EP3755493A1 - Verfahren und vorrichtung zum verrunden eines unerwünschten grates und/oder einer unerwünschten materialansammlung an rückseitigen kanten von speichen eines im prozess seiner fertigung befindlichen leichtmetallrades für ein fahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verrunden eines unerwünschten grates und/oder einer unerwünschten materialansammlung an rückseitigen kanten von speichen eines im prozess seiner fertigung befindlichen leichtmetallrades für ein fahrzeug

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EP3755493A1
EP3755493A1 EP19708775.2A EP19708775A EP3755493A1 EP 3755493 A1 EP3755493 A1 EP 3755493A1 EP 19708775 A EP19708775 A EP 19708775A EP 3755493 A1 EP3755493 A1 EP 3755493A1
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EP
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light metal
metal wheel
laser
manipulator
dimensional
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Withdrawn
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EP19708775.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schollmeier
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Superior Industries Production Germany GmbH
Original Assignee
Superior Industries Production Germany GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
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    • B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
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    • B60B1/043—Attaching spokes to rim
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    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
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    • B60B2310/60—Surface treatment; After treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 as well as a device for carrying out such a method.
  • a light-alloy wheel provided with spokes for a vehicle passes through several different processing steps or processing stations during its production process.
  • the rear spoke edges i. those spoke flanks, which are not visible to a viewer in the finally purpose-mounted on the vehicle alloy wheel, are deburred or rounded.
  • This above-mentioned burr then builds up in the further machining of the light metal wheel, which is a machining machining - for example by means of turning tool - extremely on - especially on the outlet side of the turning steel - and can even be referred to as a collection of material rather than burr.
  • This burr or accumulation of material is highly undesirable because he or she reduces the mechanical quality of the alloy wheel and hinders significantly the paintability of the alloy wheel. Therefore, this or this at the rear
  • Burr edges or have formed burr or material collection must be deburred or rounded. This is to minimize the notch effect and, in view of the subsequent painting of the spokes in the course of the manufacturing process of the light-alloy wheel, the construction of a corresponding sufficient the paint layer thickness in the edge area to avoid edge corrosion can be ensured.
  • so-called brush deburring machines are used for the automated removal of said unwanted burr or said unwanted material accumulation.
  • these brush deburring machines are not able to achieve the desired result reliably. You achieve - and only by a high cost of materials - a partial result, which requires manual rework in each case. Namely, the brush of the brush deburring machine of the prior art can not reach every portion of the spokes of the light metal wheel, so that in certain areas as a result of machining missing a rounding and these areas must then be treated manually with great effort.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for rounding an unwanted burr and / or an undesirable accumulation of material at the rear edges of spokes of a light metal wheel in the process of its manufacture for a vehicle, which is more reliable than that of the prior Technically known rounding can be carried out by means of a brush deburring machine and makes the need for appropriate manual post-processing of the spokes of the light-alloy wheel dispensable or at least lowers considerably compared to the prior art.
  • a further object of the invention is to provide a device for carrying out this novel method.
  • the method according to the invention involves rounding off an unwanted grain and / or undesired accumulation of material at the back edges of spokes a light metal wheel for a vehicle, in particular for a motor vehicle, which is in the process of being manufactured.
  • the occurrence of this undesired ridge or unwanted material accumulation and the question of why this ridge or this collection of material are undesirable have already been explained or discussed above.
  • the rear edge of a spoke is that edge of the spoke of the light metal wheel which is not visible to the observer when the alloy wheel is mounted on a vehicle as intended.
  • the front edge of a spoke that edge of the spoke of the light metal wheel is referred to, which is visible to the viewer when the alloy wheel is mounted on the vehicle as intended.
  • the light metal wheel may be, for example, an aluminum wheel or a magnesium wheel, or the light metal wheel may consist, for example, of an aluminum-containing alloy or of a magnesium-containing alloy. But it can also be any other alloy wheel with spokes.
  • the said burr or the named material accumulation is rounded by means of a laser remelting process using a laser beam generated by a laser.
  • this rounding is achieved by orienting the light-metal wheel during the laser in such a way that the rear edge of the respective spoke to be lasered is directed downwards, and that by introducing energy of the laser beam, the light metal is at the abovementioned Speiche partially and directly from above, ie at a front edge of this aforementioned spoke, and / or laterally melted from above, so that the melt flowing as a result of gravity flowing down, cures on the spoke back in the form of a rounding and on this way rounds out the unwanted burr existing there or the unwanted accumulation of material existing there.
  • Protective gas is preferably applied to the respective affected edge during the entire reflowing and curing in order to avoid contamination of the light metal and furthermore to ensure consistent metal quality and quality.
  • Aligning the rounding to the underside of the spoke, ie to the rear edge of the spoke, is carried out in the method according to the invention only by the physically given weight, since the laser process is carried out from above and the molten metal can flow to the bottom of the spoke.
  • a rigid laser is preferably used for carrying out the method according to the invention, and the light metal wheel is operated by means of a three-dimensional manipulator, for example by means of a robot with gripper. correspondingly past the stationary laser source, wherein in most embodiments of the method according to the invention the three-dimensional manipulator keeps the light metal wheel firmly clamped during this aforementioned movement.
  • the light metal wheel is preferably measured three-dimensionally beforehand by means of a suitably designed measuring device, all of which
  • an exemplary embodiment of the method according to the invention proceeds as follows, and very preferably completely automatically: a) gripping the light metal wheel by the three-dimensional manipulator, for example by a robot gripper,
  • step d) on the basis of the measured values obtained in step c), automated calculation of the necessary laser paths along the spokes of the light metal wheel, thus the corresponding necessary trajectories of the three-dimensional manipulator, and feeding the corresponding calculation results to a control guiding device of the three-dimensional manipulator for the purpose of corresponding subsequent control of the movement of the three-dimensional manipulator with respect to the fixed laser head,
  • An exemplary embodiment of a device according to the invention for carrying out the exemplary embodiment of the method according to the invention described in the preceding paragraph has the following: the stationary laser, which may be, for example, a fiber laser or a CO 2 laser, with the fixed laser head,
  • the automated three-dimensional manipulator which can be for example a robot with gripper
  • control device for controlling the movement of the three-dimensional manipulator
  • the measuring device for the automated three-dimensional measuring of the light metal wheel in the spoke area of the light metal wheel
  • a data processing device for the automated calculation of the necessary laser paths along the spokes of the light metal wheel, that is to say the corresponding necessary trajectories of the three-dimensional manipulator
  • a device for supplying the corresponding calculation results of the data processing device to said control device of the three-dimensional manipulator for the purpose of corresponding subsequent control of the movement of the three-dimensional manipulator with respect to the fixed laser head the fixed laser with the fixed laser head, the automated three-dimensional manipulator, the control device for controlling the three-dimensional manipulator, the aforementioned measuring device, said data processing device and the device for supplying the calculation results of the data processing device to the control device for controlling the three-dimensional manipulator and that the embodiment of the device according to the invention described here is capable of carrying out the above-described embodiment of the method according to the invention described above.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Verrunden eines unerwünschten Grates und/oder einer unerwünschten Materialansammlung an rückseitigen Kanten von Speichen eines im Prozess seiner Fertigung befindlichen Leichtmetallrades für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei sich der genannte Grat oder die genannte Materialansammlung im Verlaufe einer vorangegangenen mechanischen Bearbeitung des Leichtmetallrades während dessen Fertigungsprozesses aufgebaut hat, wird der genannte Grat bzw. die genannte Materialansammlung mittels eines Laserumschmelzverfahrens unter Verwendung eines von einem Laser erzeugten Laserstrahls verrundet. Die Verrundung erzielt man bei diesem Verfahren dadurch, dass während des Laserns das Leichtmetallrad so orientiert wird, dass die rückseitige Kante der jeweils zu lasernden Speiche nach unten gerichtet ist, und dass durch Energieeintrag des Laserstrahls das Leichtmetall an der vorstehend genannten Speiche partiell und direkt von oben, also an einer vorderseitigen Kante dieser vorstehend genannten Speiche, und/oder seitlich von oben aufgeschmolzen wird, so dass die dabei entstehende Schmelze aufgrund der Schwerkraftwirkung nach unten abfließt, auf der Speichenrückseite in Form einer Rundung aushärtet und auf diese Weise den dort vorhandenen unerwünschten Grat oder die dort vorhandene unerwünschte Materialansammlung verrundet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Verrunden eines unerwünschten Grates und/oder einer uner- wünschten Materialansammlung an rückseitigen Kanten von Speichen eines im Prozess seiner
Fertigung befindlichen Leichtmetallrades für ein Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so wie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Ein mit Speichen versehenes Leichtmetallrad für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Alumini- umrad für einen PKW, durchläuft während seines Fertigungsprozesses mehrere verschiedene Bearbeitungsschritte bzw. Bearbeitungsstationen. Dazu gehört unter anderem auch eine spa- nende mechanische Bearbeitung wie etwa Drehen auf einer mit einem Drehmeißel versehenen Drehmaschine. Um gewisse mechanische Eigenschaften sowie die Lackierfähigkeit des ge- nannten Leichtmetallrades nach der mechanischen Bearbeitung sicherzustellen, müssen die hinteren Speichenflanken, d.h. diejenigen Speichenflanken, die für einen Betrachter bei dem schließlich bestimmungsgemäß am Fahrzeug montierten Leichtmetallrad nicht sichtbar sind, entgratet bzw. verrundet werden. Leichtmetallräder, insbesondere Aluminiumräder, haben nämlich die Eigenschaft, infolge der ersten mechanischen Bearbeitungsschritte während ihrer Fertigung an den rückseitigen Kanten ihrer Speichen einen scharfkantigen Grat aufzuweisen. Dieser vorstehend genannte Grat baut sich dann bei der weiteren mechanischen Bearbeitung des Leichtmetallrades, welche eine zerspanende mechanische Bearbeitung - etwa mittels Drehmeißels - ist, extrem auf - insbesondere auf der Auslaufseite des Drehstahls - und kann dann sogar eher als Materialansammlung denn als Grat bezeichnet werden. Dieser Grat bzw. diese Materialansammlung ist in höchstem Maße unerwünscht, denn er bzw. sie mindert die mechanische Qualität des Leichtmetallrades und behindert in erheblichem Maße die Lackierfähigkeit des Leichtmetallrades. Daher muß dieser bzw. diese an den hinteren
Speichenflanken sich gebildet habender bzw. sich gebildet habende Grat bzw. Materialan- sammlung unbedingt entgratet bzw. verrundet werden. Hierdurch sollen die Kerbwirkung minimiert sowie - im Hinblick auf die im Verlaufe des Fertigungsprozesses des Leichtmetall- rades nachfolgende Lackierung der Speichen - der Aufbau einer entsprechenden hinreichen- den Lackschichtdicke im Kantenbereich zur Vermeidung von Kantenkorrosion sichergestellt werden.
Im Stand der Technik werden zur automatisierten Entfernung des genannten unerwünschten Grates bzw. der genannten unerwünschten Materialansammlung sogenannte Bürsten- Entgratmaschinen eingesetzt. Diese Bürsten-Entgratmaschinen sind jedoch nicht in der Lage, das gewünschte Ergebnis prozesssicher zu erreichen. Sie erzielen - und dies auch nur mittels eines hohen Materialaufwandes - ein lediglich teilweises Ergebnis, welches in jedem Falle eine manuelle Nacharbeit erfordert. Die Bürste der Bürsten-Entgratmaschine aus dem Stand der Technik kann nämlich nicht jeden Bereich der Speichen des Leichtmetallrades erreichen, so dass in gewissen Bereichen im Ergebnis der maschinellen Bearbeitung eine Verrundung ausbleibt und diese Bereiche anschließend mit hohem Arbeitsaufwand manuell behandelt werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verrunden eines uner- wünschten Grates und/oder einer unerwünschten Materialansammlung an rückseitigen Kanten von Speichen eines im Prozess seiner Fertigung befindlichen Leichtmetallrades für ein Fahr- zeug bereitzustellen, welches prozesssicherer als das aus dem Stand der Technik bekannte Verrunden mittels einer Bürsten-Entgratmaschine durchgeführt werden kann und die Not wendigkeit einer entsprechenden manuellen Nachbearbeitung der Speichen des Leichtmetall- rades entbehrlich macht oder zumindest gegenüber dem Stand der Technik in erheblichem Maße senkt. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durch- führung dieses neuartigen Verfahrens bereitzustellen.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 11. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend erläutert. Figuren werden dazu nicht benötigt, da sich die vorliegende Erfindung dem Fachmann ohne weiteres auch ohne figürli- che Darstellungen rein aus dem Text heraus erschließt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht es um ein Verrunden eines unerwünschten Gra- tes und/oder einer unerwünschten Materialansammlung an rückseitigen Kanten von Speichen eines im Prozess seiner Fertigung befindlichen Leichtmetallrades für ein Fahrzeug, insbeson- dere für ein Kraftfahrzeug. Das Zustandekommen dieses unerwünschten Grates bzw. dieser unerwünschten Materialansammlung sowie die Frage, warum dieser Grat bzw. diese Material- ansammlung unerwünscht sind, wurden bereits weiter oben erläutert bzw. erörtert. Als rück- seitige Kante einer Speiche wird diejenige Kante der Speiche des Leichtmetallrades bezeich- net, welche für den Betrachter nicht sichtbar ist, wenn das Leichtmetallrad bestimmungsge- mäß an einem Fahrzeug angebaut ist. Dahingegen wird als vorderseitige Kante einer Speiche diejenige Kante der Speiche des Leichtmetallrades bezeichnet, welche für den Betrachter sichtbar ist, wenn das Leichtmetallrad bestimmungsgemäß an dem Fahrzeug angebaut ist.
Bei dem genannten Leichtmetallrad kann es sich beispielsweise um ein Aluminiumrad oder um ein Magnesiumrad handeln, oder das Leichtmetallrad kann beispielsweise aus einer Alu- minium enthaltenden Legierung oder aus einer Magnesium enthaltenden Legierung bestehen. Es kann aber auch irgendein anderes beliebiges Leichtmetallrad mit Speichen sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in jedem Falle der genannte Grat bzw. die ge- nannte Materialansammlung mittels eines Laserumschmelzverfahrens unter Verwendung ei nes von einem Laser erzeugten Laserstrahls verrundet. Diese Verrundung erzielt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, dass während des Lasems das Leichtmetallrad so orientiert wird, dass die rückseitige Kante der jeweils zu lasemden Speiche nach unten gerich- tet ist, und dass durch Energieeintrag des Laserstrahls das Leichtmetall an der vorstehend ge- nannten Speiche partiell und direkt von oben, also an einer vorderseitigen Kante dieser vorstehend genannten Speiche, und/oder seitlich von oben aufgeschmolzen wird, so dass die da bei entstehende Schmelze aufgrund der Schwerkraftwirkung nach unten abfließt, auf der Speichenrückseite in Form einer Rundung aushärtet und auf diese Weise den dort vorhande nen unerwünschten Grat oder die dort vorhandene unerwünschte Materialansammlung verrundet.
Bevorzugterweise wird während des gesamten Aufschmelzens und Aushärtens die jeweilige betroffene Kante mit Schutzgas beaufschlagt, um eine Verunreinigung des Leichtmetalls zu vermeiden und weiterhin eine gleichbleibende Metallgüte und Qualität sicherzustellen.
Das Richten der Verrundung an die Unterseite der Speiche, also an die rückseitige Kante der Speiche, erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich durch die physikalisch ge- gebene Gewichtskraft, da der Laservorgang von oben durchgeführt wird und die Metall schmelze an die Unterseite der Speiche fließen kann.
Um sicherzustellen, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Laser ausrei- chender Leistung schonend eingesetzt werden kann, wird zur Durchführung des erfmdungs- gemäßen Verfahrens bevorzugterweise ein starrer Laser verwendet und das Leichtmetallrad mittels eines dreidimensionalen Manipulators, beispielsweise mittels eines Roboters mit Grei- fer, an der feststehenden Laserquelle entsprechend vorbeigeführt, wobei bei den meisten Aus- führungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens der dreidimensionale Manipulator das Leichtmetallrad während dieser vorstehend genannten Bewegung fest eingeklemmt hält. Um die dafür notwendigen Bewegungsbahnen des dreidimensionalen Manipulators zu generieren und zu steuern, wird das Leichtmetallrad bevorzugterweise zuvor mittels einer entsprechend geeignet ausgebildeten Messeinrichtung dreidimensional vermessen, wobei sämtliche
Speichenkanten des Leichtmetallrades in Bezug auf den dreidimensionalen Manipulator bzw. in Bezug auf den Roboter-Greifer identifiziert werden, so dass der vorher beschriebene Ar- beitsschritt des Vorbeiführens des Leichtmetallrades an der feststehenden Laserquelle auto matisiert durchgeführt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft dementsprechend folgen- dermaßen, und ganz bevorzugt vollständig automatisiert, ab: a) Ergreifen des Leichtmetallrades durch den dreidimensionalen Manipulator, beispiels- weise durch einen Roboter-Greifer,
b) mittels des dreidimensionalen Manipulators Zuführen des Leichtmetallrades zu der genannten Messeinrichtung,
c) automatisiertes dreidimensionales Vermessen des Leichtmetallrades in seinem
Speichenbereich durch die genannte Messeinrichtung, wobei das Leichtmetallrad wäh- rend dieses Messvorgangs von dem dreidimensionalen Manipulator derart festgehalten wird, dass dabei eine absolut feststehende Positionierung der Speichen des Leichtme- tallrades in Bezug auf den Manipulatorfußpunkt (auch TCP genannt; TCP - Tool Cen- ter Point), beispielsweise in Bezug auf den Roboter-TCP, sichergestellt ist,
d) auf der Grundlage der in Schritt c) gewonnenen Messwerte automatisiertes Berech- nen der notwendigen Laserwege entlang der Speichen des Leichtmetallrades, mithin also der entsprechenden notwendigen Bewegungsbahnen des dreidimensionalen Ma nipulators, und Zuführen der entsprechenden Berechnungsergebnisse an eine Steue- rungseinrichtung des dreidimensionalen Manipulators zwecks entsprechender an- schließender Steuerung der Bewegung des dreidimensionalen Manipulators in Bezug auf den feststehenden Laserkopf,
e) Verfahren des Leichtmetallrades mittels des dreidimensionalen Manipulators, bei- spielsweise mittels des Roboters, entlang des stehenden Laserkopfes, wobei die Spei- chen des Leichtmetallrades von oben gelasert werden, damit die Schmelze aufgrund der Schwerkraftwirkung nach unten abfließen kann und an der Speichenrückseite wie- der aushärten kann, wobei der jeweils aufgeschmolzene Speichenbereich mittels Schutzgas beaufschlagt wird, und
f) anschließend durch den dreidimensionalen Manipulator Ablegen des Leichtmetallra- des zwecks Beförderung zu einer nächsten Station im Fertigungsprozess des Leicht metallrades.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des im vorangegangenen Absatz beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver- fahrens weist folgendes auf: den feststehenden Laser, welcher beispielsweise ein Faserlaser oder ein CO2-Laser sein kann, mit dem feststehenden Laserkopf,
den automatisierten dreidimensionalen Manipulator, welcher beispielsweise ein Roboter mit Greifer sein kann,
die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Bewegung des dreidimensionalen Manipula- tors,
die Messeinrichtung für das automatisierte dreidimensionale Vermessen des Leichtmetall- rades in dem Speichenbereich des Leichtmetallrades,
eine Datenverarbeitungseinrichtung zur automatisierten Berechnung der notwendigen La- serwege entlang der Speichen des Leichtmetallrades, mithin also der entsprechenden not- wendigen Bewegungsbahnen des dreidimensionalen Manipulators, und
eine Einrichtung zum Zuführen der entsprechenden Berechnungsergebnisse der Datenver- arbeitungseinrichtung an die genannte Steuerungseinrichtung des dreidimensionalen Ma- nipulators zwecks entsprechender anschließender Steuerung der Bewegung des dreidi mensionalen Manipulators in Bezug auf den feststehenden Laserkopf. Dabei sind der feststehende Laser mit dem feststehenden Laserkopf, der automatisierte drei- dimensionale Manipulator, die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des dreidimensionalen Manipulators, die genannte Messeinrichtung, die genannte Datenverarbeitungseinrichtung und die Einrichtung zum Zufuhren der Berechnungsergebnisse der Datenverarbeitungseinrichtung an die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des dreidimensionalen Manipulators so eingerich- tet und aufeinander abgestimmt, dass das hier beschriebene Ausführungsbei spiel der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des genannten und oben beschriebenen Aus- fuhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Lage ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verrunden eines unerwünschten Grates und/oder einer unerwünschten Materialansammlung an rückseitigen Kanten von Speichen eines im Prozess seiner Ferti gung befindlichen Leichtmetallrades für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei sich der genannte Grat oder die genannte Materialansammlung im Verlaufe einer vorangegangenen mechanischen Bearbeitung des Leichtmetallrades während dessen Fer tigungsprozesses aufgebaut hat, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Grat bzw. die genannte Materialansammlung mittels eines Laserumschmelzverfahrens unter Verwen- dung eines von einem Laser erzeugten Laserstrahls verrundet wird, wobei die Verrundung dadurch erzielt wird, dass während des Lasems das Leichtmetallrad so orientiert wird, dass die rückseitige Kante der jeweils zu lasemden Speiche nach unten gerichtet ist, und dass durch Energieeintrag des Laserstrahls das Leichtmetall an der vorstehend genannten Speiche partiell und direkt von oben, also an einer vorderseitigen Kante dieser vorstehend genannten Speiche, und/oder seitlich von oben aufgeschmolzen wird, so dass die dabei entstehende Schmelze aufgrund der Schwerkraftwirkung nach unten abfließt, auf der Speichenrückseite in Form einer Rundung aushärtet und auf diese Weise den dort vorhan- denen unerwünschten Grat oder die dort vorhandene unerwünschte Materialansammlung verrundet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetallrad aus Alu- minium und/oder aus Magnesium und/oder aus einer Aluminium enthaltenden Legierung und/oder aus einer Magnesium enthaltenden Legierung besteht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des gesamten Aufschmelzens und Aushärtens die jeweilige betroffene Kante mit Schutzgas beaufschlagt wird, um eine Verunreinigung des Leichtmetalls zu vermeiden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser ein feststehender Laser mit feststehendem Laserkopf ist und das Leichtmetallrad zwecks Durchführung des gezielten Laserumschmelzens an dem feststehenden Laserkopf vorbeibewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bewegung des Leichtmetallrades mittels eines automatisierten dreidimensionalen Manipulators, bei- spielsweise mittels eines Roboter-Greifers, erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der automatisierte Manipulator während der genannten Bewegung das Leichtmetallrad fest eingeklemmt hält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beginn des Umschmelzens das Leichtmetallrad in seinem Speichenbereich mittels einer Messeinrichtung automatisiert dreidimensional vermessen wird und auf der Grundlage von während dieses Messvorgangs gewonnener Messwerte die notwendigen Laserwege entlang der Speichen des Leichtmetallrades, mithin also die entsprechenden notwendigen Bewegungsbahnen des dreidimensionalen Manipulators, automatisiert berechnet und die entsprechenden Berechnungsergebnisse einer Steuerungseinrichtung des dreidimensiona- len Manipulators zwecks entsprechender anschließender Steuerung der Bewegung des dreidimensionalen Manipulators in Bezug auf den feststehenden Laserkopf zugefuhrt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dreidimensionale Manipu- lator, welcher beispielsweise ein Roboter sein kann, das Leichtmetallrad vor Beginn des genannten Messvorgangs ergreift und das Leichtmetallrad während des genannten Messvorgangs derart festhält, dass dabei eine absolut feststehende Positionierung der Speichen des Leichtmetallrades in Bezug auf den Manipulatorfußpunkt (auch TCP genannt; TCP - Tool Center Point), beispielsweise in Bezug auf den Roboter-TCP, sichergestellt ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es vollständig oder zumindest teilweise automatisiert abläuft.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder nach Anspruch 9 in Rückbeziehung auf Anspruch 8 mit folgenden Schritten:
a) Ergreifen des Leichtmetallrades durch den dreidimensionalen Manipulator, beispielsweise durch einen Roboter-Greifer,
b) mittels des dreidimensionalen Manipulators Zufuhren des Leichtmetallrades zu der genannten Messeinrichtung, c) automatisiertes dreidimensionales Vermessen des Leichtmetallrades in seinem Speichenbereich durch die genannte Messeinrichtung, wobei das Leichtmetallrad wäh- rend dieses Messvorgangs von dem dreidimensionalen Manipulator derart festgehalten wird, dass dabei eine absolut feststehende Positionierung der Speichen des Leichtme- tallrades in Bezug auf den Manipulator-TCP, beispielsweise in Bezug auf den Robo- ter-TCP, sichergestellt ist,
d) auf der Grundlage der in Schritt c) gewonnenen Messwerte automatisiertes Berech- nen der notwendigen Laserwege entlang der Speichen des Leichtmetallrades, mithin also der entsprechenden notwendigen Bewegungsbahnen des dreidimensionalen Ma- nipulators, und Zufuhren der entsprechenden Berechnungsergebnisse an die Steue- rungseinrichtung des dreidimensionalen Manipulators zwecks entsprechender an- schließender Steuerung der Bewegung des dreidimensionalen Manipulators in Bezug auf den feststehenden Laserkopf,
e) Verfahren des Leichtmetallrades mittels des dreidimensionalen Manipulators, bei- spielsweise mittels des Roboters, entlang des stehenden Laserkopfes, wobei die Spei- chen des Leichtmetallrades von oben gelasert werden, damit die Schmelze aufgrund der Schwerkraftwirkung nach unten abfließen kann und an der Speichenrückseite wie der aushärten kann, wobei der jeweils aufgeschmolzene Speichenbereich mittels Schutzgas beaufschlagt wird, und
f) anschließend durch den dreidimensionalen Manipulator Ablegen des Leichtmetallrades zwecks Beförderung zu einer nächsten Station im Fertigungsprozess des Leicht- metallrades.
1 1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist
den feststehenden Laser, welcher beispielsweise ein Faserlaser oder ein CO2-Laser sein kann, mit dem feststehenden Laserkopf,
den automatisierten dreidimensionalen Manipulator, welcher beispielsweise ein Robo- ter mit Greifer sein kann,
die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Bewegung des dreidimensionalen Mani- pulators,
die Messeinrichtung für das automatisierte dreidimensionale Vermessen des Leicht metallrades in dem Speichenbereich des Leichtmetallrades, eine Datenverarbeitungseinrichtung zur automatisierten Berechnung der notwendigen Laserwege entlang der Speichen des Leichtmetallrades, mithin also der entsprechen- den notwendigen Bewegungsbahnen des dreidimensionalen Manipulators, und eine Einrichtung zum Zufuhren der entsprechenden Berechnungsergebnisse der Da- tenverarbeitungseinrichtung an die genannte Steuerungseinrichtung des dreidimensio nalen Manipulators zwecks entsprechender anschließender Steuerung der Bewegung des dreidimensionalen Manipulators in Bezug auf den feststehenden Laserkopf, wobei
der feststehende Laser mit dem feststehenden Laserkopf, der automatisierte dreidimensio- nale Manipulator, die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des dreidimensionalen Mani pulators, die genannte Messeinrichtung, die genannte Datenverarbeitungseinrichtung und die Einrichtung zum Zufuhren der Berechnungsergebnisse der Datenverarbeitungseinrich- tung an die Steuerungseinrichtung zur Steuerung des dreidimensionalen Manipulators so eingerichtet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens in der Lage ist.
EP19708775.2A 2018-02-22 2019-02-21 Verfahren und vorrichtung zum verrunden eines unerwünschten grates und/oder einer unerwünschten materialansammlung an rückseitigen kanten von speichen eines im prozess seiner fertigung befindlichen leichtmetallrades für ein fahrzeug Withdrawn EP3755493A1 (de)

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