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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anspitzmaschine zum automatischen Anspitzen von Metallstiften, insbesondere von Metallelektroden, wie z. B. Wolframelektroden.
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Insbesondere bei Schweißelektroden kommt der Form des Endbereiches der Elektrode besondere Bedeutung zu. So ist es bei derartigen Schweißelektroden vorteilhaft, wenn das freie Ende, durch welches der Elektrodenprozess durchgeführt wird, spitz ausgebildet. So bestimmt die Form der Elektrodenspitze im Wesentlichen den Schweißablauf und die Güte der Schweißnaht.
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Aus diesem Grunde werden derartige Elektroden vor dem Arbeitseinsatz in der Regel angespitzt. Dieses Anspitzen erfolgt bisher meist durch Handarbeit, indem ein Ende der Elektrode mit Hilfe einer Schleifscheibe per Hand angespitzt wird. Dieses Anspitzen von Elektroden per Hand ist mit hohem zeitlichem Aufwand verbunden. Des Weiteren sind die Schleifergebnisse stark von der Fingerfertigkeit des Bearbeiters abhängig.
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Um das Anspitzen von derartigen Elektroden zu erleichtern, sind auch Schleifgeräte bekannt. Bei derartigen Vorrichtungen kann beispielsweise eine anzuspitzende Elektrode per Hand in eine solche Vorrichtung eingeführt werden. In dieser Vorrichtung sind beispielsweise ein oder mehrere Schleifscheiben positioniert, welche durch einen Motor betrieben werden. Der Vorteil ist hierbei, dass der Bearbeiter kaum Fehler machen kann. Es muss lediglich eine Elektrode in die Vorrichtung eingeführt und der Motor betätigt werden. Allerdings besteht auch hier der Nachteil, dass eine Bedienperson die anzuspitzenden Elektroden nach und nach in die Schleifvorrichtung einführen muss. Dies ist ebenfalls mit hohem Zeitaufwand verbunden. Ein weiterer Nachteil dieser aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass nach jedem Anspitzvorgang eine Inspektion durch den Bearbeiter vonnöten ist, um sicherzustellen, dass das gewünschte Anspitzergebnis erreicht worden ist. Auch dies ist mit einem enormen Zeitaufwand verbunden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anspitzmaschine der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein schnelles und effizientes Anspitzen von Metallstiften, insbesondere von Metallelektroden zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anspitzmaschine zum automatischen Anspitzen von Metallstiften, insbesondere von Metallelektroden, wie z. B. Wolframelektroden, umfassend
- a) eine einen Schleifkörper aufweisende Schleifvorrichtung zum Schleifen eines Endbereichs eines Metallstiftes, um diesen anzuspitzen;
- b) eine Haltevorrichtung zum Halten des anzuspitzenden Haltestiftes beim Anspitzvorgang;
- c) ein Sammelbehältnis zur Aufnahme einer Mehrzahl von anzuspitzenden Metallstiften;
- d) eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines anzuspitzenden Metallstiftes vom Sammelbehältnis zur Haltevorrichtung sowie
- e) eine Kontrolleinrichtung zur Kontrolle des Anspitzergebnisses.
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Mit der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine ist ein vollautomatisches Anspitzen von Metallstiften in kürzester Zeit möglich. So kann eine Vielzahl von Metallstiften nacheinander angespitzt werden, ohne dass eine Bedienperson die anzuspitzenden Stifte nacheinander in die Anspitzmaschine einführen muss. Es genügt, wenn eine Vielzahl von Metallstiften in das Sammelbehältnis eingebracht wird. Diese können dann nacheinander angespitzt werden, ohne dass weitere Hilfe durch Bedienpersonal vonnöten wäre. Hierdurch ist ein äußerst schnelles und effizientes Anspitzen möglich.
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Ein weiterer entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine besteht darin, dass eine Kontrolleinrichtung zur Kontrolle des Anspitzergebnisses vorgesehen ist. Durch eine derartige Kontrolleinrichtung ist es möglich, dass unmittelbar nach jedem Anspitzvorgang eine automatische Kontrolle des Anspitzvorgangs vorgenommen werden kann. Ein Überprüfen des Anspitzvorgangs durch eine Bedienperson kann damit entfallen. Hierdurch kann ein effizientes und sicheres Kontrollieren des Anspitzergebnisses gewährleistet werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine ist die Kontrolleinrichtung eine Kamera, welche bestimmte, voreingestellte Parameter, insbesondere den Anspitzwinkel, die Spitzenlänge und/oder den Durchmesser der äußersten Spitze vermisst, wobei im Falle, dass das gewünschte Anspitzergebnis noch nicht erreicht ist, der Anspitzvorgang vorzugsweise fortgesetzt wird. Hierdurch wird ein äußerst effizientes und genaues Anspitzen möglich.
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Mit Vorteil ist der Schleifkörper der Schleifvorrichtung eine motorbetriebene, rotierbare Schleifscheibe, insbesondere Diamantschleifscheibe, wobei die Schleifvorrichtung vorzugsweise in einer zur Längsachse eines in der Haltevorrichtung gehaltenen anzuspitzenden Stiftes senkrechten sowie parallelen Richtung, insbesondere motorbetrieben verfahrbar ist. Hierdurch wird ein radialer Schleifvorgang ermöglicht, der von der Halteeinrichtung weg in Richtung Spitze des anzuspitzenden Stiftes verläuft. Durch die beschriebenen Verfahrbarkeiten der Schleifvorrichtung ist ein Verfahren des Schleifkörpers in zwei Richtungen möglich. Hierdurch wird ein optimaler Anspitzvorgang gewährleistet.
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Vorzugsweise ist die Schleifvorrichtung verschwenkbar auf einer Unterlage gelagert. Hierdurch ergibt sich weiterer Bewegungsspielraum für die Schleifvorrichtung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine ist die Haltevorrichtung zum Rotieren des zu bearbeitenden Stiftes um dessen Längsachse rotierbar ausgebildet, wobei es sich bei der Haltevorrichtung vorzugsweise um eine Spannzange, insbesondere eine pneumatische Spannzange handelt. Durch die rotierbare Ausführung der Haltevorrichtung kann der Anspitzvorgang weiter optimiert werden.
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Mit Vorteil umfasst die Zuführvorrichtung eine Schubstange zum Schieben eines anzuspitzenden Stiftes in Richtung der Haltevorrichtung, wobei die Bewegung der Schubstange vorzugsweise durch einen Motor, insbesondere einen Kugelgewindeantrieb bewerkstelligt wird. Mit Hilfe einer derartigen Schubstange ist ein effizientes Bewegen der anzuspitzenden Stifte vom Sammelbehältnis zur Haltevorrichtung möglich.
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Vorzugsweise ist das Sammelbehältnis ein, vorzugsweise rotierbares Magazin zur Aufnahme einer Mehrzahl anzuspitzender Stifte, wobei das Magazin vorzugsweise kreisförmig angeordnete Kammern zur Aufnahme von anzuspitzenden Stiften aufweist, wobei nach einer Entleerung einer Kammer eine Rotationsbewegung des Magazins erfolgt, sodass eine nachfolgende Kammer, in der sich ein anzuspitzender Stift befindet, in den Bereich der Schubstange verbracht werden kann. Mit einem derartigen rotierbaren Magazin ist ein noch effizienteres Bewegen der anzuspitzenden Stifte möglich. Dem Magazin kann auch ein Sammeltopf vorgeschaltet sein, von dem aus anzuspitzende Stifte in das Magazin verbracht werden.
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Mit Vorteil ist die Schleifvorrichtung auf einem Schlitten angeordnet, welcher auf einem ersten Führungselement, insbesondere einer ersten Führungsleiste verfahrbar angeordnet ist, wobei das Führungselement vorzugsweise ebenfalls mit einem Schlitten gekoppelt ist, welcher auf einem zweiten Führungselement, insbesondere einer zweiten Führungsleiste verfahrbar angeordnet ist, wobei das erste und das zweite Führungselement vorzugsweise senkrecht zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung von Führungsleisten und Schlitten ist eine optimale Bewegbarkeit der Schleifvorrichtung, insbesondere des Schleifkörpers beim Schleifvorgang möglich (siehe auch Figurenbeschreibung).
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Mit Vorteil ist die Kontrolleinrichtung, insbesondere die Kamera mit einem Leuchtmittel gekoppelt. Dadurch wird ein optimiertes Kontrollieren des Anspitzergebnisses erreicht.
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Mit Vorteil sind Luftdüsen im Bereich des zu bearbeitenden Stiftes angeordnet. Mit Hilfe dieser Luftdüsen kann Luft zur Kühlung der Stifte beim Schleifvorgang auf diese geblasen werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anspitzmaschine;
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2: eine Seitenansicht der Anspitzmaschine von 1.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anspitzmaschine 1 zum automatischen Anspitzen von Wolframelektroden 2. Die erfindungsgemäße Anspitzmaschine 1 umfasst eine eine Schleifscheibe 3 aufweisende Schleifvorrichtung 4 zum Schleifen eines Endbereichs 5 einer Wolframelektrode 2. Die erfindungsgemäße Anspitzmaschine 1 umfasst ferner eine Haltevorrichtung in Form einer pneumatischen Spannzange 6 zum Halten der anzuspitzenden Wolframelektrode 2 beim Anspitzvorgang. In der folgenden Darstellung ist eine von der Spannzange 6 gehaltene Elektrode 2 zu sehen.
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Die erfindungsgemäße Anspitzmaschine umfasst ferner ein Sammelbehältnis in Form eines rotierbaren Magazins 7 zur Aufnahme einer Mehrzahl von anzuspitzenden Wolframelektroden.
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Die erfindungsgemäße Anspitzmaschine umfasst ferner eine Zuführvorrichtung 8 zum Zuführen einer anzuspitzenden Wolframelektrode vom Magazin 7 zur Spannzange 6.
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Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Anspitzmaschine eine Kontrolleinrichtung in Form einer Kamera 9 zur Kontrolle des Anspitzergebnisses.
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Um die Schleifscheibe 3 der Schleifvorrichtung 4 in Rotation zu versetzen, ist ein Elektromotor (hier nicht dargestellt) in einem Gehäuse 10 der Schleifvorrichtung 4 vorgesehen. Die Schleifvorrichtung 4 ist auf einem Schlitten 11 angeordnet, welcher auf einer ersten Führungsleiste 12 verfahrbar angeordnet ist. Die Führungsleiste 12 ist ihrerseits ebenfalls mit einem Schlitten 13 gekoppelt, welcher auf einer zweiten Führungsleiste 14 verfahrbar angeordnet ist. Die erste Führungsleiste 12 ist senkrecht zur zweiten Führungsleiste 14 angeordnet.
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Die Schleifvorrichtung 4 ist schwenkbar auf dem Schlitten 4 gelagert (siehe Pfeil). Das Verfahren der Schleifvorrichtung 4 auf der ersten Führungsleiste 12 wird über einen Motor 15 bewerkstelligt. Auch das Verfahren der zweiten Führungsleiste 14 auf der ersten Führungsleiste 12 wird über einen Motor (hier nicht dargestellt) bewerkstelligt. Durch die Verfahrbarkeit der Schleifvorrichtung 4 auf der ersten Führungsleiste 12 und die Verfahrbarkeit der ersten Führungsleiste 12 auf der zweiten Führungsleiste 14 kann die Schleifvorrichtung 4 also sowohl senkrecht als auch parallel zur Längsachse des in der Spannzange 6 gehaltenen Wolframelektrode 2 verfahren werden. Durch die Verschwenkbarkeit der Schleifvorrichtung 4 auf dem Schlitten 11 kann die Schleifscheibe 3 der Schleifvorrichtung 4 in die optimale Position zum Anspitzen der Wolframelektrode 2 gebracht werden.
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Beim Schleifvorgang wird die rotierende Schleifscheibe zunächst – je nach gewünschter Länge der zu erstellenden Spitze – an der gewünschten Stelle an der Wolframelektrode 2 angesetzt und durch Verfahren der ersten Führungsleiste 12 auf der zweiten Führungsleiste 14 in einer der Spannzange 6 entgegengesetzten Richtung, also in Richtung des freien Endes der Wolframelektrode 2 verfahren. Um den Endbereich der Wolframelektrode 2 zu einer Spitze zu schleifen, kommt es während dem Verfahren der ersten Führungsleiste 12 auf der zweiten Führungsleiste 14 auch zu einem Verfahren des Schlittens 11 mit der Schleifvorrichtung 4 auf der ersten Führungsleiste 12 in Richtung der Elektrode 2, sodass die Schleifscheibe 3 gleichzeitig mit ansteigender Intensität an die Elektrode 2 gepresst wird. Hat die Schleifscheibe 3 das Ende der Elektrode 2 erreicht, wird sie durch Verfahren der ersten Führungsleiste 12 wieder in Richtung der Haltevorrichtung 6 verfahren. Gleichzeitig wird die Schleifscheibe durch Verfahren des Schlittens 11 wieder von der Elektrode wegbewegt. So bewegt sich die Schleifscheibe 3 beim Schleifvorgang also sowohl in zwei zur anzuspitzenden Wolframelektrode 2 senkrechten als auch parallelen Richtungen. Während diesem Schleifvorgang wird die anzuspitzende Wolframelektrode 2 auch um ihre Längsachse rotiert. Diese Rotationsbewegung erfolgt durch Rotation der pneumatischen Spannzange 6. Auch diese Rotationsbewegung ist motorbetrieben. Hierdurch wird ein optimales gleichmäßiges Anspitzergebnis erzielt.
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Durch die perfekte Beweglichkeit der Schleifvorrichtung in verschiedenen Richtungen können Anspitzwinkel im Bereich von ca. 6° bis ca. 45° erreicht werden. Auch die Spitzenlänge sowie der sog. „Tipp” (abgeflachte Spitze) können frei eingestellt werden.
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Der gesamte Schleifvorgang erfolgt vollautomatisch. Vor dem Schleifen müssen die Elektrodenrohlinge lediglich in das Magazin 7 eingefüllt werden. Dieses Magazin ist um seine Längsachse rotierbar, wobei die Rotationsbewegung des Magazins 7 über den Elektromotor 17 bewerkstelligt wird.
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Vom Magazin 7 können nun nacheinander einzeln die anzuspitzenden Wolframelektroden über die Zuführvorrichtung 8 in die Spannzange 6 transportiert werden. Hierzu umfasst die Zuführvorrichtung 8 eine Schubstange 18 (siehe 2). Auch die Schubbewegung der Schubstange 18 wird über einen Elektromotor 17 (hier nicht dargestellt) bewerkstelligt. Die Schubstange 18 bewegt sich zum Zuführen einer Wolframelektrode zur Spannzange 6 in Längsrichtung und schiebt dadurch eine anzuspitzende Wolframelektrode in die Spannzange 6. Während eines Anspitzvorgangs wird bereits die nächste anzuspitzende Wolframelektrode in Position gebracht. Nach dem Anspitzvorgang werden die fertigen Wolframelektroden in ein Sammelmagazin abgelegt.
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Nach einem Anspitzvorgang durch Schleifen des Endbereichs einer Wolframelektrode 2 wird das Anspitzergebnis durch die Kamera 9 kontrolliert. Diese Kontrolle ist computergesteuert. So werden durch die Kamera bestimmte, voreingestellte Parameter kontrolliert. Bei diesen Parametern handelt es sich in erster Linie um den Anspitzwinkel, die Spitzenlänge, den Gesamtdurchmesser, den Tipp-Durchmesser, die Konizität der Spitze sowie die Spitzengeometrie, wobei hierbei hohle bzw. bauchige Flächen an der Spitze vermieden werden müssen. Wird nun durch die Kamera detektiert, dass ein oder mehrere der eingestellten Parameter beim Schleifvorgang nicht erreicht wurden, wird der Anspitzvorgang entweder fortgesetzt oder die geschliffene Elektrode wird verworfen. Erst wenn das gewünschte Anspitzergebnis erzielt wird, wird die fertige Wolframelektrode von der Maschine freigegeben und in einem Sammelmagazin abgelegt. Die Kamera 9 ist zur optimalen Inspektion der Wolframelektroden 2 mit einem Leuchtmittel 19 gekoppelt.
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Um die Überhitzung einer Wolframelektrode 2 beim Schleifvorgang zu vermeiden, sind Luftdüsen (hier nicht dargestellt) im Bereich der Schleifscheibe angeordnet.
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Durch diese Luftdüsen kann kühlende Luft auf die Schleifscheibe bzw. die zu schleifende Wolframelektrode geblasen werden.
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Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine 1 ein optimaler radialer Schleifvorgang eines Metallstiftes, insbesondere einer Elektrode durchgeführt werden. Im Vergleich mit einem Schleifen durch eine Bedienperson, bei dem bei einer geübten Person maximal eine Elektrode pro Minute geschliffen werden kann, kann mit der erfindungsgemäßen Anspitzmaschine ein Anspitzvorgang innerhalb von acht bis neun Sekunden abgeschlossen werden.
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Mit der erfindungsgemäßem Anspitzmaschine können sowohl Stifte mit rundem als auch mit eckigem Querschnitt geschliffen werden. In der Regel handelt es sich jedoch um Rundstäbe, die von der erfindungsgemäßen Maschine angespitzt werden.
