DE4030158A1

DE4030158A1 - Bandschleifmaschine

Info

Publication number: DE4030158A1
Application number: DE19904030158
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: HAU SIMEX GmbH
Current assignee: HAU SIMEX GmbH
Priority date: 1990-09-24
Filing date: 1990-09-24
Publication date: 1992-03-26
Also published as: EP0477737A1

Description

Die Erfindung betrifft Bandschleifmaschinen mit mindestens einer direkt oder indirekt motorisch angetriebenen Kontaktscheibe, mehreren auf einem Maschinengestell fixierten, achsparallel und drehbar gelagerten Umlenkeinheiten oder Umlenkrollen und einem über die Kontaktscheibe oder Kontaktscheiben und die Umlenkrollen geführten Schleifband, wobei die Bandschleifmaschine mit minde stens einem Werkstück-Roboter oder einer Handhabungsvorrichtung kooperieren.

Bandschleifmaschinen der oben aufgeführten Art sind bekannt und dienen dazu, die Oberflächen von Werkstücken automatisch zu schleifen. Das Werkstück wird hierbei beispielsweise von einer programmgesteuerten Handhabungseinrichtung bzw. einem Roboter der Bandschleifmaschine zugeführt und entsprechend dem notwendigen Schleifvorgang an der Oberfläche hinsichtlich seiner Lage relativ zum Schleifband verändert. Der Roboter führt den ihm einprogram mierten Bahnablauf fortlaufend aus. Abweichungen der Werkstücke aus dem vorgegebenen Toleranzbereich, ebenso wie Programmfehler, Ungenauigkeiten im Programmablauf oder auftretende mechanische Fehler am Roboter, wie etwa ein zu großes Spiel an seinen mecha nischen Elementen kann er nur mit Hilfe besondere Maßnahmen er kennen. Zur Vermeidung jeder einzelnen Fehlerart sind unterschied liche Kontroll- und Steuermaßnahmen erforderlich, welche einen hohen technischen und apparativen Aufwand erforderlich machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Bandschleifmaschine anzugeben, welche die durch den Roboter oder der Werkstück-Handha bevorrichtung bewirkten und oben aufgeführten Fehler automatisch ausgleicht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß bei der eingangs aufgeführten Bandschleifmaschine mindestens eine Umlenkeinheit oder Umlenkrolle eine Schleifband-Spannvorrichtung aufweist und die achsparallel verschiebbar ausgebildete Kontakt scheibe oder die Kontaktscheiben mit einer Vorrichtung zur Erzeu gung eines während des Arbeitsprozesses veränder- und regelbaren Schleifdruckes (Schleifdruckregelvorrichtung) auf das zu bearbei tende und von dem Werkstück-Roboter oder der Werkstück-Handha bungsvorrichtung erfaßte Werkstück ausgerüstet ist oder sind.

Mit Hilfe des veränderbaren Schleifdruckes bzw. einer Druckrege lung während eines Programmablaufs ist es nach der Erfindung mög lich, die oben aufgeführten Fehler des Roboters und auch Toleranz fehler des Werkstückes mit einem relativ geringen technischen Aufwand auszugleichen.

Die Schleifband-Spannvorrichtung und die Schleifdruckregelvor richtung sind nach der Erfindung pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch betätigbar und die Pneumatik- oder Hydraulikelemen te sind mittels einer Steuereinrichtung programmgesteuert ausge bildet. Besonders geeignet sind hierfür Pneumatikzylinder mit Servoventilsteuerung und als Steuereinrichtung eignet sich eine an sich bekannte CNC-Steuerung mit integrierter freiprogrammier barer SPS-Steuerung.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Maschinengestell mit Umlenkrollen, Kontaktscheiben und umlaufendendem Schleifband mit Hilfe eines pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch betätigbaren Schlittens bewegbar ausgebildet. Die bevorzugt lineare Bewegung der gesamten Bandschleifmaschine erfolgt zum Werkstück, welches von einem Roboter gehandhabt wird, wobei die Linearbewegung des Schlittens in Relation zum zu bearbeitenden Werkstück mittels einer während des gesamten Programmablaufs erfolgenden Druckregelung steuerbar ist.

Bei dem Bewegungsablauf des Schlittens während des Programms handelt es sich um relativ kurze Wegstrecken, welche auch durch Bewegungsstillstand unterbrochen werden können, je nach Programm vorgabe. Da sich die Größen der Haft- und Gleitreibung voneinander sehr unterscheiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schlit ten auf einer Vorrichtung zur Verringerung oder Vermeidung seiner Haftreibung gleitbar gelagert ist.

Bei einem Ausführungsbeispiels der Erfindung wird hierfür eine drehbar gelagerte und motorisch angetriebene Spindel vorgeschla gen. Es lassen sich hierfür aber auch Luftpolster und magnetische Aufhängungen einsetzen.

Die Schleifband-Spannvorrichtung nach der Erfindung weist vor teilhaft eine Umlenkeinheit oder Umlenkrolle auf, welche an einem um einen Festpunkt des Maschinengestells schwenkbaren Hebelarm angeordnet ist, auf den direkt oder über Hebelarme eine durch Servoventile steuerbare Kolbenvorrichtung einwirkbar angeordnet ist. Die Kolbenvorrichtung hat hierbei ihren Festpunkt ebenfalls am Maschinengestell.

In ähnlicher Weise weist die Schleifdruckregelvorrichtung eine Kontaktscheibe auf, welche an einem um einen Festpunkt des Maschi nengestells schwenkbaren Hebelarm angeordnet ist, auf den direkt oder über Hebelarme eine durch Servoventile steuerbare Kolbenvor richtung einwirkbar angeordnet ist, welche ihren Festpunkt eben falls am Maschinengestell hat.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Ende eines um seinen Mittelpunkt in Form einer Wippe schwenkbar gelagerten Hebels eine Kontaktscheibe drehbar gelagert, auf den direkt oder über Hebelarme eine durch Servoventile steuerbare Kolbenvorrichtung einwirkbar angeordnet ist.

In einer weiteren Variante der Erfindung sind die Kolbenvorrich tungen und ihre Servoventile der Schleifband-Spannvorrichtung und Schleifdruckregelvorrichtung über eine zentrale Steuer- und Regeleinheit funktionell verknüpft, wobei die Schleifband- und die Schleifdruck-Vorrichtung vom Bediener unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Auf diese Weise erfolgt eine Anpassung und Abstimmung dieser beiden voneinander abhängigen Drucke.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausfüh rungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine, deren Maschinengestell auf einem Schlitten ver schiebbar angeordnet ist, in schematischer Dar stellung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine mit einer gegen das Maschinengestell fixierten Schleifbandspannvorrichtung und einer kombinierten Schleifdruckregelvorrichtung mit einer schwenkbar gelagerten Kontaktscheibe, in schematischer Dar stellung;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine mit einer Schleifdruckregelvorrichtung, welche eine schwenkbar gelagerte Kontaktrolle aufweist, und einer Schleifbandspannvorrichtung, die gleichmäßig auf eine schwenkbare Spannrolle und auf die schwenkbare Kontaktrolle wirkt, und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine mit auf einer Wippe schwenkbar gelagerten Kontakt scheiben und separaten Schleifbandspann- und Schleifdruckregelvorrichtungen.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine, deren Maschinengestell 2 auf einem Schlitten 3 verschiebbar angeordnet ist. Mit dem Maschinengestell 2 sind die das Schleifband 7 führenden Umlenkrollen 4, 5 und 6 drehbar befestigt, während die Umlenkrolle 8 auf dem um den Drehpunkt 10 schwenkbaren Schwenkhebelarm 9 drehbar gelagert ist. An den Schwenkhebelarm 9 greift das Gestänge 11 des Pneumatikkolbens 12 an, welcher von einer nicht näher dargestellten Pneumatikanlage beaufschlagt wird (Pfeil 13), welche ihrerseits von einer rech nergesteuerten Anlage geregelt wird.

Das Maschinengestell 2 weist an seinem Unterteil Trägerbuchse 14 und 15 auf, welche auf einer durch den Motor 16 angetriebenen Spindel 17 schwimmend gelagert sind. Der Pneumatikkolben 18 ist mit seinem Gestänge 19 mit dem Maschinengestell 2 verbunden und am Schlitten 3 fixiert. Der Pneumatikkolben 18 ist in gleicher Weise wie der Pneumatikkolben 12 mit der nicht näher dargestellten Pneumatikanlage verbunden, welche von der rechnergesteuerten Anlage geregelt wird. Bei Betätigung des Pneumatikkolbens 18 wird das Maschinengestell 2 und damit auch die Kontaktscheibe 20 zum Werkstück hin- oder von diesem wegbewegt, wodurch der Schleifdruck zwischen dem Schleifband 7 und dem Werkstück in geregelter Weise verändert wird. Gleichzeitig sorgt der Pneumatikkolben 12 über den Schwenkhebelarm 9 für einen geregelten Ausschlag der Rolle 8 und damit für die erforderliche Schleifbandspannung.

Die Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Bandscheiben schleifmaschine nach der Erfindung. Hierbei ist das Maschinenge stell 2 unbeweglich und die Kontaktscheibe 20 mittels einer Schleifdruckregelvorrichtung beweglich gelagert. Hierzu ist die Kontaktscheibe 20 auf einem Hebelarm 21 drehbar befestigt, der um einen Festpunkt 22 des Maschinengestells 2 schwenkbar ist. Zur Durchführung der Schwenkbewegung dieses Hebelarms geht von der Achse der Kontaktscheibe 20 ein weiterer Hebel 23 aus, der mit einer durch Servoventile steuerbare Kolbenvorrichtung 24 verbunden ist. Die Schleifbandspannvorrichtung ist in gleicher Weise wie in Fig. 1 bereits beschrieben aufgebaut. An den Schwenkhebelarm 9 greift das Gestänge 11 des Pneumatikkolbens 12 an, welcher von einer nicht näher dargestellten Pneumatikanlage beaufschlagt wird (Pfeil 13), und die ihrerseits von einer rechnergesteuerten Anlage geregelt wird. Da die Drucke für die Bandspannung und für die Schleifbandspannung sich gegenseitig beeinflussen und in einer bestimmten Relation voneinander abhängig sind, ist mit Hilfe der Rechnersteuerung die Möglichkeit gegeben, dieser Funktion in allen Bereichen gerecht zu werden. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, läßt sich die Spannung des Schleifbandes 7 durch Betätigung des Pneumatikzylinders 12 über das Gestänge 11 und der damit resultie renden Bewegung des Schwenkhebelarmes 9 verändern. Eine erhöhte Spannung des Bandes 7 erfordert auch gleichzeitig eine höhere Kraft, die wiederum durch einen höheren geregelten Luftdruck im Pneumatikzylinder 24 erreicht wird. Soll somit die Schleifspannung erhöht werden, muß der Schleifspannungsdruck überlagert werden. Dieser resultierende Druck, den der Pneumatikzylinder 24 ausüben muß, wird ständig errechnet und der Kolben wird entsprechend beaufschlagt.

Hieraus wird ersichtlich, daß eine enge Kopplung der Pneumatikkol ben 12 und 24 über die Spannung des Schleifbandes gegeben ist.

In der Fig. 3 ist eine Abwandlung der Ausführungsform der Vor richtung nach Fig. 2 wiedergegeben. Hierbei ist der Pneumatikkol ben 12 nicht mehr am Maschinengestell 2 fixiert, sondern mit dem Schwenkhebelarm 21 mit Hilfe des Gestänges 25 verbunden. Die Abhängigkeitsfunktion zum Pneumatikkolben 24, der bei dieser Ausführungsform wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorhanden ist, ist wegen der mechanischen Kopplung aufgehoben.

Schleifdruck und Bandspannung werden hierbei in einfacher Weise direkt von der übergeordneten Steuerung unabhängig voneinander eingestellt.

Die Fig. 4 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder. Hierbei entspricht die Schleifbandspannungsvorrichtung den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2. Der Pneumatikkol ben 12 ist am Maschinengestell 2 fixiert und das Gestänge 11 wirkt auf den Schwenkhebelarm 9, so daß durch die resultierende Schwenk bewegung der Umlenkrolle 8 die Spannung des Schleifbandes 7 veränderbar ist.

An jedem Ende eines um seinen Mittelpunkt 30 in Form einer Wippe schwenkbar gelagerten Hebels 26 ist eine Kontaktscheibe 27 bzw. 28 drehbar gelagert. Auf den Hebelarm 26 greift das Gestänge 31 der Kolbenvorrichtung 29 an, welche als Zug- und Druckkolben ausgebildet ist und durch Servoventile angesteuert wird.

Mit dieser als Wippe ausgebildeten Kontaktscheibenanordnung wird erreicht, daß bei einer Beaufschlagung des an der Wippe angebrach ten Pneumatikkolbens die Schleifbandspannung unverändert bleibt. In entsprechender Weise bleibt bei Betätigung des Pneumatikkolbens 12 der Schleifbandspannvorrichtung die Schleifspannung unver ändert. Die beiden Systeme arbeiten daher bei kleinen Ausschlägen der Wippe unabhängig voneinander.

Mit den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein variabler Schleifdruck während des gesamten Programm ablaufs auf das von einem Roboter gehandhabtes Werkstück ausgeübt, so daß die verschiedenen Fehler des Roboters, nämlich Programm fehler und mechanische Toleranzen der Roboterarme (Spiel) und Toleranzen des Werkstückes in einfacher Weise ausgeglichen werden, wobei gleichzeitig der zum Erreichen eines gleichmäßigen Schleif ergebnisses erforderliche Schleifdruck konstant gehalten oder je nach Erfordernis in weiten Bereichen gezielt variiert werden kann.

Liste der Bezugszeichen
1 Bandscheibenschleifmaschine
2 Maschinengestell
3 Schlitten
4 feste Umlenkrolle
5 feste Umlenkrolle
6 feste Umlenkrolle
7 Schleifband
8 Umlenkrolle
9 Schwenkhebelarm
10 Drehpunkt
11 Gestänge
12 Pneumatikkolben
13 Pfeil
14 Trägerbuchsen
15 Trägerbuchsen
16 Motor
17 Spindel
18 Pneumatikkolben
19 Gestänge
20 Kontaktscheibe
21 Hebelarm
22 Festpunkt
23 Hebel
24 Pneumatikzylinder
25 Gestänge
26 Hebel (Wippe)
27 Kontaktscheibe
28 Kontaktscheibe
29 Pneumatikzylinder
30 Mittelpunkt
31 Gestänge

Claims

1. Bandschleifmaschine mit mindestens einer direkt oder indirekt motorisch angetriebenen Kontaktscheibe, mehreren auf einem Maschinengestell fixierten, achsparallel und drehbar gelager ten Umlenkeinheiten oder Umlenkrollen und einem über die Kontaktscheibe oder Kontaktscheiben und die Umlenkrollen geführten Schleifband, wobei die Bandschleifmaschine mit mindestens einem Werkstück-Roboter oder einer Handhabungsvor richtung kooperiert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Umlenkeinheit oder Umlenkrolle eine Schleifband-Spann vorrichtung aufweist und die achsparallel verschiebbar ausgebildete Kontaktscheibe oder die Kontaktscheiben mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines während des Arbeits prozesses veränder- und regelbaren Schleifdruckes (Schleif druckregelvorrichtung), der auf das zu bearbeitende und von dem Werkstück-Roboter oder der Werkstück-Handhabungsvor richtung erfaßte Werkstück ausgeübt wird, ausgerüstet ist oder sind.

2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifband-Spannvorrichtung und die Schleifdruck regelvorrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sind und die Pneumatik- oder Hydraulikelemente mittels einer Steuereinrichtung programmgesteuert ausgebildet sind.

3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Maschinengestell mit Umlenkrollen, Kontakt scheiben und umlaufendendem Schleifband mit Hilfe eines pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Schlittens bewegbar ausgebildet ist.

4. Bandschleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearbewegung des Schlittens in Relation zum zu bearbeitenden Werkstück mittels Druckregelung steuerbar ist.

5. Bandschleifmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schlitten auf einer Vorrichtung zur Ver ringerung oder Vermeidung seiner Haftreibung gleitbar gela gert ist.

6. Bandschleifmaschine nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verringerung oder Vermeidung der Haftreibung des Schlittens als drehbar gela gerte motorisch angetriebene Spindel ausgebildet ist.

7. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder einem der voranste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleif band-Spannvorrichtung eine Umlenkeinheit oder Umlenkrolle aufweist, welche an einem um einen Festpunkt des Maschinenge stells schwenkbaren Hebelarm angeordnet ist, auf den direkt oder über Hebelarme eine durch Servoventile steuerbare Kolbenvorrichtung einwirkbar angeordnet ist.

8. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifdruckregelvorrichtung eine Kontaktscheibe aufweist, welche an einem um einen Festpunkt des Maschinengestells schwenkbaren Hebelarm angeordnet ist, auf den direkt oder über Hebelarme eine durch Servoventile steuerbare Kolbenvorrichtung einwirkbar angeordnet ist.

9. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, 2, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende eines um seinen Mittelpunkt in Form einer Wippe schwenkbar gelagerten Hebels eine Kon taktscheibe drehbar gelagert ist, auf den direkt oder über Hebelarme eine durch Servoventile steuerbare Kolbenvorrich tung einwirkbar angeordnet ist.

10. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, 2, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenvorrichtungen und ihre Servo ventile der Schleifband-Spannvorrichtung und Schleifdruck regelvorrichtung über eine zentrale Steuer- und Regeleinheit funktionell verknüpft sind, wobei die Schleifband-Vorrichtung und die Schleifdruck-Vorrichtung vom Bediener unabhängig voneinander ansteuerbar sind.

11. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder einem der voranste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolbenvor richtung gleichzeitig die Schleifband-Spannvorrichtung und die Schleifdruckregelvorrichtung beaufschlagt, welche über eine zentrale Steuer- und Regeleinheit regelbar ist.

12. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder einem der voranste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Band schleifmaschinen auf einem Maschinengestell kombiniert sind, welche über eine zentrale Steuer- und Regeleinheit regelbar sind.