EP3536453A1 - Verfahren zum betreiben einer schleifvorrichtung und schleifvorrichtung - Google Patents

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EP3536453A1
EP3536453A1 EP19158154.5A EP19158154A EP3536453A1 EP 3536453 A1 EP3536453 A1 EP 3536453A1 EP 19158154 A EP19158154 A EP 19158154A EP 3536453 A1 EP3536453 A1 EP 3536453A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
abrasive
grinding
data
workpiece
actual
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19158154.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Giese
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG filed Critical Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Publication of EP3536453A1 publication Critical patent/EP3536453A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/008—Machines comprising two or more tools or having several working posts
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    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a grinding device and a corresponding grinding device.
  • Grinding devices are known in various embodiments from the prior art. They have at least one abrasive, for example in the form of an abrasive belt or a Bürstschleifkopfes. Often there are several abrasives. Grinders are used to grind different surfaces of workpieces of different materials. They can be deburred, smoothed or polished, for example.
  • the abrasives are changed after a predetermined number of grinding operations or workpieces to be ground. This may result in the abrasive being changed although it is not yet necessary, for example, if the actual wear of the abrasive is less than expected. However, it may also mean that the abrasive is changed at a time when it no longer has the required quality and thus the desired grinding result can not be achieved. This is the case, for example, when the actual wear of the abrasive belt is greater than expected.
  • the invention is therefore based on the object to improve a method for operating a grinding device and a grinding device so that the grinding belt can be optimally utilized.
  • the acquired actual data must be selected in such a way that they permit a statement about the condition of the abrasive.
  • the actual data are preferably recorded directly on the abrasive.
  • it is also possible to indirectly infer the condition of the abrasive for example by the actual data concerning the grinding quality and thus the grinding result.
  • the surface of the ground workpiece after grinding to detect and in this way, inter alia, to close the state of the abrasive.
  • the actual data are advantageously recorded at different times, so that a temporal course results.
  • the change time can be determined, for example, by extrapolating when the abrasive will no longer have the quality required for the desired grinding result.
  • the at least one abrasive is changed when the change time is reached.
  • the electronic data acquisition device has an optical system which has at least one camera and / or preferably a light source.
  • the light source is used to illuminate the abrasive at least at the locations detected by the camera.
  • a camera is understood to be any optical sensor that is capable of detecting electromagnetic radiation. This can be in the visible light spectrum, in the UV range and / or in the infrared range.
  • the detected actual values relate to the length and / or the color of the abrasive.
  • the actual values relate to a different parameter of the abrasive belt that changes with increasing wear of the abrasive belt. For example, if the abrasive article is a brush head having abrasive elements projecting from a carrier, the length of these abrasive elements will change as the abrasive wears. This length can thus be detected. Once the length falls below a predetermined limit, the abrasive is considered to be no longer of sufficient quality to achieve the desired grinding result so that it must be changed.
  • the abrasive material is, for example, an abrasive belt
  • this abrasive belt has a base body which is coated with the actual abrasive, for example sand or granules.
  • the actual grinding elements With increasing wear, the actual grinding elements are removed from the carrier, so that the color of the carrier clearly stands out. This color can be detected. As soon as The color, which in this case represents the actual value, reaches a certain color, the abrasive belt must be replaced.
  • the abrasive belt it can be detected how much abrasion of the surface of the workpiece to be ground is on the abrasive belt.
  • the fresher and newer the abrasive belt is the deeper are the recesses between the individual sand or granule elements that make up the actual abrasive element. The deeper these spaces are, the more abrasion is between them.
  • this color can also be detected. Once the color of the abrasion in the captured image subsides, it can be deduced on the decreasing depth of the individual wells between the sand or granules elements. This results in information about the condition of the abrasive.
  • the length of the abrasive is determined over a distance of the abrasive carrier on which the at least one abrasive is disposed on the surface of the workpiece and / or by a transport device through which the workpiece is transported by the grinding device.
  • This is particularly advantageous if it is a grinding brush that has several individual grinding elements that protrude from the abrasive carrier.
  • the length of the abrasive elements is the criterion from which the statement about the state of the abrasive is extracted.
  • the actual data of the surface after grinding is preferably detected by at least one data acquisition device, compared with desired data stored in an electronic data memory in an electronic data processing device, and at least one grinding parameter adjusted if a deviation of the actual data from the target data Data exceeds a predetermined limit.
  • the grinding result can be monitored.
  • the electronic data processing device is advantageously able to determine from the detected actual data and the determined deviation from the stored target data a countermeasure which is suitable for achieving the target data or at least for the tolerance range of the target data arrive so that the deviation of the actual data from the target data in the next workpiece to be ground is smaller than the predetermined limit.
  • the electronic data processing device is set up to adapt at least one, possibly also several or even all of the abovementioned grinding parameters.
  • the speed of the abrasive and / or the feed rate of a transport device can be varied.
  • a relative speed of the abrasive is changed to the workpiece, which is transported by the grinding device.
  • a change in the speed of the abrasive, for example, in an abrasive belt is also present when an angle between the direction of movement of the abrasive belt and the feed direction is changed. This also varies the relative speed of the grinding belt and the workpiece to be ground.
  • the pull-in point at which the workpiece is introduced into the grinding machine can be varied. This affects which parts of the abrasive material the workpiece comes into contact with.
  • an additional grinding unit can be switched on or an already used grinding unit can be switched off in order to obtain the desired grinding result.
  • the data acquisition device preferably has at least one optical system which has at least one camera and preferably at least one light source.
  • the optical system is set up to acquire data from at least part of the surface, preferably the entire surface. This detection and in particular the subsequent processing is preferably done in real time in order to react as quickly as possible to deviations that are greater than the predetermined limit.
  • the camera is preferably a visible light digital camera.
  • An ultraviolet or infrared camera can also be used. If, for example, by grinding the workpiece, the coating of the workpiece with a visible, for example, only visible in the infrared substance, this can only be tested by an optical sensor, so a camera is used, which can detect and process radiation in the infrared range.
  • a suitable for the camera light source is used to ensure the best possible illumination of the surface to be detected with the radiation required for the camera.
  • the surface is irradiated with an electromagnetic radiation from an irradiation direction when the data acquisition device detects the data of the surface, wherein the irradiation direction is preferably not perpendicular to the surface and / or not perpendicular to a feed direction of the transport device.
  • an oblique illumination of the surface can be achieved up to the grazing incidence of the electromagnetic radiation, which in particular unevenness easily be recognized because they throw a striking shadow of electromagnetic radiation.
  • This is particularly advantageous when the smoothest possible surface is to be produced, which has no or only little three-dimensional structures.
  • the method can also be used on other surfaces.
  • an actual grinding pattern is extracted from the actual data, which is compared with a desired grinding pattern.
  • the workpiece is fed to at least one abrasive.
  • This additional abrasive may be part of the same grinder or part of another grinder. It is used to adjust the grinding result from which the actual data originates to the target result.
  • the actual data is detected by a data acquisition device. If a comparison with the target data shows that the deviation is greater than the predetermined limit value, the quality of the ground surface obviously does not fulfill the desired properties and tolerances.
  • the workpiece is thus normally considered scrap and removed from the further production cycle.
  • the deviation is that too little material has been removed from the surface of the workpiece, this can be corrected by supplying the workpiece to another abrasive.
  • the amount of rejects can consequently be reduced, so that the method as a whole becomes more productive and thus more cost-efficient.
  • a change of the grinding result is determined from the actual data, which are acquired at different times, on the basis of which a state of the at least one abrasive is determined.
  • the method for operating the grinding device is preferably carried out several times in succession.
  • actual data are preferably acquired by a plurality of workpieces to be ground after grinding. From this a temporal course of the grinding result can be determined, which is especially, but not exclusively, then is advantageous and particularly simple if the workpieces to be ground are identical or at least very similar. From a change in the grinding result with otherwise preferably unchanged grinding parameters can be concluded that the state of the abrasive.
  • a change time is determined from this, in which the at least one abrasive is exchanged. If, for example, it turns out that a part of the abrasive is already worn out by frequent use and the desired grinding result can not be achieved with this part of the abrasive, a grinding parameter can first be adapted. This is, for example, the pull-in point at which the workpiece comes into contact with the abrasive and / or a pressure with which the abrasive is pressed against the workpiece.
  • the abrasive must be replaced. This can be recognized by the electronic data processing device already in advance, so that the change time can be determined in advance.
  • an optical and / or acoustic signal is output when the changeover time has been reached.
  • an operator of the grinding device can be informed that the abrasive must be replaced.
  • the abrasive to be exchanged with the corresponding grinding unit is switched off at this time and removed from the grinding process.
  • this replaced and switched off grinding unit is replaced by an identical or similar grinding unit, so that even when replacing the abrasive in the removed from the grinding process grinding unit further workpiece can be edited.
  • the invention solves this problem by a grinding device with at least one abrasive, at least one data acquisition device and at least one electronic data processing device, which is adapted to perform a method of the type described herein.
  • the grinding device has a plurality of abrasives, of which preferably at least two are formed differently. These can be brush sanding elements, sanding belts or other grinding machines.
  • the data acquisition device has an optical system with at least one camera and / or at least one optical sensor, wherein the optical system advantageously also has at least one light source.
  • the light source of the grinding device is a lighting device for illuminating the surface of the workpiece when detecting the actual data.
  • FIG. 1 shows a grinding device 1, which has a transport device through which a workpiece can be conveyed through the grinding device 1.
  • the workpiece moves from an inlet 2 of the grinding device to an outlet 2 'of the grinding device 1. It is transported at a transport speed v along the in FIG. 1 shown arrow moves.
  • a data acquisition device 4 which is set up to detect actual data of the surface of the workpiece after grinding.
  • the grinding device 1 also has an illumination device 3, which is set up to illuminate the region of the surface of the workpiece detected by the data acquisition device 4 with electromagnetic radiation.
  • the Actual data acquired by the data acquisition device 4 are supplied to an electronic data processing device 7 and processed there and, in particular, compared with reference data stored in an electronic data memory, which is not shown and preferably part of the electronic data processing device 7.
  • the grinding device 1 also has a further data acquisition device 9, which is also associated with a lighting device 8.
  • the illumination device 8 illuminates a part of the surface of the workpiece in the region of the inlet 2 of the grinding device 1.
  • the illuminated area is detected by the data acquisition device and actual data is detected before the grinding.
  • a third data acquisition device 6 is provided to detect actual data of at least part of an abrasive 11, preferably of the entire abrasive 11.
  • this data acquisition device 6 is associated with a corresponding illumination device 5, is illuminated by the at least a portion of the abrasive 11 with an electromagnetic radiation.
  • the actual data of this data acquisition device 6 are also supplied to the electronic data processing device 7.
  • the electronic data processing device 7 generates control signals which are supplied to a control device 10, which is set up to control at least one operating parameter of the grinding device and to modify it on the basis of the control signals.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Schleifvorrichtung (1) mit den Schritten Schleifen einer Oberfläche eines Werkstückes mit wenigstens einem Schleifmittel (11), Erfassen von Ist-Daten des wenigstens einen Schleifmittels (11) mittels wenigstens einer Datenerfassungseinrichtung (6), Vergleichen der Ist-Daten mit in einem elektronischen Datenspeicher gespeicherten Soll-Daten in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (7) und Ermitteln eines Wechselzeitpunktes, zu dem das wenigstens eine Schleifmittel (11) gewechselt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Schleifvorrichtung und eine entsprechende Schleifvorrichtung.
  • Schleifvorrichtungen sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Sie verfügen über wenigstens ein Schleifmittel, beispielsweise in Form eines Schleifbandes oder eines Bürstschleifkopfes. Oftmals sind mehrere Schleifmittel vorhanden. Schleifvorrichtungen werden verwendet, um unterschiedliche Oberflächen von Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien zu schleifen. Dabei können sie beispielsweise entgratet, geglättet oder poliert werden.
  • Während in der Vergangenheit versucht wurde, die Oberfläche des Werkstückes möglichst so zu schleifen, dass kein Schleifmuster erkennbar ist, wird das Schleifmuster zunehmend als Dekorelement entdeckt, sodass die Schleifvorrichtung verwendet wird, um deutliche, möglichst vordefinierte Schleifmuster zu erzeugen.
  • Damit die Schleifvorrichtung das gewünschte Schleifergebnis erzeugen kann, ist es notwendig, dass ein ordnungsgemäßer Zustand des Schleifmittels vorliegt. Das Schleifmittel wird durch das Schleifen der Oberfläche mehrerer Werkstücke abgenutzt und verliert auf diese Weise an Schleifwirkung. Es wäre also von Vorteil, das Schleifmittel möglichst oft zu wechseln, um ein möglichst optimales Schleifergebnis hervorzurufen. Nachteilig dabei wäre jedoch, dass einerseits das Wechseln des Schleifmittels aufwendig ist und eine Zeitspanne in Anspruch nimmt, während derer die Schleifvorrichtung nicht verwendet werden kann. Zudem ist das Schleifmittel selbst kostenintensiv. Beide Nachteile führen dazu, dass es wirtschaftlich sinnvoll wäre, das Schleifmittel möglichst lange zu verwenden, um einerseits die Kosten für unnötigerweise verwendete Schleifmittel zu reduzieren und andererseits dafür zu sorgen, dass die Schleifvorrichtung möglichst lange verwendet werden kann.
  • In der Praxis werden die Schleifmittel nach einer vorbestimmten Anzahl von Schleifvorgängen oder zu schleifenden Werkstücken gewechselt. Dies kann dazu führen, dass das Schleifmittel gewechselt wird, obwohl dies noch nicht notwendig ist, wenn beispielsweise der tatsächliche Verschleiß des Schleifmittels geringer ist als erwartet. Es kann jedoch auch dazu führen, dass das Schleifmittel zu einem Zeitpunkt gewechselt wird, zu dem es die erforderliche Qualität nicht mehr aufweist und somit auch das gewünschte Schleifergebnis nicht erreicht werden kann. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der tatsächliche Verschleiß des Schleifbandes größer ist als erwartet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Schleifvorrichtung und eine Schleifvorrichtung so zu verbessern, dass das Schleifband möglichst optimal ausgenutzt werden kann.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Schleifvorrichtung mit den Schritten:
    1. a. Schleifen einer Oberfläche des Werkstückes mit wenigstens einem Schleifmittel
    2. b. Erfassen von Ist-Daten des wenigstens einen Schleifmittels mittels wenigstens einer Datenerfassungseinrichtung,
    3. c. Vergleichen der Ist-Daten mit in einem elektronischen Datenspeicher gespeicherten Soll-Daten in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung und
    4. d. Ermitteln eines Wechselzeitpunktes, zu dem das wenigstens eine Schleifmittel gewechselt wird.
  • Die erfassten Ist-Daten sind so zu wählen, dass sie eine Aussage über den Zustand des Schleifmittels erlauben. Dabei werden die Ist-Daten vorzugsweise direkt am Schleifmittel erfasst. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es auch möglich, auf den Zustand des Schleifmittels indirekt zurückzuschließen, indem beispielsweise die Ist-Daten die Schleifqualität und damit das Schleifergebnis betreffen. So ist es beispielsweise möglich, die Oberfläche des geschliffenen Werkstückes nach dem Schleifen zu erfassen und auf diese Weise unter anderem auf den Zustand des Schleifmittels zu schließen.
  • Die Ist-Daten werden vorteilhafterweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen, sodass sich ein zeitlicher Verlauf ergibt. Aus diesem kann der Wechselzeitpunkt ermittelt werden, indem beispielsweise extrapoliert wird, wann das Schleifmittel die für das gewünschte Schleifergebnis nötige Qualität nicht mehr aufweisen wird.
  • Vorteilhafterweise wird das wenigstens eine Schleifmittel gewechselt, wenn der Wechselzeitpunkt erreicht ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die elektronische Datenerfassungseinrichtung über ein optisches System, das wenigstens eine Kamera und/oder vorzugsweise eine Lichtquelle aufweist. Vorteilhafterweise wird die Lichtquelle verwendet, um das Schleifmittel zumindest an den Stellen zu beleuchten, die von der Kamera erfasst werden. Unter einer Kamera wird dabei jeder optische Sensor verstanden, der in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung zu detektieren. Diese kann im sichtbaren Lichtspektrum, im UV-Bereich und/oder im Infrarot-Bereich liegen.
  • Besonders bevorzugt betreffen die erfassten Ist-Werte die Länge und/oder die Farbe des Schleifmittels. Alternative oder zusätzlich dazu betreffen die Ist-Werte einen anderen Parameter des Schleifbandes, der sich mit wachsendem Verschleiß des Schleifbandes ändert. Handelt es sich bei dem Schleifmittel beispielsweise um einen Bürstenkopf, der von einem Träger abstehende Schleifelemente aufweist, so ändert sich die Länge dieser Schleifelemente, wenn das Schleifmittel verschleißt. Diese Länge kann folglich detektiert werden. Sobald die Länge einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, wird das Schleifmittel als nicht mehr qualitativ ausreichend angesehen, um das gewünschte Schleifergebnis zu erreichen, sodass es gewechselt werden muss. Handelt es sich bei dem Schleifmittel beispielsweise um ein Schleifband, verfügt dieses Schleifband über einen Grundkörper, der mit dem eigentlichen Schleifmittel, beispielsweise Sand oder Granulat, beschichtet ist. Mit steigendem Verschleiß werden die eigentlichen Schleifelemente von dem Träger entfernt, sodass die Farbe des Trägers deutlich hervortritt. Diese Farbe kann detektiert werden. Sobald die Farbe, die in diesem Fall den Ist-Wert darstellt, eine bestimmte Farbe erreicht, muss das Schleifband ausgewechselt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann erfasst werden, wieviel Abrieb der zu schleifenden Oberfläche des Werkstückes sich am Schleifband befindet. Je frischer und neuer das Schleifband ist, desto tiefer sind die Vertiefungen zwischen den einzelnen Sand- oder Granulatelementen, die das eigentliche Schleifelement bilden. Je tiefer diese Zwischenräume sind, desto mehr Abrieb befindet sich zwischen ihnen. Insbesondere für den Fall, dass der Abrieb eine deutliche andere Farbe als das eigentliche Schleifband aufweist, kann auch diese Farbe detektiert werden. Sobald die Farbe des Abriebs im erfassten Bild nachlässt, kann darauf auf die nachlassende Tiefe der einzelnen Vertiefungen zwischen den Sand- oder Granulatelementen zurückgeschlossen werden. Daraus ergibt sich eine Information über den Zustand des Schleifmittels.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Länge des Schleifmittels über einen Abstand des Schleifmittelträgers, an dem das wenigstens eine Schleifmittel angeordnet ist, an der Oberfläche des Werkstückes und/oder von einer Transportvorrichtung, durch die das Werkstück durch die Schleifvorrichtung transportiert wird, bestimmt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich um eine Schleifbürste handelt, die über mehrere einzelne Schleifelemente verfügt, die vom Schleifmittelträger abstehen. Dabei ist die Länge der Schleifelemente das Kriterium, aus dem die Aussage über den Zustand des Schleifmittels extrahiert wird.
  • Vorzugsweise werden bei dem Verfahren Ist-daten der Oberfläche nach dem Schleifen mittels wenigstens einer Datenerfassungseinrichtung erfasst, mit in einem elektronischen Datenspeicher gespeicherten Soll-Daten in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verglichen und wenigstens ein Schleifparameter angepasst, wenn eine Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
  • Durch ein solches Verfahren kann das Schleifergebnis überwacht werden. Auf diese Weise wird es möglich, Abweichungen vom gewünschten Schleifergebnis frühzeitig und schnell zu erkennen und wenigstens eine, gegebenenfalls auch mehrere Schleifparameter der Schleifmaschine anzupassen, um dem Soll-Ergebnis möglichst nahe zu kommen. Dies kann vorteilhafterweise vollständig automatisiert geschehen, ohne dass die Einstellungen von einem Menschen überprüft oder vorgenommen werden müssten. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung ist vorteilhafterweise in der Lage, aus den erfassten Ist-Daten und der ermittelten Abweichung von den hinterlegten Soll-Daten eine Gegenmaßnahme zu ermitteln, die geeignet ist, die Soll-Daten zu erreichen oder zumindest in den Toleranzbereich der Soll-Daten zu gelangen, so dass die Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten bei den nächsten zu schleifenden Werkstücken kleiner als der vorbestimmte Grenzwert ist.
  • Vorteilhafterweise ist der wenigstens eine Schleifparameter
    • eine Geschwindigkeit des Schleifmittels, vorzugsweise eine Rotationsgeschwindigkeit des Schleifmittels,
    • eine Vorschubgeschwindigkeit einer Transportvorrichtung, durch die das Werkstück durch die Schleifvorrichtung transportiert wird,
    • ein Anpressdruck und/oder eine Verteilung des Anpressdruckes des Schleifmittels an das Werkstück,
    • eine Einzugsstelle, an der das Werkstück mit dem Schleifmittel in Kontakt kommt,
    • die Art des Schleifmittels,
    • das Zu- und/oder Abschalten von Schleifaggregaten und/oder
    • die Schleifrichtung des Schleifmittels ist.
  • Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung ist eingerichtet, wenigstens einen, gegebenenfalls auch mehrere oder gar alle der genannten Schleifparameter anzupassen. So kann die Geschwindigkeit des Schleifmittels und/oder die Vorschubgeschwindigkeit einer Transportvorrichtung variiert werden. Auf diese Weise wird eine Relativgeschwindigkeit des Schleifmittels zu dem Werkstück, das durch die Schleifvorrichtung transportiert wird, geändert. Eine Änderung der Geschwindigkeit des Schleifmittels liegt beispielsweise bei einem Schleifband auch dann vor, wenn ein Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Schleifbandes und der Vorschubrichtung geändert wird. Auch dadurch wird die Relativgeschwindigkeit von Schleifband und zu schleifendem Werkstück variiert. Wird bei der Interpretation der Abweichung zwischen den Ist-Daten und den Soll-Daten festgestellt, dass beispielsweise das Schleifmittel nicht mehr gleichmäßig schleift, sondern beispielsweise an einigen Stellen abgenutzter ist als an anderen Stellen, kann die Einzugsstelle variiert werden, an der das Werkstück in die Schleifmaschine eingeführt wird. Dadurch wird beeinflusst, mit welchen Teilen des Schleifmittels das Werkstück in Kontakt kommt.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann beispielsweise ein zusätzliches Schleifaggregat zugeschaltet oder ein bereits verwendetes Schleifaggregat abgeschaltet werden, um das gewünschte Schleifergebnis zu erhalten.
  • Vorzugsweise verfügt die Datenerfassungseinrichtung über wenigstens ein optisches System, das wenigstens eine Kamera und vorzugsweise wenigstens eine Lichtquelle aufweist. Das optische System ist eingerichtet, Daten zumindest eines Teiles der Oberfläche, bevorzugt der gesamten Oberfläche, zu erfassen. Diese Erfassung und insbesondere die anschließende Verarbeitung geschieht vorzugsweise in Echtzeit, um möglichst schnell auf Abweichungen reagieren zu können, die größer sind als der vorbestimmte Grenzwert.
  • Die Kamera ist vorzugsweise eine im sichtbaren Licht funktionierende Digitalkamera. Auch ein im ultravioletten oder infraroten Bereich arbeitende Kamera kann verwendet werden. Soll beispielsweise durch das Schleifen des Werkstückes die Beschichtung des Werkstückes mit einer beispielsweise nur im Infrarotbereich sichtbaren Substanz entfernt werden, kann dies nur geprüft werden, indem ein optischer Sensor, also eine Kamera, verwendet wird, die Strahlung im Infrarotbereich erkennen und verarbeiten kann. Vorzugsweise wird eine zur Kamera passende Lichtquelle verwendet, um eine möglichst optimale Ausleuchtung der zu erfassenden Oberfläche mit der für die Kamera benötigten Strahlung zu gewährleisten.
  • Vorzugsweise wird dabei die Oberfläche mit einer elektromagnetischen Strahlung aus einer Einstrahlrichtung bestrahlt, wenn die Datenerfassungseinrichtung die Daten der Oberfläche erfasst, wobei die Einstrahlrichtung vorzugsweise nicht senkrecht auf der Oberfläche und/oder nicht senkrecht auf einer Vorschubrichtung der Transporteinrichtung steht. Auf diese Weise kann eine schräge Beleuchtung der Oberfläche bis hin zum streifenden Einfall der elektromagnetischen Strahlung erreicht werden, wodurch insbesondere Unebenheiten leicht erkennbar werden, da sie einen auffälligen Schatten der elektromagnetischen Strahlung werfen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine möglichst glatte Oberfläche erzeugt werden soll, die keine oder nur wenig dreidimensionale Strukturen aufweist. Selbstverständlich kann das Verfahren jedoch auch bei anderen Oberflächen verwendet werden.
  • Vorteilhafterweise wird aus den Ist-Daten ein Ist-Schleifmuster extrahiert, das mit einem Soll-Schleifmuster verglichen wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Werkstück nach dem Anpassen des wenigstens einen Schleifparameters wenigstens einem Schleifmittel zugeführt. Dieses zusätzliche Schleifmittel kann Teil der gleichen Schleifvorrichtung oder Teil einer weiteren Schleifvorrichtung sein. Es wird verwendet, um das Schleifergebnis, von dem die Ist-Daten stammen, dem Soll-Ergebnis anzupassen.
  • Beim Schleifen eines Werkstückes werden die Ist-Daten durch eine Datenerfassungseinrichtung erfasst. Zeigt ein Vergleich mit den Soll-Daten, dass die Abweichung größer ist als der vorbestimmte Grenzwert, erfüllt die Qualität der geschliffenen Oberfläche offensichtlich nicht die gewünschten Eigenschaften und Toleranzen. Das Werkstück ist somit normalerweise als Ausschuss zu betrachten und aus dem weiteren Produktionsgang zu entfernen. Liegt jedoch beispielsweise die Abweichung darin, dass zu wenig Material von der Oberfläche des Werkstückes abgetragen wurde, lässt sich dies korrigieren, indem das Werkstück einem weiteren Schleifmittel zugeführt wird. Durch diese besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens lässt sich folglich die Menge des Ausschusses reduzieren, so dass das Verfahren insgesamt produktiver und damit kosteneffizienter wird.
  • Vorteilhafterweise wird aus den Ist-Daten, die zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden, eine Veränderung des Schleifergebnisses ermittelt, auf deren Basis ein Zustand des wenigstens einen Schleifmittels ermittelt wird. Das Verfahren zum Betreiben der Schleifvorrichtung wird dazu vorzugsweise mehrfach hintereinander durchgeführt. Dabei werden vorzugsweise Ist-Daten von mehreren zu schleifenden Werkstücken nach dem Schleifen erfasst. Daraus lässt sich ein zeitlicher Verlauf des Schleifergebnisses ermitteln, was insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, dann von Vorteil und besonders einfach ist, wenn die zu schleifenden Werkstücke identisch oder zumindest sehr ähnlich ausgebildet sind. Aus einer Veränderung des Schleifergebnisses bei ansonsten vorzugsweise unveränderten Schleifparametern lässt sich auf den Zustand des Schleifmittels schließen.
  • Vorteilhafterweise wird daraus ein Wechselzeitpunkt ermittelt, bei dem das wenigstens eine Schleifmittel getauscht wird. Stellt sich beispielsweise heraus, dass ein Teil des Schleifmittels bereits durch oftmaliges Verwenden abgenutzt ist und das gewünschte Schleifergebnis mit diesem Teil des Schleifmittels nicht zu erreichen ist, kann zunächst ein Schleifparameter angepasst werden. Dies ist beispielsweise die Einzugsstelle, an der das Werkstück mit dem Schleifmittel in Kontakt kommt und/oder ein Druck, mit dem das Schleifmittel an das Werkstück angepresst wird.
  • Ist jedoch zu erkennen, dass eine Veränderung dieser Schleifparameter nicht mehr ausreichend ist, um das gewünschte Schleifergebnis zu erreichen, so dass die Abweichung zwischen den Ist-Daten von den Soll-Daten kleiner als der vorbestimmte Grenzwert ist, muss das Schleifmittel getauscht werden. Dies ist durch die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung bereits in Vorfeld erkennbar, so dass der Wechselzeitpunkt im Voraus ermittelt werden kann.
  • Vorteilhafterweise wird ein optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben, wenn der Wechselzeitpunkt erreicht ist. Damit kann beispielsweise einem Bediener der Schleifvorrichtung mitgeteilt werden, dass das Schleifmittel ausgetauscht werden muss. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird zu diesem Zeitpunkt das auszutauschende Schleifmittel mit dem entsprechenden Schleifaggregat abgeschaltet und aus dem Schleifvorgang entfernt. Besonders vorteilhafterweise wird dieses ausgetauschte und abgeschaltete Schleifaggregat durch ein identisches oder ähnliches Schleifaggregat ersetzt, so dass selbst beim Austauschen des Schleifmittels bei dem aus dem Schleifvorgang entfernten Schleifaggregat weiter Werkstückes bearbeitet werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine Schleifvorrichtung mit wenigstens einem Schleifmittel, wenigstens einer Datenerfassungseinrichtung und wenigstens einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist zum Durchführen eines Verfahrens der hier beschriebenen Art.
  • Vorteilhafterweise verfügt die Schleifvorrichtung über mehrere Schleifmittel, von denen vorzugsweise wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildet sind. Dies können Bürstenschleifelemente, Schleifbänder oder sonstige Schleifwerke.
  • Vorteilhafterweise verfügt die Datenerfassungseinrichtung über ein optisches System mit wenigstens einer Kamera und/oder wenigstens einem optischen Sensor, wobei das optische System vorteilhafterweise zudem wenigstens eine Lichtquelle aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lichtquelle der Schleifvorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Oberfläche des Werkstückes beim Erfassen der Ist-Daten.
  • Mit Hilfe der beigefügten Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
    • Figur 1 -
    eine schematische Schnittdarstellung durch eine Schleifvorrichtung.
  • Figur 1 zeigt eine Schleifvorrichtung 1, die eine Transporteinrichtung aufweist, durch die ein Werkstück durch die Schleifvorrichtung 1 hindurchgefördert werden kann. Das Werkstück bewegt sich dabei von einem Einlauf 2 der Schleifvorrichtung zu einem Auslauf 2' der Schleifvorrichtung 1. Es wird mit einer Transportgeschwindigkeit v entlang des in Figur 1 gezeigten Pfeiles bewegt.
  • Im Bereich des Auslaufs 2' befindet sich eine Datenerfassungseinrichtung 4, die eingerichtet ist, Ist-Daten der Oberfläche des Werkstückes nach dem Schleifen zu erfassen. Die Schleifvorrichtung 1 verfügt zudem über eine Beleuchtungseinrichtung 3, die eingerichtet ist, den von der Datenerfassungseinrichtung 4 erfassten Bereich der Oberfläche des Werkstückes mit elektromagnetischer Strahlung zu beleuchten. Die von der Datenerfassungseinrichtung 4 erfassten Ist-Daten werden einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 7 zugeführt und dort verarbeitet und insbesondere mit Soll-Daten verglichen, die in einem elektronischen Datenspeicher, der nicht gezeigt und vorzugsweise ein Teil der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 7 ist.
  • Die Schleifvorrichtung 1 verfügt zudem über eine weitere Datenerfassungseinrichtung 9, der ebenfalls eine Beleuchtungseinrichtung 8 zugeordnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung 8 beleuchtet einen Teil der Oberfläche des Werkstückes im Bereich des Einlaufs 2 der Schleifvorrichtung 1. Der beleuchtete Bereich wird von der Datenerfassungseinrichtung erfasst und es werden Ist-Daten vor dem Schleifen erfasst. Auch diese werden im gezeigten Ausführungsbeispiel der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt. Eine dritte Datenerfassungseinrichtung 6 ist vorhanden, um Ist-Daten zumindest eines Teils eines Schleifmittels 11, vorzugsweise des gesamten Schleifmittels 11 zu erfassen. Auch dieser Datenerfassungseinrichtung 6 ist eine entsprechende Beleuchtungseinrichtung 5 zugeordnet, durch die zumindest ein Teil des Schleifmittels 11 mit einer elektromagnetischen Strahlung beleuchtet wird. Auch die Ist-Daten dieser Datenerfassungseinrichtung 6 werden der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 7 zugeführt.
  • Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 7 erstellt Steuersignale, die einer Steuerungseinrichtung 10 zugeführt werden, die eingerichtet ist, wenigstens einen Betriebsparameter der Schleifvorrichtung zu steuern und auf der Grundlage der Steuersignale zu verändern.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Schleifvorrichtung
    2
    Einlauf
    2'
    Auslauf
    3
    Beleuchtungseinrichtung
    4
    Datenerfassungseinrichtung
    5
    Beleuchtungseinrichtung
    6
    Datenerfassungseinrichtung
    7
    Elektronische Datenverarbeitungseinrichtung
    8
    Beleuchtungseinrichtung
    9
    Datenerfassungseinrichtung
    10
    Steuerungseinrichtung
    11
    Schleifmittel

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Schleifvorrichtung (1) mit den Schritten:
    a. Schleifen einer Oberfläche eines Werkstückes mit wenigstens einem Schleifmittel (11),
    b. Erfassen von Ist-Daten des wenigstens einen Schleifmittels mittels wenigstens einer Datenerfassungseinrichtung (6),
    c. Vergleichen der Ist-Daten mit in einem elektronischen Datenspeicher gespeicherten Soll-Daten in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (7) und
    d. Ermitteln eines Wechselzeitpunktes, zu dem das wenigstens eine Schleifmittel (11) gewechselt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schleifmittel (11) gewechselt wird, wenn der Wechselzeitpunkt erreicht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Datenerfassungseinrichtung (6) ein optisches System (5) aufweist, das wenigstens eine Kamera und/oder vorzugsweise eine Lichtquelle aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Ist-Werte die Länge oder die Farbe des Schleifmittels bestreffen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Schleifmittels (11) über einen Abstand eines Schleifmittelträgers, an dem das wenigstens eine Schleifmittel (11) angeordnet ist, von der Oberfläche des Werkstückes und/oder von einer Transportvorrichtung, durch die das Werkstück durch die Schleifvorrichtung (1) transportiert wird, bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der wenigstens einen Datenerfassungseinrichtung (4) Ist-Daten der Oberfläche nach dem Schleifen der Oberfläche erfasst werden, die mit Soll-Daten verglichen werden, wobei wenigstens ein Schleifparameter angepasst wird wenn eine Abweichung der Ist-Daten von den Soll-Daten einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schleifparameter
    - eine Geschwindigkeit des Schleifmittels (11), vorzugsweise eine Rotationsgeschwindigkeit des Schleifmittels (11)
    - eine Vorschubgeschwindigkeit einer Transportvorrichtung, durch die das Werkstück durch die Schleifvorrichtung (1) transportiert wird,
    - ein Anpressdruck und/oder eine Verteilung des Anpressdruckes des Schleifmittels (11) an das Werkstück
    - eine Einzugsstelle, an der das Werkstück mit dem Schleifmittel (11) in Kontakt kommt,
    - die Art des Schleifmittels (11),
    - das Zu- und/oder Abschalten von Schleifaggregaten und/oder
    - die Schleifrichtung des Schleifmittels (11) ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungseinrichtung (4) wenigstens ein optisches System (3) mit wenigstens einer Kamera und vorzugsweise wenigstens einer Lichtquelle aufweist, wobei das optisches System eingerichtet ist, Daten zumindest eines Teils der Oberfläche, bevorzugt der gesamten Oberfläche, vorzugsweise in Echtzeit zu erfassen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit elektromagnetischer Strahlung aus einer Einstrahlrichtung beleuchtet wird, wenn die Datenerfassungseinrichtung (4) die Daten der Oberfläche erfasst, wobei die Einstrahlrichtung vorzugsweise nicht senkrecht auf der Oberfläche und/oder nicht senkrecht auf einer Vorschubrichtung der Transporteinrichtung steht.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Ist-Daten ein Ist-Schleifmuster extrahiert wird, das mit einem Soll-Schleifmuster verglichen wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück nach dem Anpassen des wenigstens einen Schleifparameters wenigstens einem Schleifmittel zugeführt wird.
  12. Schleifvorrichtung (1) mit wenigstens einem Schleifmittel (11), wenigstens einer Datenerfassungseinrichtung (4,6,9) und wenigstens einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (7), die eingerichtet ist zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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