DE3531582A1

DE3531582A1 - Randschleifvorrichtung

Info

Publication number: DE3531582A1
Application number: DE19853531582
Authority: DE
Inventors: Kaoru Kawasaki Kanagawa Sakurai; Kazushi Yokohama Kanagawa Shinozaki
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1986-03-13
Anticipated expiration: 2005-09-05
Also published as: GB2166375B; KR920003193B1; DE3531582C2; US4667443A; FR2569599B1; KR860002343A; JPS6165762A; FR2569599A1; GB8522022D0; GB2166375A; MY102874A

Description

TER MEER ■ MÖLLER ■ STEINMEISTER : Kippon^: S.hee.t Glass

RANDSCHLEIFVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Randschleifvorrichtung, beispielsweise für Glasplatten.

Beim Ausschneiden einer rechteckigen/ trapezförmigen oder fächerförmigen Glasplatte aus einer großen Glasplatte und beim anschließenden Schleifen (abfasen, planschleifen, abrunden, polieren oder dergleichen) des Randes der ausgeschnittenen Platte wird üblicherweise eine mit hoher Geschwindigkeit rotierende Schleifscheibe durch eine Bedienungsperson von Hand gegen die Randfläche der ausgeschnittenen Glasplatte angedrückt. Die Glasplatte wird durch Saugwirkung auf einem Drehtisch fixiert und mit einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit gedreht. Eine die Schleifscheibe und einen Antriebsmotor umfassende Schleifeinheit ist an einem Schwenkarm abgestützt, der waagerecht in Richtung der Randfläche der Glasplatte geschwenkt werden kann. Die Randflache der Glasplatte wird geschliffen, indem die Schleifscheibe mit Hilfe eines an dem Schwenkarm angeordneten Handgriffes gegen die Randfläche der langsam rotierenden Glasplatte angedrückt wird.

Da bei dem herkömmlichen Schleifverfahren ein Bearbeitungsvorgang von Hand ausgeführt werden muß, ergibt sich ein ungleichmäßiger Schleifdruck. Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Glasplatte konstant ist, so ändert sich die Bahngeschwindigkeit der Randfläche entsprechend der Umrißform der Glasplatte. Dies führt zu einer unregelmäßigen Schleifgeschwindigkeit und zu Schwankungen der Abschlifftiefe. Insbesondere wenn der Rand einer komplex geformten Glasplatte wie etwa einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs gleichmäßig abgefast werden soll, erfordert der SchleifVorgang daher ein hohes Geschick. Wenn die Schleifscheibe am Anfangspunkt des Schleif-Vorgangs abrupt gegen die Randfläche der Glasplatte angedrückt wird, so kann es zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Glasplatte kommen.

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Zur weiteren Automatisierung ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der eine Schleifeinheit beweglich an einer Laufbahn montiert ist, die radial in Bezug auf den Mittelpunkt der Glasplatte verläuft, und die Glasplatte wird geschliffen, während die Schleifscheibe längs der Umfangsflache der Glasplatte bewegt wird (japanische offengelegte Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 154 044/83). Da jedoch bei einer solchen Vorrichtung die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe manuell eingestellt wird, um eine gleichmäßige Abschlifftiefe zu erhalten, können die oben erwähnten Nachteile nicht vollständig überwunden werden, und Veränderungen der Abschlifftiefe können infolge der Handarbeit nicht vermieden werden.

Ferner ist eine Schleifvorrichtung vorgeschlagen worden, bei der die Schleifeinheit zum Schleifen der Randfläche einer Glasplatte mit einer bestimmten Kontur entsprechend NC-Daten entlang X-Y-Achsen bewegt wird (japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 37040/84). Bei dieser Vorrichtung kann die Schleifgeschwindigkeit der Schleifscheibe (die Geschwindigkeit, mit der die Kontur abgefahren wird) unabhängig von der äußeren Umrißform"der Glasplatte konstant eingestellt werden. Diese Vorrichtung erreicht jedoch die Größe einer NC-Maschine, so daß sich hohe Kosten und eine große Stellfläche oder Isolationsfläche ergeben.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Schleifvorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine automatische Anpassung der Schleifgeschwindigkeit zur Erzielung einer gleichmäßigen Abschlifftiefe gestattet.

Eine erfindungsgemäße Randschleifvorrichtung umfaßt eine Spureinrichtung zur Steuerung der Position einer Schleifeinheit (einer Schleifscheibe und dergleichen) entlang der Kontur eines Werkstücks, dessen Rand geschliffen werden soll. Die Spureinrichtung weist eine waagerechte Gelenkarm-

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anordnung mit einem Gelenk zur Führung des Schleifwerkzeugs um eine erste Achse eines Basisarms und um eine zweite Achse eines Gelenkarms entsprechend einer numerischen Steuerung auf.

Am freien Ende des waagerechten Gelenkarms ist eine dritte Achse vorgesehen, um die die Schleifeinheit zur Ausübung eines Schleifdruckes rechtwinklig zu der Randfläche des Werkstücks ausgerichtet wird. Eine Andruckeinrichtung (Pneumatikzylinder) zur Erzeugung des Schleifdruckes wird durch entsprechend der Umrißform des Werkstücks voreingestellte Schleifdruck-Daten gesteuert.

Da bei dieser Anordnung während des Schleifens der Randfläche die Vorschubgeschwindigkeit und der Schleifdruck des Schleifwerkzeugs längs des Umrisses des plattenförmigen Werkstücks gesteuert werden können, kann mit Hilfe einer einfach aufgebauten Vorrichtung der Schleifvorgang automatisch mit einer gleichmäßigen Abschlifftiefe unabhängig von der Form der Randfläche des Werkstücks ausgeführt werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1

ist ein Grundriß einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung;

Fig. 2 und 3 sind Seitenansichten der Schleifvorrichtung;

Fig. 4 und 5 sind Schnitte durch eine Schleifeinheit;

Fig. 6

ist ein Grundriß einer abgewandelten Ausführungsform der Schleifvorrichtung;

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Fig. 7 ist eine Seitenansicht zur Figur 6;

Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Andruckeinrichtung zur Erzeugung des Schleifdruckes in der Draufsicht;

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit eines Industrieroboters;

Fig. 10 zeigt eine Glasplatte, deren Randfläche

geschliffen werden soll;.

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung

der Arbeitsweise einer Lerneinheit; 15

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung

der Arbeitsweise einer numerischen Steurung;

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Pneumatikdruck-Steuereinheit zur

Steuerung des Schleifdruckes;

Fig. 14 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der Pneumatikdruck-Steuereinheit.

Zunächst soll ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben werden.

Bei einer Glasplatte 1, deren Randfläche geschliffen werden soll, handelt es sich beispielsweise um eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Die Glasplatte 1 ist waagerecht auf einem Sockel 3 abgestützt, der zwei Saugnäpfe 2a und 2b aufweist.

Das Rand- oder Kantenschleifen (abfasen und dergleichen)

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wird in der Weise ausgeführt, daß eine rotierende Schleifscheibe 4 gegen die Randfläche der Glasplatte 1 angedrückt wird und mit der Schleifscheibe der Umriß der Glasplatte 1 abgefahren wird.
5

Eine durch die Schleifscheibe 4, einen Antriebsmotor und dergleichen gebildete Schleifeinheit 5 wird am Umfang der Glasplatte 1 entlangbewegt mit Hilfe eines Industrieroboters 6, der einen waagerechten, zweigliedrigen Gelenkarm aufweist.

Daten über die Umrißform werden zuvor als NC-Daten in einer Steuereinheit des Roboters eingespeichert, indem die Randfläche einer Modellplatte abgefahren wird. Während des SchleifVorgangs wird die Position der Schleifeinheit 5 anhand der NC-Daten entsprechend den Umriß-Daten gesteuert, so daß die Schleifscheibe die Randfläche der Glasplatte 1 abfährt.

Der Industrieroboter 6, bei dem es sich beispielsweise um einen handelsüblichen Roboter handelt, umfaßt einen ersten waagerechten Arm 60, ein Gelenk 61 am freien Ende des Arms

60 und einen zweiten waagerechten Arm 62, der von dem Gelenk

61 ausgeht. In eine erste drehbare Welle (erste Achse) Θ1

am Basis-Ende des ersten Arms 60 und in eine zweite drehbare Welle (zweite Achse) Θ2 am Basisende des zweiten Arms 62 sind Servomotoren eingebaut, die die Steuerung des Drehwinkels der jeweiligen Arme bewirken.

Eine vertikale dritte Welle (dritte Achse) Θ3 ist am freien Ende des zweiten Armes 6 2 angeordnet und bewirkt die Winkelsteuerung der am freien Ende des Armes 62 montierten Schleifeinheit 5. Die Wirkrichtung des Schleifdruckes zum Andrücken der Schleifscheibe 4 gegen die Randfläche der Glasplatte 1 wird durch einen Servomotor der dritten Welle Θ3 derart gesteuert, daß die Wirkrichtung senkrecht zu der Randfläche ist. Der Schleifdruck wird beispielsweise ausgeübt, inden eine Achsspindel der Schleifscheibe 4 mit Hilfe eines waage-

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recht angeordneten Pneumatikzylinders 7 gegen die Randfläche der Glasplatte angedrückt wird.

Die Druckrichtung des Pneumatikzylinders 7 bildet eine vierte Achse. Die Schleifscheibe 4 erhält einen Bewegungsspielraum entlang der vierten Achse, so daß in dem Fall, daß die voreingestellte Bewegungsbahn der Schleifscheibe 4 gegenüber dem Umfang der Glasplatte 1 versetzt ist, der Versatz durch den Pneumatikzylinder 7 ausgeglichen werden kann. Bei der Befestigung der Glasplatte 1 mit Hilfe der Saugnäpfe 2a und 2b ist daher eine grobe Ausrichtung ausreichend, und die Spurtreue des Roboters 6 in Bezug auf die eingegebenen Lerndaten kann zweitrangig sein. Es genügt eine geringe Anzahl von Lern- oder Bezugspunkten längs des Umfangs der Glasplatte.

Der Schleifdruck kann auf einen konstanten Wert eingestellt oder geregelt werden. Darüber hinaus kann der Schleifdruck durch Einstellen des pneumatischen Druckes bei Bedarf teilweise erhöht oder gesenkt werden, so daß beim Umfahren der Glasplatte 1 in bestimmten Details eine Korrektur der Abschliff tiefe durchgeführt wird.

Figuren 4 und 5 zeigen Schnitte durch die Schleifeinheit 5.

Wie oben beschrieben wurde, ist die Schleifeinheit 5 mit Hilfe der dritten Welle Θ3 am freien Ende des zweiten waagerechten Arms 62 montiert. Die dritte Welle Θ3 wird durch einen Servomotor SM3 angetrieben. Ein Lager 52 ist senkrecht in einem Gehäuse 50 der Schleifeinheit 5 angeordnet.

Eine Spindel 51 ist axial in dem Lager 52 gelagert. Die Schleifscheibe 4 ist am unteren Ende der Spindel 51 montiert, und das obere Ende der Spindel 51 ist über Riemenscheiben 53a und 53b und einen Riemen 54 mit einer Welle eines Antriebsmotors 55 verbunden.

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Die Lagereinheit 5 2 ist mit Hilfe einer Gleitführung 56 waagerecht verschiebbar in dem Gehäuse 50 montiert und kann durch Ausfahren und Zurückziehen einer Kolbenstange 7a des Pneumatikzylinders 7 in waagerechter Richtung verstellt werden. Anstelle des Pneumatikzylinders 7 kann eine Schraubenfeder vorgesehen sein. Da sich der Riemen 54 den Verstellbewegungen des Lagers 52 anpassen muß, ist ein Riemenspanner 57 vorgesehen, der gegen die Seitenfläche des Riemens 54 andrückt und Änderungen der Schleifenlänge des Riemens 54 entsprechend der Verstellbewegung der Lagereinheit 52 ausgleicht.

Eine Kühlwasser-Düse 8 ist an einer Seitenfläche des Gehäuses 50 angeordnet, so daß ein Strahl einer Schleifflüssigkeit auf die Schleifstelle gerichtet wird. Ein Stützarm 9 erstreckt sich von einer Seitenfläche des Gehäuses 50 unter der Schleifscheibe 4 hindurch zu einem Bereich der Glasplatte in der Nähe der Schleifstelle und trägt am freien Ende eine Rolle 10, die die Unterseite der Glasplatte 1 berührt. Durch die Rolle 10 wird verhindert, daß sich das Glas infolge des durch die Schleifscheibe 4 auf die Randfläche der Glasplatte 1 ausgeübten Druckes durchbiegt.

Figur 6 zeigt einen Grundriß und Figur Figur 7 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist zur Abstützung der Schleifeinheit zusätzlich ein zweigliedriger Stützarm vorgesehen. Der Stützarm 11 umfaßt einen waagerechten ersten Gelenkarm 11a, der drehbar und axialfest an dem Sockel 3 montiert ist, ein Gelenk 11b am freien Ende des ersten Gelenkarms und einen waagerechten zweiten Gelenkarm 11c, der von dem Gelenk 11b ausgeht. Die Schleifeinheit 5 ist am freien Ende des zweiten Gelenkarms 11c abgestützt, und ein Abschnitt der Schleifeinheit 5 ist über ein L-förmiges Verbindungsglied 12 mit dem freien Ende des zweiten Arms 62 des Industrieroboters 6 verbunden. Bei dieser Ausführungsform

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erstreckt sich die die Schleifscheibe 4 tragende Spindel von einem oberen Bereich der an dem Stützarm 11 montierten Schleifeinheit 5 nach oben.

Der Industrieroboter 6 bewegt in der gleichen Weise wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel die Schleifscheibe 4 entsprechend den Umriß-Daten am Umfang der Glasplatte 1 entlang. ,Der Stützarm 11, der das Gewicht der Schleifeinheit 5 trägt, ist frei beweglich, so daß er der Bewegung des Roboterarms folgt. Die Drehung der dritten Welle Θ3 wird durch den koaxial zu der Spindel 51 angeordneten Servomotor SM3 gesteuert. Der Servomotor SM.3 ist am freien Ende des zweiten Arms 62 des Roboters montiert und steuert über das L-förmige Verbindungsglied 12 die Druckrichtung des Pneumatikzylinders 7 zur Erzeugung des Schleifdruckes.

Zwischen dem freien Ende des Stützarms 11 und der Schleifeinheit 5 ist ein mit der dritten Welle Θ3 ausgerichtetes Axiallager 13 eingefügt, damit die Schleifeinheit 5 mit der dritten Welle drehbar gehalten wird.

In weiterer Abwandlung des in Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiels kann ein fester Antriebsmotor in dem Sockel 3 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Antriebskraft zum Drehen der Schleifscheibe 4 über einen in dem hohlen Stützarm 11 angeordneten Riemen auf die Spindel 51 übertragen. Diese Anordnung gestattet eine Verringerung des Gewichts der Schleifeinheit 5.

Figur 8 zeigt in einem Grundriß eine abgewandelte Einrichtung zur Erzeugung des Schleifdruckes. Bei dieser Abwandlung ist an der am freien Ende des zweiten Arms 62 des Roboters angerodneten dritten Welle Θ3 ein waagerechter dritter Arm 63 montiert, und die Schleifeinheit 5 befindet sich am freien Ende des dritten Arms 63. Die ersten und zweiten Arme 61 und 6 2 des Roboters 6 bewegen das Schleifrad 4 entsprechend

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voreingestellten Spurdaten entlang der Umrißlinie der Glasplatte 1, während der dritte Arm 6 3 parallel zum Rand der Glasplatte bzw. parallel zu einer an der Schleifstelle an den Rand der Glasplatte angelegten Tangente gehalten wird. 5

Der dritte Arm 6 3 wird nicht unmittelbar zur Ausrichtung der Schleifscheibe 4 benutzt. Mit Hilfe eines Drehantriebs RA wird jedoch ein Drehmoment erzeugt, das die Schleifscheibe 4 in Richtung auf die Randfläche der Glasplatte 1 vorspannt.

Zwischen dem Drehantrieb RA und der dritten Welle Θ3 ist ein Drehmomentbegrenzer eingefügt, damit der Schleifdruck konstant gehalten wird. Der Drehantrieb RA ist beispielsweise derart ausgebildet, daß die axiale Bewegung einer Kolbenstange eines Pneumatikzylinders mit Hilfe einer Zahnstangen-Ritzel-Anordnung in eine Drehbewegung umgesetzt wird. Anstelle des Drehantriebs kann auch eine Spiralfeder oder Schraubenfeder verwendet werden.

Bei den oben unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Glasplatte mit Hilfe der Saugnäpfe 2a und 2b des Sockels 3 festgelegt, und die Schleifeinheit 5 umfährt den Umriß der Glasplatte 1 mit Hilfe der Arme 60 und 62 des Roboters 6. In diesem Fall ist der Arbeitsbereich des Roboters 6 beispielsweise durch den in Figur 1 schraffiert dargestellten Bereich gegeben. Wenn die Glasplatte 1 sehr große Abmessungen aufweist,d.h., über den Arbeitsbereich des Roboters hinausreicht, oder wenn der Arbeitsbereich des Roboters unter bestimmten Bedingungen sehr klein wird, so wird die Glasplatte 1 unter Verwendung des Sockels 3 als Drehtisch um 90° oder 180° gedreht, und der SchleifVorgang wird schrittweise ausgeführt, jeweils nachdem die Glasplatte in der gewünschten Winkelstellung angehalten wurde. Wahlweise kann der Sockel 3 in Bezug auf den Roboter 6 verschiebbar montiert sein, so daß der SchleifVorgang in unterschiedlichen Positionen des Sockels 3 längs seines Verschiebeweges ausgeführt wird. Darüber hinaus ist auch eine

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Kombination der oben beschriebenen Dreh- und Translationsbewegungen des Sockels denkbar. Der SchleifVorgang kann auch ausgeführt werden, während sich der Sockel 3 mit konstanter Geschwindigkeit dreht. Ferner können mehrere Industrieroboter zum Schleifen der verschiedenen Seiten der einzelnen Glasplatte 1 vorgesehen sein.

Figur 9 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuereinheit des Industrieroboters/ der in der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung verwendet wird. Gemäß Figur 9 umfaßt die Steuereinheit eine erste Prozessoreinheit 15 und eine zweite Prozessoreinheit 16. Die erste Prozessoreinheit 15 dient hauptsächlich zur Interpolation der NC-Daten und zur Servosteuerung der Motoren in den betreffenden Wellen, und die zweite Prozessoreinheit 16 überwacht die NC-Daten und führt die Systemsteuerung aus. Steuerdaten und Steuerprogramme für das Randschleifen der Glasplatte werden von einer externen Speichereinrichtung 17 wie etwa einem Floppy-Disk-Speicher über ein Interface 18 in einen Speicher der zweiten Prozessoreinheit 16 eingegeben. Die erste Prozessoreinheit 15 führt zur Erzeugung von NC-Daten eine lineare oder kurvenförmige Interpolation entsprechend den Daten aus der Prozessoreinheit 16 aus und liefert die Daten über ein NC-Steuerinterface 19 an Servoeinheiten 20 bis 22 der ersten bis dritten Wellen Θ1 bis Θ3. Die Servoeinheiten bis 22 liefern Ausgangssignale in Form von Steuerströmen an die Servomotoren SM1 bis SM3 der betreffenden Wellen.

Wie in allgemeinen Systemen zur numerischen Steuerung sind ein Tachogenerator TG und ein Impulsgenerator PG an jeden der Servomotoren SM1 bis SM3 angeschlossen. Die Ausgangssignale der Tachogeneratoren TG werden an die zugehörigen Servoeinheiten zurückgemeldet, so daß die Servomotoren SM1 bis SM3 auf die vorgesehenen Drehzahlen geregelt werden. Die für jede Drehwinkel-Einheit der Motoren SM1 bis SM3 erzeugten Ausgangssignale der Impulsgeneratoren PG werden über das NC-Steuerinterface 19 als Positionsdaten an die

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Prozessoreinheit 15 zurückgemeldet, und die Prozeßsteuerung wird in der Weise durchgeführt, daß die Winkelstellungen der drei Ue11en mit den entsprechenden NC-Daten übereinstimmen.

Betriebs- und Überwachungsvorgänge und die Korrektur von Daten und Programmen erfolgt mit Hilfe eines Tastenfeldes 24 und einer Kathodenstrahlröhre 25, die über das Interface 18 an die zweite Prozessoreinheit 16 angeschlossen sind. Steuersignale werden über das Interface 18 an eine externe Relais-Einheit 26 übermittelt, die für verschiedene Arten von Steuerungen in der Schleifvorrichtung verwendet wird. Wenn ferner der Schleifdruck durch Anpassung des pneumatischen Druckes des Pneumatikzylinders 7 der Schleifeinheit 5 verändert wird, wie oben beschrieben wurde, so wird ein Steuersignal entsprechend voreingestellten Schleifdruck-Daten entsprechend dem Umfang der Glasplatte 1 über das NC-Steuerinterface 19 von der ersten Prozessoreinheit 15 an ein Pneumatikzylinder-Steuergerät 23 übermittelt, und eine weiter unter beschriebene Pneumatikzylinder-Steuereinheit wird entsprechend dem Ausgangssignal des Steuergeräts 23 betätigt.

Wenn die Glasplatte T zur besseren Ausnutzung des Arbeitsbereichs des Roboters 6 gedreht oder linear verschoben wird, so wird ein Antriebsbefehl an Motoren Mr bzw. Mp übermittelt, die die Drehung um eine Achse θ bzw. die Verschiebung längs einer Achse θ bewirken. Für die Betreffenden Motoren kann in diesem Fall bei Bedarf eine Servosteuerung vorgesehen sein.

Figur 10 ist ein dataillierter Grundriß einer Glasplatte 1, deren Randfläche geschliffen werden soll, und Figur 11 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise einer Lerneinheit 24a. Die Lerneinheit 24a ist gemäß Figur 9 mit dem Interface 18 verbunden. Durch Betätigung dieser Lerneinheit werden Daten, die die Umrißform der Glasplatte 1

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angeben, über eine Vielzahl von längs der Umrißlinie der Glasplatte verteilten Abtastpunkten aufgenommen, indem die Bewegungsbahn der Schleifscheibe 4 bestimmt wird. Da bei der numerischen Steuerung eine Interpolation (erster oder zweiter Ordnung) durchgeführt wird, wird für die Abtastpunkte in Umfangsbereichen der Glasplatte, die einen großen Krümmungsradius aufweisen ein großer Abstand und in Bereichen mit kleinem Krümmungsradius ein kleiner Abstand gewählt.

Die Lerneinheit 24a weist Vorwärts/Rückwärts-Befehlstasten für die ersten bis dritten Wellen Θ1 bis Θ3 auf, und die über die Befehlstasten eingegebenen Antriebsbefehle werden durch die Prozessoreinheiten 15 und 16 verarbeitet und über das Interface 19 und die Servoeinheiten 20 bis 22 an die entsprechenden Servomotoren SM1 bis SM3 der jeweiligen Wellen übermittelt, so daß die Schleifscheibe an den jeweiligen Abtastpunkten ausgerichtet und die Andruckrichtung des Pneumatikzylinders 7 senkrecht zur Randfläche der Glasplatte orientiert wird.

Mit Hilfe einer Beschleunigungstaste SPD^ und einer Verzögerungstaste SPD-I- können beispielsweise sechzehn Schleifgeschwindigkeiten an jedem einzelnen Abtastpunkt eingestellt werden. Ferner können bei Bedarf beispielsweise acht verschiedene Schleifdrücke eingestellt werden mit Hilfe einer Druckerhöhungs-Taste PRS ·> und einer Druckverringerungs-Taste PRS φ · Die Anpassung des Schleifdruckes erfolgt nur dann, wenn die Abschlifftiefe nicht allein durch Steuerung der Schleifgeschwindigkeit gleichmäßig eingestellt werden kann. Beispielsweise wird in einem Abschnitt X in Figur 10,in dem der Krümmungsradius sehr klein ist ,der Schleifdruck verringert, da sich sonst ein zu staxker AbscWifC Gr^Lbe. In einem konkaven Uirianrrs-· abschnitt Y mit einem negativen Krümmungsradius wird der Schleifdruck erhöht, da sich sonst ein zu geringer Abschliff

ORIGINAL INSPECTED

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ergäbe.

Die Lerndaten an jedem einzelnen Abtastpunkt Pi werden in der externen Speichereinrichtung 17 in Form von Zählwerten der Ausgangssignale der verschiedenen Impulsgeneratoren und in Form von voreingestellten Werten für die Schleifgeschwindigkeit und den Schleifdruck gespeichert. Ein Speicherbefehl kann über eine Speicher-Taste REC oder eine Änderungs-Taste ALT eingegeben werden. Die Änderungs-Taste wird zur Änderung der früheren Daten an dem betreffenden Abtastpunkt benutzt, wenn die Bewegungsbahn der Schleifscheibe korrigiert werden soll. Wenn der Lernvorgang für einen Abtastpunkt Pi abgeschlossen ist, so wird zum Vorrücken auf den nächsten Abtastpunkt eine Taste Pi+1 betätigt. Wenn eine Taste Pi-1 betätigt wird, kehrt das System zu dem vorangegangenen Abtastpunkt zurück, so daß die Bewegungsbahn bestätigt wird.

Zusätzlich zu den Umfangs-Spurdaten der Glasplatte 1 können mit Hilfe der Lerneinheit 24a ein Zugangsweg und eine Geschwindigkeit für die Bewegung der Schleifscheibe 4 aus ihrer Ruhestellung in eine Anfangsposition für den Schleifvorgang eingestellt werden. Wenn die Schleifscheibe 4 die Randfläche der Glasplatte berührt, so wird ein niedriger Geschwindigkeitswert eingestellt, damit eine Beschädigung des Glases infolge eines abrupten Schleifbeginns verhindert wird.

Figur 12 ist ein schematisches Flußdiagramm einer numerischen Steuerung. Von der Prozessoreinheit 16 wird ein NC-Antriebsbefehl erzeugt, und die numerische Steuerung für die drei Wellen wird in Betrieb gesetzt. Die absoluten Koordinatenwerte der einzelnen Abtastpunkte sind durch das Lernverfahren vorgegeben, und die relativen Koordinaten der Schleifeinheit werden anhand der absoluten Koordinatenwerte und der aktuellen Koordinatenwerte der einzelnen Wellen berechnet. Die berechneten relativen Koordinaten werden an das NC-Steuerinterface 19 übermittelt. Die Frequenz eines Grundimpulsgenerators des NC-Steuerinterfaces

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19 wird entsprechend den Geschwindigkeitsdaten eingestellt. Auf eise Weise können die Spur- und Geschwindigkeitsdaten der numerischen Steuerung für den nächsten Punkt bestimmt werden. Ein Antriebsbefehl wird für die drei Wellen gleichzeitig an das NC-Steuerinterface übermittelt/ und die numerische Steuerung der Schleifeinheit 5 wird mit Hilfe linearer oder kurvenförmiger Interpolation durchgeführt. Wenn ein Steuervorgang für einen Schritt abgeschlossen ist, liefert das Interface 19 einen End-Impuls an die Prozessoreinheit 16, und der Zählerstand eines PositionsZählers wird um eins erhöht. Sodann werden gesteuert durch die Prozessoreinheit 16 die Steuerdaten für den nächsten Punkt gelesen, und die Schritte wie Koordinatenberechnung und dergleichen werden erneut durchgeführt. Wenn alle Schritte in dieser Weise abgeschlossen sind, ist der RandschleifVorgang für die Glasplatte beendet.

Figur 13 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Pneumatikdruck-Steuereinheit zum Einstellen des Schleifdruckes. Zum Einstellen des Pneumatikdruckes dient ein elektropneumatischer Wandler 27. Der Wandler 27 umfaßt eine Spule und ein Druckregelventil und liefert als Ausgangssignal einen pneumatischen Druck, der zu einem das Eingangssignal bildenden Strom proportional ist. Als Eingangs-Stromquellen sind KonstantStromquellen 28a,28b und 28c mit 1 roA, 2 mA bzw. 3 mA vorgesehen, und durch Auswahl von Kombinationen dieser drei Stromausgänge mit Hilfe von Relais RY1 bis RY3 können acht verschiedene Ströme eingestellt werden. Das in Figur gezeigte Pneumatikzylinder-Steuergerät 23 liefert entsprechend den Lerndaten ein 3-bit-Steuersignal an die Relais RY1 bis RY3. Der entsprechend diesem Signal erzeugte Eingangs-Strom gelangt an eine Eingangsklemme des Wandlers 27, und der entsprechende pneumatische Druck gelangt über ein Drosselventil 29 an den Pneumatikzylinder, so daß gewünschte Schleifdruck eingestellt wird.

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Wahlweise kann das Ausgangssignal des Steuergeräts 23 durch einen Digital/Analog-Wandler in ein Analogsignal umgewandelt und sodann dem elektropneumatischen Wandler 27 zugeführt werden.
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Figur 14 zeigt ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsfrom der Pneumatikdruck-Steuereinheit. Bei dieser Ausführungsform werden pneumatische Drücke P1, P2 und P3 mit Hilfe von Druckregelventilen 30a bis 30c eingestellt, und ein dem Pneumatikzylinder zugeführter Druck wird synthetisiert, indem die Drücke der Regelventile durch öffnen und Schließen von Magnetventilen 31a bis 31c selektiv addiert werden. Die Magnetventile 31a bis 31c werden in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13 durch ein 3-bit-Steuersignal gesteuert.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Abschlifftiefe kann die Drehzahl des Antriebsmotors 55 für die Schleifscheibe 4 teilweise entsprechend den voreingestellten Daten gesteuert werden, während die Schleifscheibe den Rand der Glasplatte 1 umfährt, so daß eine Korrektur der Abschlifftiefe zusätzlich zu der oben erwähnten Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit und es Schleifdruckes erfolgt.

Erfindungsgemäß erfolgt das Schleifen des Randes einer Platte durch Positionssteuerung eines Schleifwerkzeugs mit Hilfe einer Umriß-Spureinrichtung, die einen waagerechten, zweigliedrigen Gelenkarm aufweist. Die Wirkrichtung des Schleifdruckes wird derart gesteuert, daß sie stets senkrecht zu der Randfläche der Platte verläuft. Der Schleifdruck kann entsprechend voreingestellten Daten gesteuert werden. Auf diese Weise kann mit einer einfachen Vorrichtung ein automatischer Schleifvorgang durchgeführt und eine gleichmäßige Abschlifftiefe unter Berücksichtigung des Krümmungsradius und der Krümmungsart - konkav oder konvex des zu schleifenden Randes der Platte eingehalten werden.

ORIGINAL INSFECTED

Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N, ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister ffiSiä^1^ Artur-Ladebeck-Strasse D-8OOO MÜNCHEN SO D-4800 BIELEFELD 1 F3705 H SeP. 1985 St/Wi/sc NIPPON SHEET GLASS COMPANY, LTD. 8, 4-chome/ Doshomachi, Higashi-ku, Osaka/ Japan RANDSCHLEIFVORRICHTUNG PRIORITÄT: 06. September 1984, Japan, Nr. 187085/1984 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Randschleifvorrichtung mit einer Spureinrichtung zur Steurung der Bewegung einer Schleifeinheit (5) längs des Umrisses eines plattenförmigen Werkstücks (1), dessen Rand geschliffen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Spureinrichtung eine zweigliedrige Gelenkarm-Anordnung (6) zur Steuerung der Bewegung der Schleifeinheit (5) durch Verschwenken der Glieder des Gelenkarms um eine erste Achse (Θ1) an der Basis des

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Gelenkarms und um eine zweite Achse (Θ2) an einem Gelenk (61) des Gelenkarms entsprechend einer numerischen Steuerung umfaßt und daß am freien Ende des Gelenkarms eine dritte Achse (Θ3) vorgesehen ist/ um die die Schleifeinheit (5) zur Erzeugung eines Schleifdruckes rechtwinklig zu der Randfläche des Werkstücks (1) ausrichtbar ist.

2. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkarm-Anordnung (6) die folgenden Bauteile aufweist:

einen waagerechten ersten Arm (60)/ der an ein Basisgestell der Spureinrichtung angelenkt und um die senkrechte erste Achse (Θ1) schwenkbar ist,

einen waagerechten zweiten Arm (62), der durch das Gelenk (61) mit dem freien Ende des ersten Arms (60) verbunden und um die senkrechte zweite Achse (Θ2) schwenkbar ist und an seinem freien Ende die senkrechte dritte Achse (Θ3) aufweist, an der die Schleifeinheit (5) befestigt ist, und

Servomotoren (SM1-SM3)an den ersten bis dritten Achsen zur Steuerung der Winkelauslenkung der ersten und zweiten Arme (60,62) und der Schleifeinheit (5).
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3. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinheit (5) eine Andruckeinrichtung (7) aufweist, die auf ein Schleifwerkzeug (4) einen Schleifdruck ausübt, der entsprechend der Steuerung der Winkelstellung der dritten Achse (Θ3) senkrecht auf die Randfläche des Werkstücks gerichtet ist.

4. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinheit (5) die folgenden Bauteile aufweist:

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eine Schleifscheibe (4), die an einem Ende einer parallel zu der dritten Achse (Θ3) angeordneten Spindel (51) montiert ist,

einen mit dem anderen Ende der Spindel verbundenen Antriebsmotor (55) für die Schleifscheibe,

eine Führungseinrichtung (56) zur beweglichen Führung der Spindel (51) in einer Richtung rechtwinklig zu der dritten Achse (Θ3) und

eine Druckzylindereinheit (7) zum Vorspannen der Spindel in Richtung der Führungseinrichtung.

5. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sockel (3) zur waagerechten Abstützung des Werkstücks (1), durch von dem Sockel aufragende Saugeinrichtungen (2a,2b) zur Befestigung des Werkstücks und durch eine Dreheinrichtung zum Drehen des auf dem Sockel befestigten Werkstücks in einer waagerechten Ebene.

6. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkarm-Anordnung (6) einen in einer waagerechten Ebene beweglichen zusätzlichen Stützarm (11) zur Aufnahme des Gewichts der Schleifeinheit (5) aufweist und daß der Stützarm die folgenden Bauteile umfaßt:

einen ersten waagerechten Gelenkarm (11a),

ein am freien Ende des ersten Gelenkarms angeordnetes Gelenk (11b),

einen von dem Gelenk ausgehenden zweiten waagerechten Gelenkarm (11c),

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eine Stützwelle (13) zur drehbaren Abstützung der Schleifeinheit (5) am freien Ende des zweiten Gelenkarms (11c) und

ein winkelförmiges Verbindungglied (12), das die Schleifeinheit (5) derart mit der dritten Achse (Θ3) verbindet, daß die Stützwelle (13) mit der dritten Achse ausgerichtet ist.

7. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Schleifeinheit (5) am freien Ende eines waagerechten dritten Arms (63) befestigt ist, der um die dritte Achse (Θ3) schwenkbar ist, daß an der dritten Achse (Θ3) ein Drehantrieb (RA) angeordnet ist, der ein Drehmoment zum Vorspannen der Schleifeinheit (5) gegen die Randfläche des Werkstücks (1) auf den dritten Arm (63) ausübt, und daß die Winkelstellung der dritten Achse (Θ3) derart gesteuert wird, daß der dritte Arm (63) parallel zu einer Tangente an den gegenüberliegenden Abschnitt des Randes des Werkstücks verläuft.

8. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spureinrichtung einen Datenspeicher (17) zur Speicherung von Steuerdaten und eine Steuereinrichtung (15,16,18,19,

20) zur Steuerung der Antriebe (SM1-SM3) für die ersten bis dritten Achsen (Θ1-Θ3) entsprechend den aus dem Datenspeicher gelesenen Steuerdaten aufweist und daß die Steuerdaten Winkel-Steuerdaten für die Winkelauslenkung um die ersten und zweiten Achsen (Θ1,92) zur Steuerung der waagerechten Stellung der Schleifeinheit (5) und Winkel-Steuerdaten zur Steuerung der Winkelauslenkung um die dritte Achse (Θ3) zur Ausrichtung der Schleifeinheit senkrecht zur Umrißlinie des Werkstücks (1) umfassen.

9. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge-

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gekennzeichnet, daß die Steuerdaten sich auf mehrere diskrete Punkte der Umrißlinie des Werkstücks beziehen und daß die Steuereinrichtung (15,19) eine Einrichtung zur linearen oder bogenförmigen Interpolation zwisehen zwei benachbarten Punkten aufweist.

10. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdaten Geschwindigkeits-Daten entsprechend der Bahngeschwindigkeit der Schleifeinheit umfassen und daß die Steuereinrichtung (15) die Geschwindigkeits-Steuerdaten als Teil eines Steuerfaktors zwischen den ersten und zweiten Achsen aufteilt.

11. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 3,gekennzeichnet durch eine Drucksteuereinrichtung (RY1-RY3; 31a-31c) zur Steuerung der Druckkraft der Andruckeinrichtung (7) anhand von entsprechend der Umrißform des Werkstücks (1) voreingestellten Schleifdruck-Daten.

12. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung einen Pneumatikzylinder (7) aufweist und daß die Drucksteuereinrichtung einen Digital/Analog-Wandler (28a-28c, RY1-RY2) zur Umwandlung eines Drucksteuersignals in ein Analogsignal und einen elektropneumatischen Wandler (27) zur Regelung des dem Pneumatikzylinder (7) zugeführten Luftdruckes entsprechend dem Analogsignal umfaßt.

13. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung einen Pneumatilzylinder (7) aufweist und daß die Drucksteuereinrichtung mehrere binär gewichtete Pneumatikdruckquellen (30a-30c) und Ventile (31a-31c) zum selektiven Addieren der Ausgangsdrücke der Pneumatikdruckquellen entsprechend einem digitalen Steuersignal umfaßt.

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14. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß über eine externe Bedienungseinrichtung (24) Steuerbefehle zur Steuerung der Position und Ausrichtung der Schleifeinheit

(5) längs des Umrisses eines Modells des Werkstücks eingebbar sind, welche Steuerbefehle über die Steuereinrichtung (15,16,18,19,20) an die Antriebe (SM1-SM3) übermittelt werden, und daß die Steuerbefehle jeweils an diskreten Bezugspunkten der Umrißlinie als Lerndaten gespeichert werden.

15. Randschleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungseinrichtung (24) eine Eingabeeinrichtung (SPD) für Geschwindigkeitsdaten bezüglich der Bewegung der Schleif einhej t. längs der Umrißlinie des Werkstücks (1) aufweist.

16. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spureinrichtung ortsfest montiert ist und daß das Werkstück (1) zur Erweiterung des Arbeitsbereichs der Spureinrichtung mit Hilfe eines beweglichen Sockels (3) in einer waagerechten Ebene verschiebbar ist.

17. Randschleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für das Schleifen von Glasplatten ausgelegt ist.