EP0248096A1 - Method for deburring work pieces and device for carrying out this method - Google Patents

Method for deburring work pieces and device for carrying out this method Download PDF

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EP0248096A1
EP0248096A1 EP86107367A EP86107367A EP0248096A1 EP 0248096 A1 EP0248096 A1 EP 0248096A1 EP 86107367 A EP86107367 A EP 86107367A EP 86107367 A EP86107367 A EP 86107367A EP 0248096 A1 EP0248096 A1 EP 0248096A1
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deburring
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Werner Hunziker
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/08—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for polishing surfaces, e.g. smoothing a surface by making use of liquid-borne abrasives
    • B24C1/083—Deburring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/18—Abrasive blasting machines or devices; Plants essentially provided with means for moving workpieces into different working positions

Definitions

  • the object of the invention is a method for deburring workpieces according to the preamble of patent claim 1.
  • the subject of the invention is also a device for carrying out the method according to the preamble of patent claim 4.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the dwell time in the beam can be increased by slowing the rotational movement and / or the pivoting movement of the workpiece.
  • the device 1 shown in FIG. 1 for deburring workpieces 3 is arranged in a blasting cabinet 5, on the vertical wall 9 of which a driven shaft 11 with the axis A is mounted.
  • the shaft 11 is driven by a drive motor 10 accommodated in the blasting cubicle 5 (FIG. 2).
  • a support 13 is fixedly connected to the shaft 11 and rotatable about the axis A.
  • the support 13 contains the drive motor 15 for rotating a workpiece holder 17 mounted on an axis B and an actuating device 19 for opening and closing holding clips 21.
  • the holding clips 21 are pivotally attached to a turntable 23, on which supports 25 can also be provided for the point-like support of the workpiece 3.
  • retaining clips 21 with a length and design adapted to the workpiece 3 are arranged on the turntable 23.
  • the supports 25 can also be adapted to the shape of the workpiece 3 so that its center C comes to lie essentially at the intersection of the axes A and B.
  • the actuating device 19 for the retaining clips 21 can be a pneumatic, hydraulic or electrical ver have slidable wedge 31, which can pivot the retaining clips 21 against the force of a spring 35 to the outside via a bolt 33.
  • centrifugal wheel 29 is represented as a representative of such a blasting system.
  • the centrifugal wheel 29 can be pivoted about the axis D so that the beam 27 can be aligned with the center C of the clamped workpiece 3.
  • the generation of the jet 27 by means of a centrifugal wheel 29 or a jet nozzle of a known type and the device for aligning the jet 27 are preferred embodiments of this invention.
  • the blasted particles of the workpieces 3 and the blasting agent can be collected in the blasting cabin 5 and fed to a cleaning or regeneration system.
  • Fully automatic operation of the device can be achieved by a handling system which places the individual workpieces 3 on the supports 25 through an opening in the housing and grips and removes them again after deburring.
  • a handling device places the workpiece 3 on the supports 25; the retaining clips 21 are then pivoted inward by the spring 35 by pulling back the wedge 31 and hold the workpiece 3 securely.
  • the turntable 23 is rotated by the motor 15 about the axis B (arrow E).
  • the pivoting movement of the support 13 about the axis A begins.
  • the pivoting movement of the support is of course less than 360 °, because the pivoting range ends at the point where the lower arm 14 of the support 13 runs into the conical beam 27 of the particles coming from the centrifugal wheel 29 or crosses their trajectory.
  • the rotational speed of the turntable 23 and that of the support 13 can be set independently of one another and adapted to the workpiece 3. It is also possible to have the turntable 23 and / or the support 13 rotate at a non-constant speed in order to make certain off cuts on the effect 3 longer to expose the effect of the beam 27.
  • the supply of blasting agent to the centrifugal wheel 29 can be interrupted and an air jet directed onto the workpiece 3, which, when the support 13 is turned back, blows out any blasting agent residues accumulated in recesses and holes in the workpiece 3 .
  • the workpiece 3 is again in the starting position and can be gripped by the handling device after the holding clips 21 have been spread.
  • the handling device e.g. an industrial robot of known construction, takes the workpiece 3 from a means of transport, e.g. a conveyor belt or a monorail, and returns it to a means of transport after deburring.
  • the means of transport can consist of two belts or tracks brought up to the device; however, it can also be just a belt or a web that leads past the device, from or from which the workpiece 3 is removed and fed again after processing.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

With the method according to the invention for deburring plastic or metal parts, the work piece (3) can be treated all over with a blasting medium. The device (1) rotates the work piece (3) about two independent axes (A and B) about the centre (C) of the work piece (3) and holds the same essentially always inside the conical blast (27) of a centrifugal wheel (29). By an intermittent rotary movement, certain areas of the work piece (3) can stay for a shorter or longer period in the blast (27). <IMAGE>

Description

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Entgraten von Werkstücken gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.The object of the invention is a method for deburring workpieces according to the preamble of patent claim 1.

Der Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Patent­anspruches 4.The subject of the invention is also a device for carrying out the method according to the preamble of patent claim 4.

Gespritzte, gegossene oder anderswie spanlos erzeugte Werk­stücke aus Kunststoffen und Metallen, wie sie heute in vielen Bereichen der Technik zur Anwendung kommen, haben die Eigen­schaft, dass nach deren Herstellung die abstehenden Grate infolge der Formtrennung entfernt werden müssen. Als wirt­schaftliches System hat sich dazu seit vielen Jahren das Strahlen als zweckmässig erwiesen.Injected, cast or otherwise non-machined workpieces made of plastics and metals, as are used today in many areas of technology, have the property that the protruding burrs have to be removed as a result of the mold separation after their manufacture. For many years, blasting has proven to be useful as an economic system.

Es ist bekannt, die Werkstücke auf einem Schlaufenband gemäss CH-PS 601 081 an einem Strahl aus Strahlmitteln vor­beizuführen und auf diese Weise die Grate allseitig zu ent­fernen.It is known to guide the workpieces past a jet of blasting media on a loop belt according to CH-PS 601 081 and in this way to remove the burrs on all sides.

Beim Schlaufenbandsystem werden die Werkstücke in unregel­mässiger Drehung durch den Strahl geführt. Auf diese Weise wird wohl ein sehr gutes Entgratergebnis erreicht, weil die ganze Werkstückoberfläche gleichmässig vom Strahl be­aufschlagt wird und damit auch kompliziert geformte Teile mit Graten in verschiedenen Ebenen und Richtungen einwand­frei entgratet werden können. Diesem Verfahren sind Grenzen bezüglich Abmessungen der Werkstücke, deren Empfindlichkeit beim Gegeneinanderschlagen und bezüglich deren Formgebung gesetzt. Sehr flache Teile lassen sich auf dem Band nicht drehen.With the loop belt system, the workpieces are guided through the jet in irregular rotation. In this way, a very good deburring result is probably achieved because the entire workpiece surface is evenly struck by the beam, and thus even complicated parts with burrs can be deburred perfectly in different planes and directions. This method has limits regarding the dimensions of the workpieces, their sensitivity when hitting against each other and their shape. Very flat parts cannot be turned on the belt.

Es hat sich in der Praxis auch gezeigt, dass eine optimale Entgratung nur erfolgt, wenn die zu bearbeitenden Grat­partien aus verschiedenen Richtungen gestrahlt werden. Dies lässt sich in einer allenfalls dafür in frage kommen­den Banddurchlaufanlage kaum befriedigend oder aber sind dafür verantwortlich, dass das Strahlsystem einer Bandanlage stark überdimensioniert werden muss, und dies hat einen hohen Strahlmittelverschleiss und auch Energieeinsatz zur Folge, womit die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt wird.It has also been shown in practice that optimal deburring only takes place if the burr portions to be machined are blasted from different directions. This can scarcely be satisfactory in a belt conveyor system that may be suitable for this, or it is responsible for the blasting system of a belt system having to be oversized, and this results in high abrasive wear and also energy consumption, which makes the economy economical Question is asked.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.The invention seeks to remedy this.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäss den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 4.The invention solves this problem according to the characterizing features of claims 1 and 4.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesent­lichen darin zu sehen, dass das Werkstück während des Ent­gratens stets genau im Kegel des Strahlmittels gehalten und in diesem langsam gedreht wird, so dass alle Partien der Oberfläche gleichmässig mit Strahlmittel beaufschlagt werden.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the workpiece is always held exactly in the cone of the blasting medium during deburring and is slowly rotated therein so that all parts of the surface are evenly blasted with blasting medium.

Wenn an gewissen Partien der Oberfläche des Werkstückes eine längere bzw. stärkere Bestrahlung notwendig ist, kann die Verweilzeit im Strahl durch Verlangsamung der Drehbewe­gung und/oder der Schwenkbewegung des Werkstückes vergrös­sert werden.If longer or stronger irradiation is necessary on certain parts of the surface of the workpiece, the dwell time in the beam can be increased by slowing the rotational movement and / or the pivoting movement of the workpiece.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

  • Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Entgratungs­vorrichtung und
  • Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 1.
The invention is described in more detail using an illustrated embodiment. Show it:
  • Figure 1 is a perspective view of a deburring device and
  • FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum Entgraten von Werkstücken 3 ist in einer Strahlkabine 5 angeordnet, an deren vertikalen Wand 9 eine angetriebene Welle 11 mit der Achse A gelagert ist. Der Antrieb der Welle 11 erfolgt mit einem in der Strahlkabine 5 untergebrachten Antriebs­motor 10 (Figur 2).The device 1 shown in FIG. 1 for deburring workpieces 3 is arranged in a blasting cabinet 5, on the vertical wall 9 of which a driven shaft 11 with the axis A is mounted. The shaft 11 is driven by a drive motor 10 accommodated in the blasting cubicle 5 (FIG. 2).

Mit der Welle 11 ist ein Support 13 fest verbunden und um die Achse A drehbar.A support 13 is fixedly connected to the shaft 11 and rotatable about the axis A.

Im Support 13 sind der Antriebsmotor 15 zum Drehen eines auf einer Achse B gelagerten Werkstückhalters 17 und eine Be­tätigungsvorrichtung 19 zum Oeffnen und Schliessen von Halteklammern 21 untergebracht. Die Halteklammern 21 sind schwenkbar an einem Drehteller 23 befestigt, auf welchem zudem Stützen 25 zur punktförmigen Abstützung des Werk­stückes 3 vorgesehen sein können.The support 13 contains the drive motor 15 for rotating a workpiece holder 17 mounted on an axis B and an actuating device 19 for opening and closing holding clips 21. The holding clips 21 are pivotally attached to a turntable 23, on which supports 25 can also be provided for the point-like support of the workpiece 3.

Je nach Grösse und Gestalt des Werkstückes 3 sind drei oder mehr Halteklammern 21 mit an das Werkstück 3 ange­passter Länge und Ausbildung auf dem Drehteller 23 ange­ordnet. Die Stützen 25 können ebenfalls an die Gestalt des Werkstückes 3 angepasst werden, damit dessen Zentrum C im wesentlichen im Schnittpunkt der Achsen A und B zu liegen kommt. Die Betätigungsvorrichtung 19 für die Halteklammern 21 kann einen pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch ver­ schiebbaren Keil 31 aufweisen, der über einen Bolzen 33 die Halteklammern 21 gegen die Kraft einer Feder 35 nach aussen verschwenken kann.Depending on the size and shape of the workpiece 3, three or more retaining clips 21 with a length and design adapted to the workpiece 3 are arranged on the turntable 23. The supports 25 can also be adapted to the shape of the workpiece 3 so that its center C comes to lie essentially at the intersection of the axes A and B. The actuating device 19 for the retaining clips 21 can be a pneumatic, hydraulic or electrical ver have slidable wedge 31, which can pivot the retaining clips 21 against the force of a spring 35 to the outside via a bolt 33.

Der Strahl 27 eines Schleuderrad- oder Luftstrahlsystems wird auf dem Schnittpunkt bzw. des Zentrum C des Werkstük­kes 3 ausgerichtet. In den Figuren ist stellvertretend für ein solches Strahlsystem ein Schleuderrad 29 dargestellt. Das Schleuderrad 29 ist um die Achse D schwenkbar, damit der Strahl 27 jeweils auf das Zentrum C des eingespannten Werkstückes 3 ausgerichtet werden kann.The jet 27 of a centrifugal wheel or air jet system is aligned at the intersection or the center C of the workpiece 3. In the figures, a centrifugal wheel 29 is represented as a representative of such a blasting system. The centrifugal wheel 29 can be pivoted about the axis D so that the beam 27 can be aligned with the center C of the clamped workpiece 3.

Die Erzeugung des Strahles 27 mittels Schleuderrad 29 oder Srahldüse bekannter Art und die Vorrichtung zum Ausrichten des Strahles 27 sind bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung.The generation of the jet 27 by means of a centrifugal wheel 29 or a jet nozzle of a known type and the device for aligning the jet 27 are preferred embodiments of this invention.

Die abgestrahlten Teilchen der Werkstücke 3 und das Strahl­mittel können in der Strahlkabine 5 gesammelt und einer Reinigungs- oder Regenerationsanlage zugeführt werden.The blasted particles of the workpieces 3 and the blasting agent can be collected in the blasting cabin 5 and fed to a cleaning or regeneration system.

Ein vollautomatischer Betrieb der Vorrichtung kann durch ein Handlingsystem erreicht werden, welches die einzelnen Werkstücke 3 durch eine Oeffnung im Gehäuse auf die Stützen 25 legt und diese nach dem Entgraten wieder ergreift und abführt.Fully automatic operation of the device can be achieved by a handling system which places the individual workpieces 3 on the supports 25 through an opening in the housing and grips and removes them again after deburring.

Der Einsatz eines Handlingsystems ist - ganz im Gegensatz zu den bekannten Entgratungsvorrichtungen - möglich, weil nämlich das Werkstück 3 nach dem Entgraten vom Werkstück­halter 17 positiostreu zur Ausgangsstelle zurückgeführt und dort von einem Greifer entnommen werden kann. Das Entgraten eines Werkstückes 3 mit der Vorrichtung 1 geht folgendermassen vor sich:In contrast to the known deburring devices, the use of a handling system is possible, because after deburring the workpiece 3 can be returned from the workpiece holder 17 in a positive position to the starting point and removed there by a gripper. The deburring of a workpiece 3 with the device 1 proceeds as follows:

Ein Handlinggerät legt das Werkstück 3 auf die Stützen 25; anschliessend werden die Halteklammern 21 durch Zurück­ziehen des Keiles 31 von der Feder 35 nach innen geschwenkt und halten das Werkstück 3 sicher fest. Nun wird der Dreh­teller 23 durch den Motor 15 um die Achse B in Drehung versetzt (Pfeil E). Gleichzeitig beginnt die Schwenkbewe­gung des Supports 13 um die Achse A (Pfeil F). Die Schwenk­bewegung des Supports beträgt selbstverständlich weniger als 360°, denn der Schwenkbereich endet jeweils an der Stelle, wo der untere Ausleger 14 des Supports 13 in den kegelförmigen Strahl 27 der vom Schleuderrad 29 kommenden Teilchen hineinläuft bzw. deren Flugbahn kreuzt. Die Dreh­geschwindigkeit des Drehtellers 23 und diejenige des Sup­ports 13 können unabhängig voneinander eingestellt und dem Werkstück 3 angepasst werden. Es ist auch möglich, den Drehteller 23 und/oder den Support 13 mit einer nichtkon­stanten Geschwindigkeit drehen zu lassen, um bestimmte Aus­ schnitte auf dem Wirkung 3 länger der Wirkung des Strah­les 27 auszusetzen.A handling device places the workpiece 3 on the supports 25; the retaining clips 21 are then pivoted inward by the spring 35 by pulling back the wedge 31 and hold the workpiece 3 securely. Now the turntable 23 is rotated by the motor 15 about the axis B (arrow E). At the same time, the pivoting movement of the support 13 about the axis A (arrow F) begins. The pivoting movement of the support is of course less than 360 °, because the pivoting range ends at the point where the lower arm 14 of the support 13 runs into the conical beam 27 of the particles coming from the centrifugal wheel 29 or crosses their trajectory. The rotational speed of the turntable 23 and that of the support 13 can be set independently of one another and adapted to the workpiece 3. It is also possible to have the turntable 23 and / or the support 13 rotate at a non-constant speed in order to make certain off cuts on the effect 3 longer to expose the effect of the beam 27.

Am Ende der Schwenkbewegung des Supports 13, die beispiels­weise 270° beträgt, kann die Zufuhr von Strahlmittel zum Schleuderrad 29 unterbrochen und ein Luftstrahl auf das Werkstück 3 gerichtet werden, welcher beim Zurückdrehen des Supports 13 allfällig in Vertiefungen und Löchern im Werkstück 3 angesammelte Strahlmittelreste herausbläst. Wenn der Support 13 vollständig zurückgeschwenkt ist und der Drehteller 23 angehalten wird, befindet sich das Werk­stück 3 wieder in der Ausgangslage und kann vom Handling­gerät erfasst werden, nachdem die Halteklammern 21 ge­spreizt worden sind.At the end of the pivoting movement of the support 13, which is, for example, 270 °, the supply of blasting agent to the centrifugal wheel 29 can be interrupted and an air jet directed onto the workpiece 3, which, when the support 13 is turned back, blows out any blasting agent residues accumulated in recesses and holes in the workpiece 3 . When the support 13 is pivoted back completely and the turntable 23 is stopped, the workpiece 3 is again in the starting position and can be gripped by the handling device after the holding clips 21 have been spread.

Das Handlinggerät, z.B. ein Industrieroboter bekannter Bauweise, entnimmt das Werkstück 3 von einem Transportmit­tel, z.B. einem Transportband oder einer Hängebahn, und führt dieses nach dem entgraten wieder an ein Transport­mittel zurück. Das Transportmittel kann aus zwei an die Vorrichtung herangeführten Bändern oder Bahnen bestehen; es kann aber auch nur ein an der Vorrichtung vorbeigeführ­tes Band oder eine Bahn sein, von dem bzw. von der das Werkstück 3 entnommen und nach der Bearbeitung wieder zu­geführt wird.The handling device, e.g. an industrial robot of known construction, takes the workpiece 3 from a means of transport, e.g. a conveyor belt or a monorail, and returns it to a means of transport after deburring. The means of transport can consist of two belts or tracks brought up to the device; however, it can also be just a belt or a web that leads past the device, from or from which the workpiece 3 is removed and fed again after processing.

Claims (9)

1. Verfahren zum Entgraten von Werkstücken aus Kunst­stoffen oder Metall mittels einem Schleuderradsystem oder Luftstrahlsystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl (27) des das Strahlsystem (29) verlassen­den Strahlmittels im wesentlichen auf das Zentrum (C) des Werkstückes (3) ausgerichtet wird und das Werk­stück (3) um das Zentrum (C) zwei Drehbewegungen bzw. Schwenkbewegungen ausführt, welche jeden Abschnitt der Oberfläche des Werkstückes (3) durch den Strahl (27) hindurchführen.1. A method for deburring workpieces made of plastics or metal by means of a centrifugal wheel system or air jet system, characterized in that the jet (27) of the blasting agent leaving the jet system (29) is aligned essentially with the center (C) of the workpiece (3) and the workpiece (3) executes two rotary movements or pivoting movements around the center (C), which lead each section of the surface of the workpiece (3) through the beam (27). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehgeschwindigkeiten der Drehbewegungen des Werkstückes (3) nach einem vorgebbaren Zyklus ablau­fen.2. The method according to claim 1, characterized in that the rotational speeds of the rotary movements of the workpiece (3) run according to a predetermined cycle. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegungen bzw. Schwenkbewegungen um zwei zueinander rechtwinklig orientierte Achsen (A) und (B) ausgeführt werden, die sich im wesentlichen in der Mitte des Strahles (27) schneiden.3. The method according to claim 1, characterized in that the rotary movements or pivoting movements about two mutually perpendicular axes (A) and (B) are carried out, which intersect substantially in the middle of the beam (27). 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ein Werk­ stück (3) mit seinem Zentrum (C) im Wirkbereich eines Schleuderrades (29) haltender Werkstückhalter (17) drehbar um eine erste Achse (B) auf einem um eine zweite Achse (A) schwenkbaren Support (13) gelagert ist und dass der Werkstückhalter (17) und der Support (13) mit einem Antriebsmotor (15 bzw. 10) antreibbar sind.4. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that a work Piece (3) with its center (C) in the effective area of a centrifugal wheel (29) holding workpiece holder (17) rotatable about a first axis (B) on a support (13) pivotable about a second axis (A) and that the workpiece holder (17) and the support (13) can be driven with a drive motor (15 or 10). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass sich die Achsen (A und B) im wesentlichen im Zent­rum (C) des Werkstückes (3) kreuzen.5. The device according to claim 4, characterized in that the axes (A and B) intersect substantially in the center (C) of the workpiece (3). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­zeichnet, dass Halteklammern (21) am Werkstückhalter (17) angelenkt und von einer Betätigungsvorrichtung (19) gegen die Kraft einer Feder (35) nach aussen schwenkbar sind.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that retaining clips (21) are articulated on the workpiece holder (17) and can be pivoted outwards by an actuating device (19) against the force of a spring (35). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalter (21) mit einem an der Betäti­gungsvorrichtung (19) angebrachten Keil (31) spreiz­bar sind.7. The device according to claim 6, characterized in that the tool holder (21) with a wedge (31) attached to the actuating device (19) are expandable. 8. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 4 in einem Be­arbeitungszentrum für Kunststoffteile, bei dem die Werk­stücke (3) auf einem Transportmittel an die Vorrichtung herangeführt, von einem Handlinggerät auf den Werkstück­ halter (17) aufgelegt und nach dem Entgraten wieder auf das Transportmittel überführt werden.8. Use of the device according to claim 4 in a machining center for plastic parts, in which the workpieces (3) are brought to the device on a means of transport from a handling device to the workpiece holder (17) placed on it and transferred back to the means of transport after deburring. 9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel aus zwei an der Vorrichtung vorbei­geführten Transportbändern oder Hängebahnen besteht.9. Use according to claim 8, characterized in that the transport means consists of two conveyor belts or overhead conveyors guided past the device.
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