeordnet ist, mit einem Vorratsbehälter an Poliermittel und einer damit verbundenen Auftragsdüse (14).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spender (3) auf einem Tisch positioniert sind, der taktweise verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch als Rundtisch oder Lineartisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spender (3) in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (2) eingehaust ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingehauste Wechselvorrichtung (2) eine Entnahmeöffnung zum Wechseln der Spender (3) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (2), und/oder die Dosiereinrichtung (12), und/oder der Roboter (1), und/oder die Abziehvorrichtung und/oder die Ausrichtstation (17) an einem Rechner angeschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Roboterarms sowie der Wechselvorrichtung (2), der Abziehvorrichtung, der Dosiervorrichtung sowie der Ausrichtstation (17) Sensoren vorgesehen sind.