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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Schleifvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eines plattenförmigen Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, sowie ein Verfahren zur Erfassung eines Zustands eines durch eine Schleifvorrichtung bearbeiteten Werkstücks.
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Hintergrund
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Im Allgemeinen besteht bei Schleifvorrichtungen die Anforderung, dass Schleifmittel, insbesondere Schleifbänder, die zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks verwendet werden und eine geometrisch unbestimmte Schneide aufweisen, bezüglich ihres Verschleißes zu überwachen oder zu bewerten. Ist ein solches Schleifmittel verschlissen und wird dieser Zustand nicht oder zu spät erkannt, so wird die Schleifvorrichtung mit einem defekten oder minderwertigen Schleifmittel weiter betrieben und somit gegebenenfalls Ausschuss produziert.
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Ferner ist es notwendig sicherzustellen, dass die Schleifvorrichtung korrekt eingestellt ist. Dies bedeutet, dass unter anderem das Schleifmittel eben auf der Werkstückfläche aufliegt, das Schleifmittel gleichmäßig mit Anpressdruck beaufschlagt wird, die Schleifmittelkörnung an den gewünschten Schleifvorgang oder die Materialeigenschaft der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche angepasst ist, die Schleifbandgeschwindigkeit optimal eingestellt ist und dergleichen. Hierbei ist es oftmals notwendig, die einzelnen Bearbeitungs- bzw. Schleifparameter an das jeweilige Werkstück anzupassen.
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Üblicherweise wird der Verschleißgrad des Schleifmittels oder die korrekte Einstellung der Schleifparameter auf manuelle Art und Weise optisch bestimmt. Dabei wird das Schleifmittel bei einem Stillstand der Schleifvorrichtung durch einen Arbeiter begutachtet und überprüft, ob das Schleifmittel gewechselt werden sollte. Eine solche Bewertung hängt stark vom Erfahrungsgrad des Arbeiters ab und ist somit fehleranfällig.
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Hierbei erfolgt im Allgemeinen die Prüfung eines korrekten Ausschliffs eines Schleifaggregates mittels Graphitstift. Der Bleistiftstrich gibt jedoch keine valide Auskunft über das tatsächliche Zeitspanvolumen im Schleifprozess, da die Pigmente oder Partikel lediglich auf der Substratoberfläche aufliegen, womit keine präzise Einstellung des Zerspanprozesses abbildbar ist.
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Eine Alternative im industriellen Einsatz ist demnach, Schleifmittel frühzeitig auszutauschen. Dabei werden die Schleifmittel gewechselt, obwohl diese unter Umständen noch bis zu einem weiteren Wartungsintervall hätten verwendet werden können. Da die Zeitintervalle zum Wechsel eines Schleifmittels nicht oder zumindest nicht zuverlässig prognostiziert werden können, kommt es durch die beschriebene Vorsichtsmaßnahme zu vermehrten Wechseln der Schleifmittel. Die damit verbundenen zusätzlichen Kosten werden in Kauf genommen, um die Qualität der Fertigung aufrechtzuhalten.
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Dabei hat der Wechsel eines Schleifmittels meist den Nachteil, dass zumindest die Schleifvorrichtung, und gegebenenfalls ganze Produktionslinien, gestoppt werden muss/müssen. Dies steht der Anforderung entgegen, die Stillstandzeiten möglichst zu minimieren.
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Ferner ist es im Stand der Technik notwendig, in regelmäßigen Abständen das bearbeitete oder geschliffene Werkstück auf manuelle Art und Weise optisch zu inspizieren, um festzustellen, ob die Schleifvorrichtung korrekt eingestellt ist. Wie bereits oben geschildert, ist diese Prüfung äußerst stark von dem Erfahrungsgrad des Arbeiters abhängig und somit nicht zuverlässig. Auf diese Weise ist es insbesondere nicht möglich, eine gleichmäßige Produktqualität zu gewährleisten.
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Gegenstand der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schleifvorrichtung sowie ein Verfahren zur Erfassung eines Zustands eines durch eine Schleifvorrichtung bearbeiteten Werkstücks zu schaffen, die es ermöglichen, auf einfache und zuverlässige Weise eine Optimierung der Bearbeitung, eine Verbesserung der Oberflächenqualität sowie eine durchgängige Qualitätsprüfung zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schleifvorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Erfassung eines Zustands eines durch eine Schleifvorrichtung bearbeiteten Werkstücks, insbesondere eines plattenförmigen Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, nach Anspruch 10. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben, wobei der Gegenstand der die Schleifvorrichtung betreffenden Ansprüche im Rahmen des Verfahrens zur Erfassung eines Zustands eines durch eine Schleifvorrichtung bearbeiteten Werkstücks zum Einsatz kommen kann und umgekehrt.
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Hierbei ist einer der Grundgedanken der Erfindung, dass nach erfolgter Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere nach erfolgtem Schleifen einer Oberfläche des Werkstücks, anhand einer Thermografie-Einrichtung das bearbeitete Werkstück, insbesondere die bearbeitete oder geschliffene Oberfläche, erfasst und/oder überwacht wird.
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Auf diese Weise wird es ermöglicht, auf einfache und zuverlässige Weise ein bearbeitetes Werkstück, insbesondere eine bearbeitete oder geschliffene Oberfläche des Werkstücks, thermografisch zu erfassen und/oder zu überwachen und basierend auf einem Ergebnis des Erfassens und/oder Überwachens Rückschlüsse auf den durchgeführten Bearbeitungsvorgang oder Schleifvorgang zu erhalten, wodurch eine Optimierung des Bearbeitungsvorgangs bzw. Schleifvorgangs ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere Einstellparameter der Schleifvorrichtung bzw. Bearbeitungsparameter, wie z.B. Druckkraft einzelner Aktoren, Schleifbandgeschwindigkeit, Ausrichtung des Werkzeugs, insbesondere des Schleifbands, zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, Schleifbandabnutzung, Einlageposition des Werkstücks, und dergleichen, optimiert werden. Ferner wird eine durchgehende Qualitätsüberwachung ermöglicht.
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Gemäß einem Aspekt weist eine Schleifvorrichtung, insbesondere Breitbandschleifmaschine, zur Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eines plattenförmigen Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, auf: eine Schleifeinrichtung und eine nachrangig zur Schleifeinrichtung angeordnete erste Thermografie-Einrichtung, die dazu eingerichtet ist, durch die Schleifeinrichtung bearbeitete Werkstücke zu erfassen und/oder zu überwachen, insbesondere thermografisch zu erfassen und/oder zu überwachen.
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Wie oben bereits geschildert, ist es auf diese Weise möglich, den Bearbeitungsvorgang, insbesondere den Schleifvorgang, zu optimieren. Hierbei können insbesondere Einstellparameter der Schleifvorrichtung oder Bearbeitungsparameter, wie z.B. Druckkraft einzelner Aktoren, Schleifbandgeschwindigkeit, Ausrichtung des Werkzeugs, insbesondere des Schleifbands, zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, Schleifbandabnutzung, Einlageposition des Werkstücks, und dergleichen, optimiert werden.
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Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist unter „Erfassen der Oberfläche“ zu verstehen, dass die Werkstückoberfläche innerhalb eines Erfassungsbereichs der Thermografie-Einrichtung thermografisch oder wärmebildtechnisch abgebildet wird, wobei die Intensität der erfassten Infrarotstrahlung, die von der Oberfläche des Werkstücks ausgeht, als Maß für deren Temperatur oder Temperaturverteilung gedeutet wird.
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Unter dem Begriff „Überwachen der Oberfläche“ hingegen wird im Sinne der vorliegenden Offenbarung ein fortlaufendes, über eine Vielzahl von bearbeiteten Werkstücken durchgeführtes Erfassen der Oberfläche mittels der Thermografie-Einrichtung verstanden, wodurch Schwankungen an der Bearbeitung des Werkstücks erfasst werden können, wodurch Rückschlüsse auf die Bearbeitungs- oder Werkstückqualität gemacht werden können.
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Ferner ist im Sinne der vorliegenden Offenbarung unter dem Begriff „nachrangig zur Schleifeinrichtung“ zu verstehen, dass die Thermografie-Einrichtung so angeordnet ist, dass sie in Durchlaufrichtung oder im Fertigungsablauf hinter der Schleifeinrichtung angeordnet ist. D.h., dass die Thermografie-Einrichtung Werkstücke erfassen und/oder überwachen kann, die bereits durch die Schleifeinrichtung bearbeitet wurden.
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Hierbei kann die Schleifvorrichtung im Durchlaufbetrieb oder im Stationärbetrieb betrieben werden. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist unter „Durchlaufbetrieb“ zu verstehen, dass der Schleifvorrichtung über einen Werkstückeinlauf zu bearbeitende Werkstücke zugeführt werden, die Schleifvorrichtung den angedachten Bearbeitungsvorgang oder Schleifvorgang durchführt und anschließend über einen Werkstückauslauf die bearbeiteten Werkstücke abgeführt oder einer weiteren Bearbeitungsvorrichtung zugeführt werden. Somit kann das Werkstück sprichwörtlich durch die Schleifvorrichtung hindurchlaufen, also von vorne in die Schleifvorrichtung eingeführt und auf einer Hinterseite der Schleifvorrichtung entnommen oder abgeführt werden.
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Alternativ kann die Schleifvorrichtung im sogenannten „Stationärbetrieb“ betrieben werden, darunter ist zu verstehen, dass das zu bearbeitende Werkstück der Schleifvorrichtung von vorne zugeführt oder in diese von vorne eingelegt wird und nach erfolgter Bearbeitung des Werkstücks dieses ebenfalls nach vorne ausgegeben oder von vorne entnommen wird. Dies kann manuell oder durch eine Zuführvorrichtung geschehen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird durch die erste Thermografie-Einrichtung ein Zustand des bearbeiteten Werkstücks, insbesondere eine Wärmeverteilung auf einer bearbeiteten oder geschliffenen Oberfläche des bearbeiteten Werkstücks, erfasst und/oder überwacht.
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Anhand der Thermografie-Einrichtung kann mittels der erfassten Intensität der Infrarotstrahlung eine Temperaturverteilung auf der erfassten Oberfläche des bearbeiteten Werkstücks ermittelt werden, welche es ermöglicht, Rückschlüsse auf die durchgeführte Bearbeitung an dem Werkstück zu erlangen. Hierbei entsprechen Bereiche der Werkstückoberfläche, welche eine höhere Temperatur aufweisen, Bereichen, bei denen zwischen dem Schleifmittel und der Werkstückoberfläche eine höhere Reibung, respektive eine höhere Zerspanleistung, vorlag. Andererseits entsprechen Bereiche der Werkstückoberfläche, welche eine geringere Temperatur aufweisen, Bereichen, bei denen zwischen dem Schleifmittel und der Werkstückoberfläche eine geringere Reibung, respektive eine geringere Zerspanleistung, vorlag. Entsprechend kann anhand der ermittelten Temperaturverteilung erkannt werden, ob das Werkstück gleichmäßig über die Werkstückoberfläche bearbeitet oder geschliffen wurde oder nicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Thermografie-Einrichtung in einem Werkstückauslauf zur Entnahme oder Weiterleitung von durch die Schleifeinrichtung bearbeiteten Werkstücken angeordnet.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Schleifvorrichtung ferner eine zur Schleifeinrichtung vorrangig angeordnete zweite Thermografie-Einrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, durch die Schleifeinrichtung zu bearbeitende Werkstücke zu erfassen und/oder zu überwachen, wobei die zweite Thermografie-Einrichtung bevorzugt in einem Werkstückeinlauf zum Zuführen des zu bearbeitenden Werkstücks in die Schleifvorrichtung vorgesehen ist. Hierbei ist es ferner bevorzugt, wenn die zweite Thermografie-Einrichtung einen Zustand, bevorzugt eine Wärmeverteilung auf einer zu bearbeitenden Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks, erfasst und/oder überwacht.
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Auf diese Weise ist es einerseits möglich, mittels der zweiten Thermografie-Einrichtung die Kontur des zu bearbeitenden Werkstücks zu erfassen und somit gegebenenfalls eine bevorzugte Einlegeposition des Werkstücks in die Schleifvorrichtung zu signalisieren oder zu verwenden. Andererseits kann die zweite Thermografie-Einrichtung auch genutzt werden, zusätzlich eine Funktion zum Personenschutz bereitzustellen, insbesondere ein Hineinfassen einer Bedienperson in einen definierten Maschinenraum zu erkennen und gegebenenfalls einen Not-Aus zu betätigen.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder die zweite Thermografie-Einrichtung als eine Wärmebildkamera, eine Infrarotkamera und/oder ein Temperatur-Messgerät ausgebildet ist/sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Werkstückeinlauf und der Werkstückauslauf durch einen gleichen Bereich der Schleifvorrichtung ausgebildet, wobei die erste und die zweite Thermografie-Einrichtung durch ein Thermografie-System ausgebildet sind.
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Diese Ausführungsform bietet sich insbesondere beim Stationärbetrieb an, bei dem das Werkstück der Schleifvorrichtung von vorne zugeführt und ebenfalls vorne entnommen wird. Auf diese Weise kann auf das Vorsehen einer zweiten separaten Thermografie-Einrichtung verzichtet werden und trotzdem sämtliche Funktionen abgedeckt werden, insbesondere die Zusatzfunktion des Personenschutzes. Ferner wird diese Ausführungsform bevorzugt bei Fertigungslinien mit kleinen Losgrößen verwendet, womit teilweise mehrere Bearbeitungen an einer Schleifvorrichtung an demselben Werkstück vorgenommen werden.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche anhand des durch die erste Thermografie-Einrichtung erfassten Zustands des bearbeiteten Werkstücks und/oder anhand eines durch die zweite Thermografie-Einrichtung erfassten Zustands des zu bearbeitenden Werkstücks zumindest einen der nachfolgenden Parameter ermittelt:
- - Schleifzustand des Werkstücks,
- - Verschleißzustand eines Schleifmittels, insbesondere eines Schleifbands, der Schleifeinrichtung,
- - Fehleinstellungen und/oder Ausrichtungsprobleme/Justierprobleme der Schleifeinrichtung,
- - Fremdkörpereinschlüsse im Werkstück,
- - Aufbau des Werkstücks (z.B. Textur, Struktur)
- - Thermoplastische Erweichung bei Schleifen von lackierten oder beschichteten Oberflächen
- - Erfassung der Werkstückkontur
- - Ermitteln eines Zeitspanvolumens.
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Auf diese Weise wird ermöglicht, stetig Informationen über die durchgeführte Bearbeitung, insbesondere den durchgeführten Schleifvorgang, zu sammeln und diese zur weiteren Auswertung zur Verfügung zu stellen. So können beispielsweise die gesammelten Daten an eine zentrale Datenbank zu übermitteln oder in einer Cloud zu speichern und verfügbar zu machen.
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So kann beispielsweise aus der erfassten Werkstückkontur und der Temperaturverteilung auf der Werkstückoberfläche ein Belastungsprofil des Schleifmittels, insbesondere des Schleifbands, ermittelt werden und somit über die Standzeit des Schleifmittels ein Zeitspanvolumen ermittelt werden, insbesondere eine Verteilung des Zeitspanvolumens über das Schleifband, womit es möglich wird, stärker Belastete und somit bereits stärker verschlissene Bereiche des Schleifbands zu ermitteln und gegebenenfalls eine optimierte Einlageposition zu ermitteln. Darunter ist zu verstehen, dass seitens der Steuereinrichtung über die Standzeit des Schleifmittels verteilt die Werkstücke so in die Schleifvorrichtung eingelegt werden, dass eine einigermaßen gleichmäßige Verteilung des Zeitspanvolumens erzielt werden kann.
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Ferner kann auf diese Weise eine Maximaltemperatur des bearbeiteten oder geschliffenen Werkstücks ermittelt werden, und sichergestellt werden, dass diese einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Somit kann insbesondere bei Werkstücken mit Kunststoffanteil oder lackierten oder beschichteten Oberflächen sichergestellt werden, dass keine thermoplastische Erweichung auftritt.
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Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Fremdkörpereinschlüsse im Werkstück zu erfassen, womit gegebenenfalls Produktionsfehler in vorgeschalteten Bearbeitungsprozessen erkannt werden können.
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Zusätzlich bietet die Erfassung der Werkstückkontur mittels der Thermografie-Einrichtung die Möglichkeit, die Bearbeitungs- oder Schleifparameter der Schleifvorrichtung automatisch in Abhängigkeit des erfassten Werkstücks und der damit verbundenen gewünschten Bearbeitung einzustellen.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Steuereinrichtung anhand mindestens eines der ermittelten Parameter zumindest eine der nachfolgenden Korrekturen oder Optimierungen durchführt:
- - Anpassung der Druckkraft einzelner Aktoren innerhalb eines Druckbalkens der Schleifeinrichtung,
- - Korrektur von Fehleinstellungen und/oder Ausrichtungsproblemen/Justierproblemen der Schleifvorrichtung,
- - Optimierung der Schleifparameter, wie beispielsweise Anpresskraft, Vorschubgeschwindigkeit, Schleifbandgeschwindigkeit
- - Optimierung einer Einlegeposition des Werkstücks.
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Auf diese Weise ist es möglich, fortlaufend die Bearbeitungs- oder Schleifparameter der Schleifvorrichtung zu überwachen und zu optimieren. Somit können Verschleißerscheinungen frühzeitig erkannt und behoben werden. Ferner kann eine mögliche Fehleinstellung der Vorrichtung, welche nicht zwingenderweise zu einer fehlerhaften Bearbeitung des Werkstücks führt, jedoch zu einer unerwünscht hohen Belastung der Vorrichtung, erkannt und behoben werden.
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Ebenfalls ist es bevorzugt, dass die Schleifvorrichtung ferner eine Datenkommunikationsverbindung aufweist, die dazu eingerichtet ist, vorrichtungsbezogene und/oder werkstückbezogene Daten an eine externe Datenbank, insbesondere an einen Webserver, welcher eine World-Wide-Web-Adresse aufweist und eine Internet-Verbindbarkeit schafft, zu übermitteln.
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Hiermit kann die Möglichkeit geschaffen werden, dass vorrichtungsübergreifend Informationen oder Daten in Bezug auf Bearbeitungs- oder Schleifparameter, Werkstückparameter, Bearbeitungsqualität und dergleichen gesammelt und ausgetauscht werden. Auf diese Weise kann eine umfassende Datenbank aufgebaut werden, welche es dem einzelnen Bediener der jeweiligen Vorrichtung ermöglicht, den einzelnen Einstellvorgang der Schleifvorrichtung auf das jeweilige zu bearbeitende Werkstück zu vereinfachen, zu verkürzen sowie zu verbessern. Hierbei kann die Optimierung der Einstellparameter manuell oder automatisch erfolgen.
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Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Erfassung eines Zustands eines durch eine Schleifvorrichtung, insbesondere durch die oben beschriebene Schleifvorrichtung, bearbeiteten Werkstücks, insbesondere eines plattenförmigen Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holersatzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, umfassend die Schritte:
- - Bearbeiten einer Oberfläche des Werkstücks durch eine Schleifeinrichtung der Schleifvorrichtung, und
- - Erfassen und/oder Überwachen der durch die Schleifeinrichtung bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks mittels einer Thermografie-Einrichtung.
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Durch das bereitgestellte Verfahren können wie oben bereits im Zusammenhang mit der Schleifvorrichtung beschrieben, basierend auf einem Erfassungsergebnis des thermografischen Erfassens und/oder Überwachens des bearbeitenden Werkstücks Rückschlüsse in Bezug auf den durchgeführten Bearbeitungsvorgang oder Schleifvorgang gezogen werden, wodurch eine Optimierung des Bearbeitungsvorgangs oder Schleifvorgangs ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere Einstellparameter der Schleifvorrichtung oder Bearbeitungsparameter, wie z.B. Druckkraft einzelner Aktoren, Schleifbandgeschwindigkeit, Ausrichtung des Werkzeugs, insbesondere des Schleifbands, zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, Schleifbandabnutzung, Einlageposition des Werkstücks, und dergleichen, optimiert werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn bei dem Verfahren basierend auf dem Erfassungsergebnis des Erfassens und/oder Überwachens der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks ein Zustand des bearbeiteten Werkstücks, insbesondere eine Wärmeverteilung auf der bearbeiteten Oberfläche, erfasst und/oder überwacht wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Verfahren anhand des erfassten und/oder überwachten Zustands des bearbeiteten Werkstücks, insbesondere der Wärmeverteilung auf der bearbeiteten Oberfläche, zumindest einer der nachfolgenden Parameter ermittelt:
- - Schleifzustand des Werkstücks,
- - Verschleißzustand eines Schleifmittels, insbesondere eines Schleifbands, der Schleifeinrichtung,
- - Fehleinstellungen und/oder Ausrichtungsprobleme/Justierprobleme der Schleifeinrichtung,
- - Fremdkörpereinschlüsse im Werkstück,
- - Aufbau des Werkstücks (z.B. Textur, Struktur),
- - Thermoplastische Erweichung bei Schleifen von lackierten oder beschichteten Oberflächen,
- - Erfassung der Werkstückkontur,
- - Ermitteln eines Zeitspanvolumens und
basierend auf dem mindestens einen ermittelten Parameter zumindest eine der nachfolgenden Korrekturen oder Optimierungen durchgeführt wird:
- - Anpassung der Druckkraft einzelner Aktoren innerhalb eines Druckbalkens der Schleifeinrichtung,
- - Korrektur von Fehleinstellungen und/oder Ausrichtungsproblemen/Justierproblemen der Schleifeinrichtung,
- - Optimierung der Schleifparameter, wie beispielsweise Anpresskraft, Vorschubgeschwindigkeit, Schleifbandgeschwindigkeit
- - Optimierung einer Einlegeposition des Werkstücks.
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Dies bietet den Vorteil, dass auf eine manuelle optische Inspektion des Schleifmittels, insbesondere des Schleifbands, sowie einer Überprüfung des bearbeitenden Werkstücks verzichtet werden kann, und stattdessen eine kontinuierliche automatische Überprüfung durchgeführt werden kann. So kann beispielsweise eine Maximaltemperatur des bearbeitenden Werkstücks als Grenzwert bestimmt werden, wobei bei Überschreitung des Grenzwerts automatisch eine Auswechslung des Schleifmittels seitens der Schleifvorrichtung gefordert wird. Auf diese Weise kann der Einsatz eines zu stark verschlissenen Schleifmittels und die damit gegebenenfalls verbundenen Erzeugung von Ausschussprodukten vermieden werden.
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Ferner ist es bevorzugt, dass nach dem Erfassen des Zustands des bearbeiteten Werkstücks, insbesondere der Wärmeverteilung auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks, vorrichtungsbezogene und/oder werkstückbezogene Daten an eine externe Datenbank, insbesondere an einen Webserver, welcher eine World-Wide-Web-Adresse aufweist und eine Internet-Verbindbarkeit schafft, übermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ferner die Schritte auf:
- - erneutes Bearbeiten des Werkstücks, wobei es sich bei der ersten Bearbeitung des Werkstücks um einen Grobschliff und bei der zweiten Bearbeitung des Werkstücks um einen Feinschliff handelt, oder in der zweiten Bearbeitung eine Bearbeitung einer weiteren Oberfläche des Werkstücks erfolgt, und
- - erneutes Erfassen und/oder Überwachen der durch die Schleifeinrichtung bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks mittels der Thermografie-Einrichtung.
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Somit ist es möglich, zwischen zwei Bearbeitungs- oder Schleifvorgängen das Werkstück zu erfassen und beispielsweise voneinander unabhängige Bearbeitungsvorgänge zu erfassen und auszuwerten. Auf diese Weise kann beispielsweise erkannt werden, dass das Schleifaggregat, welches für den Feinschliff verwendet wird, eine Fehlstellung aufweist und diese korrigiert werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn durch die Thermografie-Einrichtung erfasste wärmere Bereiche der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks eine höhere Reibung zwischen Schleifmittel und Werkstück abbilden, was einem stumpferen Schleifmittel entspricht, und erfasste kältere Bereiche der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks eine geringere Reibung zwischen Schleifmittel und Werkstück abbilden, was einem schärferen Schleifmittel entspricht.
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Dies hat den Vorteil, dass falls es die Größe des Werkstücks zulässt, das Werkstück an einer Position in die Schleifeinrichtung eingelegt wird, an welcher das Schleifmittel, insbesondere das Schleifband, weniger stark verschlissen ist als an anderen Positionen.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn die Thermografie-Einrichtung, insbesondere eine zweite Thermografie-Einrichtung, die einen Werkstückeinlauf der Schleifvorrichtung erfasst und/oder überwacht, zusätzlich eine Funktion zum Personenschutz bereitstellt, insbesondere ein Hineinfassen einer Bedienperson in einen definierten Maschinenraum erkennt und gegebenenfalls einen Not-Aus betätigt.
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Hiermit ist es möglich, auf eine zusätzliche kostenintensive Personenschutzeinrichtung, wie beispielsweise ein Lichtgitter, zu verzichten.
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Das beschriebene Verfahren zur Erfassung eines Zustands eines durch eine Schleifvorrichtung bearbeiteten Werkstücks weist die in Bezug auf die Schleifvorrichtung bereits geschilderten Vorteile auf. Einzelmerkmale der beschriebenen Schleifvorrichtung können auch im Rahmen des Verfahrens zum Einsatz kommen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung gemäß einer Ausführungsform,
- 2 zeigt eine schematische Wärmebildaufnahme eines Werkstücks W.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Nachfolgend werden anhand der beigefügten Figuren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Merkmale können jeweils einzeln miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden.
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Wie der 1 entnommen werden kann, weist die Schleifvorrichtung 1, bei welcher es sich bei der gezeigten Ausführungsform beispielhaft um eine Breitbandschleifmaschine handelt, einen Werkstückeinlauf 30, welcher an der Vorderseite der Schleifvorrichtung 1 vorgesehen ist, und einen Werkstückauslauf 10, welcher an der Hinterseite der Schleifvorrichtung vorgesehen ist, auf. Zwischen dem Werkstückeinlauf 30 und dem Werkstückauslauf 10 ist eine Schleifeinrichtung 2 angeordnet. Entsprechend ist die dargestellte Schleifvorrichtung 1 für einen Durchlaufbetrieb vorgesehen. Alternativ könnte die Schleifvorrichtung 1 auch so ausgebildet sein, dass beide, der Werkstückeinlauf 30 sowie der Werkstückauslauf 10 an der Vorderseite der Schleifvorrichtung 1 vorgesehen sind, also durch einen gleichen Bereich ausgebildet wird. Diese Ausführungsform würde sich insbesondere für eine Bearbeitung im Stationärbetrieb anbieten.
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Wie der 1 weiter entnommen werden kann, weist die Schleifvorrichtung 1 des Weiteren eine Thermografie-Einrichtung auf, welche an der Werkstückeinlaufseite angebracht ist, womit es sich um die oben beschriebene zweite Thermografie-Einrichtung 25 handelt. Ferner weist die Schleifvorrichtung 1 eine weitere Thermografie-Einrichtung (nicht dargestellt) auf, welche an der Rückseite der Schleifvorrichtung 1, also an der Werkstückauslaufseite angebracht ist, womit es sich um die oben beschriebene erste Thermografie-Einrichtung 20 handelt. Alternativ könnte die erste Thermografie-Einrichtung 20 ebenfalls an der Werkstückeinlaufseite vorgesehen sein, wenn die Schleifvorrichtung im Stationärbetrieb betrieben wird. In diesem Fall wäre es ferner vorteilhaft, die erste und zweite Thermografie-Einrichtung 20, 25 durch eine gemeinsame Thermografie-Einrichtung auszubilden.
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Wie die 1 auch zeigt, erzeugend die Thermografie-Einrichtungen 20, 25 jeweils einen Abtastbereich 40, in welchem sie jeweils das unbearbeitete und/oder bereits bearbeitete Werkstück W abtasten können. D.h., ein Temperaturprofil oder eine Temperaturverteilung des Werkstücks W erfassen können.
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2 zeigt eine schematische Wärmebildaufnahme 100 eines Werkstücks W. Die Wärmebildaufnahme 100 wurde im Werkstückeinlauf/Werkstückauslauf 10, 30 aufgenommen. Wie der Wärmebildaufnahme 100 entnommen werden kann, weist die bearbeite Werkstückoberfläche des Werkstücks W, bei welchem es sich beispielhaft um ein Grundplatte eines Tischtennisschlägers handelt, hellere und dunklere Bereiche auf. Die helleren Bereiche H repräsentieren wärmere Bereiche, welche durch die Schleifvorrichtung 1 stärker bearbeitet wurden, wohingegen die dunkleren Bereiche K kältere Bereiche repräsentieren, welche weniger stark bearbeitet wurden. In der Mitte der Wärmebildaufnahme 100 ist ein Zielsucher 111 dargestellt, welcher einen direkten Messpunkt der Wärmebildkamera darstellt. In der linken oberen Ecke des Wärmebilds 100 ist die an dem Messpunkt gemessene Messtemperatur 112 angegeben. Ferner ist an der rechten Seite der Wärmebildaufnahme 100 eine Temperaturskala 110 dargestellt, welche den vorliegenden Temperaturen graustufen zuteilt. In der Praxis werden jedoch Wärmebildaufnahmen in Farbe dargestellt.
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Nachfolgend wird ein beispielhafter Ablauf einer thermografischen Erfassung eines Werkstücks W und der dadurch ermöglichten Optimierung der Bearbeitungsparameter beschrieben. Wie vorher bereits erwähnt, wird über einen Werkstückeinlauf 30 der Schleifvorrichtung 1, insbesondere der Schleifeinrichtung 2, ein zu bearbeitendes Werkstück W zugeführt. Hierbei kann beim Einlegen, was optional automatisch erfolgen kann, mittels einer den Werkstückeinlauf 30 überwachenden Thermografie-Einrichtung 25 die Werkstückkontur des zu bearbeitenden Werkstücks W erfasst werden, und basierend darauf das zu bearbeitenden Werkstück identifiziert und eine optimale Einlageposition angezeigt oder bestimmt werden. Gegebenenfalls, kann nach Identifizierung des zu bearbeitenden Werkstücks eine automatische Einstellung der Bearbeitungsparamter erfolgen. Anschließend erfolgt die gewünschte Bearbeitung des Werkstücks W, insbesondere der gewünschte Schleifvorgang, und das Werkstück W wird nach erfolgter Bearbeitung durch den Werkstückauslauf 10 ausgegeben. Während das Werkstück W durch den Werkstückauslauf 10 ausgegeben wird, erfolgt eine weitere thermografische Erfassung des Werkstücks W durch eine den Werkstückauslauf 10 überwachende Thermografische-Einrichtung 20. Anhand des Erfassungsergebnisses, insbesondere eines erfassten Zustands des bearbeiteten Werkstücks W, wobei es sich insbesondere um ein Wärmeprofil der Oberfläche des Werkstücks W handelt, werden durch eine Steuereinrichtung Rückschlüsse auf die durchgeführte Bearbeitung gezogen. Hierbei kann beispielsweise ein Verschleißzustand des Schleifbands, insbesondere stärker verschlissene Bereiche des Schleifbands, ermittelt werden, und entsprechend eine Einlageposition zukünftiger zu bearbeitender Werkstücke optimiert werden. Ferner kann erkannt werden, falls das Schleifband während des Schleifvorgangs nicht ausreichend und/oder ungleichmäßig auf das Werkstück W aufgepresst wird und gegebenenfalls die Druckkraft einzelner Aktoren im Druckbalken korrigiert werden. Ferner werden abschließend die ermittelten Daten an eine externe Datenbank, insbesondere an einen Webserver, übermittelt.
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Ferner wurde die Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, die jedoch nur zum besseren Verständnis der Erfindung dienen und diese nicht einschränken. Der Fachmann erkennt auch sofort, dass viele verschiedene Kombinationen der Elemente zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
