EP3403763B2 - Schleifmaschine zum schleifen einer oberfläche eines objektes - Google Patents

Schleifmaschine zum schleifen einer oberfläche eines objektes

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EP3403763B2
EP3403763B2 EP18169294.8A EP18169294A EP3403763B2 EP 3403763 B2 EP3403763 B2 EP 3403763B2 EP 18169294 A EP18169294 A EP 18169294A EP 3403763 B2 EP3403763 B2 EP 3403763B2
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EP
European Patent Office
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grinding
grinding machine
brush
machine according
rotation
Prior art date
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EP18169294.8A
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EP3403763A1 (de
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Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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    • B24B47/12—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces by mechanical gearing or electric power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/06—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving conveyor belts, a sequence of travelling work-tables or the like

Definitions

  • the invention relates to a grinding machine for grinding the surface of an object, wherein the grinding machine comprises a plurality of grinding brushes rotatably mounted about a brush rotation axis, at least one brush carrier on which at least one of the grinding brushes is mounted and which is rotatably mounted about a carrier rotation axis, and a conveying direction for conveying the object through the grinding machine at a feed rate.
  • a grinding machine is, for example, made from the DE 10 2007 022 194 B4 These types of grinding machines are known. They are used for grinding the surfaces of objects, and the desired grinding result can vary considerably.
  • the workpiece is to be further processed after grinding, for example, painted, it is advantageous to achieve the most uniform grinding pattern possible, so that as few grinding marks, grooves, scratches, or other depressions as possible remain on the surface.
  • the surface to be ground is not to be further processed, it may be desirable to leave specific types of grinding marks on the surface to achieve a decorative effect.
  • a grinding machine that... DE 10 2011 116 842 A1 It is known to use a grinding machine equipped with a transverse grinding belt in such a way that the grinding direction is not necessarily perpendicular to the feed direction, but rather the angle between the two directions is adjustable. Furthermore, active areas of the grinding belt can alternate with passive areas.
  • the distance between the individual grinding brushes and the conveyor is typically adjustable. This allows for adaptation to workpieces of varying thicknesses and also enables adjustment of the contact pressure or grinding pressure of the individual grinding brushes on the surface being ground.
  • Prior art grinding machines are known in which this adjustment is made automatically via sensor control. If the same grinding effect is to be achieved for every workpiece, this is certainly achievable with prior art grinding machines. However, switching from, for example, a uniform grinding result to a specific grinding pattern is either impossible or only possible with considerable effort.
  • a polishing machine which forms the basis for the preamble of claim 1, a polishing machine is known in which various polishing parameters such as a rotational speed of the polishing brushes, a polishing duration or a rotational speed of the polishing brushes can be set by entering the corresponding values into a control.
  • the invention is therefore based on the objective of further developing a grinding machine in such a way that as many different grinding results as possible can be achieved and the corresponding settings can be made as easily as possible.
  • a grinding machine according to the invention offers additional adjustable parameters. This is particularly true when several of the parameters mentioned in the claim are adjustable.
  • the brush rotation speed, the carrier rotation speed, and the feed rate all have their own influence on the expected grinding result. Since the adjustment of all these parameters involves a multidimensional parameter space, even experienced engineers cannot predict the individual grinding results, or can only do so with great difficulty. This is especially true when, for example, the brush rotation speed and the carrier rotation speed are adjustable independently of each other.
  • This, in combination with an adjustable feed rate allows for a wide variety of movement patterns of the individual brushes relative to the surface being ground. Therefore, the machine also has an output device that can display an expected grinding result, which naturally depends on the brush rotation speed, the carrier rotation speed, and the feed rate.
  • the output device is a display device, for example a display, particularly preferably an LCD or LED display, on which the expected grinding result is shown.
  • a display particularly preferably an LCD or LED display
  • This can be in black and white or, more preferably, in color, with the color preferably encoding a grinding depth or applied grinding pressure.
  • the display can be two-dimensional or three-dimensional.
  • the operator of the grinding machine can therefore see what the expected grinding result will look like after setting the respective parameters at the output device. If necessary, further parameters, such as brush contact pressure, different brush rotation speeds for different brushes, different carrier rotation speeds for different carriers, the surface finish of the surface to be ground, and other parameters, can be entered and included in the expected grinding result that is output via the output device.
  • further parameters such as brush contact pressure, different brush rotation speeds for different brushes, different carrier rotation speeds for different carriers, the surface finish of the surface to be ground, and other parameters, can be entered and included in the expected grinding result that is output via the output device.
  • the grinding machine has an electrical control system, in particular a microprocessor, which is configured to The expected grinding result is calculated using the set parameters.
  • an algorithm stored in an electronic data memory is executed on the electronic data processing unit, i.e., the electrical control unit.
  • the set parameters are fed into the algorithm and processed within it. For example, a movement pattern of the individual brushes relative to the grinding surface is determined.
  • a surface finish, in particular the surface material of the surface to be ground can be included in the execution of the algorithm, so that, for example, a grinding depth or varying grinding pressure is factored into the calculation and incorporated into the displayed expected grinding result.
  • the grinding machine has several brush holders for which different holder rotation speeds can be set via the input device. Additionally or alternatively, the grinding machine has several grinding brushes for which different brush rotation speeds can be set via the input device. For some embodiments, it is perfectly sufficient to provide identical holder rotation speeds and/or identical rotation speeds for some of the grinding brushes. In this case, the different brush holders and/or the different brushes can, if necessary, only be set to a single rotation speed together.
  • the brush holders are rotatable in the same direction. "Bis” means that they can all be rotated in the same direction, i.e., with the same direction of rotation, for example, clockwise.
  • the brush holders are arranged offset in the feed direction. This ensures that the effective areas of the individual brush holders and the grinding brushes attached to them can overlap along a direction perpendicular to the feed direction. This prevents areas of the surface to be ground from being untreated or excessively treated by a single grinding brush.
  • the spacing of the individual brush holders in the feed direction and/or perpendicular to the feed direction is also adjustable. This further influences the grinding result and thus increases the versatility of achievable grinding results.
  • the brush holders are arranged such that the effective circles of the grinding brushes overlap.
  • An effective circle of a brush is understood to be, in particular, the area swept by a grinding brush when the brush holder on which the grinding brush is located completes one revolution.
  • the effective circle of a brush holder is the sum of the effective circles of the grinding brushes arranged on that brush holder.
  • Abrasive circles can overlap directly. This occurs when there are points that are brushed by two different grinding brushes, even if the surface itself is not moved, but only the brush holders are. Abrasive circles can also overlap indirectly. In this case, points on the surface to be ground are only brushed by multiple grinding brushes mounted on different brush holders when the workpiece or object is moved along the feed direction. This type of overlap is particularly easy to achieve when the brush holders are offset in the feed direction.
  • At least one brush holder is mounted eccentrically. This means that the holder's axis of rotation does not pass through its center point. As a result, the different grinding brushes on this brush holder have different distances from the holder's axis of rotation and, while they move in circular paths when the brush holder rotates, these paths may be of different sizes for the different grinding brushes.
  • the degree of eccentricity is adjustable via the input device.
  • the degree of eccentricity is, for example, a measure of the distance between the carrier's axis of rotation and the center point of the brush carrier.
  • it can be advantageous to provide adjustable degrees of eccentricity for different brush carriers.
  • the input device has an interface to a data connection, in particular a Bluetooth interface, a USB interface, an internet application, or a wireless interface, such as a radio or WLAN interface.
  • a data connection in particular a Bluetooth interface, a USB interface, an internet application, or a wireless interface, such as a radio or WLAN interface.
  • preset parameter sets can be transmitted, for example, by a customer and made available to the grinding machine or the electronic data processing device.
  • the expected grinding result can also be sent via the same data connection to another location, such as a customer, via the output device. It is therefore not necessary to be at the location of the grinding machine to operate or monitor it.
  • the input device has a control element through which the parameters can be manually adjusted.
  • a control element through which the parameters can be manually adjusted.
  • This could be, for example, a keyboard or a keyboard displayed on a screen.
  • an external data processing device such as a computer, laptop, smartphone, or tablet, as the corresponding control element.
  • this could be an app that, for instance, can be downloaded from the internet and allows operation of the grinding machine or at least the adjustment of individual parameters.
  • the grinding machine has an electronic data storage device in which set parameters can be stored. It is sufficient if the grinding machine has access to such an electronic data storage device. According to the present invention, the electronic data storage device need not be part of the grinding machine itself.
  • the set parameter sets can be stored in such a data storage device and reused at a later time.
  • the grinding machine has a detection device that can record the grinding result achieved.
  • This detection device is, for example, a camera and is preferably directed at the grinding surface. It is therefore arranged downstream of the actual grinding mechanism, i.e., the grinding brushes and brush holders, in the feed direction.
  • the detection device is connected to an electronic data processing unit.
  • the recorded data for example, captured images, are transmitted to the data processing unit and processed therein.
  • the data processing unit is configured to compare the data of the achieved grinding result with the expected grinding result.
  • the electronic data processing unit can change at least one parameter, for example, the brush rotation speed, the holder rotation speed, a contact pressure, and/or the feed rate, and thus iteratively adjust the achieved grinding result to the expected grinding result.
  • the result of the comparison can therefore be used as a control parameter.
  • Figure 1 schematically shows a part of a grinding machine according to a first embodiment of the present invention. It has a plurality of grinding brushes 2, of which, in the illustrated embodiment, three are arranged on each brush holder 4.
  • Each of the brush holders 4 is rotatably mounted about a carrier rotation axis 6.
  • a carrier drive 8 for example in the form of an electric motor, is provided, by which the carrier rotation axes 6 and thus the brush holders 4 can be set into rotation via a first transmission belt 10.
  • Deflection rollers 12 ensure that the carrier gears 14 surrounding the respective carrier rotation axes 6 are surrounded by the first transmission belt 10 with sufficient tension.
  • the grinding machine according to Figure 1 It also features a brush drive 16, which can also be in the form of an electric motor.
  • This motor drives the individual brushes 2 via a second transmission belt 18 (not shown).
  • each brush carrier 4 has a third transmission belt 20, through which the movement transmitted via the second transmission belt 18 is transferred to the individual brushes 2 of each brush carrier 4.
  • Figure 1 Figure 17 also shows an output device 17, which is, for example, a monitor. Preferably, it also includes an input device, for example, in the form of a keyboard, so that the desired values for the parameters to be set can be entered.
  • the output device 17 is coupled to a schematically depicted electronic data processing device 19, which is connected to the brush drive 16 and the carrier drive 8.
  • FIG. 2 The schematic representation shows a similar embodiment of the grinding machine.
  • the individual grinding brushes 2 are designed as cup brushes, so that the bristles 22 of the individual grinding brushes 2 are located only in their edge region.
  • disc brushes or other brush shapes are also conceivable.
  • the carrier rotation axes 6 are also visible. They are each surrounded by a first brush gear 24 in which they can rotate freely. The first brush gears 24 are connected to each other via the second transmission belt 18.
  • a drive gear 26 drives a component of the Figure 2
  • the torque applied by the brush drive 16 (not shown) is transmitted to the second transmission belt 18 and thus to the first brush gears 24. These are coupled to a second brush gear 28, which engages with the third transmission belt 20 and transmits the motion to the actual grinding brushes 20. Since the grinding brushes 2 are driven by the brush drive 16 and the brush carriers 4 by the carrier drive 8, the respective rotational speeds can be set independently of each other. However, in the illustrated embodiment, it is not possible to set different carrier rotational speeds for different brush carriers 4 or different brush rotational speeds for different grinding brushes 2.
  • the four brush holders 4 in Figure 1 and 2 are arranged in a transverse direction.
  • the feed direction runs perpendicular to this, in the illustrated embodiments from bottom to top or from top to bottom. This can be seen in Figure 2 , that the individual brush carriers 4 are arranged offset in this feed direction, which is indicated by the arrow 30.
  • the individual working circles of the brushes are in Figure 3
  • the diagram shows the brush holders 4, each with three grinding brushes 2. These brushes extend beyond the circumference of the brush holder 4.
  • the brush holders 4 are moved along the brush rotation direction indicated by arrow 32, the grinding brushes 2 rotate with them, and the outermost edge of the grinding brushes 2 describes the effective circle 34 shown in the dashed-dotted line.
  • the individual grinding brushes 2 are moved in the brush rotation direction indicated by arrow 36.
  • FIG. 4 The diagram schematically shows the structure of the different drives.
  • Two grinding brushes 2 are visible, arranged on a brush holder 4. This is driven via a drive shaft 38, at the upper end of which is the carrier gear 14, which engages with the first transmission belt 10.
  • the first brush gear 24 is arranged around the drive shaft 38 and engages with the second transmission belt 18. It extends in Figure 2 downwards and is connected to the second brush gear 28, which engages with the third transmission belt 20 and transmits the movement to the actual grinding brushes 2.
  • Figure 5 shows one of the Figure 3 Similar representation.
  • Three brush carriers 4 can be seen, each with three grinding brushes 2 arranged on it. These also protrude beyond the outer circumference of the brush carrier 4 and are rotated along the brush rotation direction shown by arrow 36.
  • the individual brush carriers 4 are arranged eccentrically around the carrier rotation axis 6. The individual brush carriers are rotated around this carrier rotation axis 6 in the direction indicated by arrow 32.
  • each of the grinding brushes 2 describes a circular path around the carrier rotation axis 6.
  • the individual distances of the grinding brushes from the carrier rotation axis 6 are of different sizes, resulting in different effective circles 34 for different grinding brushes 2.
  • Figure 6 Figure 1 shows a further embodiment of the different arrangements.
  • Three brush holders 4 are visible, each holding three grinding brushes 2, which are rotated around the brush rotation direction indicated by arrow 36.
  • the individual brush holders 4 are not offset from one another but are positioned on a common support beam 40.
  • This beam is attached at both ends to a rotating disk 42, with the mounting 44 being eccentric.
  • the support beam 40 undergoes a pivoting or wobbling motion.
  • the rotational speed of the rotating disks 42 can also be adjusted.
  • Figure 7 This shows that, in principle, two different rotation modes can be selected.
  • the two rotating disks 42 which are in Figure 7
  • the movements are only shown schematically, in the same direction.
  • An additional rotational movement is superimposed on the movement of the brush carriers 4 (not shown) and the grinding brushes 2, since the support beam 40 is moved without changing its orientation.
  • the two rotating discs 42 rotate in different directions.
  • the direction of rotation of at least one of the two rotating discs can therefore be adjusted in order to achieve further grinding patterns.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen einer Oberfläche eines Objektes, wobei die Schleifmaschine eine Mehrzahl von Schleifbürsten, die um eine Bürstenrotationsachse herum drehbar gelagert sind, wenigstens einen Bürstenträger, an dem wenigstens eine der Schleifbürsten gelagert ist und der um eine Trägerrotationsachse drehbar gelagert ist, und eine Förderrichtung zum Fördern des Objektes mit einer Vorschubgeschwindigkeit durch die Schleifmaschine aufweist. Eine solche Schleifmaschine ist beispielsweise aus der DE 10 2007 022 194 B4 bekannt. Derartige Schleifmaschinen werden zum Schleifen von Oberflächen von Objekten verwendet, wobei das gewünschte Schleifergebnis sehr unterschiedlich gewählt sein kann. Soll das zu bearbeitende Werkstück nach dem Schleifen beispielsweise weiter verarbeitet, beispielsweise lackiert werden, ist es von Vorteil, ein möglichst gleichmäßiges Schleifbild zu erreichen, so dass möglichst keine Schleifspuren, Rillen, Riefen oder sonstige Vertiefungen an der Oberfläche verbleiben. Soll hingegen die zu schleifende Oberfläche beispielsweise nicht weiter verarbeitet werden, kann es durchaus gewünscht sein, spezielle Arten von Schleifspuren auf der Oberfläche zu hinterlassen, um einen dekorativen Effekt zu erreichen. Dazu ist es beispielsweise aus der DE 10 2011 116 842 A1 bekannt, eine Schleifmaschine, die mit einem Querschleifband ausgebildet ist, so zu verwenden, dass die Schleifrichtung nicht zwangsläufig senkrecht auf der Vorschubrichtung steht, sondern der zwischen den beiden Richtungen eingeschlossene Winkel einstellbar ist. Zudem können aktive Bereiche des Schleifbandes sich mit passiven Bereichen des Schleifbandes abwechseln.
  • Bei Schleifmaschinen aus dem Stand der Technik sind in der Regel der Abstand zwischen den einzelnen Schleifbürsten einerseits und der Fördereinrichtung andererseits einstellbar. Damit kann auf unterschiedliche dicke Werkstücke reagiert werden und zudem ein Anpressdruck oder Schleifdruck der einzelnen Schleifbürsten an der zu schleifenden Oberfläche eingestellt werden. Aus dem Stand der Technik sind Schleifmaschinen bekannt, bei denen diese Einstellung automatisch sensorgesteuert erfolgt. Sofern bei jedem zu schleifenden Werkstück der gleiche Schleifeffekt erreicht werden soll, ist dies mit den aus dem Stand der Technik bekannten Schleifmaschinen durchaus erreichbar. Eine Umstellung beispielsweise von einem möglichst gleichmäßigen Schleifergebnis auf ein bestimmtes Schleifmuster ist jedoch nicht oder nur mit großem Aufwand möglich. Aus der DE 11 2014 000427 T5 , welche Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, ist eine Poliermaschine bekannt, bei der verschiedene Polierparameter wie beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit der Polierbürsten, eine Polierdauer oder eine Umlaufgeschwindigkeit der Polierbürsten einstellbar sind, indem die entsprechenden Werte in eine Steuerung eingegeben werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine so weiterzuentwickeln, dass möglichst viele unterschiedliche Schleifergebnisse erreicht und die entsprechenden Einstellungen möglichst einfach vorgenommen werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 1. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Im Vergleich zu Schleifmaschinen aus dem Stand der Technik sind folglich weitere Parameter bei einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine einstellbar. Dies gilt insbesondere, wenn mehrere der im Anspruch genannten Parameter einstellbar sind. Sowohl die Bürstenrotationsgeschwindigkeit als auch die Trägerrotationsgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit haben einen eigenen Einfluss auf das zu erwartende Schleifergebnis. Da es sich insbesondere bei der Einstellung aller dieser Parameter um einen mehrdimensionalen Parameterraum handelt, sind selbst für erfahrene Techniker die einzelnen Schleifergebnisse nicht oder nur sehr schwer vorhersagbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn beispielsweise die Bürstenrotationsgeschwindigkeit und die Trägerrotationsgeschwindigkeit unabhängig voneinander einstellbar sind. Dies in Kombination mit einer einstellbaren Vorschubgeschwindigkeit bietet eine Vielzahl unterschiedlichster Bewegungsmuster der einzelnen Bürsten relativ zur zu schleifenden Oberfläche. Daher verfügt die Maschine zudem über eine Ausgabeeinrichtung, an der ein erwartetes Schleifergebnis, das selbstverständlich von der Bürstenrotationsgeschwindigkeit, der Trägerrotationsgeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit abhängt, ausgegeben werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Ausgabeeinrichtung eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein Display, besonders bevorzugt ein LCD- oder LED-Display, auf dem das zu erwartende Schleifergebnis dargestellt ist. Dies kann in einer schwarz-weißen Darstellung oder besonders bevorzugt in einer farbigen Darstellung erfolgen, wobei durch die Farbe vorzugsweise eine Schleiftiefe oder ein aufgebrachter Schleifdruck codiert werden kann. Die Darstellung kann zweidimensional oder dreidimensional erfolgen.
  • Der Bediener der Schleifmaschine kann folglich nach der Einstellung der jeweiligen Parameter an der Ausgabeeinrichtung erkennen, wie das erwartete Schleifergebnis aussieht. Gegebenenfalls können weitere Parameter, beispielsweise ein Anpressdruck der Bürsten, unterschiedliche Bürstenrotationsgeschwindigkeiten für unterschiedliche Bürsten, unterschiedliche Trägerrotationsgeschwindigkeiten für unterschiedliche Träger, die Oberflächenbeschaffenheit der zu schleifenden Oberfläche und sonstige Parameter eingegeben und in das erwartete Schleifergebnis, das über die Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird, einbezogen werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die Schleifmaschine über eine elektrische Steuerung, insbesondere einen Mikroprozessor, die eingerichtet ist, dass erwartete Schleifergebnis mittels der eingestellten Parameter zu errechnen. Auf der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung, also der elektrischen Steuerung, wird in diesem Fall ein Algorithmus ausgeführt, der in einem elektronischen Datenspeicher hinterlegt wurde. Dabei werden die eingestellten Parameter in den Algorithmus eingebracht und in diesem weiterverarbeitet. So wird beispielsweise ein Bewegungsmuster der einzelnen Bürsten relativ zu zur schleifenden Oberfläche bestimmt. Zusätzlich kann eine Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere ein Oberflächenmaterial der zu schleifenden Oberfläche mit in die Ausführung des Algorithmus einbezogen werden, so dass beispielsweise eine Schleiftiefe oder unterschiedlicher Schleifdruck mit in die Berechnung einbezogen und in das dargestellte zu erwartende Schleifergebnis eingerechnet wird.
  • Vorteilhafterweise weist die Schleifmaschine mehrere Bürstenträger auf, für die durch die Eingabeeinrichtung verschiedene Trägerrotationsgeschwindigkeiten einstellbar sind. Zusätzlich oder alternativ dazu verfügt die Schleifmaschine über mehrere Schleifbürsten, für die durch die Eingabeeinrichtung verschiedene Bürstenrotationsgeschwindigkeiten einstellbar sind. Es ist für einige Ausführungsformen durchaus ausreichend, für einige der Bürstenträger identische Trägerrotationsgeschwindigkeiten und/oder für einige der Schleifbürsten identische Rotationsgeschwindigkeiten einstellbar vorzusehen. In diesem Fall können die unterschiedlichen Bürstenträger und/oder die unterschiedlichen Bürsten, gegebenenfalls nur gemeinsam auf eine jeweilige Rotationsgeschwindigkeit einstellbar sein.
  • Vorzugsweise sind die Bürstenträger gleichsinnig rotierbar. Bis bedeutet, dass sie alle in die gleiche Richtung, also mit dem gleichen Drehsinn, beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht werden können.
  • Vorteilhafterweise sind die Bürstenträger in Vorschubrichtung versetzt angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass sich die Wirkungskreise der einzelnen Bürstenträger und der sich daran befindenden Schleifbürsten entlang einer Richtung quer zur Vorschubrichtung durchaus überlappen können. Damit wird verhindert, dass es Bereiche der zu schleifenden Oberfläche gibt, die nicht oder zu stark von einer Schleifbürste bearbeitet werden können. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist auch der Abstand der einzelnen Bürstenträger in Vorschubrichtung und/oder quer zur Vorschubrichtung einstellbar. Auch dadurch kann das Schleifergebnis beeinflusst und so die Vielseitigkeit der zu erreichenden Schleifergebnisse erhöht werden.
  • Vorzugsweise sind die Bürstenträger so angeordnet, dass sich die Wirkkreise der Schleifbürsten überlappen. Unter einem Wirkkreis einer Bürste wird dabei insbesondere der Bereich verstanden, der von einer Schleifbürste überstrichen wird, wenn der Bürstenträger, an dem sich die Schleifbürste befindet, eine Umdrehung ausführt. Der Wirkkreis eines Bürstenträgers ist die Summe der Wirkkreise der Schleifbürsten, die an dem jeweiligen Bürstenträger angeordnet sind.
  • Wirkkreise können sich direkt überlappen. Dies geschieht, wenn es Punkte gibt, die von zwei unterschiedlichen Schleifbürsten überstrichen werden, selbst wenn die Oberfläche nicht bewegt wird, sondern lediglich die Bürstenträger bewegt werden. Wirkkreise können sich auch indirekt überlappen. Dabei werden Punkte auf der zu schleifenden Oberfläche nur dann durch mehrere Schleifbürsten überstrichen, die an unterschiedlichen Bürstenträgern angeordnet sind, wenn das Werkstück oder Objekt entlang der Vorschubrichtung bewegt wird. Diese Art der Überlappung kann besonders einfach erreicht werden, wenn Bürstenträger in Vorschubrichtung versetzt angeordnet sind.
  • Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Bürstenträger exzentrisch gelagert. Dies bedeutet, dass die Trägerrotationsachse nicht durch den Mittelpunkt des Bürstenträgers verläuft. Dadurch haben die unterschiedlichen Schleifbürsten, die sich an diesem Bürstenträger befinden, einen unterschiedlichen Abstand zur Trägerrotationsachse und bewegen sich somit bei der Rotation des Bürstenträgers zwar auf Kreisbahnen, diese sind für die unterschiedlichen Schleifbürsten jedoch gegebenenfalls unterschiedlich groß.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Grad der Exzentrizität durch die Eingabeeinrichtung einstellbar. Der Grad der Exzentrizität ist dabei beispielsweise ein Maß für den Abstand der Trägerrotationsachse von dem Mittelpunkt des Bürstenträgers. Auch hier kann es von Vorteil sein, für unterschiedliche Bürstenträger unterschiedliche Grade von Exzentrizität einstellbar auszugestalten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die Eingabeeinrichtung über eine Schnittstelle zu einer Datenverbindung, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle, eine Internetanwendung oder eine drahtlose Schnittstelle, beispielsweise eine Funk- oder WLAN-Schnittstelle. Auf diese Weise können voreingestellte Parametersätze beispielsweise von einem Kunden übermittelt und der Schleifmaschine bzw. der elektrischen Datenverarbeitungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Zudem kann über die gleiche Datenverbindung auch das zu erwartende Schleifergebnis über die Ausgabeeinrichtung an einen anderen Ort, beispielsweise einen Kunden, gesendet werden. Es ist somit nicht notwendig, sich am Ort der Schleifmaschine zu befinden, um diese zu bedienen oder zu überwachen.
  • Vorzugsweise verfügt die Eingabeeinrichtung über ein Bedienelement, durch das manuell die Parameter einstellbar sind. Dies kann beispielsweise eine Tastatur oder eine auf einem Display abgebildete Tastatur sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, beispielsweise ein externes Datenverarbeitungsgerät, beispielsweise einen Computer, einen Laptop, ein Smartphone oder ein Tablet als entsprechendes Bedienelement auszugestalten. In diesem Fall ist es von Vorteil, eine entsprechende Software auf dem Datenverarbeitungsgerät zu installieren. Dies kann beispielsweise bei einem Smartphone oder einem Tablet eine App sein, die beispielsweise aus dem Internet heruntergeladen werden kann und eine Bedienung der Schleifmaschine oder zumindest die Einstellung der einzelnen Parameter ermöglicht.
  • Vorzugsweise verfügt die Schleifmaschine über einen elektronischen Datenspeicher, in dem eingestellte Parameter gespeichert werden können. Dabei ist es ausreichend, wenn die Schleifmaschine Zugriff auf einen entsprechenden elektronischen Datenspeicher hat. Der elektronische Datenspeicher muss im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht Teil der Schleifmaschine selbst sein. In einem derartigen Datenspeicher können die eingestellten Parametersätze gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt erneut verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß weist die Schleifmaschine eine Erfassungseinrichtung auf, durch die ein erreichtes Schleifergebnis erfasst werden kann. Diese Erfassungs-einrichtung ist beispielsweise eine Kamera und ist vorzugsweise auf die geschliffene Oberfläche gerichtet. Sie ist folglich in Vorschubrichtung hinter dem eigentlichen Schleifwerk, also den Schleifbürsten und Bürstenträgern angeordnet. Die Erfassungseinrichtung ist mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verbunden. Die erfassten Daten, beispielsweise aufgenommene Bilder, werden an die Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt und darin weiterverarbeitet. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist eingerichtet, die Daten des erreichten Schleifergebnisses mit dem erwarteten Schleifergebnis zu vergleichen. Ist eine dabei festgestellt Abweichung größer als ein vorbestimmter Toleranzwert, kann die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens einen Parameter, beispielsweise die Bürstenrotationsgeschwindigkeit, die Trägerrotationsgeschwindigkeit, einen Anpressdruck und/oder die Vorschubgeschwindigkeit verändern und so iterativ das erreichte Schleifergebnis dem erwarteten Schleifergebnis anpassen. Das Ergebnis des Vergleiches kann also als Steuerparameter oder Regelparameter verwendet werden.
  • Mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
    • Figur 1 - die schematische dreidimensionale Ansicht eines Teils einer Schleifmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
    • Figur 2 - die schematische Darstellung von Bürstenträgern und Schleifbürsten,
    • Figur 3 - die schematische Darstellungen von Wirkungskreisen,
    • Figur 4 - die schematische Darstellung eines Antriebs für eine Schleifmaschine,
    • Figur 5 - die schematische Darstellung von Wirkkreisen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
    • Figur 6 - eine weitere Ansicht von Wirkkreisen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
    • Figur 7 - die schematische Darstellung von zwei unterschiedlichen Steuermodi.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen Teil einer Schleifmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Sie verfügt über eine Mehrzahl von Schleifbürsten 2, von denen im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils drei an einem Bürstenträger 4 angeordnet sind. Jeder der Bürstenträger 4 ist um eine Trägerrotationsachse 6 drehbar gelagert. Dazu ist ein Trägerantrieb 8 beispielsweise in Form eines Elektromotors vorhanden, durch den über einen ersten Transmissionsgurt 10 die Trägerrotationsachsen 6 und damit die Bürstenträger 4 in Rotation versetzt werden können. Durch Umlenkrollen 12 wird gewährleistet, dass die die jeweiligen Trägerrotationsachsen 6 umgebenen Trägerzahnräder 14 von dem ersten Transmissionsgurt 10 mit ausreichender Spannung umgeben werden.
  • Die Schleifmaschine gemäß Figur 1 verfügt zudem über einen Bürstenantrieb 16, der ebenfalls in Form eines Elektromotors vorliegen kann. Durch ihn werden über einen nicht gezeigten zweiten Transmissionsgurt 18 die einzelnen Bürsten 2 angetrieben. Dazu verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel jeder Bürstenträger 4 über einen dritten Transmissionsgurt 20, durch den die über den zweiten Transmissionsgurt 18 übertragene Bewegung auf die einzelnen Bürsten 2 jeweils eines Bürstenträgers 4 übertragen wird.
  • Figur 1 zeigt zudem eine Ausgabeeinrichtung 17, die beispielsweis ein Monitor ist. Bevorzugt beinhaltet sei auch eine Eingabeeinrichtung beispielsweise in Form eine Tastatur, damit die gewünschten Werte für die einzustellenden Parameter eingegeben werden können. Die Ausgabeeinrichtung 17 ist mit einer schematisch dargestellten elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 19 gekoppelt, die mit dem Bürstenantrieb 16 und dem Trägerantrieb 8 verbunden ist.
  • Figur 2 zeigt die schematische Darstellung einer ähnlichen Ausführungsform der Schleifmaschine. Man erkennt wir in Figur 1 vier Bürstenträger 4, an denen jeweils drei Schleifbürsten 2 angeordnet sind. Die einzelnen Schleifbürsten 2 sind vorliegend als Topfbürsten ausgebildet, so dass die Borsten 22 der einzelnen Schleifbrüsten 2 sich nur in deren Randbereich befinden. Selbstverständlich sind auch Tellerbürsten oder andere Bürstenformen denkbar.
  • Man erkennt zudem die Trägerrotationsachsen 6. Sie sind umgeben von jeweils einem ersten Bürstenzahnrad 24, in dem sie frei rotieren können. Die ersten Bürstenzahnräder 24 sind über den zweiten Transmissionsgurt 18 miteinander verbunden.
  • Über ein Antriebszahnrad 26 wird ein von dem in Figur 2 nicht dargestellten Bürstenantrieb 16 aufgebrachtes Drehmoment auf den zweiten Transmissionsgurt 18 und damit auf die ersten Bürstenzahnräder 24 übertragen. Diese sind gekoppelt mit einem zweiten Bürstenzahnrad 28, das mit dem dritten Transmissionsgurt 20 in Eingriff steht und die Bewegung auf die eigentlichen Schleifbürsten 20 überträgt. Da die Schleifbürsten 2 durch den Bürstenantrieb 16 und die Bürstenträger 4 durch den Trägerantrieb 8 angetrieben werden, lässt sich die jeweilige Rotationsgeschwindigkeit unabhängig voneinander einstellen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist es jedoch nicht möglich, unterschiedliche Trägerrotationsgeschwindigkeiten für unterschiedliche Bürstenträger 4 oder unterschiedliche Bürstenrotationsgeschwindigkeiten für unterschiedliche Schleifbürsten 2 einzustellen.
  • Die vier Bürstenträger 4 in Figur 1 und 2 sind in einer Querrichtung angeordnet. Senkrecht dazu verläuft die Vorschubrichtung, in den gezeigten Ausführungsbeispielen also von unten nach oben oder von oben nach unten. Man erkennt in Figur 2, dass die einzelnen Bürstenträger 4 in dieser Vorschubrichtung, die durch den Pfeil 30 angedeutet ist, versetzt angeordnet sind.
  • Die einzelnen Wirkkreise der Bürsten sind in Figur 3 dargestellt. Man erkennt schematisch die Bürstenträger 4, an denen sich jeweils drei Schleifbürsten 2 befinden. Sie stehen über den Umfang des Bürstenträgers 4 hinaus. Werden nun die Bürstenträger 4 entlang der durch den Pfeil 32 dargestellten Bürstenrotationsrichtung bewegt, werden die Schleifbürsten 2 mitgedreht und die äußerste Kante der Schleifbürsten 2 beschreibt den in gestrichpunktierter Linie dargestellten Wirkkreis 34. Gleichzeitig werden die einzelnen Schleifbürsten 2 in der durch den Pfeil 36 dargestellten Bürstenrotationsrichtung bewegt.
  • Da auch hier die einzelnen Bürstenträger 4 in Vorschubrichtung, die wieder durch den Pfeil 30 dargestellt wird, versetzt angeordnet sind, gibt es keine Stelle an einer Oberfläche eines Werkstückes, die nicht von einer Schleifbürste 2 bearbeitet wird, obwohl die einzelnen Wirkkreise 34 einander nicht überlappen.
  • Figur 4 zeigt schematisch den Aufbau der unterschiedlichen Antriebe. Man erkennt zwei Schleifbürsten 2, die an einem Bürstenträger 4 angeordnet sind. Dieser wird über eine Antriebswelle 38 angetrieben, an deren oberen Ende sich das Trägerzahnrad 14 befindet, das mit dem ersten Transmissionsgurt 10 in Eingriff steht. Man erkennt zudem eine der bereits in Figur 1 dargestellten Umlenkrollen 12.
  • Um die Antriebswelle 38 herum ist das erste Bürstenzahnrad 24 angeordnet, das mit dem zweiten Transmissionsgurt 18 in Eingriff steht. Es erstreckt sich in Figur 2 nach unten und ist mit dem zweiten Bürstenzahnrad 28 verbunden, das mit dem dritten Transmissionsgurt 20 in Eingriff steht und die Bewegung auf die eigentlichen Schleifbürsten 2 überträgt.
  • Figur 5 zeigt eine der Figur 3 ähnliche Darstellung. Man erkennt drei Bürstenträger 4, an denen jeweils drei Schleifbürsten 2 angeordnet sind. Auch diese stehen über den äußeren Umfang des Bürstenträgers 4 heraus und werden entlang der durch den Pfeil 36 dargestellten Bürstenrotationsrichtung gedreht. Anders als im in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Bürstenträger 4 jedoch exzentrisch um die Trägerrotationsachse 6 angeordnet. Um diese Trägerrotationsachse 6 werden die einzelnen Bürstenträger in die durch den Pfeil 32 dargestellte Richtung gedreht. Dadurch beschreibt jede der Schleifbürsten 2 eine Kreisbahn um die Trägerrotationsachse 6, die einzelnen Abstände der Schleifbürsten von der Trägerrotationsachse 6 sind jedoch unterschiedlich groß, so dass sich für unterschiedliche Schleifbürsten 2 unterschiedliche Wirkkreise 34 ergeben. Aufgrund der Exzentrizität der Aufhängung der Bürstenträger 4 um die Trägerrotationsachse 6 überlappen die einzelnen Wirkkreise 34, ohne dass es zu Kollisionen zwischen den einzelnen Bürstenträgern 4 oder den Schleifbürsten 2 kommen kann. Daher ist es in der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltung nicht notwendig, die Bürstenträger 4 entlang der Vorschubrichtung versetzt anzuordnen.
  • Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung der unterschiedlichen Anordnungen. Man erkennt drei Bürstenträger 4, an denen jeweils drei Schleifbürsten 2 angeordnet sind, die um die durch den Pfeil 36 dargestellte Bürstenrotationsrichtung gedreht werden. Die einzelnen Bürstenträger 4 sind nicht versetzt zueinander angeordnet, jedoch an einem gemeinsamen Trägerbalken 40 positioniert. Dieser ist an seinen beiden Enden an jeweils einer Rotationsscheibe 42 angeordnet, wobei die Befestigung 44 exzentrisch erfolgt. Werden die Rotationsscheiben 42 entlang der Rotationsrichtung 46 in Bewegung versetzt, kommt es zu einer Schwenk- oder Taumelbewegung des Trägerbalkens 40. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann auch die Rotationsgeschwindigkeit, mit der die Rotationsscheiben 42 rotieren, eingestellt werden.
  • Figur 7 zeigt, dass prinzipiell zwei unterschiedliche Rotationsmodi gewählt werden können. Im unteren Beispiel der Figur 7 rotieren die beiden Rotationsscheiben 42, die in Figur 7 nur schematisch dargestellt sind, in die gleiche Richtung. Der Bewegung der nicht dargestellten Bürstenträger 4 und der Schleifbürsten 2 wird auf diese Weise eine zusätzliche Rotationsbewegung überlagert, da der Trägerbalken 40 ohne seine Orientierung zu verändern, bewegt wird. Im oberen Teil der Figur 7 hingegen rotieren die beiden Rotationsscheiben 42 in unterschiedliche Drehrichtungen. Dadurch kommt es zu einer Taumelbewegung des Trägerbalkens 40, die der Bewegung der Schleifbürsten 2 und der Bürstenträger 4 überlagert wird. Vorteilhafterweise lässt sich folglich auch die Rotationsrichtung wenigstens einer der beiden Rotationsscheiben einstellen, um so weitere Schleifmuster erreichen zu können.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Schleifbürste
    4
    Bürstenträger
    6
    Trägerrotationsachse
    8
    Trägerantrieb
    10
    erster Transmissionsgurt
    12
    Umlenkrolle
    14
    Trägerzahnrad
    16
    Bürstenantrieb
    17
    Ausgabeeinrichtung
    18
    zweiter Transmissionsgurt
    19
    Datenverarbeitungseinrichtung
    20
    dritter Transmissionsgurt
    22
    Borsten
    24
    erstes Bürstenzahnrad
    26
    Antriebszahnrad
    28
    zweites Bürstenzahnrad
    30
    Pfeil
    32
    Pfeil
    34
    Wirkkreis
    36
    Pfeil
    38
    Antriebswelle
    40
    Trägerbalken

Claims (11)

  1. Schleifmaschine zum Schleifen einer Oberfläche eines Objektes, wobei die Schleifmaschine
    a.) eine Mehrzahl von Schleifbürsten (2),
    i. die um eine Bürstenrotationsachse herum drehbar gelagert sind,
    b.) wenigstens einen Bürstenträger (4),
    i. an dem wenigstens eine der Schleifbürsten (2) gelagert ist und der
    ii. um eine Trägerrotationsachse (6) drehbar gelagert ist,
    und
    c.) eine Fördereinrichtung zum Fördern des Objektes mit einer Vorschubgeschwindigkeit durch die Schleifmaschine aufweist,
    wobei die Schleifmaschine eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung aufweist, wobei durch die Eingabeeinrichtung eine Bürstenrotationsgeschwindigkeit um die Bürstenrotationsachse und/oder eine Trägerrotationsgeschwindigkeit um die Trägerrotationsachse (6) und/oder die Vorschubgeschwindigkeit einstellbar ist,
    wobei die Schleifmaschine dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ausgabeeinrichtung derart eingerichtet ist, dass durch die Ausgabeeinrichtung ein erwartetes Schleifergebnis ausgebbar ist, welches von den durch die Eingabeeinrichtung eingestellten Parametern abhängt,
    wobei die Schleifmaschine eine Erfassungseinrichtung aufweist, durch die ein erreichtes Schleifergebnis erfasst und weiterverarbeitet wird und eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, die Daten des erreichten Schleifergebnisses mit dem erwarteten Schleifergebnis zu vergleichen und wenigstens einen Parameter, wie beispielsweise die Bürstenrotationsgeschwindigkeit, die Trägerrotationsgeschwindigkeit, einen Anpressdruck und/oder die Vorschubgeschwindigkeit, zu verändern und so iterativ das erreichte Schleifergebnis dem erwarteten Schleifergebnis anzupassen, wenn eine dabei festgestellte Abweichung größer als ein vorbestimmter Toleranzwert, ist.
  2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinrichtung eine Anzeigeeinrichtung aufweist, auf der das erwartete Schleifergebnis anzeigbar ist.
  3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmaschine eine elektrische Steuerung, insbesondere einen Mikroprozessor aufweist, die eingerichtet ist, das erwartete Schleifergebnis mittels der eingestellten Parameter zu errechnen.
  4. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmaschine mehrere Bürstenträger (4) aufweist, für die durch die Eingabeeinrichtung verschiedene Trägerrotationsgeschwindigkeiten einstellbar sind, wobei die Bürstenträger vorzugsweise in die gleiche Richtung rotierbar sind.
  5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenträger (4) in Vorschubrichtung versetzt angeordnet sind.
  6. Schleifmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenträger (4) derart angeordnet sind, dass sich Wirkkreise der Schleifbürsten überlappen.
  7. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bürstenträger (4) exzentrisch gelagert ist.
  8. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grad der Exzentrizität durch die Eingabeeinrichtung einstellbar ist.
  9. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung eine Schnittstelle zu einer Datenverbindung, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle, eine Internetanbindung oder eine drahtlose Schnittstelle, beispielsweise eine Funk- oder WLAN-Schnittstelle aufweist.
  10. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung ein Bedienelement aufweist, durch das manuell die Parameter einstellbar sind.
  11. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmaschine einen elektronischen Datenspeicher aufweist, in dem eingestellte Parameter gespeichert werden können.
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