DE3520675A1 - Vorrichtung zum entgraten ungebrannter keramischer formlinge - Google Patents

Vorrichtung zum entgraten ungebrannter keramischer formlinge

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DE3520675A1
DE3520675A1 DE19853520675 DE3520675A DE3520675A1 DE 3520675 A1 DE3520675 A1 DE 3520675A1 DE 19853520675 DE19853520675 DE 19853520675 DE 3520675 A DE3520675 A DE 3520675A DE 3520675 A1 DE3520675 A1 DE 3520675A1
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Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. DDR 6325 Ilmenau Liniger
Henning Dipl.-Ing. Dr. DDR 6327 Ilmenau Pfefferkorn
Günther Dipl.-Ing. DDR 6300 Ilmenau Weber
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Innovation Centre Ceramics Meissen O-8250 Me GmbH
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VE WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHER BETRIEB KERAMIK
KERAMIK WTB VEB
Ve Wissenschaftlich Technischer Betrieb Keramik Ddr 8250 Meissen
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    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/18Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for removing burr

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Description

VE Wissenschaftlich-technischer Betrieb Keramik .
8250 Meißen, Ossietzkystraße 37a
Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen des beim Gießen, Pressen oder Drehen von keramischen Formlingen entstandenen Grates und ist vorteilhaft bei der Produktion großer Stückzahlen einsetzbar.
Die in der DE-OS 3150431 A 1 beschriebene Erfindung basiert auf einer von den Entgrat- beziehungsweise Verputzwerkzeugen getrennt angeordneten, aus zwei positionierbaren, den zu putzenden Artikel abtastenden Gebern bestehenden Abtaststation zur Gewinnung der geometrischen Daten des jeweiligen Formlings. Die Ursprungsdaten eines von Hand verputzten Musters werden gespeichert und dienen nach ihrer Verarbeitung zur Steuerung der nachfolgenden Putzmaschinen. Somit werden geometrische Unterschiede zwischen den Formlingen einer Serie, wie sie zum Beispiel durch untersch iedl icht· Trocknungsschwindung auftreten, nicht berücksichtigt. Dadurch können Unterschiede in der VerputzquaIitäl innerhalb einer Serie von Formlingen auftreten. E,η weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß zur Nutzung der von einem handverputzten
Formling gewonnenen Daten für mehrere oder eine ganze Serie von Formlingen eine Erkennung der Drehstellung des jeweilig :u bearbeitenden Forml ings auf dem Drehteller Voraussetzung ist.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge zu entwickeln, durch die der beim Gießen, Pressen oder Drehen der Formlinge entstandene Grat unabhängig von der Geometrie der Formlinge, unabhängig von ihrer Lage auf dem Drehteller und unabhängig von den zum Beispiel durch unterschiedliche Trocknungsschwindung verursachten geometrischen Unterschieden zwischen den Formlingen einer Serie sowie ohne Nutzung einer separaten Abtaststation zur Gewinnung der geometrischen Daten der Form-Mnge schnell und in gleichmäßig guter Qualität entfernt werden <ann.
Bei der in der DE-OS 3150431 A 1 beschriebenen Erfindung wird zur Gewinnung der geometrischen Daten der Formlinge eine aus zwei positionierbaren, den zu putzenden Artikel abtastenden Gebern bestehende separate Abtaststation genutzt. Die damit gewonnenen Daten werden gespeichert und dienen nach ihrer Verarbeitung zur Steuerung der nachfolgenden Putzstat ionen. Sämtliche Daten zur Steuerung der Putzstationen zum Verputzen eines Formlings sind in der Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung abgespeichert, bevor der eigentliche Verputzvorgang beginnt. Durch den hohen Rechenzeitaufwand zum Abtasten eines Formlings, die Abspeicherung der gewonnenen Daten, ihre Verarbeitung und die Bereitstellung der Daten zur Steuerung der Putzstationen ist es vom Zeitaufwand her unvertretbar, jeden Formling einzeln abzutasten und die jeweils gewonnenen Daten aufzubereiten. Zum effektiven Betreiben der in der DE-OS 3150431 A 1 beschriebenen Putzmaschine macht es sich deshalb erforderlich, die Ursprungsdaten von einem von Hand verputzten Muster
BAD ORIQHSIAL
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abzunehmen und diese Daten nach ihrer Aufarbeitung zur Steuerung des Verputzens mehrerer beziehungsweise einer ganzen Serie von Formlingen zu nutzen. Somit werden geometrische Unterschiede zwischen den Formlingen einer Serie, wie sie z. ß. durch unterschiedliche Trocknungs- 5 schwindung auf treten , ηicht berücksichtigt. Dadurch können Unterschiede in der Verputzqualität innerhalb einer Serie von Formlingen auftreten. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß zur Nutzung der von einem von Hand verputzten Formling gewonnenen Daten für mehrere 10 oder eine ganze Serie von Formlingen eine Erkennung der Drehstellung des jeweils zu bearbeitenden Forml ings auf dem Drehteller Voraussetzung ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vor- 15 richtung zu entwickeln, durch die unter Einsparung einer separaten Abtaststation ungebrannte keramische Fornl inge unabhängig von ihrer Geometrie und somit unabhängig von ihrer Drehstellung auf dem Drehteller sowie unabhängig von der z. B. durch unterschiedliche Trocknungsschwindung 20 hervorgerufenen geometrischen Abweichungen innerhalb einer Serie von Formlingen schnell und mit konstant guter Qualität entgratet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein 25 ηichtrotierendes, über einen Kraftsensor (z. B. Verformungskörper mit HaIbI eiterdehnmeßstreifen, Piezo-Biegeelemente oder auf einer Wegmessung beruhender Krafcaufnehmer) mit einer Werkzeugführung verbundenes Entgratungswerkzeug in eine normale Lage zu der am Bearbeitungspunkt 30 des Formlings tangentialen Ebene kipp- und verschiebbar ist und auf zwei zueinander nichtparallelen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene liegenden, zur Tangentialebene parallelen Geraden linear verschiebbar ist oder daß diese beiden Geraden 35 Achsen für Kippbewegungen darstellen.
-Γ.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist, daß die qualitiative Erkennung des Bearbeitungspunktes am Formling durch einen mittels der Werkzeugführung geführten Sensor (z. B. optischer Sensor oder pneumatischer Näherungssensor) signalisiert wird und zur Einnahme der 5 normalen Lage der Werkzeuglängsachse zu der am Bearbeitungspunkt des Fonnl ings tangentialen Ebene die Bewegungskoordinaten in abgespeicherter Form vorgegeben werden oder die normale Lage durch einen mit der Werkzeugführung geführten, weiteren Sensor (z. B. Ringstrahldüse 10 oder optischer Abstandssensor) direkt ermittelt wird.
Zweckmäß j gerw-3 i se nimmt ein horizontaler Grundkörper einen elektromotorisch angetriebenen Drehteller zur Aufnahme und Drenung des zu entgratenden keramischen Formlings 15 und eine zur Angleichung an verschiedene Formlingshöhen vertikal verschiebbare erste Verfahreinheit auf. Als Antrieb ist ein Elektromotor mit einem Schraubengetrieoe vorgesehen. Diese erste Verfahreinheit trägt einen über ein Schraubengetriebe elektromotorisch angetriebenen, 20
horizontal verschiebbaren ersten Rahmen. In dem ersten Rahmen befindst sich ein durch ein elektromotorisches Antriebssystem um eine horizontale, senkrecht zu der den ersten Rahmen antreibenden Spindel stehende Achse kippbarer U-förmiger Träger, in dem ein zweiter Rahmen mittels 25 einem elektromotorischen Antriebssystem um eine parallel zur Kippachse des U-förmigen Trägers verlaufende horizontale Achse kippbar gelagert ist. In diesem zweiten Rahmen ist ein um eine mittels elektromotorischem Antriebssystem senkrecht zur Kippachse des zweiten Rahmens 30 stehende Kippachse kippbarer Sensorträger angebracht. In diesem Sensorträger befindet sich der Kraftsensor, an dem die das nichtrotierende Werkzeug (z. B. eine gehärtete Nadel, Schaber oder Messer) tragende Werkzeugaufnahme befest igt ist. 35
* 352067a
, C
Zur Führung des mit dem Kraftsensor verbundenen nichtrotjerenden Entgratungswerkzeuges ist anstelle der genannten Werkzeugführung auch der Einsatz eines frei prograi.imi erbaren Industrieroboters mit äquivalenten Bewegungsachsen und äquivalenter Positioniergenauigkeit möglich.
Zum Entgräten wird der zu bearbeitende keramisehe. Form! ing in oeliebiger Drehstellung zentrisch auf dem Drehteller durch eine Vakuum-Ansaugvorrichtung arretiert. Anschließend wird die Werkzeugführung derart verschooen und gekippt, daß die räumliche Lage der Werkzeug längsach ;e mit der Lage der Flächennormalen der am Bearbeitungspunkt des Formlings tangent i a I en Ebene identisch ist. Die Bewegungskoordination dazu werden entweder dem Speicher entnommen oder die normale Lage wird durch einen weiteren Sensor direkt ermittelt, nachdem die qualitative Erkennung des ßearbeitungspunKtes durch einen Sensor signalisiert vurde. Nach Einnahme dieser Ausgangsstellung des Werkzeugs zum Werkstück beginnt der eigentliche Entgratungsvorga ig. Dazu wird das nichtrotierende Werkzeug mittels Verschiebungen entlang der beiden zueinander nichtparallelen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene liegenden, zur Tangentialebene parallelen Geraden oder Kippungen um diese dann Kippachsen darstellenden Geraden zur Berührung mit dem Formling georacht , was dar Speieher-, Rechen- und Steuereinheit durch eine entsprichende Anzeige des Kraftsensors mitgeteilt wird. Aus dem Jignal des Kraftsensors werden durch den Rechner Betrag u id Richtung der j ich einstellenden AnpreßKraft des Vferkzejgs an den Formling Destimmt und der Betrag der Anpreßkraft mit einem vorjegeoenen: gespeicherten Wert verglichen. Anschließend giot der Rechner an die Antriebselemente des obengenannten Werkzeugführungsmechanismus Signale aus, die bewirken,- daß das En tgratungswerKzeug stets um einen bestimmten Betrag in einer senkrecht zur Richtung Jer ge-
BAD ORtGHMAL
messenen Anpreßkraft liegenden Grundrichtung, zu der noch eine Komponente parallel zur Richtung der gemessenen Anpreßkraft addiert wird, bewegt wird.
Ist der Betrag der gemessenen Anpreßkraft identisch mit dem Vergleichswert, so ist die zu addierende Komponente gleich Null. Falls der Betrag der gemessenen Anpreßkraft kleiner als der Vergleichswert ist, wird eine positive Komponente zur Grundrichtung addiert, wodurch das Entgratungswerkzeug stärker an die zu entgratende Kontur des Formtings angepreßt wird, im anderen Fall eine negative Komponente, die das Entgratungswerkzeug etwas von der zu entgratenden Kontur entfernt und somit die Anpreßkraft herabsetzt.
Die Vorgänge des Messens der Anpreßkraft , Ableitung einer Entscheidung ius dem Betrag und der Richtung der gemessenen Anpreßkraft über die weitere Bewegung des Werkzeugs und die Realisierung der Bewegung werden zykIisch so oft wiederholt, bis ein vorgegebenes hndkriterium erreicht und der Formling somit fertig entgratet ist.
Bei kompliziert gestalteten Forml ingen kann die vorgegebene Anpreßkraft in Form des Vergleichswertes während den zyklischen Wiederholungen genannter Vorgänge entsprechend den Erfordernissen zum sauberen Entgraten des Formlings ebenso wie die Schrittlängen des Vorschubs prograinmges teuer t variiert werden. Werden bei den zyklischen Wiederholungen genannter Vorgänge die Grenzen des Arbeitsraumes des obengenannten, Bewegungen in zwei Freiheitsgraden ermöglichenden Bewegungsmechanismus erreicht; so vird der aktuelle Bearbeitungspunkt des Form-I ings unter Einbeziehung aller Freiheitsgrade der Vorrichtung in einen zentralen Punkt des Arbeitsraumes des obengenannten Bewegungsmechanismus geführt, was der Einnahme einer η ;uen Ausgangsstellung gleichkommt, und der
-f"; " " 3520673
Entgratungsvorgang wie beschrieben fortgesetzt. Das Entgraten des Formlings erfolgt somit unabhängig von cer Geometrie der Formlinge und unter automatischer Berücksichtigung von geometrischen Unterschieden zwischen Form-Iingen einer Serie, da durch die zyklischen Wiederholungen 5 genannter Vorgänge das Entgratungswerkzeug unter Aufrechterhai tung der vorgegebenen Anpreßkraft an der zu entgratenden Kontur entlanggeführt wird und dabei den Grat entfernt. Die Drehstellung des Formlings auf dem Drehteller st ebenfalls be I i eb ig . 10
Die beschriebene Vorrichtung ist auch für ηichtrotations symmetrische Formlinge und damit ohne Drehteller anwendoar.
AusführunssbeispieIe 15
Die Erfinaung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen: 20
Figur 1: die Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Entyratungsvorrichtung in dimetrischer Projektion
Figur 2: eine Sehnittdarste I Iung des in Verbindung mit 25 der Entgratungsvorrichtung nach Figur 1 verwendeten Sensor trägers .
1. Ausführungsbeispiel
Mit dem AusführungsbeispieI der erfindungsgemäßen £ntgratungsvorrichtung werden vorzugsweise mit Durchbrüchen versehene keramische Artikel, z. 3. Teller, Schalei oder Vasen entgratet. Entsprechend Figur 1 sind auf einem stationären horizontalen Grundkörper 1 ein durch ein 35 elektromotorisches An trieDssystem 30 angetriebener und mit einer Vakuum-Ansaugvorrichtung 31 versehener Dreh-
BADORIGfNAL ,
-3.
teller 32 zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden keramischen Artikels 33, z. B. Teller, Schalen oder Vasen, an denen Außenkonturen und Konturen von Durchbrüchen zu entgraten sind, und drei parallele vertikale Führungsrohre 2, 3, 4, auf denen ein erster Träger 5 zur 5 Angleichung an verschiedene Formlingshöhen mittels Elektromotor 6, vert kaier Drehspindel 7 und SpindeImutter 8 vertikal verschiebbar gelagert ist, angeordnet.
An diesem ers .en Träger 5 sind zwei parallele horizontale 10 Führungsrohre 9, 10 befestigt, auf denen ein erster Ranmen 11 mittels Elektromotor 12, horizontaler Drehspindel 13 und SpindeImu:ter 14 horizontal geführt wird.
In dem ersten Rahmen 11 befindet sich ein durch ein elektro- 15 motorisches Anriebssystem 15 um eine horizontale, senkrecht zur Achse der horizontalen Drehspindel 13 stehende Achse 16 kippbarer zweiter U-förmiger Träger 17, in dem ein zweiter Rahmen 18 mittels einem elektromotorischen Antriebssystem 19 um eine paralIeI zur Kippachse 16 verlaufende horizontale 20 Achse 20 kippbar gelagert ist.
In diesem zweiten Rahmen 18 ist ein um eine mittels elektromotor ischem An triebssystem 21 senkrecht zu den Kippachsen 16 und 20 stehende Kippachse 22 kippbarer Kraftsensor-Träger 23 25 angebracht. SA. i e aus der Figur 2 hervorgeht, befindet sich in dem Kraftsensor-Träger 23 der aus Verformungskorper und Halbleiterdehnmeßstreifen bestehende Kraftsensor 24, an dem die das mit einen Miniaturpneumatikzylinder 26 parallel zu seiner Längsachse linear verschiebbare, nichtrotierende Werk- 30 zeug 27, z. E. eine gehärtete Nadel, tragende Werkzeugaufnahme 25 befestigt ist. Die Werkzeugaufnahme 25 trägt den in Form einer Reflex-Lichtschranke ausgebildeten Sensor 28 zur qualitativen Erkennung des Bearbeitungspunktes am Formling und den pneumatischen RingstrahI sensor 29 zur Er- 35 mittlung der normalen Lage der Werkzeug Iängsachse zu der am
e i t ui lijapunk t do:.» f orinl tii'j· t.iiujon t i a I en Lbene.
2. Ausführungsbeispiel
Die im Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Entgratungs vorrichtung wird dahingehend modifiziert, daß die in
Figur 1 dargestellten zwei Kippachsen 20 und 22 durch Schubachsen ersetzt werden und damit der Entgratungsvorgang mittels Verschiebungen erfolgt.
40
Aufstellung dar verwendeten Bezugszeichen
T stationärer horizontaler Grundkörper
2 vertikales Führungsrohr
3 vertikales Führungsrohr 5
4 vertikales Führungsrohr
5 vertikal veschiebbarer erster Träger
6 Elektromotor
7 vertikale Drehspindel
8 SpindeImutter 10
9 horizontales Führungsrohr
10 horizontales Führungsrohr
11 horizontal verschiebbarer erster Rahmen
12 Elektromotor
13 horizontale Drehspindel 15
14 Sp indeImut cer
15 elektromotorisches Antriebssystem
16 horizontale Kippachse
17 kippbarer zweiter, U-förmiger Träger
18 kippbarer zweiter Rahmen 20
19 elektromotorisches Antriebssystem
20 horizontale Kippachse
21 elektromotorisches Antriebssystem
22 horizontale Kippachse
23 Kraftsensor-Träger 25
24 Kraftsensor
25 Werkzeugau"nähme
26 Miniaturpneumatikzylinder
27 nichtrotierendes Entgratungswerkzeug
28 Reflex-Lichtschranke 30
29 pneumatischer Ringstrahlsensor
30 elektromotorisches Antriebssystem
31 Vakuum-Ansaugvorrichtung
32 Dreh te I I er
33 keramischer Artikel 35

Claims (3)

Pa ten tanSprüche
1. Vorrichtung zum Entgraten ungebrannter keramischer Formlinge mit einer elektronischen Speicher-, Rechen- und Steuereinrichtung und einem Drehteller zur Aufnahme und Drehung des zu entgratenden keramischen Formt ings. gekennzeichnet dadurch; daß ein nichtrotierendes Entgratungswerkzeug (27) mit einem Kraftsensor (24) fest verbunden ist und daß die Längsachse des η ichtrotierenden EntgratungsWerkzeuges (27) in eine normale Lage zu der am Bearbe i tun&spunk t des Forrnlings tangent ialen Ebene kipp- und verschiebbar ist und auf zwei zueinander nichtparaleiten, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden und nicht in der Tangentialebene I iegenden, zur Tangentialebene paral ieI en Geraden I inear verschieobar ist oder zwei zueinander nichtparallele, vorzugsweise senkrecht zueinander stehende und nicht in der Tangentialebene liegende, zur Tangentialebene parallele Geraden Achsen für Kippbewegungen s ind .
2. Vorrichtung nach Anspruch T, gcKennzeichnet dadurch, daß das η ichtrotierende Entgratungswerkzeug (27) parallel zu seiner Längsachse linear verschieubar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, daß
an der Vferkzeugaufnähme (25) oder am ηichtrotierenden Entgratungswerkzeug (27) ein Sensor (28) und/oder ein Sensor (29) angeordnet sind.
k. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß η ichtrotä t i onsi»ymirte tr ische Artikel entgratet werden .
Hierzu zwei Blatt Zeichnungen.
DE19853520675 1984-08-21 1985-06-10 Vorrichtung zum entgraten ungebrannter keramischer formlinge Withdrawn DE3520675A1 (de)

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