DE3402104C2

DE3402104C2 - Bandschleifmaschine

Info

Publication number: DE3402104C2
Application number: DE3402104A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 4970 Bad Oeynhausen Heesemann
Original assignee: Karl Heesemann Maschinenfabrik & Co Kg 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Current assignee: Karl Heesemann Maschinenfabrik & Co Kg 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Priority date: 1984-01-21
Filing date: 1984-01-21
Publication date: 1986-07-17
Also published as: EP0155380A1; DE3402104A1; JPH074751B2; US4601134A; ES539670A0; JPS60167757A; ES8606053A1; EP0155380B1; DE3467318D1; ATE30690T1

Abstract

Bei einer Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen (7) aufweisenden, quer zur Förderrichtung eines Werkstückes (2) ausgerichteten Druckbalken (13), dessen Andruckkraft steuerbar ist und über den Schleifbänder (5) zur Bearbeitung der Oberfläche des Werkstückes (2) geführt sind, läßt sich eine gleichmäßige Oberflächenbearbeitung auch bei kompliziert geformten Werkstücken dadurch erreichen, daß die Andruckkraft jedes Druckschuhes (7) einzeln steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von quer zur Förderrichtung der zu bearbeitenden Werkstücke nebeneinander angeordneten Druckschuhen aufweisenden Druckbalken, bei dem jedem Druckschuh eine eigene, in Abhängigkeit von der Werkstückform betätigbare Andruckeinrichtung zugeordnet und über dem ein Schleifband geführt ist.

Derartige Bandschleifmaschinen sind seit langer Zeit bekannt. Mit ihnen lassen sich auch Oberflächen von kompliziert geformten Werkstücken bearbeiten, wenn die Druckschuhe aus einer unwirksamen Stellung in eine Wirkstellung einzeln absenkbar sind. Das Schleifband wird dadurch jeweils nur in dem durch das Werkstück benötigten Bereich auf das Werkstück gedrückt

Aus dem DE-GM 82 23 923 ist eine derartige Breitbandschleifmaschine bekannt Jedem Druckschuh ist

ίο hierbei im Einlaufbereich der Breitbandschleifmaschine ein Schalter zugeordnet, der betätigt wird, wenn das Werkstück über diese Stelle des Einlaufbereichs fährt Hierdurch erhält der Druckbalken die Information, daß der zu dieser Stelle gehörende Druckschuh in seine Wirkstellung abgesenkt werden muß. Hierzu wird einem mit dem Druckbalken verbundenen Elektromagneten eine Einschaltspannung zugeführt, so daß der Druckschuh (gegenüber dem Schalter zeitverzögert) in seine Andruckstellung abgesenkt wird. Die Oberseite des Elektromagneten stützt sich an einem Druckschlauch ab, der sich seinerseits an seiner Oberfläche ortsfest abstützt Durch Regulierung des pneumalischen Druckes in dem Druckschlauch kann die Andruckkraft des Druckbalkens reguliert werden. Dieser Schlauch verläuft über die gesamte Breite des Druckbalkens, beaufschlagt also alle Druckschuhe gleichmäßig. Die Andruckeinrichtungen für die Druckschuhe bestehen somit aus dem das Heben und Senken des Druckschuhs bewirkenden Elektromagneten sowie dem die Größe der Andruckkraft bestimmenden Druckschlauch.

Aus der CH-PS 4 77 263 ist femer ein Druckbalken bekannt, bei dem das Schleifband auf unter dem Druckbalken erzeugten Luftpolstern läuft Der Druckbalken besteht aus einem starren Grundkörper, an dessen Enden jeweils ein Endstück höhenjustierbar angebracht ist Der Druckbalken ist in einzelne Luftkammern unterteilt, aus denen die Luft zur Bildung des Luftpolsters ausströmt. Der Luftstrom an den Endkammern des Balkens sowie ggf. auch an den übrigen Kammern ist einstellbar, um über die gesamte Flädie des Druckbalkens ein gleichmäßiges Drückpolster zu gewährleisten, also die Andruckkraft des Schleifbandes über dessen gesamte Länge möglichst gleich auszubilden. Die Kammern in dem Druckbalken erlauben insbesondere bei langen Druckbalken einen gleichmäßigen Luftaustritt aus den Luftdüsen, was mit einer einzelnen Kammer über die Länge des Druckbalkens nicht gewährleistet wäre. Die Einstellung des Luftdurchsatzes erfolgt aber nur manuell vor der Bearbeitung. Eine Steuerung während der Bearbeitung ist nicht vorgesehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß auch die aus dem DE-GM 82 23 923 bekannte differenzierte Steuerung der Druckschuhe des Druckbalkens noch verbesserungsbedürftig ist. Die Breite der Druckschuhe läßt sich aus mechanischen Gründen nicht beliebig verkleinern. Es kommt daher vor, daß die Werkstücke zwar in den Bereich eines Druckschuhes hineinragen, dies aber nur mit einer Fläche, die kleiner ist als die Brei ie des betreffenden Druckschuhes. Wenn die Fläche wesentlich kleiner ist, übt der Druckschuh auf eine Fläche, die wesentlich kleiner ist als seine Breite, eine Andruckkraft aus, die gleich groß ist wie die Andruckkräfte der Druckschuhe, die vollflächig gegen das Werkstück drücken. Es kommt daher vor, daß Kantenbereiche von Werkstücken durch die Bandschleifmaschine ungewollt rundgeschliffen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Bandschleifmaschine der eingangs erwähnten Art zu er-

stellen, bei der der zum Schleifen des individuellen Werkstücks mittels der Druckschuhe aufzubringende Druck über der gesamten Fläche des Werkstücks derart steuerbar ist daß auch die Kantenbereiche der Werkstücke stets einwandfrei geschliffen werden und ein Rundschleifen der Kantenbereiche nicht auftritt

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Andruckkraft der Andruckeinrichtungen mittels einer die Werkstückform sowie örtliche und zeitliche Daten des Werkstücktransportvorgangs berücksichtigenden Signalverarbeitungseinheit gesteuert wird.

Mit der erfindungsgeimäßen Bandschleifmaschine läßt sich die A-ndruckkraft auf das Werkstück in Abhängigkeit von der Werkstückform einsteilen, und zwar für jeden Druckschuh einzeln. Dadurch ist es möglich, in den betreffenden Randbereichen des Werkstücks, falls erforderlich, die Andruckkraft geringer einzustellen als in den Mittelbereichen des Werkstücks. Hierdurch kann das Rundschleifen der Kantenbereiche wirksam vermieden werden. In ähnlicher Weise ist es durch die erfindungsgemäße Bandschleifmaschine möglich, besonderen Gegebenheiten des Werkstücks beim Schleifen Rechnung zu tragen, beispielsweise hervorstehende Umleimer durch erhöhten Schleifdruck einzuebnen. Vorzugsweise sind die die steuerbare Andruckkraft bewirkenden Teile der Andruckeinrichtung durch Elektromagneie gebildet die eine proportionale Steuerstrom-Hubkraft-Kennlinie aufweisen. Während mit den durch den Stand der Technik bekannten Elektromagneten lediglich das Anheben und Absenken der Druckschuhe als Schaltfunktion ausgeübt worden ist werden die Elektromagnete nunmehr dazu verwendet eine zu einem Steuersignal proportionale Andruckkraft des Druckschuhes zu erzeugen.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die die regelbare Andruckkraft erzeugenden Teile der Andruckeinrichtungen zugleich das Heben und Senken der Druckschuhe ausführen. Dadurch wird der konstruktive Aufwand der Andruckeinrichtungen verringert. Im Falle der Steuerung der Andruckkraft mittels der Elektromagnete können diese so ausgebildet sein, daß sie sowohl das Anheben und Absenken der Druckschuhe vornehmen als auch die zu einem Steuerstrom proportionale Andruckkraft erzeugen. In diesem Fall kann die Andruckeinrichtung ausschließlich aus den Elektromagneten gebildet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jedem Druckschuh eine Mehrzahl von quer zur Förderrichtung nebeneinander angeordneten, in Förderrichtung vor dem Druckschuh positionierten Sensoren zugeordnet, deren Ausgangssignale der Signalverarbeitungseinheit zugeführt werden. Sind beispielsweise jedem Druckschuh drei Sensoren zugeordnet und nur ein Sensor spricht an, bedeutet dies, daß das Werkstück nur zu einem Drittel dar Breite des Druckschuhes unter diesem durchfährt. Durch die Sensoren wird dies erkannt so daß die Andruckkraft für den Druckschuh beispielsweise auf ein Drittel der Kraft eingestellt wird, die der Druckschuh beim vollflächigen Andruck benötigt.

Die Sensoren können das Werkstück berührungslos abtasten, also beispielsweise Laser-Lichtschranken usw, sein.

Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, die Form des Werkstücks in die Signalverarbeitungseinheit einzugeben und daraus die Andruckkraft und -dauer für jeden Druckschuh untor Berücksichtigung der tatsächlichen Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks ermitteln zu lassen. In diesem Fall erübrigen sich die Sensoren.

Durch die Erfindung wird es darüber hinaus möglich, eine Dickenvariation der Werkstücke beim Schleifvorgang automatisch zu berücksichtigen. Hierzu sind Dikkenmeßeinrichtungen für die Werkstücke vorgesehen, die die Andruckkraft der Andruckeinrichtungen steuern bzw. eine konstante Andruckkraft des Schleifbandes an den Werkstücken erzeugen. Dies ist vorteilhaft weil für die Steuerung des Druckschuhs mit einer konstanten Andruckkraft für verschieden starke Werkstücke unterschiedliche resultierende Schleifkräfte erzeugt werden, da das Schleifband der Kraft des Druckschuhs wegen der unterschiedlichen Auslenkung durch den Druckschuh eine unterschiedliche Gegenkraft entgegensetzt

In einer einfachen Ausführungsform weist die Dikkenmeßeinrichtung auf die Oberfläche der Werkstücke drückende Abtastrollen auf. Diese können beispielsweise drehbar mit einem Hebel an einem Fixpunkt angelenkt sein, wobei dann die Winkelstellung des Hebels ein Maß für die Stärke des Werkstücks ist Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die f.l>;kenmeßeinrichtung jedoch auch berührungslos arbeite τ, indem eine Lichtquelle einen schräg auf die Oberfläche der Werkstücke fallenden Lichtstrahl produziert und ein Sensor die Lage des Auftreffpunktes des Lichtstrahls auf der Werkstückoberfläche erfaßt. Dabei liegt für dünne Werkstücke der Auftreffpunkt weiter von der Lichtquelle entfernt als für dicke Werkstücke.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 — eine schematische seitliche Darstellung einer Breitbandschleifmaschine,

F i g. 2 — schematisch die Draufsicht auf die Bandschleifmaschine gemäß F i g. 1 mit einer Sensoreinrichtung für das Werkstück,

F i g. 3 — eine schematische Darstellung einer durch eine Abtastrolle gebildeten und mit der Andruckeinrichtung der Bandschleifmaschine zusammenwirkenden Dickenmeßeinrichtung und

F i g. 4 — eine schematische Darstellung analog zur Fig.3 mit einer berührungslos arbeitenden Dickenmeßeinrichtung.

In F i g. 1 ist ein Transportband 1 für Werkstücke 2 dargestellt. Das Transportband 1 läuft zwischen zwei Umlenkrollen 3, 4, von denen eine angetrieben ist. Zur Durchführung der gewünschten Oberflächenbearbeitung läuft das Werkstück 2 auf dem Transportband 1 unter einem Schleifband 5 hindurch, das als endloses

so Band ausgebildet ist und um mindestens drei Umlenkrollen 6 geführt ist-{Die obere Umlenkrolle ist in der Zeichnung nicht dargestellt.) Zwei der Umlenkrollen 6 sind parallel zum Obertrum des Transportbandes 1 ausgerichtet, so daß das Schleifband 5 zwischen den beiden Rollen 6 (Schleifzone) parallel zum Obertrum des Transportbandes 1 verläuft. Das Schleifband 5 wird zwischen den beiden genannten Umlenkrollen 6 mit Hilfe eines aus mehreren Druckschuhen 7 gebildeten Druckbalkens 13 gegen das Werkstück 2 gedrückt. Die Druckkraft jedes Druckschuhs 7 wird durch je eine aus einem Elektromagneten gebildete Andruckeinrichtung 8 eingestellt, wobei der Erregerstrom des Elektromagneten über eine Spannungsversorgung 9 mit Hilfe eines eine Signalverarbeitungseinheit bildenden Rechners 10 eingestellt wird. Der Rechner 10 ist mit einer Werkstückerkennungseinrichtung 11 verbunden, die das Vorhandensein eines Werkstückteils im Bereich des jeweiligen Druckschuhes 7 erkennt und diese Information dem

Rechner 10 weiterleitet. Mit dem Rechner 10 ist weiterhin ein Eingabetastenfeld 12a verbunden, mit dem z. B. die Höhe des Schleifdrucks beim vollflächigen Schleifen für das bestimmte Werkstück 2 eingegeben werden kann. Auf einem ebenfalls mit dem Rechner 10 verbundenen Bildschirm 12 können die in den Rechner 10 eingegebenen Daten sichtbar gemacht werden.

Fig.2 verdeutlicht, daß der aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen 7 gebildete Druckbalken 13 quer zur Förderrichtung des Werk-Stücks 2 angeordnet ist. Mit dem Druckbalken 13 fluchtet in Förderrichtung des Werkstücks 2 die Werkstückerkennungseinrichtung 11. Diese besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Sensoren 14, die quer zur Förderrichtung nebeneinander angeordnet sind. Jeweils drei der Sensoren 14 liegen in Förderrichtung vor einem Druckschuh 7. Durch die Sensoren 14 ist daher die Breite jedes Druckschuhes 7 in drei Bereiche aufgeteilt und die Sensoren 14 erkennen, oh das Werkstück 2 nur in einen, zwei oder in alle drei Bereiche des zugehörigen Druckbalkens 7 einfährt. Eine entsprechende Information gelangt in den Rechner 10, der hierauf den erforderlichen Erregerstrom für den Elektromagneten des zugehörigen Druckschuhes 7 erzeugt. Die Andruckkraft eines Druckschuhes 7. in dessen Bereich das Werkstück 2 nur zu einem Teil einfährt, wird daher entsprechend geringer eingestellt Da das Werkstück 2 zwischen der Werkstückerkennungseinrichtung U und dem Druckbalken 13 eine gewisse Transportzeit durchläuft, darf die Steuerung durch die Werkstückerkennungseinrichtung U nicht sofort erfolgen. Die Einstellung einer festen Verzögerungszeit ist ungünstig, weil hierdurch Schwankungen der Vorschubgeschwindigkeit des Transportbandes 1 nicht berücksichtigt werden können und darüber hinaus bei einem Stillstand des Transportbandes 1 eine Fehlsteuerung einsetzt Aus diesem Grunde ist die Umlenkrolle 4 mit einem Impulsgeber 15 versehen, dessen Impulse in den Rechner 10 geleitet werden, der seinerseits lediglich den Eingang einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen abzuwarten braucht, um die durch die Werkstückerkennungseinrichtung 11 verursachte Steuerung vorzunehmen.

Die F i g. 3 und 4 verdeutlichen die durch die Erfindung mögliche Berücksichtigung der Dicke des Werkstückes 2 für die Andruckkraft. Hierzu ist vor den Druckschuhen 7 eine Dickenmeßeinrichtung 16, 17, 18 bzw. 19,20 angeordnet

In Fig.3 ist die Dickenmeßeinrichtung 16, 17, 18 durch eine Abtastrolle 16 gebildet, die mittels eines Hebels 17 um eine Achse 18 schwenkbar ist. Wie Fig.3 verdeutlicht führen verschieden starke Werkstücke 2 zu unterschiedlichen Winkelstellungen des Hebeis 17. Beispielsweise mit einem (nicht dargestellten) Winkelsensor an der Achse 18 kann daher ein der Dicke des Werkstücks 2 proportionales Signal erzeugt werden.

Das der Dicke des Werkstückes 2 proportionale Signal kann im Rechner 10 (Fig. 1) verarbeitet werden und zur Festlegung des Steuerstroms des Druckschuhs 7 — und somit der Andruckkraft — verwendet werden. F i g. 3 verdeutlicht im rechten Teil, daß für ein dünneres Werkstück 2 eine größere Andruckkraft F_x erzeugt wird als für ein dickeres Werkstück, bei dem die Andruckkraft Fi kleiner ist Die durch den Druckschuh erzeugten Andruckkräfte F\ und Fj sind unterschiedlich um eine gleiche Andruckkraft des Schleifbandes 5 an dem Werkstück 2 in beiden Fällen zu gewährleisten. Hierbei muß nämlich berücksichtigt werden, daß das Schleifband 5 für ein dünneres Werkstück 2 stärker zwischen den Rollen 6 ausgelenkt werden muß als für ein dickeres Werkstück 2. Daher setzt das Schleifband 5 der Andruckkraft Fi des Druckschuhs 7 bei einem dünneren Werkstück 2 eine größere elastische Gegenkraft entgegen als bei einem dickeren Werkstück 2. diese stärkere Gegenkraft wird durch die stärkere Andruckkraft Fi des Druckschuhs 7 kompensiert.

In F i g. 4 ist gegenüber der F i g. 3 lediglich die Dikkenmeßeinrichtung geändert. Die hier dargestellte, berührungslos arbeitende Dickenmeßeinrichtung 19, 20 besteht aus einer Lichtquelle 19 und einem Lichtsensor 20. Die Lichtquelle 19 sendet schräg zur Oberfläche des Werkstücks 2 einen Lichtstrahl 21 aus, der auf den Werkstücken 2 einen Lichtfleck Sl, S2 erzeugt. Der Lichtsensor 20 erkennt die Lage des jeweiligen Lichtflecks S1, 52, d. h. des Auftreffpunktes des Lichtstrahls 21 auf der Werkstückoberfläche und hat somit eine Information über die Stärke des Werkstücks 2. Bei einem dünnen Werkstück entsteht nämlich der Lichtfleck S1 weiter von der Lichtquelle 19 entfernt als bei einem dickeren Werkstück der Lichtfleck S 2. Der Lichtsensor 20 kann beispielsweise aus linear in der Ebene des Lichtstrahls 21 ausgerichteten Fotosensoren bestehen, die so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen nur senkrecht auf die Oberfläche des Lichtsensors 20 fallendes Licht erkennen. Entsprechend der unterschiedlichen Dicke des Werkstücks 2 sprechen daher verschiedene Fotosensor;n des Lichtsensors 20 an. Die Information über die Stärke des Werkstückes 2 ergibt sich daher unmittelbar aus der Tatsache, welcher der Fotosensoren des Lichtsensors 20 angesprochen hat.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von quer zur Förderrichtung der zu bearbeitenden Werkstücke nebeneinander angeordneten Druckschuhen aufweisenden Druckbalken, bei dem jedem Druckschuh eine eigene, in Abhängigkeit von der Werkstückform betätigbare Andruckeinrichtung zugeordnet und über dem ein Schleifband geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft der Andruckeinrichtungen (8) mittels einer die Werkstückform sowie örtliche und zeitliche Daten des Werkstücktransportvorgangs berücksichtigenden Signalverarbeitungseinheit (10) gesteuert wird.

2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, wobei die Andruckeinrichtungen Elektromagnete aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete eine proportionale Steuerstrom-Hubkraft-Kennlinie aufvsisen.

3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Druckschuhe mittels der zugeordneten Andruckeinrichtungen heb- und senkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die die regelbare Andruckkraft erzeugenden Teile der Andruckeinrichtungen (8) zugleich das Raben und Senken der Druckschuhe (7) ausführen.

4. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Druckschuh (7) eine Mehrzahl von quer zur Förderrichtung nebeneinander angeordneten, in Förderrichtung vordem Druckschs'j (7) positionierten Sensoren (14) zugeordnet ^:st deren Ausgangssignale der Signalverarbeitungseinheit (V") zugeführt werden.

5. Bandschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignaie der einem Druckschuh zugeordneten Sensoren (14) auch zum Steuern der Andruckeinrichtungen (8) der diesem Druckschuh benachbarten Druckschuhe verwendet werden.

6. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Andruckkraft der Andruckeinrichtungen (8) Dickenmeßeinrichtungen (16,17,18; 19, 20) für die Werkstücke (2) vorgesehen sind.

7. Bandschleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenmeßeinrichtungen (16, 17, 18) auf die Oberfläche der Werkstücke (2) drückende Abtastrollen (16) aufweisen.

8. Bandschleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenmeßeinrichtungen (19, 20) aus einer Lichtquelle (19), die einen schräg auf die Oberfläche der Werkstücke (2) fallenden Lichtstrahl (21) produziert und einem die Lage des Auftreffpunktes des Lichtstrahls (21) auf der Werkstückoberfläche erfassenden Sensor (20) besteht.