-
Technisches Feld
-
Die Lehren gehören zum technischen Gebiet der Automatisierungsgeräte und betreffen insbesondere eine automatische Schleifmaschine, die zur Bearbeitung von Werkstücken geeignet ist.
-
Stand der Technik
-
Es gibt eine große Vielfalt zu bearbeitender Werkstücke, von denen eine sehr wichtige Klasse Scheibenmaterial ist, wobei es eine Vielzahl von Scheibenmaterialien gibt, wie beispielsweise Glasplatten, Lichtleitplatten, Lichtreflektionsplatten oder Diffusionsplatten, wobei am Beispiel der Glasplatte, wenn die Glasplatte in einem Mobiltelefon verwendet wird, besonders hohe Anforderungen an die Glätte der Ränder von Glasscheiben gestellt werden, wobei allerdings der Schleifprozess am Rand von Mobiltelefonglasscheiben derzeit nicht vollständig automatisiert und kontinuierlich erfolgt.
-
Darüber hinaus nutzen sich die Schneidewerkzeuge ab, nachdem eine bestimmte Anzahl von Glasscheibenrändern abgeschliffen wurde. Hierbei gegenwärtig ein manueller Werkzeugwechsel eingesetzt wird, der einen Stillstand erfordert und zum einen den Arbeits- und Kostenaufwand erhöht und zum anderen der Stillstand die Produktionskontinuität beeinflusst und die Produktionseffizienz verringert.
-
Daher ist es notwendig, eine automatisierte Schleifmaschine zu entwickeln, um die oben erwähnten Nachteile zu überwinden.
-
Offenbarung der Lehren
-
Das durch die Lehren gelöste technische Hauptproblem besteht darin, eine automatische Schleifmaschine bereitzustellen, wobei durch es die Gestaltung eines Gleitarbeitstischs, einer Schleifvorrichtung, einer Werkzeugwechselvorrichtung und dergleichen möglich ist, das Werkstück automatisch zu schleifen, die Produktionseffizienz zu verbessern und einen Eine-Person-Mehrmaschinenbetrieb zu realisieren; und wobei ein Schneidewerkzeug automatisch gewechselt werden kann, nachdem eine bestimmte Anzahl von Werkstücken bearbeitet worden ist, wodurch die Produktionseffizienz weiter verbessert wird.
-
Um die obigen technischen Probleme zu lösen, ist eine technische Lösung, die von den Lehren eingesetzt wird, folgende:
- Die Lehren stellen eine automatische Schleifmaschine bereit, welche einen Maschinentisch und eine Schleifvorrichtung, die am Maschinentisch vorgesehen ist, einen Gleitarbeitstisch und eine Werkzeugwechselvorrichtung umfasst; wobei der Maschinentisch ferner mit einer Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die in der Lage ist, die Schleifvorrichtung zur Translation entlang der Y-Richtung anzutreiben, und einer Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die in der Lage ist, die Schleifvorrichtung zur Translation entlang der Z-Richtung anzutreiben, versehen ist; wobei der Maschinentisch ferner mit einer X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit versehen ist, die in der Lage ist, den Gleitarbeitstisch zur Translation entlang der X-Richtung anzutreiben; wobei die Werkzeugwechselvorrichtung eine Werkzeughalteranordnung zur Ablage eines Schneidewerkzeugs, einen ersten Triebkraftversorgungsmechanismus, der die Werkzeughalteranordnung zur Translation antreibt, und einen Greifmechanismus zum Greifen des Schneidewerkzeugs umfasst, wobei die Werkzeughalteranordnung durch den ersten Triebkraftversorgungsmechanismus zur Translation angetrieben wird und das Schneidewerkzeug durch den Greifmechanismus gegriffen wird; wobei die Schleifmaschine ferner ein Steuersystem aufweist, wobei die Schleifvorrichtung, die Werkzeugwechselvorrichtung, die Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, der erste Triebkraftversorgungsmechanismus und der Greifmechanismus jeweils mit dem Steuersystem verbunden sind.
-
Um die obigen technischen Probleme zu lösen ist eine weitere technische Lösung, die von der Lehren eingesetzt wird, folgende: Die Schleifvorrichtung umfasst einen Schleifmotor , ein Schneidwerkzeug , einen Schleifmotorfixierungssitz und eine Hauptwelle umfasst, wobei der Schleifmotor an dem Schleifmotorfixierungssitz befestigt ist, wobei die Hauptwelle mit dem Schleifmotor verbunden ist, wobei das Schneidewerkzeug an einem Ende der Hauptwelle angebracht ist, wobei der Schleifmotor elektrisch mit dem Steuersystem verbunden ist.
-
In einer Weiterbildung umfasst die Werkzeughalteranordnung einen Werkzeughalter zur Ablage des Schneidewerkzeugs, eine Ratschenzahn-Gleitschiene und eine mit der Ratschenzahn-Gleitschiene zusammenwirkende Ratschenzahnanordnung, wobei die Ratschenzahnanordnung am Werkzeughalter angebracht ist, wobei der Werkzeughalter parallel zu der Ratschenzahn-Gleitschiene angeordnet ist, wobei der erste Triebkraftversorgungsmechanismus die Werkzeughalteranordnung zur Translation antreiben kann, wobei der Werkzeughalter durch das Eingreifen des Ratschenzahns der Ratschenzahn-Gleitschiene mit dem Ratschenzahn der Werkzeughalteranordnung zur Translation angetrieben wird.
-
In einer Weiterbildung umfasst die Ratschenzahnanordnung ein Ratschenzahnstück, einen Ratschenzahnstück-Montagesitz und eine Rückstellfeder, wobei der Ratschenzahnstück-Montagesitz an dem Werkzeughalter angebracht ist, wobei das Ratschenzahnstück am Ratschenzahnstück-Montagesitz angebracht ist, wobei die Rückstellfeder an einem Ende am Ratschenzahnstück und am anderen Ende am Ratschenzahnstück-Montagesitz anliegt.
-
In einer Weiterbildung weist der Werkzeughalter eine Vielzahl von gleichmäßig beabstandet angeordneten Messereinsatzschlitzen auf, wobei in einen der Messereinsatzschlitze das Schneidewerkzeug eingesetzt werden kann.
-
In einer Weiterbildung umfasst der Greifmechanismus einen Pneumatikgreifer zum Greifen des Schneidewerkzeugs und den zweiten Triebkraftversorgungsmechanismus, der den Pneumatikgreifer translatorisch antreiben kann, wobei der Greifmechanismus an dem Gleitarbeitstisch angebracht ist.
-
In einer Weiterbildung umfasst der Werkzeughalter einen oberen Werkzeughalterteil und einen unteren Werkzeughalterteil, wobei zwischen dem oberen Werkzeughalterteil und dem unteren Werkzeughalterteil ein Spalt vorhanden ist, wobei der Greifmechanismus ein Greifen des Schneidewerkzeugs durch Greifen desjenigen Abschnitts des Schneidewerkzeugs, welcher in dem Spalt freiliegt, bewirkt.
-
In einer Weiterbildung weist der Gleitarbeitstisch eine Abfallrinne zum Ablegen eines gebrauchten Schneidewerkzeugs auf.
-
In einer Weiterbildung umfasst der Gleitarbeitstisch einen zur Ablage eines zu bearbeitenden Werkstücks angeordneten Trägertisch, wobei das Maschinengestell weiterhin eine Positioniervorrichtung zur Positionierung des Werkstücks aufweist.
-
In einer Weiterbildung ist eine wasserdichte Abdeckung auch an der Greifanordnung vorgesehen.
-
Die vorteilhaften Wirkungen der Lehren sind folgende:
- Die Lehren umfassen einen Maschinentisch und eine Schleifvorrichtung, die am Maschinentisch vorgesehen ist, einen Gleitarbeitstisch und eine Werkzeugwechselvorrichtung, wobei die zu bearbeitenden Werkstücke manuell oder im Zusammenwirken mit anderen Einrichtungen auf den Gleitarbeitstisch gelegt werden, wobei unter der Wirkung des Steuersystems die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit den Gleitarbeitstisch zur Translation entlang der X-Richtung antreibt und in Zusammenarbeit mit einer Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit und einer Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit die Schleifvorrichtung jeweils zur Translation in Y-Richtung und Translation in Z-Richtung antreibt, und wobei der Schleifmotor das Schneidewerkzeug zum Drehen antreibt, um eine Schleifbearbeitung des Werkstücks auszuführen, wobei es die Erfindung durch die Gestaltung des Gleitarbeitstisches, der Schleifvorrichtung, der Werkzeugwechselvorrichtung und dergleichen ermöglicht, die Seitenfläche oder die Kante des Werkstücks automatisch zu schleifen und bearbeiten und die Produktionseffizienz zu verbessern, wobei ein Ein-Personen-Mehrmaschinenbetrieb ermöglicht wird, was insbesondere für den Schleifprozess von Mobiltelefonglasscheiben geeignet ist, um den Schritt der vollautomatisierten kontinuierlichen Herstellung von Mobiltelefonglasscheiben zu beschleunigen; wobei dadurch, dass die Lehren Werkzeugwechselvorrichtung vorsehen in Zusammenarbeit mit den in dem Steuerungssystem voreingestellten Daten das gebrauchte Schneidewerkzeug nach Bearbeitung einer bestimmten Anzahl von Werkstücken entsorgt werden kann, wobei die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit den Gleitarbeitstisch in Position bringt, wonach der zweite Triebkraftversorgungsmechanismus den Pneumatikgreifer zum Greifen des Schneidewerkzeuges antreibt und sich danach unter dem Antrieb der X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit zur Schleifvorrichtung bewegt, wobei ein Wechsel des Schneidewerkzeugs durch die automatische pneumatische Be- und Entladefunktion der Hauptwelle und das Ergreifen eines nicht verwendeten Schneidewerkzeugs ermöglicht wird, wobei der Prozess automatisch, bequem und schnell ist, was die Automatisierung und Kontinuität des Bearbeitungsprozesses verbessert.
-
Die oben erwähnte Beschreibung ist nur eine zusammenfassende Übersicht über die technischen Lösungen der Lehren. Um die technischen Lösungen der Lehren klarer zu beschreiben und sie gemäß dem Inhalt der Beschreibung umzusetzen, folgt nun eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Lehren in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine erste schematische Strukturansicht der Lehren (am Beispiel von zwei Sätzen von Schleifvorrichtungen);
- 2 ist eine zweite schematische Strukturansicht der Lehren;
- 3 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnitts A der 2.
- 4 ist eine dritte schematische Strukturansicht der Lehren;
- 5 ist eine erste schematische Strukturansicht der Werkzeugwechselvorrichtung der Lehren;
- 6 ist eine zweite schematische Strukturansicht der Werkzeugwechselvorrichtung der Lehren; und
- 7 ist eine dritte schematische Strukturansicht der Werkzeugwechselvorrichtung der Lehren.
-
In den Figuren tragen Teile die folgenden Bezugszeichen:
- 210
- Maschinentisch,
- 220
- Schleifvorrichtung,
- 2201
- Schleifmotor,
- 22011
- Hauptwelle,
- 2202
- Schneidewerkzeug,
- 2203
- Schleifmotorfixierungssitz,
- 230
- Gleitarbeitstisch,
- 2301
- Trägertisch,
- 240
- Werkzeugwechselvorrichtung,
- 2401
- Werkzeughalteranordnung,
- 24011
- Werkzeughalter,
- 240111
- Messereinsatzschlitz,
- 24012
- Ratschenzahn-Gleitschiene,
- 24013
- Ratschenzahnanordnung,
- 24014
- Ratschenzahnstück,
- 24015
- Ratschenzahnstück-Montagesitz,
- 24016
- oberer Werkzeughalterteil,
- 24017
- unterer Werkzeughalterteil,
- 24018
- Spalt
- 2402
- erster Triebkraftversorgungsmechanismus,
- 2403
- Greifmechanismus,
- 24031
- Pneumatikgreifer,
- 24032
- zweiter Triebkraftversorgungsmechanismus,
- 250
- erste Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit,
- 260
- Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit,
- 270
- Einheit zur visuellen Erfassung,
- 280
- Positioniervorrichtung,
- 290
- wasserdichte Abdeckung
-
Konkrete Ausführungsformen
-
Die spezifischen Ausführungsformen der Lehren werden nachstehend durch spezifische konkrete Ausführungsbeispiele beschrieben, und der Fachmann auf diesem Gebiet kann die Vorteile und Wirkungen der Lehren anhand der in dieser Beschreibung offenbarten Inhalte leicht erkennen..
-
Eine automatische Schleifmaschine, wie in den 1 bis 7 gezeigt, umfasst einen Maschinentisch 210 und eine Schleifvorrichtung 220, die am Maschinentisch vorgesehen ist, einen Gleitarbeitstisch 230 und eine Werkzeugwechselvorrichtung 240; wobei der Maschinentisch ferner mit einer Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit 250, die in der Lage ist, die Schleifvorrichtung zur Translation entlang der Y-Richtung anzutreiben, und einer Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit 260, die in der Lage ist, die Schleifvorrichtung zur Translation entlang der Z-Richtung anzutreiben, versehen ist; wobei der Maschinentisch ferner mit einer X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit (in den Figuren nicht dargestellt) versehen ist, die in der Lage ist, den Gleitarbeitstisch zur Translation entlang der X-Richtung anzutreiben; wobei, wie in den 5 bis 7 gezeigt, die Werkzeugwechselvorrichtung 240 eine Werkzeughalteranordnung 2401 zur Ablage eines Schneidewerkzeugs 2202, einen ersten Triebkraftsversorgungsmechanismus 2402, der die Werkzeughalteranordnung zur Translation antreibt, und einen Greifmechanismus 2403 zum Greifen des Schneidewerkzeugs umfasst, wobei die Werkzeughalteranordnung durch den ersten Triebkraftversorgungsmechanismus zur Translation angetrieben wird und das Schneidewerkzeug durch den Greifmechanismus gegriffen wird; wobei die Schleifmaschine ferner ein Steuersystem aufweist, wobei die Schleifvorrichtung, die Werkzeugwechselvorrichtung, die Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, der erste Triebkraftversorgungsmechanismus und der Greifmechanismus jeweils mit dem Steuersystem verbunden sind.
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit, die Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit und die Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit jeweils Servomotoren und Gewi ndestangenantriebsstru ktu ren.
-
Die Schleifvorrichtung 220 umfasst einen Schleifmotor 2201, ein Schneidwerkzeug 2202, einen Schleifmotorfixierungssitz 2203 und eine Hauptwelle 22011, wobei der Schleifmotor an dem Schleifmotorfixierungssitz befestigt ist, wobei die Hauptwelle mit dem Schleifmotor verbunden ist, wobei das Schneidewerkzeug an einem Ende der Hauptwelle 22011 angebracht ist, wobei der Schleifmotor elektrisch mit dem Steuersystem verbunden ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an der Schleifvorrichtung auch eine Einheit zur visuellen Erfassung 270, wie beispielsweise eine Industriekamera, vorgesehen.
-
Wie in den 5 bis 7 gezeigt, umfasst die Werkzeughalteranordnung 2401 einen Werkzeughalter 24011 zur Ablage des Schneidewerkzeugs, eine Ratschenzahn-Gleitschiene 24012 und eine mit der Ratschenzahn-Gleitschiene zusammenwirkende Ratschenzahnanordnung 24013, wobei die Ratschenzahnanordnung am Werkzeughalter angebracht ist, wobei der Werkzeughalter parallel zu der Ratschenzahn-Gleitschiene angeordnet ist, wobei der erste Triebkraftversorgungsmechanismus die Werkzeughalteranordnung zur Translation antreiben kann, wobei der Werkzeughalter durch das Eingreifen des Ratschenzahns der Ratschenzahn-Gleitschiene mit dem Ratschenzahn der Werkzeughalteranordnung zur Translation angetrieben wird.
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Triebkraftversorgungsmechanismus ein Pneumatikzylinder, der die Werkzeughalteranordnung zur Translation in der Y-Richtung antreiben kann.
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Zahnabstand der Ratschenzähne der Ratschenzahn-Gleitschiene dem Abstand zwischen benachbarten in dem Werkzeughalter vorgesehenen Messereinsatzschlitzen.
-
Die Ratschenzahnanordnung umfasst ein Ratschenzahnstück 24014, einen Ratschenzahnstück-Montagesitz 24015 und eine Rückstellfeder (nicht dargestellt), wobei der Ratschenzahnstück-Montagesitz an dem Werkzeughalter angebracht ist, wobei das Ratschenzahnstück am Ratschenzahnstück-Montagesitz angebracht ist, wobei die Rückstellfeder an einem Ende am Ratschenzahnstück und am anderen Ende am Ratschenzahnstück-Montagesitz anliegt.
-
Der Werkzeughalter weist eine Vielzahl von gleichmäßig beabstandet angeordneten Messereinsatzschlitzen 240111 auf, wobei das Schneidewerkzeug in einen der Messereinsatzschlitze eingesetzt werden kann.
-
Der Greifmechanismus 2403 umfasst einen Pneumatikgreifer 24031 zum Greifen des Schneidewerkzeugs und einen zweiten Triebkraftversorgungsmechanismus 24032 , der den Pneumatikgreifer zur Translation antreiben kann, wobei der Greifmechanismus an dem Gleitarbeitstisch angebracht ist.
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Triebkraftversorgungsmechanismus ein Pneumatikzylinder, der den Pneumatikgreifer zur Translation in der X-Richtung antreiben kann.
-
Wie in 7 gezeigt umfasst der Werkzeughalter einen oberen Werkzeughalterteil 24016 und einen unteren Werkzeughalterteil 24017, wobei zwischen dem oberen Messerhalter und dem unteren Messerhalter ein Spalt 24018 vorhanden ist, wobei der Greifmechanismus ein Greifen des Schneidewerkzeugs durch Greifen desjenigen Abschnitts des Schneidewerkzeugs, welcher in dem Spalt freiliegt, bewirkt.
-
Der Gleitarbeitstisch weist eine Abfallrinne (in den Figuren nicht dargestellt) zum Ablegen eines gebrauchten Schneidewerkzeugs auf.
-
Der Gleitarbeitstisch umfasst einen zur Ablage eines zu bearbeitenden Werkstücks angeordneten Trägertisch 2301, wobei das Maschinengestell weiterhin eine Positioniervorrichtung 280 zur Positionierung des Werkstücks aufweist.
-
Das Werkstück ist auf dem Trägertisch platziert, wobei das Werkstück ein Scheibenmaterial ist, wobei das Scheibenmaterial eine Glasscheibe für ein Mobiltelefon ist. Es liegt jedoch keine Beschränkung darauf vor.
-
Es ist auch eine wasserdichte Abdeckung 290 an der Greifanordnung vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist auch eine wasserdichte Abdeckung an der Positioniervorrichtung vorgesehen.
-
Die wasserdichte Abdeckung 290 ist ebenfalls in der Peripherie des Maschinentischs vorgesehen, wobei auch an der Schleifvorrichtung eine wasserdichte Abdeckung 290 vorgesehen ist, wobei die Einrichtungen durch die wasserdichte Abdeckung zum Vermeiden von Benetzen vor den bei Bearbeitung verwendeten Flüssigkeiten geschützt sind.
-
Die Positioniervorrichtung umfasst einen Positioniermechanismus, der an zwei benachbarten Seiten des Werkstücks angeordnet ist, wobei die Lagebegrenzung des Werkstücks durch den Positioniermechanismus erfolgt. (Die spezifische Struktur und das Prinzip beider Positioniermechanismen wird in der Beschreibung des allgemeinen Präzisions-Positioniermechanismus im Patent 2018207325703 der Anmelderin gezeigt).
-
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hauptwelle, an der das Schneidewerkzeug montiert ist, eine Hauptwelle mit einer automatischen pneumatischen Be- und Entladefunktion des Schneidewerkzeugs, wie beispielsweise eine pneumatische Hauptwelle, die Stand der Technik ist, so dass sie nicht im Detail beschrieben wird.
-
Die Funktionsweise und der Arbeitsablauf der Lehren sind folgende:
-
Die zu bearbeitenden Werkstücke werden manuell oder im Zusammenwirken mit anderen Einrichtungen auf den Gleitarbeitstisch gelegt, wobei unter der Wirkung des Steuersystems die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit den Gleitarbeitstisch zur Translation entlang der X-Richtung antreibt, und in Zusammenarbeit mit einer Y-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit und einer Z-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit die Schleifvorrichtung jeweils zur Translation in Y-Richtung und Translation in Z-Richtung antreibt, und wobei der Schleifmotor das Schneidewerkzeug zum Drehen antreibt, um eine Schleifbearbeitung des Werkstücks auszuführen; wobei die Funktionsweise des Werkzeugwechselvorgangs wie folgt ist:
- Das gebrauchte Schneidewerkzeug kann in Zusammenarbeit mit den in dem Steuerungssystem voreingestellten Daten nach Bearbeitung einer bestimmten Anzahl von Werkstücken entsorgt werden, wobei die X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit den Gleitarbeitstisch in Position bringt, wonach der zweite Triebkraftversorgungsmechanismus das Pneumatikgreifer zum Greifen des Schneidewerkzeuges antreibt und sich danach unter dem Antrieb der X-Richtung-Triebkraftversorgungseinheit zur Schleifvorrichtung bewegt, wobei ein Wechsel des Schneidewerkzeugs durch das Schneidwerkzeug durch die automatische pneumatische Be- und Entladefunktion der Hauptwelle und das Ergreifen eines nicht verwendeten Schneidewerkzeugs ermöglicht wird, wobei der Prozess automatisch, bequem und schnell ist, was die Automatisierung und Kontinuität des Bearbeitungsprozesses verbessern kann; wobei bei dem Werkzeugwechsel der erste Triebkraftversorgungsmechanismus (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Pneumatikzylinder) und die Ratschenzahnanordnung jeweils fest am Werkzeughalter angebracht sind, wobei der Pneumatikzylinder betätigt wird, um die Ratschenzahnanordnung entlang der Y-Richtung zur Bewegung über einen der Ratschenzähne der Ratschenzahnbahn zu ziehen, wobei die Innenseite des Ratschenzahns am Ratschenzahnstück anliegt, wonach sich die Ratschenzahnanordnung, der Pneumatikzylinder und der Werkzeughalter als Einheit in der Y-Richtung nach vorne bewegen, wobei sichergestellt wird, dass der Messereinsatzschlitz, in den ein unbenutztes Schneidewerkzeug eingesetzt wird, in der X-Richtung stets mit der Position des Greifmechanismus übereinstimmt; wobei nach einem Austausch jedes Schneidewerkzeugs dieses Werkzeughalters eine Warnung ausgegeben wird, die den Bediener dazu auffordert, den Werkzeughalter zurückzusetzen und ein unbenutztes Schneidewerkzeug einzulegen, und der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt wird.
-
Die vorstehende Beschreibung ist lediglich ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Lehren und soll den Schutzumfang der Lehren nicht einschränken.