DE102020122115B3 - Apparatus and method for changing a grinding wheel or grinding pad of a robotic grinding machine - Google Patents

Apparatus and method for changing a grinding wheel or grinding pad of a robotic grinding machine Download PDF

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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/08—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving liquid or pneumatic means

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Abziehen einer Schleifscheibe oder Schleifblüte von einem Schleifteller einer robotorgestützten Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Korpus mit einer auf den Schleifteller der Schleifmaschine abgestimmten Öffnung zur Durchführung des Schleiftellers aufweist und einen Stempel mit Anschlagsfläche umfasst, wobei Korpus bzw. Öffnung und Stempel mittels Aktor derart aufeinander zustellbar sind, so dass ein über den Rand eines durch die Öffnung durchgeführten Schleiftellers überstehender äußerer Schleifscheiben- bzw. Schleifblütenbereich zwischen Korpuswand und Anschlagsfläche des Stempels klemmbar ist.The invention relates to a device for automatically removing a grinding wheel or grinding flower from a grinding plate of a robot-assisted grinding machine, characterized in that the device has a body with an opening matched to the grinding plate of the grinding machine for the grinding plate to pass through and comprises a punch with a stop surface, the body or the opening and stamp can be pushed towards one another by means of an actuator in such a way that an outer grinding wheel or grinding flower area that protrudes beyond the edge of a sanding plate passed through the opening can be clamped between the body wall and the stop surface of the stamp.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Abziehen einer Schleifscheibe oder chleifblüte von einem Schleifteller einer robotergestützten Schleifmaschine.The present invention relates to a device for automatically dressing a grinding wheel or abrasive pad from a grinding plate of a robot-assisted grinding machine.

Schleifmaschinen werden zum Bearbeiten verschiedener Materialien eingesetzt. Ein bedeutsames Anwendungsgebiet ist die Automobilfertigung. Dort ist es notwendig, den aufgebrachten Lack der Fahrzeugkarosserie per Schleif- und Polierverfahren nachzubearbeiten, um bspw. Staubeinschließungen im Lack effektiv zu beseitigen. Die Nachbearbeitung erfolgt in der Praxis bereits teilautomatisiert mittels robotorgesteuerter Schleifmaschinen.Grinding machines are used to process various materials. An important area of application is automobile production. There it is necessary to rework the applied paint on the vehicle body using grinding and polishing processes in order to effectively remove dust inclusions in the paint, for example. In practice, post-processing is already partially automated using robot-controlled grinding machines.

Derartige Schleifmaschinen umfassen einen Manipulator, dessen Bewegungen mittels Aktoren steuerbar ist. Am Ende des Manipulators ist ein um seine Achse rotierender Schleifteller zur Aufnahme einer Schleifscheibe oder Schleifblüte gelagert. Während des Schleifprozesses kommt es zur üblichen Abnutzung der Schleifscheibe oder -blüte, sodass diese in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden muss. Dazu ist die Schleifscheibe lösbar, insbesondere über eine Klettverbindung mit dem Schleifteller verbunden, sodass diese nach Verbrauch problemlos abgenommen und durch eine neue Schleifscheibe ersetzt werden kann. Bislang erfolgt der Austausch verbrauchter Schleifscheiben oder -blüten in der Fertigung der Automobilhersteller meist manuell, was die Stillstandzeit der Anlage erhöht. Es besteht daher der Wunsch nach einem automatischen Austausch der Schleifscheibe.Such grinding machines include a manipulator whose movements can be controlled by means of actuators. At the end of the manipulator, a grinding disk rotating around its axis is mounted to hold a grinding wheel or grinding disc. During the grinding process, the usual wear and tear of the grinding wheel or flower head occurs, so that it has to be replaced at regular intervals. For this purpose, the grinding disc is detachable, in particular connected to the grinding disc via a Velcro connection, so that it can be easily removed after use and replaced with a new grinding disc. So far, the exchange of used grinding wheels or flowers in the production of the car manufacturer has mostly been done manually, which increases the downtime of the system. There is therefore a desire for automatic replacement of the grinding wheel.

Ein solches System ist beispielsweise aus der EP 2 842 689 B1 bekannt. Bei der dortigen Vorrichtung werden sogenannte Abnahmefinger vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen am Außenrand des Schleiftellers zum Hintergreifen der aufgenommenen Schleifscheibe eintauchen. Dadurch kann letztere vom Schleifteller abgezogen werden. Der Nachteil einer solchen Vorrichtung ist jedoch darin zu sehen, dass der Aufbau mit separaten Abnahmefingern verhältnismäßig kompliziert und aufwändig ist. Zudem erfordert diese Vorgehensweise spezielle Modifikationen des Schleiftellers sowie der aufgenommenen Schleifscheibe.Such a system is, for example, from EP 2 842 689 B1 famous. In the device there, so-called pick-up fingers are provided, which dip into corresponding recesses on the outer edge of the sanding plate to reach behind the sanding disk that has been picked up. This allows the latter to be pulled off the sanding pad. However, the disadvantage of such a device can be seen in the fact that the structure with separate removal fingers is relatively complicated and expensive. In addition, this procedure requires special modifications of the sanding plate and the sanding disc.

Aus der EP 3 321 032 B1 ist ein System bekannt, bei dieser der Schleifteller an eine Abtrennkante herangefahren wird, um die Schleifscheibe randseitig vom Schleifteller zu lösen. Im Anschluss kann die bereits teilweise abgezogene Schleifscheibe mittels eines Greifelementes abgezogen werden. Weitere Abziehvorrichtungen sind aus US 9 481 072 B2 und WO 2019/123310 A1 bekannt. Ähnlich wie das System der EP 2 842 689 B1 sind auch diese Lösungen verhältnismäßig aufwändig zu realisieren.From the EP 3 321 032 B1 a system is known in which the grinding wheel is moved up to a cutting edge in order to detach the grinding wheel from the grinding wheel at the edge. The grinding wheel, which has already been partially removed, can then be removed using a gripping element. More pullers are out U.S. 9,481,072 B2 and WO 2019/123310 A1 famous. Similar to the system of EP 2 842 689 B1 these solutions are also relatively expensive to implement.

Dies bekräftigt den Wunsch nach einer einfacheren Lösung zum automatischen Abziehen und Wechseln einer Schleifscheibe/Schleifblüte von einem Schleifteller einer robotergestützten Schleifvorrichtung. Auch ist eine Speichermöglichkeit wünschenswert, um die neuen Schleifscheiben/Schleifblüten für den automatischen Austauschprozess bereitstellen zu können.This reinforces the desire for a simpler solution to automatically detaching and changing a grinding wheel/pad from a back-up pad of a robotic grinder. A storage option is also desirable in order to be able to provide the new grinding wheels/grinding discs for the automatic exchange process.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Bereitstellung neuer Schleifscheiben/Schleifblüten wird durch ein Speichermagazin gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Ein System zum automatischen Wechseln einer Schleifscheibe oder Schleifblüte ist Gegenstand des Anspruch 9 bzw. der Ansprüche 10 bis 12This object is achieved by a device according to the features of claim 1. Advantageous configurations of the device are the subject matter of the dependent claims. The provision of new grinding wheels/grinding pads is solved by a storage magazine according to the features of claim 7. A system for automatically changing a grinding wheel or grinding disk is the subject of claim 9 or claims 10 to 12

Erfindungsgemäß wird hier vorgeschlagen, die Vorrichtung mit einem Korpus auszustatten, der eine auf den Schleifteller der Schleifvorrichtung abgestimmte Öffnung aufweist. Die Öffnung ist durchgängig von einer Seite des Korpus zur anderen Seite und dient zur Durchführung des Schleiftellers. Zudem umfasst die Vorrichtung einen Stempel mit Anschlagsfläche. Dabei ist wenigstens der Korpus oder der Stempel mittels Aktor bewegbar an der Vorrichtung gelagert, so dass der Stempel und dessen Anschlagsfläche dem Korpus und der darin vorgesehenen Öffnung angenähert werden kann. Bevorzugt ist es, wenn der Stempel mittels eines Aktors auf den Korpus bzw. dessen Öffnung zustellbar ist. Es spricht jedoch nichts dagegen, den Korpus mittels Aktor auf den stationären Stempel zuzustellen. Theoretisch könnten sich sowohl Stempel als auch Korpus mittels Aktor verschieben lassen.According to the invention, it is proposed here to equip the device with a body that has an opening that is matched to the grinding plate of the grinding device. The opening is continuous from one side of the body to the other and is used for the passage of the sanding disc. In addition, the device includes a stamp with a stop surface. At least the body or the stamp is movably mounted on the device by means of an actuator, so that the stamp and its stop surface can be brought closer to the body and the opening provided therein. It is preferred if the plunger can be advanced onto the body or its opening by means of an actuator. However, there is nothing wrong with placing the body on the stationary stamp using an actuator. Theoretically, both the stamp and the body could be moved using an actuator.

Die Öffnung kann als geschlossene Öffnung ausgeführt sein, der Schleifteller ist dann von der einen Korpusseite durch die Öffnung zur andere Korpusseite durchzuführen. Die Öffnung muss umfangseitig nicht zwingend geschlossen sein. Bei entsprechender umfangseitiger Öffnung muss der Schleifteller nicht zwingend in axialer Richtung durchgeführt werden, sondern lässt sich alternativ auch über die Umfangsöffnung einsetzen.The opening can be designed as a closed opening, the sanding disc is then to be passed through the opening from one side of the body to the other side of the body. The opening does not necessarily have to be closed on the peripheral side. With a corresponding circumferential opening, the sanding disc does not necessarily have to be guided through in the axial direction, but can alternatively also be used via the circumferential opening.

Eine Voraussetzung für die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass eine auf dem Schleifteller aufgenommene Schleifscheibe bzw. Schleifblüte zumindest geringfügig über den Umfang des Schleiftellers hinausragt. Dieser überstehende Bereich der Schleifscheibe lässt sich dann durch Zustellung entweder des Stempels auf die Korpusöffnung oder Zustellung des Korpus auf den Stempel zwischen Stempelanschlagsfläche und der die Öffnung umgebenden Korpuswand klemmen. Wird der Schleifteller anschließend aus der Öffnung zurückgezogen, lässt sich die Schleifscheibe bzw. Schleifblüte vom Schleifteller abziehen. A prerequisite for the functioning of the device according to the invention is that a grinding wheel or grinding flower held on the sanding plate protrudes at least slightly beyond the circumference of the sanding plate. This protruding area of the grinding wheel can then be removed by either infeeding the stamp onto the body opening or infeeding the cor Clamp the pus onto the ram between the ram stop surface and the body wall surrounding the opening. If the sanding pad is then withdrawn from the opening, the sanding disc or sanding pad can be removed from the sanding pad.

Der Aktor zur Zustellung des Stempels und/oder des Korpus kann ein Linearantrieb sein, insbesondere in Form eines Stellzylinders. Vorstellbar sind jedoch anderweitige Antriebsarten, die einzige Voraussetzung besteht darin, dass die Anschlagsfläche des Stempels auf den durch die Öffnung durchgeführten Schleifteller zustellbar ist, und zwar derart, dass ein überstehender Schleifscheiben- bzw. Schleifblütenbereich zwischen Korpuswand und Anschlagsfläche des Stempels klemmbar ist.The actuator for feeding the plunger and/or the body can be a linear drive, in particular in the form of an actuating cylinder. However, other types of drive are conceivable; the only requirement is that the stop surface of the punch can be advanced onto the sanding plate that has been passed through the opening, in such a way that a protruding grinding wheel or grinding flower area can be clamped between the body wall and the stop surface of the punch.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann der Stempel durch eine zylindrische Scheibe gebildet sein. Die dem Korpus zugewandte Scheibenseite bildet die Anschlagsfläche. An der gegenüberliegenden Scheibenseite greift bevorzugt der Aktor an, insbesondere ist das freie Ende der Stellstange eines Stellzylinders mit dieser Seite der Scheibe verbunden.According to an advantageous embodiment of the invention, the plunger can be formed by a cylindrical disc. The side of the pane facing the body forms the stop surface. The actuator preferably acts on the opposite side of the pane, in particular the free end of the actuating rod of an actuating cylinder is connected to this side of the pane.

Die Korpusöffnung ist als kreisrunde Öffnung ausgeführt. Idealerweise ist die Formgebung der Öffnung der Form des Schleiftellers nachempfunden. Der Durchmesser der Korpusöffnung ist etwas größer als der Durchmesser des Schleiftellers gewählt, so dass letzterer problemlos durch die Öffnung durchgeführt werden kann. Bei konusförmigen Schleiftellern mit variierendem Durchmesser muss der Durchmesser der Korpusöffnung an den größten Durchmesser des Schleiftellers, in Regel an den Durchmesser der stirnseitigen Aufnahmefläche zur Befestigung des Schleifpapiers bzw. der Schleifblüte, angepasst sein. Insbesondere muss der Durchmesser der Öffnung mindestens so groß sein, wie der Durchmesser im Bereich der Stirnfläche des Schleiftellers.The body opening is designed as a circular opening. Ideally, the shape of the opening is based on the shape of the sanding pad. The diameter of the body opening is slightly larger than the diameter of the sanding pad, so that the latter can be fed through the opening without any problems. In the case of conical sanding pads with varying diameters, the diameter of the body opening must be adapted to the largest diameter of the sanding pad, usually to the diameter of the front surface for attaching the sanding paper or the sanding disc. In particular, the diameter of the opening must be at least as large as the diameter in the area of the face of the sanding disc.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Durchmesser der Korpusöffnung kleiner als der Durchmesser der aufgenommenen Schleifscheibe bzw. Schleifblüte gewählt ist. Die zugestellte Anschlagsfläche des Stempels deckt daher nicht nur die Korpusöffnung ab, sondern kontaktiert einen die Öffnung bildenden Wandbereiche des Korpus. Zwischen diesem Wandbereich und der Anschlagsfläche des Stempels lässt sich somit ein über den Schleifteller überstehender Rand der Schleifscheibe bzw. der Schleifblüte einklemmen.In addition, it is provided that the diameter of the body opening is selected to be smaller than the diameter of the grinding wheel or grinding disk that is accommodated. The infed abutment surface of the stamp therefore not only covers the body opening, but also makes contact with a wall area of the body forming the opening. An edge of the grinding wheel or the grinding flower that protrudes beyond the grinding plate can thus be clamped between this wall area and the stop surface of the stamp.

Nach dem automatischen Abziehen der Schleifscheibe mittels der Vorrichtung muss im Rahmen einer Vollautomatisierung auch sichergestellt sein, dass die Schleifscheibe/Schleifblüte tatsächlich vollständig abgezogen werden konnte. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung idealerweise um eine Prüfvorrichtung erweitert, die nach dem automatischen Abziehen der Schleifscheibe/-blüte automatisiert prüfen kann, ob diese vollständig abgezogen wurde. Ein solches Messverfahren kann beispielsweise druckbasiert sein, bei diesem der Schleifteller, insbesondere die stirnseitige Schleifscheibenaufnahme mit Druckluft oder Unterdruck beaufschlagt wird. Dabei wird ausgenutzt, dass der an sich hohle Schleifteller durch eine aufgenommene Schleifblüte/Schleifscheibe verschlossen wird. Beaufschlagt man den stirnseitigen Bereich des Schleiftellers nun mit Druckluft oder Unterdruck, so lässt sich mittels Drucksensor zuverlässig erfassen, ob der Hohlraum durch eine Schleifscheibe/Schleifblüte verschlossen ist oder nicht.After the grinding wheel has been dressed automatically using the device, it must also be ensured within the scope of full automation that the grinding wheel/grinding flower could actually be completely dressed. For this purpose, the device is ideally expanded to include a testing device that can automatically check whether the grinding wheel/blossom has been completely removed after it has been automatically removed. Such a measuring method can be pressure-based, for example, in which the grinding disk, in particular the front grinding wheel holder, is subjected to compressed air or negative pressure. This exploits the fact that the grinding disc, which is hollow per se, is closed by a grinding flower/grinding disk that is accommodated. If the front area of the sanding pad is now subjected to compressed air or vacuum, a pressure sensor can be used to reliably detect whether or not the cavity is closed by a sanding disk/absing pad.

Alternative Messverfahren sind ebenso denkbar, bspw. ein optisches Messverfahren.Alternative measurement methods are also conceivable, for example an optical measurement method.

Arbeitet die Prüfeinheit druckbasiert, so kann eine Prüfplatte vorgesehen sein, auf diese der Schleifteller mit seiner stirnseitigen Aufnahmefläche stellbar ist. Durch eine in die Platte integrierte Druckdüse kann dann ein definierter Luftdruck in Richtung des Schleiftellers geblasen werden oder ein entsprechender Unterdruck erzeugt werden. Ein im Bereich der Prüfplatte angeordneter Sensor erfasst die Druckverhältnisse, die sich abhängig davon, ob eine Schleifscheibe oder -blüte am Teller aufgenommen ist, ändern können.If the test unit works based on pressure, a test plate can be provided on which the sanding plate can be placed with its front receiving surface. A pressure nozzle integrated into the plate can then be used to blow a defined amount of air pressure in the direction of the sanding pad, or to generate a corresponding negative pressure. A sensor arranged in the area of the test plate records the pressure conditions, which can change depending on whether a grinding wheel or bloom is attached to the plate.

Neben einer Vorrichtung zum automatischen Abziehen einer Schleifscheibe/Schleifblüte ist im Sinne der Vollautomatisierung des gesamten Schleifprozesses auch die automatische Aufnahme einer neuen Schleifscheibe/Schleifblüte von Bedeutung. Erfindungsgemäß wird dazu ein Speichermagazin vorgeschlagen, das die Aufnahme mehrerer aufeinander gestapelter Schleifscheiben/Schleifblüten zulässt. Das Magazin umfasst eine ausreichend groß dimensionierte Öffnung, durch diese der Schleifteller zur Entnahme einer neuen Schleifscheibe/Schleifblüte einbringbar ist. In addition to a device for automatically removing a grinding wheel/grinding flower, the automatic mounting of a new grinding wheel/grinding flower is also important in terms of fully automating the entire grinding process. According to the invention, a storage magazine is proposed for this purpose, which allows the accommodation of a plurality of grinding wheels/grinding flowers stacked on top of one another. The magazine includes a sufficiently large opening through which the sanding plate can be inserted to remove a new sanding disk/sanding pad.

Denkbar ist eine Ausführung des Speichermagazins als zylindrischer Behälter, der stirnseitig für die Einbringung des Schleiftellers offen ist. Im Behälterinnenraum lassen sich mehrere Schleifscheiben/Schleifblüten in axialer Richtung aufeinanderstapeln. Wie bereits einleitend beschrieben wurde, haften Schleifblüten/Schleifscheiben auf Grund geeigneter Klebemittel am Schleifteller. Üblich ist die Haftung durch Klettverbindung. Dadurch bedingt kann es jedoch auch bei der Stapelung der Schleifscheiben/Schleifblüten aufeinander zu einer Haftung untereinander kommen. Um dies zu verhindern wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einzelnen benachbarte Schleifscheiben/Schleifblüten untereinander durch eingebrachte Trennmittel voneinander zu separieren. Erfindungsgemäß wird dazu ein bürstenartiges Trennmittel eingesetzt, dessen einzelne Büsten zwischen aufeinandergestapelte Schleifscheiben/-blüten eingreifen, sodass dass diese bei der Aufnahme der obersten Schleifscheibe/Schleifblüte nicht aneinander haften bleiben oder verrutschen.An embodiment of the storage magazine as a cylindrical container is conceivable, which is open at the front for the introduction of the sanding disc. In the interior of the container, several grinding discs/grinding discs can be stacked on top of one another in the axial direction. As already described in the introduction, abrasive discs/grinding discs adhere to the sanding pad due to suitable adhesives. Adhesion by Velcro is common. As a result of this, however, the stacking of the grinding wheels/grinding discs on top of each other can also lead to adhesion. In order to prevent this, it is proposed according to the invention to use individual adjacent grinding wheels/grinding heads to be separated from each other by introduced separating agents. According to the invention, a brush-like separating agent is used for this purpose, the individual brushes of which engage between grinding disks/blotches stacked on top of one another, so that they do not stick to one another or slip when the uppermost sanding disk/bloom is picked up.

Statt einem einzelnen Trennmittel können diese auch über den Umfang des Behälters verteilt angeordnet sein, so dass pro aufeinanderliegenden Schleifblüten/-scheiben mehrere Einzeltrennmittel von unterschiedlichen Positionen aus eingreifen. Die mehreren Trennmittel können rotationssymmetrisch zur Axialachse des Magazins angeordnet sein. Vorzugsweise werden genau drei Trennmittel vorgesehen, diese rotationssymmetrisch zur Axialachse des Magazins angeordnet sind.Instead of a single separating means, these can also be arranged distributed over the circumference of the container, so that several individual separating means intervene from different positions for each grinding flower/disk lying on top of one another. The multiple separating means can be arranged rotationally symmetrically to the axial axis of the magazine. Precisely three separating means are preferably provided, which are arranged rotationally symmetrically to the axial axis of the magazine.

Von der Erfindung umfasst ist ebenso ein System zum automatischen Wechsel von Schleifscheiben/Schleifblüten an einem Schleifteller einer Schleifmaschine. Das System umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen Abziehen der Schleifblüten/Schleifscheiben sowie das erfindungsgemäße Speichermagazin. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf erneute Ausführungen zu den Einzelbestandteilen verzichtet.The invention also includes a system for the automatic changing of grinding wheels/sanding heads on a grinding plate of a grinding machine. The system includes the device according to the invention for automatically removing the abrasive discs/grinding discs and the storage magazine according to the invention. To avoid repetition, the individual components are not explained again.

Darüber hinaus ist von der Erfindung auch eine vollständige Schleifanlage umfasst, bestehend aus wenigstens einem Schleifroboter mit entsprechendem Schleifteller sowie einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einem Speichermagazin gemäß der vorliegenden Erfindung. Für das Schleifsystem ergeben sich demnach dieselben Vorteile und Eigenschaften, wie sie bereits vorstehend anhand der einzelnen Komponenten erläutert wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird aus diesem Grund verzichtet.In addition, the invention also encompasses a complete grinding system, consisting of at least one grinding robot with a corresponding grinding disk and a device according to the present invention and/or a storage magazine according to the present invention. Accordingly, the same advantages and properties result for the grinding system as have already been explained above with reference to the individual components. For this reason, a repeated description is dispensed with.

Ein wesentliches Merkmal des Schleifsystems besteht darin, dass der Schleifteller die Aufnahme einer Schleifscheibe oder Schleifblüte mittels Klettverbindung ermöglicht. Dies gewährleistet eine ausreichend stabile Verbindung zwischen Schleifscheibe/Schleifblüte und Schleifteller, ermöglicht jedoch gleichermaßen ein automatisches Abziehen der Schleifscheibe/Schleifblüte vom Schleifteller des Schleifroboters sowie das automatisierte Aufnehmen eines Ersatzes.A key feature of the sanding system is that the sanding pad allows a sanding disc or sanding pad to be attached using a Velcro connection. This ensures a sufficiently stable connection between the grinding wheel/sanding pad and the sanding plate, but also enables the grinding wheel/sanding pad to be removed automatically from the sanding plate of the sanding robot and a replacement to be picked up automatically.

Ein weiteres Kennzeichen des Schleifsystems besteht darin, dass der Durchmesser der Schleifscheibe/Schleifblüte größer ist als der Durchmesser des Schleiftellers, sodass hierdurch ein überstehender Rand der Schleifscheibe oder Schleifblüte entsteht, der durch die Vorrichtung zum automatischen Abziehen der Schleifscheibe/Schleifblüte einklemmbar ist.Another feature of the grinding system is that the diameter of the grinding wheel/abrasive pad is larger than the diameter of the grinding plate, resulting in a protruding edge of the grinding wheel or abrasive pad that can be pinched by the device for automatic dressing of the grinding wheel/abrasive pad.

Neben den erfindungsgemäßen Vorrichtungen sowie Systemen betrifft die vorliegende Erfindung ebenso ein Verfahren zum automatischen Abziehen und gegebenenfalls Wechseln einer Schleifscheibe vom Schleifteller einer robotergestützten Schleifmaschine. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass dieses auf Grundlage der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt wird. Einzelne Verfahrensschritte lassen sich wie folgt ausführen:

  • Zunächst wird der Schleifteller durch die Öffnung des Korpus durchgeführt beziehungsweise in sonstiger Weise eingesetzt, sodass der Schleifteller beziehungsweise die aufgenommene Schleifscheibe/Schleifblüte auf einer Seite der Öffnung zumindest teilweise aus der Öffnung heraussteht. Im Anschluss wird der Stempel der Vorrichtung in Richtung des Schleiftellers zugestellt, sodass ein über den Rand des Schleiftellers überstehender Bereich der Schleifscheibe/Schleifblüte zwischen Korpus und Stempel geklemmt wird. Dieser Schritt kann ebenso durch eine Zustellung des Korpus zusammen mit dem Schleifteller auf die Anschlagsfläche des Stempels umgesetzt sein. Anschließend kann der Schleifteller aus der Öffnung in Axialrichtung herausgezogen werden, sodass sich die Schleifscheibe/Schleifblüte vom Schleifteller trennt.
In addition to the devices and systems according to the invention, the present invention also relates to a method for automatically removing and, if necessary, changing a grinding wheel from the grinding plate of a robot-assisted grinding machine. The method according to the invention is characterized in that it is carried out on the basis of the device according to the invention. Individual process steps can be carried out as follows:
  • First, the sanding plate is passed through the opening of the body or inserted in some other way, so that the sanding plate or the grinding wheel/sanding pad accommodated protrudes at least partially out of the opening on one side of the opening. The stamp of the device is then advanced in the direction of the sanding pad so that the area of the grinding wheel/abrasive pad that protrudes over the edge of the sanding pad is clamped between the body and the stamp. This step can also be implemented by feeding the body together with the sanding disc onto the stop surface of the stamp. The sanding pad can then be pulled out of the opening in the axial direction so that the grinding wheel/sanding pad separates from the sanding pad.

Optional kann vorgesehen sein, dass während des Herausziehens gleichzeitig eine Vertikalbewegung des Schleiftellers ausgeführt wird, um die Haftverbindung, vorzugsweise eine Klettverbindung, schneller aufzubrechen.Optionally, it can be provided that a vertical movement of the grinding disc is carried out at the same time as it is being pulled out, in order to break up the adhesive connection, preferably a Velcro connection, more quickly.

Im Nachgang kann der Schleifteller die Prüfvorrichtung anfahren, um das ordnungsgemäße Ablösen der Schleifscheibe/Schleifblüte abzufragen. Im positiven Fall kann der Schleifteller in das Speichermagazin eingefahren werden, um eine neue Schleifscheibe/Schleifblüte zu entnehmen.The sanding disc can then move to the test device to check whether the sanding disc/sanding pad has been properly removed. In the positive case, the sanding disc can be moved into the storage magazine to remove a new sanding disc/sanding flower.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1a - 1d: unterschiedliche perspektivische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abziehen einer Schleifscheibe von einem Schleifteller,
  • 2: eine Darstellung der druckluftbasierten Prüfeinheit,
  • 3: eine Draufsicht sowie perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Speichermagazins zu Schleifblüten und
  • 4: eine Schnittdarstellung des Speichermagazins mit eingeführtem Schleifteller.
Further advantages and properties of the invention are to be explained in more detail below using an exemplary embodiment illustrated in the figures. Show it:
  • 1a - 1d : different perspective representations of the device according to the invention for removing a grinding wheel from a grinding plate,
  • 2 : a representation of the compressed air based test unit,
  • 3 : a plan view and a perspective side view of the storage magazine according to the invention for abrasive discs and
  • 4 : a sectional view of the storage magazine with inserted sanding pad.

Die Darstellungen der 1a - 1d zeigen unterschiedliche Ansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatisierten Abziehen einer Schleifblüte 2 von einem Schleifteller 1. 1a zeigt insbesondere eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst eine Basisplatte 13, an dieser endseitig eine Vertikalplatte 14 angeordnet sind. Gegenüberliegend zur Vertikalplatte 14 befindet sich der Korpus 11 mit der Korpusöffnung 12 für die Aufnahme bzw. Durchführung eines Schleiftellers 1 einer hier nicht näher dargestellten Schleifmaschine.The representations of 1a - 1d show different views of the device according to the invention for the automated removal of a grinding flower 2 from a grinding disc 1. 1a shows in particular a perspective view of the device. The device comprises a base plate 13, on the end of which a vertical plate 14 is arranged. Opposite the vertical plate 14 is the body 11 with the body opening 12 for receiving or passing through a sanding disc 1 of a sanding machine not shown here.

Der Korpus 11 setzt sich aus einem ersten plattenartigen Vertikalabschnitt 11a, einem Horizontalabschnitt 11b sowie einem zweiten plattenartigen Vertikalabschnitt 11c zusammen. Der erste Vertikalabschnitt 11a umfasst hierbei die Korpusöffnung 12, die nach oben zum Plattenende hin umfangsseitig geöffnet ist. Die Öffnung 12 könnte alternativ aber auch umfänglich geschlossen sein.The body 11 is composed of a first plate-like vertical section 11a, a horizontal section 11b and a second plate-like vertical section 11c. The first vertical section 11a in this case includes the body opening 12, which is open at the top towards the end of the plate on the peripheral side. Alternatively, the opening 12 could also be closed around the circumference.

Der Durchmesser des konusartigen Schleiftellers 1, an dessen Stirnseite 1a mittels Klettverschluss eine Schleifblüte 2 aufgenommen ist, ist kleiner als der Durchmesser der Öffnung 12, sodass der Schleifteller 2 entweder in axialer Richtung durch die Öffnung 12 durchgeführt oder von oben eingesetzt werden kann.The diameter of the cone-like sanding pad 1, on whose end face 1a a sanding pad 2 is held by means of a Velcro fastener, is smaller than the diameter of the opening 12, so that the sanding pad 2 can either be guided through the opening 12 in the axial direction or inserted from above.

Wie sich ebenso der 1a entnehmen lässt, ist die Schleifblüte 2 flächenmäßig größer als die stirnseitige Aufnahmefläche des Schleiftellers 1 dimensioniert, sodass ein gewisser Rand der Schleifblüte 2 über den Umfang des Schleiftellers 1 übersteht. Gleichzeitig ist der Durchmesser der Schleifblüte 2 auch größer gewählt, als der Durchmesser der Korpusöffnung 12, sodass der überstehende Rand auch über die Öffnung 12 übersteht.Like himself as well 1a can be seen, the grinding flower 2 is larger in terms of area than the front receiving surface of the sanding plate 1 is dimensioned, so that a certain edge of the sanding flower 2 protrudes beyond the circumference of the sanding plate 1 . At the same time, the diameter of the abrasive disc 2 is also chosen to be larger than the diameter of the body opening 12 so that the protruding edge also protrudes beyond the opening 12 .

Auf der der Stirnseite des Schleiftellers 1 gegenüberliegenden Seite ist ein Aktor 23 angeordnet, der von der zweiten Vertikalplatte 14 getragen wird. Der Aktor ist hier als Zylinder ausgeführt, dessen Zylinderstange 24 linear in Richtung der Korpusöffnung 12 ausfahrbar ist. Am freien Ende der Zylinderstange 24 ist ein Stempel 21 in Form einer zylindrischen Scheibe montiert. Der Stempel 21 weist eine Anschlagsfläche 21a auf, die in Richtung der Öffnung 12 des Korpus 11 zustellbar ist, sodass der überstehende Rand der Schleifblüte 2 zwischen Korpusfläche 11a und Anschlagsfläche 21a des Stempels 21 geklemmt werden kann.An actuator 23 , which is carried by the second vertical plate 14 , is arranged on the side opposite the end face of the sanding disk 1 . The actuator is designed here as a cylinder whose cylinder rod 24 can be extended linearly in the direction of the body opening 12 . At the free end of the cylinder rod 24, a stamp 21 is mounted in the form of a cylindrical disc. The stamp 21 has a stop surface 21a which can be advanced in the direction of the opening 12 of the body 11 so that the protruding edge of the abrasive disc 2 can be clamped between the body surface 11a and the stop surface 21a of the stamp 21 .

Ist der überstehende Bereich der Schleifblüte 2 geklemmt, kann der Schleifteller 1 nach hinten aus der Öffnung 12 gezogen werden, während er gleichzeitig in Vertikalrichtung bewegt wird, sodass sich die Schleifblüte 2 besonders einfach vom Schleifteller 1 löst.If the protruding area of the sanding pad 2 is clamped, the sanding pad 1 can be pulled backwards out of the opening 12 while at the same time being moved in the vertical direction, so that the sanding pad 2 can be detached from the sanding pad 1 particularly easily.

Die Darstellung der 2 zeigt die Prüfeinheit der Vorrichtung, um den Zustand des Schleiftellers abzufragen, das heißt ob eine Schleifblüte 2 dort aufgenommen ist oder nicht.The representation of 2 shows the test unit of the device for querying the condition of the sanding pad, ie whether a sanding pad 2 is accommodated there or not.

Die Prüfeinheit besteht aus einer Prüfplatte 30, die eine Druckluftzuführung 31 vorsieht. Ferner ist ein Sensor 35 im Bereich der Prüfvorrichtung 30 angeordnet. Der Schleifteller 1 wird hierbei von oben auf die Oberfläche der Prüfplatte 31 zugestellt, sodass sich die Stirnseite des Schleiftellers 1 auf der Oberfläche der Prüfplatte 31 absetzt. Der Schleifteller 1 wird sodann über die Druckluftzuführung 31 der Prüfplatte mit Druckluft beaufschlagt. Über den Drucksensor kann dann festgestellt werden, ob am Schleifteller 1 noch eine Schleifblüte 2 haftet oder nicht.The test unit consists of a test plate 30 which provides a compressed air supply 31 . Furthermore, a sensor 35 is arranged in the area of the testing device 30 . In this case, the sanding disc 1 is advanced onto the surface of the test plate 31 from above, so that the end face of the sanding disc 1 is deposited on the surface of the test plate 31 . The sanding disc 1 is then charged with compressed air via the compressed air supply 31 of the test plate. The pressure sensor can then be used to determine whether or not a sanding disc 2 is still adhering to the sanding disk 1 .

In den 3a, 3b sind unterschiedliche Darstellungen eines Speichermagazins für die Speicherung einer Vielzahl von Schleifblüten 2 dargestellt. Das Magazin besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter 40, der in Axialrichtung am äußeren Umfang insgesamt drei Längsnuten 41 vorsieht. Im Bereich dieser Längsnuten 41 sind auskragende Konsolen 42 angeordnet, die zur Aufnahme geeigneter Trennmittel dienen. Als Trennmittel werden hier Bürstenelemente eingesetzt, deren Bürstenhalter 50 auf den Konsolen 42 montiert sind. Die einzelnen Bürstenfasern 51 erstrecken sich dann durch die Nuten 41 in den zylindrischen Innenraum des Speichers 40, sodass diese zwischen axial aufeinander gestapelten Schleifblüten 2 als Trennmittel liegen können.In the 3a , 3b different representations of a storage magazine for storing a large number of abrasive flowers 2 are shown. The magazine consists essentially of a cylindrical container 40, which provides a total of three longitudinal grooves 41 in the axial direction on the outer circumference. Cantilevered brackets 42 are arranged in the area of these longitudinal grooves 41 and serve to accommodate suitable separating means. Brush elements whose brush holders 50 are mounted on the brackets 42 are used here as the separating means. The individual brush fibers 51 then extend through the grooves 41 into the cylindrical interior of the store 40, so that they can lie between abrasive blotches 2 stacked axially on top of one another as a separating means.

Wie es insbesondere der 3a zu entnehmen ist, sind diese Trennmittel 50, 51 rotationssymmetrisch zur axialen Achse des Speichersystems angeordnet, wodurch eine gute Trennung zwischen benachbarten Schleifblüten 2 erreicht wird. Das Prinzip der Trennung wird besser in der Schnittdarstellung der 4 verdeutlicht. Diese zeigt einen Axialschnitt durch das Speichersystem 40 mit einer Vielzahl in axialer Richtung aufeinander gestapelter Schleifblüten 2. Ebenso ist hier ein entsprechendes Trennmittel 50 mit einzelnen Bürstenelementen 51 erkennbar. Die einzelnen Bürstenelemente 51 sind durch die Nut 41 durchgeführt und liegen somit zwischen benachbarten Schleifblüten 2, sodass diese zumindest randseitig voneinander getrennt sind. In der Darstellung ist ebenso der Schleifteller 1 des Schleifsystems gezeigt, der von oben in den zylindrischen Speicherbehälter 40 eingeführt wird, um über die Klettverbindung die oberste Schleifblüte 2 aufzunehmen. Durch die Trennung der obersten Schleifblüte 2 von der darunterliegenden Schleifblüte mittels der Trennmittel 51 ist somit sichergestellt, dass beim Herausheben der obersten Schleifblüte 2 alle weiteren Schleifblüten korrekt in Position bleiben.Like it in particular the 3a can be seen, these separating means 50, 51 are arranged rotationally symmetrically to the axial axis of the storage system, as a result of which a good separation between adjacent abrasive discs 2 is achieved. The principle of separation becomes better in the sectional view of the 4 clarified. This shows an axial section through the storage system 40 with a large number of abrasive discs 2 stacked on top of one another in the axial direction. A corresponding separating means 50 with individual brush elements 51 can also be seen here. The individual brush elements 51 are passed through the groove 41 and are thus located between adjacent abrasive heads 2, so that they are separated from one another at least at the edges. The illustration also shows the sanding disc 1 of the sanding system, which is inserted from above into the cylindrical storage container 40 in order to over take up the uppermost sanding flower 2 with the Velcro connection. By separating the uppermost grinding disk 2 from the underlying grinding disk by means of the separating means 51, it is thus ensured that when the uppermost grinding disk 2 is lifted out, all other grinding disks remain in the correct position.

Claims (14)

Vorrichtung zum automatischen Abziehen einer Schleifscheibe oder Schleifblüte (2) von einem Schleifteller (1) einer robotorgestützten Schleifmaschine, wobei die Vorrichtung einen Korpus (11) mit einer auf den Schleifteller (1) der Schleifmaschine abgestimmten Öffnung (12) zur Durchführung des Schleiftellers (1) aufweist und einen Stempel (21) mit Anschlagsfläche (21a) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus (11) mit Öffnung (12) und Stempel (21) mittels Aktor (23) derart aufeinander zustellbar sind, so dass ein über den Rand eines durch die Öffnung (12) durchgeführten Schleiftellers (1) überstehender äußerer Schleifscheiben- oder Schleifblütenbereich zwischen Korpuswand (11a) und Anschlagsfläche (21a) des Stempels (21) klemmbar ist, wobei die Öffnung (12) des Korpus (11) eine kreisrunde Öffnung ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Schleiftellers (1) jedoch kleiner als der Durchmesser der Schleifscheibe oder Schleifblüte (2) ist.Device for automatically removing a grinding wheel or abrasive disc (2) from a grinding plate (1) of a robot-assisted grinding machine, the device having a body (11) with an opening (12) matched to the grinding plate (1) of the grinding machine for the passage of the grinding plate (1 ) and comprises a plunger (21) with a stop surface (21a), characterized in that the body (11) with opening (12) and plunger (21) can be pushed towards one another by means of an actuator (23) such that a of a grinding disk (1) protruding through the opening (12) can be clamped between the body wall (11a) and the stop surface (21a) of the stamp (21), the opening (12) of the body (11) being a circular opening whose diameter is larger than the diameter of the sanding plate (1) but smaller than the diameter of the sanding disc or sanding pad (2). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus (11) und/oder Stempel (21) mittels Aktor (23) linear zustellbar ist, wobei als Aktor (23) vorzugsweise ein Stellzylinder eingesetzt wird.device after claim 1 , characterized in that the body (11) and/or stamp (21) can be linearly advanced by means of an actuator (23), an actuating cylinder preferably being used as the actuator (23). Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsfläche (21a) des Stempels (21) durch die dem Korpus (11) zugewandte Oberfläche einer zylindrische Scheibe gebildet ist, und deren gegenüberliegende Seite mit dem Aktor (23), insbesondere der Stellstange (24) des Stellzylinders verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stop surface (21a) of the plunger (21) is formed by the surface of a cylindrical disk facing the body (11) and its opposite side with the actuator (23), in particular the actuating rod (24) of the actuating cylinder is connected. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt der Öffnung (12) des Korpus (11) kleiner als die Anschlagsfläche (21a) ist, insbesondere ist der Durchmesser der Öffnung (12) kleiner als der Durchmesser der Anschlagsfläche (21a).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the opening cross section of the opening (12) of the body (11) is smaller than the stop surface (21a), in particular the diameter of the opening (12) is smaller than the diameter of the stop surface (21a) . Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Prüfeinheit mit Druckluft- oder Unterdruckzuführung (31) und Drucksensor umfasst, wobei mittels der Druckluft- oder Unterdruckzuführung (31) und dem Drucksensor bestimmbar ist, ob am Schleifteller (1) eine Schleifscheibe oder Schleifblüte (2) anhaftet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a test unit with a compressed air or vacuum supply (31) and a pressure sensor, it being possible to determine by means of the compressed air or vacuum supply (31) and the pressure sensor whether a grinding wheel or grinding disc (2) is sticking. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung eine Prüfplatte (30) mit integrierter Druckluft- oder Unterdruckzufuhr (31) umfasst, auf diese der Schleifteller (1) aufsetzbar ist, um der Stirnseite des Schleiftellers (1) Druckluft oder ein Unterdruck zuzuführen.device after claim 5 , characterized in that the test device comprises a test plate (30) with an integrated compressed air or vacuum supply (31) on which the sanding pad (1) can be placed in order to supply compressed air or a vacuum to the end face of the sanding pad (1). Speichermagazin zur Speicherung von Schleifscheiben oder Schleifblüten (2) für eine robotorgestützte Schleifvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin einen zylindrischen Behälter (40) umfasst, der im Bereich der Zylinderwandung ein oder mehrere bürstenartige Trennmittel (50, 51) umfasst, um aufeinander gestapelte Schleifscheiben oder Schleifblüten (2) voneinander zu trennen.Storage magazine for storing grinding wheels or grinding heads (2) for a robot-assisted grinding device, characterized in that the magazine comprises a cylindrical container (40) which in the area of the cylinder wall comprises one or more brush-like separating means (50, 51) in order to separate grinding wheels stacked on top of one another or to separate grinding flowers (2) from each other. Speichermagazin nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere drei bürstenartige Trennmittel (50, 51) vorgesehen sind, die rotationssymmetrisch zur Axialachse des Speichermagazins angeordnet sind.storage magazine after claim 7 , characterized in that several, in particular three brush-like separating means (50, 51) are provided, which are arranged rotationally symmetrically to the axial axis of the storage magazine. System zum automatischen Wechseln der Schleifscheibe oder Schleifblüte einer robotorgesteuerten Schleifmaschine, umfassend wenigstens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und wenigstens ein Speichermagazin gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8.System for automatically changing the grinding wheel or grinding flower of a robot-controlled grinding machine, comprising at least one device according to one of Claims 1 until 6 and at least one storage magazine according to any one of Claims 7 or 8th . Schleifsystem umfassend wenigstens eine robotorgesteuerte Schleifmaschine sowie eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder ein Speichermagazin nach einem der Ansprüche 7 oder 8.Grinding system comprising at least one robot-controlled grinding machine and a device according to one of Claims 1 until 6 and/or a storage magazine according to any one of Claims 7 or 8th . Schleifsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifteller die Aufnahme einer Schleifscheibe oder Schleifblüte mittels Klettverbindung ermöglicht.grinding system claim 10 , characterized in that the sanding plate allows a sanding disc or sanding pad to be accommodated by means of a Velcro connection. Schleifsystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Schleifscheibe oder Schleifblüte (2) größer ist als der Durchmesser des Schleiftellers (1).Grinding system according to one of Claims 10 or 11 , characterized in that the diameter of the grinding wheel or grinding disk (2) is larger than the diameter of the grinding plate (1). Verfahren zum automatischen Abziehen einer Schleifscheibe oder Schleifblüte (2) vom Schleifteller (1) einer robotorgestützten Schleifmaschine mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6: a. Durchführen des Schleiftellers (1) durch die Öffnung (12) des Korpus (11), b. Zustellung des Stempels (21) in Richtung des Schleiftellers (1) und/oder Zustellung des Korpus (11) inklusive Schleifteller (1) in Richtung des Stempels (21), so dass ein über den Rand des Schleiftellers (1) überstehende Bereich der Schleifscheibe oder Schleifblüte (2) zwischen Korpus (11) und Stempel (21) geklemmt wird, c. Herausziehen des Schleiftellers (1) aus der Öffnung (12) des Korpus (11).A method for automatically dressing a grinding wheel or abrasive disc (2) from the grinding plate (1) of a robot-assisted grinding machine with a device according to one of the above Claims 1 until 6 : a. Passing the sanding plate (1) through the opening (12) of the body (11), b. Infeed of the stamp (21) in the direction of the sanding disc (1) and/or infeed of the body (11) including the sanding disc (1) in the direction of the stem pels (21), so that an area of the grinding wheel or grinding disk (2) protruding over the edge of the grinding plate (1) is clamped between the body (11) and the punch (21), c. Pulling out the sanding disc (1) from the opening (12) of the body (11). Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifteller (1) synchron zum Herausziehens aus der Öffnung (12) in Vertikalrichtung bewegt wird.procedure after Claim 13 , characterized in that the sanding disc (1) is moved in the vertical direction synchronously with the withdrawal from the opening (12).
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