EP3930960A1 - Verfahren zur koordinierung einer erkennung und dem bearbeiten einer fehlstelle eines werkstücks sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur koordinierung einer erkennung und dem bearbeiten einer fehlstelle eines werkstücks sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Info

Publication number
EP3930960A1
EP3930960A1 EP19728360.9A EP19728360A EP3930960A1 EP 3930960 A1 EP3930960 A1 EP 3930960A1 EP 19728360 A EP19728360 A EP 19728360A EP 3930960 A1 EP3930960 A1 EP 3930960A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
polishing
workpiece
processing
defect
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP19728360.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Unnerstall
Christian Wall
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.)
Rud Starcke GmbH and Co KG
Original Assignee
Rud Starcke 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 Rud Starcke GmbH and Co KG filed Critical Rud Starcke GmbH and Co KG
Publication of EP3930960A1 publication Critical patent/EP3930960A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/0038Other grinding machines or devices with the grinding tool mounted at the end of a set of bars
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00General purpose image data processing
    • G06T1/0014Image feed-back for automatic industrial control, e.g. robot with camera
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/26Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding workpieces with arcuate surfaces, e.g. parts of car bodies, bumpers or magnetic recording heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/26Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding workpieces with arcuate surfaces, e.g. parts of car bodies, bumpers or magnetic recording heads
    • B24B19/265Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding workpieces with arcuate surfaces, e.g. parts of car bodies, bumpers or magnetic recording heads for bumpers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/006Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for special purposes, e.g. for television tubes, car bumpers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/008Machines comprising two or more tools or having several working posts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/0023Other grinding machines or devices grinding machines with a plurality of working posts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B29/00Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0065Polishing or grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1661Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by task planning, object-oriented languages
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/001Industrial image inspection using an image reference approach
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G01N2021/8427Coatings

Definitions

  • the invention relates to a method for coordinating detection and loading by grinding and / or polishing at least one defect with at least one automatically and computer-controlled grinding or polishing tool in the surface coating of a workpiece that can be moved over the defect using a stored program Claim 1 and a device for performing the method.
  • the appropriate abrasive is then selected based on the defect classification and the defect is eliminated by manual grinding and subsequent polishing.
  • abrasives on substrates with micro-grains have proven to be very effective; they are used as sanding sheets manually or on hand-held machines, rotary, eccentric, orbital or by vibration.
  • the aim is to keep the grinding point as small as possible and to prepare it for subsequent polishing with a minimum surface roughness.
  • the sanding is carried out using what is known as wet sanding, in which the flaw and / or the sanding sheet is wetted with grinding water, significantly more flaws can be processed.
  • the flaw to be worked on should be cleaned after the grinding process before polishing due to adhering grinding dust or slurry, which can be very time-consuming, especially on vertical surfaces.
  • polishing For polishing, a corresponding amount of polishing paste is dosed onto the grinding point and / or a polishing wheel and the grinding point is processed with a polishing machine.
  • the employee can suffer significant losses in quality and additional work if hand-held grinding and polishing machines are set up at an angle, if, for example, ergonomically unfavorable areas have to be sanded, the wrong micro-grain size is used, the sanding sheet is incorrectly placed on the backing pad is positi oned, the sanding sheet is not changed in time, the sanding time is exceeded and is therefore sanded too deep, the amount of polishing paste selected for the sanding point is too large and thus unnecessary polishing paste splashes on the workpiece such as the body of a motor vehicle or too little polishing paste is chosen and therefore the optimal polishing effect does not occur and the polishing point becomes too warm due to too much contact pressure and too long polishing time and the polishing paste flocculates and polishing circles occur.
  • the employee When machining defects, the employee is given partially automated grinding and polishing times or carried out automatically.
  • the invention is based on the object of developing a method of the generic type in such a way that the grinding or polishing result is optimized, in particular the detection of defects and the automated grinding and polishing are better coordinated with one another.
  • the method according to the invention for coordinating detection and processing by grinding and / or polishing at least one flaw with at least one automatically and computer-controlled grinding or polishing tool in the surface coating of a workpiece that can be moved over the flaw using a stored program has the following procedural steps:
  • the method according to the invention in particular through the interplay of automated troubleshooting and automated grinding and polishing, significantly improves the precise coordination of the individual process steps.
  • the pre-simulation of a grinding or polishing process before the grinding or polishing is carried out ensures that the respective imperfections can be processed automatically with the available grinding or polishing tools.
  • the subsequent processing of the flaw by the grinding or polishing tool can be processed in an optimized manner, in particular for speed, on the basis of the processing data transferred to a control unit of the grinding or polishing tool.
  • the optical scanning of the surface coating of the workpiece takes place in the detection station with the aid of a movable detection unit. This makes it possible to increase the accuracy of the positioning method with regard to position data, error size and error type. This in turn enables machining with the smallest possible grinding points.
  • the flaw is marked and displayed.
  • the workpiece is subdivided into processing areas before step e).
  • the processing areas are preferably calculated based on the geometry of the workpiece and the accessibility for a respective grinding or polishing tool.
  • the coordination can be significantly improved, especially if several grinding or polishing tools are present. This also avoids collisions between the tools.
  • the at least one grinding or polishing tool is controlled in such a way that the processing of the imperfections is optimized in terms of time and route.
  • several grinding or polishing tools arranged next to one another are activated simultaneously for processing a respective defect. This enables the simultaneous machining of several defects, which means that the machining time of the workpiece can be further reduced.
  • the opening angle of the stored target data, for example CAD data, of the workpiece is calculated inline via a distance sensor and taken into account during error processing, so that the grinding and polishing tool can use the correct surface normal.
  • the grinding takes place exclusively as so-called dry grinding.
  • a multiple of the area of the previously grinding machined surface is machined during the polishing machining of the flaw, which in particular has the advantage of less heat development in the area of the polishing point and thus prevents a flocculation or the like of a polishing agent used .
  • the device according to the invention for performing the above-described method has a detection station, a grinding station and a polishing station.
  • At least one grinding tool is designed as a robot connected to a computer, which has a rotating and / or vibrating and / or orbital movable support device attached to an arm of the robot for holding a grinding belt, as well as a polishing tool, which is used as a robot connected to a computer is formed, which has a rotating and / or vibrating and / or orbital be movable support plate for holding a polishing sponge, the arm being computer-controlled movable.
  • a sanding belt is particularly suitable for dry sanding, as such a sanding belt can be adjusted in cycles after each processing of a flaw, so that an unused area of the sanding belt is available for each flaw to be processed and thus a consistent quality of the sanding process for every defect.
  • the at least one grinding or polishing tool can be moved along a linear axis, which enables the grinding or polishing tool to have a greater range.
  • the polishing tool has a wiping device and / or a blowing device and, if necessary, a detection unit.
  • the wiping device thus enables automated wiping of the polishing point.
  • the blowing device enables further cooling of the polishing point by blowing compressed air, in particular into the polishing sponge.
  • the registration unit enables results to be checked.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of egg ner device according to the invention for performing a method according to the invention
  • Fig. 2 is a side view of the device shown in Fig. 1 and 3, 4 and 5 are perspective views of a detail of the FIG.
  • the reference numeral 1 is a total of an embodiment variant of a device according to the invention for performing a method for detecting and processing by grinding and / or polishing at least one defect 1 with at least one automatically and computer-controlled using a stored program about the defect 1 movable grinding or polishing tool 7, 8 referred to in the surface coating of a workpiece 5.
  • the device has a detection station 2, a grinding station 3 and a polishing station 4.
  • the individual stations are connected to one another via a rail system 9 on which the workpieces 5 to be processed, for example in the form of body parts of a motor vehicle, can be moved from station to station and fed to the individual stations in a clocked manner.
  • the detection station 2 has two robots with respective robot arms, at the end of which an optical scanning device is attached.
  • the optical scanning device preferably has an electromagnetic radiation source which is directed onto the workpiece 5, as well as a detector unit 61 with which the beams reflected from the workpiece 5 are detected and subsequently evaluated.
  • the optical scanning device 6 can optically capture all areas of the surface of the workpiece 5 with the aid of the movable robot arm.
  • the robot arm is preferably controlled via a higher-level master computer with a database connected to it, in which the relative coordinates of the surface of the workpiece 5 to be scanned are stored.
  • restricted areas with respect to the workpiece 5 are permanently stored or automatically determined in advance, for example along the edges of the workpiece 5, along the fat edges of workpieces 5 designed as body modules and in tight radii of the workpiece 5.
  • All the required parameter variables are stored for the processing movement of the robots and are matched to the respective error size.
  • Limit values are stored for the parameter variables that can be changed for a continuous improvement process.
  • the optical scanning device 6 scans the surface of the workpiece 5, preferably by applying a light beam.
  • the reflected radiation is detected with a detector and any defects found on the surface of the workpiece 5 are digitally stored in a second database.
  • the position data and, if necessary, an error weighting are stored.
  • the recorded flaws data are compared with the stored relative coordinates of the workpiece 5 and used for the above further automated processing, i.e. the grinding treatment and the subsequent polishing treatment , Voted.
  • the detection unit would optically scan the defect area beforehand and use the more precise data in step b) for further processing.
  • two robots are also arranged in the grinding station 3 adjacent to the detection station 2.
  • the robots can be moved along a linear axis 32. It is also conceivable to place the robots of the detection station 2 and / or the polishing station 4 on such linear axes 32. It is also conceivable to arrange the robots of the grinding station 3 in a stationary but rotatable manner in the grinding station 3.
  • the coordinates of this flaw are transferred to the master computer and preferably to an employee visualized on a screen.
  • the position data for this flaw is forwarded to the master computer for further grinding.
  • the grinding tool 7 and the robot arm, to which the grinding tool 7 is attached, are brought into the intended position in order to grind the flaw.
  • the workpiece 5 is preferably subdivided into several processing areas before the processing data determined for processing the defect are transferred to the grinding tool 7 .
  • These machining areas are calculated using the geometry of the workpiece 5 and the accessibility for a respective grinding tool 7.
  • the grinding tool 7 that is most economical in terms of time and route is then controlled in such a way that the machining of the flaw is optimized in terms of time and route.
  • the flaws can be machined in parallel without the grinding or polishing tools or the robot and the robot arms colliding such a grinding or polishing tool is arranged comes.
  • an evaluation is preferably carried out by the master computer using statistical methods in order to further improve the automation of the processing of the imperfections, in particular by reducing the number of processing steps.
  • the grinding or polishing tool is aligned accordingly or it compensates for slight deviations by gently placing it on the workpiece part of the workpiece 5.
  • Such situations occur, for example, with vehicle bodies with doors, hoods or flaps that, after painting and drying, are not only pre-fixed in their closed position, but in the respective spacers and can be moved into the closed position when pressure is applied.
  • an upstream distance sensor to calculate the opening angle, in particular of the grinding tool 7, and thus to take it into account during the grinding process.
  • grinding tools 7 are preferably used for the grinding process, which can work in dry grinding.
  • the grinding tool 7 preferably has a grinding belt 71 which is displaced so far after each grinding process that a still unused part of the grinding belt is used for the following grinding process.
  • the grinding belt 71 is preferably held on a support plate of the grinding tool 7 by vacuum.
  • micro-grain size used here is matched to the polishing paste used.
  • the micro-grain size used is preferably a very fine grain size outside of the FEPA-P series, the max. Roughness depth is less than 0.5 pm.
  • the same micro-grain size is preferred for all types or sizes of defects.
  • sanding takes place several times, but always with an unused abrasive, with the sanding movement being adapted to the size of the defect.
  • an unused abrasive By using an unused abrasive, the surface roughness of the grinding point is within a narrow tolerance range, even when processing larger defects.
  • the polishing tool 8 has a polishing device attached to a robot arm with a polishing sponge through which the polishing agent, in particular in the form of a polishing paste, can be fed. It is also conceivable to feed the polishing agent directly onto the grinding point or into the polishing sponge itself. Time-consuming wetting of the polishing sponge surface can be dispensed with because the polishing paste dosage is at least tripled once after changing the polishing sponge.
  • polishing sponge is then preferably replaced after the third cleaning.
  • the area of the polishing processing at the respective flaw is preferably several times larger than the area of the surface that was previously processed by grinding.
  • the heat development can be minimized by changing the contact pressure and cooling by means of compressed air in the polishing sponge.
  • the polishing tool 8 preferably has a wiping device, for example in the form of a microfiber cloth or a cleaning sponge, in order to enable automatic wiping of the polishing point.
  • the wiping device is preferably attached to a robot arm together with the polishing device 8, the wiping device being designed to be pivotable.
  • the polishing tool 8 preferably has a blower device with which compressed air can be applied to the polishing point to cool it.
  • a blower device with which compressed air can be applied to the polishing point to cool it.
  • a detection unit 6 mounted on the polishing tool optically scans the machined areas and uses them to check the results.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Bearbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle (1) mit wenigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle (1) bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs (7, 8) in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks (5) beschrieben, mit den Verfahrensschritten: a) Automatisches, insbesondere optisches Abtasten der Oberflächenbeschichtung des Werkstücks (5) und Erfassen der abgetasteten Positionsdaten in einer Datenbank, b) Erkennen der Fehlstelle (1) durch Vergleich der erfassten Positionsdaten mit abgespeicherten Solldaten des Werkstücks (5), c) Simulation möglicher Bewegungen des Schleif- oder Polierwerkzeugs (7, 8) zur Bearbeitung der Fehlstelle (1), d) Weiterleitung der bei der Simulation ermittelten Einstellungsdaten für das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) an einen Leitrechner, e) Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehlstelle (1) an das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8), f) Bearbeiten der Fehlstelle (1) durch das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8). Desweiteren wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Description

Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und dem Bearbeiten einer Fehlstelle eines Werkstücks sowie Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Be arbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle mit we nigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Insbesondere bei Fehlstellen in lackierten Oberflächen, wie sie Karosserien von Kraftfahrzeugen aufweisen, insbesondere in Gestalt von Staubeinschlüssen, Schmutzpartikeln, Lacknasen und Kratern, die sich trotz vieler Bemühungen nicht vermeiden lassen, müssen diese Fehlstellen durch Schleifen und Polieren nachbearbeitet werden.
Insbesondere die Fehlersuche und die Fehlerklassifizierung gefundener Fehl stellen sind dabei auch für speziell ausgebildete und erfahrene Mitarbeiter äu ßerst zeitaufwändig.
Anhand der Fehlerklassifizierung wird dann das passende Schleifmittel ausge wählt und der Fehler durch manuelles Schleifen und anschließendes Polieren beseitigt.
Zum Schleifen haben sich Schleifmittel auf Unterlagen mit Mikrokörnungen bestens bewährt, die als Schleifblatt manuell oder auf handgeführten Maschi nen rotativ, exzentrisch, orbital oder durch Vibration eingesetzt werden.
Entsprechend der Fehlergröße ist es das Ziel, die erzeugte Schleifstelle mög lichst klein zu halten und mit minimaler Rautiefe für das anschließende Polieren vorzubereiten.
Für den Schleifprozess sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Verfahren mit jeweiligen Vor- und Nachteilen bekannt. So sammelt sich beim sogenannten Trockenschliff der im Laufe eines Schleif vorgangs entstandene Schleifstaub auf dem Schleifblatt, was dazu führt, dass nur wenige Fehlstellen je Schleifblatt bearbeitet werden können.
Erfolgt das Schleifen im sogenannten Nassschliff, bei dem die Fehlstelle und/oder das Schleifblatt mit Schleifwasser benetzt wird, lassen sich wesentlich mehr Fehlstellen bearbeiten. Allerdings sollte die zu bearbeitende Fehlstelle nach dem Schleifvorgang vor dem Polieren aufgrund anhaftendem Schleifstaub oder -schlämm gereinigt werden, was vor allem an senkrechten Flächen sehr zeitaufwändig sein kann.
Zum Polieren wird eine entsprechende Menge Polierpaste auf die Schleifstelle und/oder eine Polierscheibe dosiert und die Schleifstelle mit einer Polierma schine bearbeitet.
Die Bearbeitung von Fehlstellen ist sehr zeitintensiv und anstrengend, insbe sondere wenn die Fehlstelle sich an Übergängen, gekrümmten Flächen, an Fettkanten oder angrenzend an Spalten befindet.
Bei der Bearbeitung der Fehlstelle kann es durch den Mitarbeiter zu erhebli chen Qualitätseinbußen und Mehraufwand kommen, wenn handgeführte Schleif- und Poliermaschinen schief aufgesetzt werden, wenn beispielsweise an ergonomisch ungünstigen Stellen geschliffen werden muss, eine falsche Mikrokörnung verwendet wird, das Schleifblatt falsch auf dem Stützteller positi oniert wird, das Schleifblatt nicht rechtzeitig gewechselt wird, die Schleifzeit überschritten und dadurch zu tief ausgeschliffen wird, die Mengen der Polier paste für die Schleifstelle zu groß gewählt wird und dadurch unnötige Polier pastenspritzer auf dem Werkstück wie beispielsweise einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hinterlassen oder zu wenig Polierpaste gewählt wird und dadurch die optimale Polierwirkung ausbleibt sowie die Polierstelle durch zu viel Anpressdruck und zu langer Polierzeit zu warm wird und die Polierpaste ausflockt und Polierkringel entstehen.
Unabhängige Produkt- und Prozessaudits durch ein Qualitätsmanagement be werten regelmäßig das Verfahren und leiten Verbesserungen und Schulungen für die Mitarbeiter ein.
Aus dem Stand der Technik bekannt ist es, die Fehlersuche und die Fehlerbe arbeitung teilzuautomatisieren. Bei der Fehlersuche unterstützen Ortungsverfahren, die Position einer Fehlstel le zu bestimmen und für den weiteren Prozess zu nutzen, wobei das Ortungs verfahren teilautomatisiert oder vollautomatisch erfolgen kann.
Nach dem Stand der Technik unterscheidet man zwischen stationären Or tungsverfahren, bei dem das Werkstück, beispielsweise die Oberfläche einer endbehandelten lackierten Karosse durch die Anlage hindurch inspiziert wird und einem modularen Ortungsverfahren, bei dem das Werkstück entsprechend der Außenkontur von an einem Roboterarmen angebrachten Erfassungseinheit mit Detektor inspiziert wird.
Mit stationären Ortungsverfahren können Werkstücke in unterschiedlicher Grö ße und Ausprägung bezogen auf die Kontur inspiziert werden, wobei, dem Ver fahren geschuldet, in Schattenbereichen und an Hinterschneidungen des Werkstücks nicht inspiziert werden kann. Außerdem sind die erfassten abge tasteten Positionsdaten und die Fehlstellenklassifizierung bei solchen Verfah ren ungenauer als dies bei modularen Ortungsverfahren möglich ist.
Bei der Fehlstellenbearbeitung werden dem Mitarbeiter teilautomatisiert Schleif und Polierzeiten vorgegeben oder automatisch durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass das Schleif- bzw. Polierergebnis optimiert wird, insbesondere die Fehlstellenerfassung und das automatisierte Schleifen und Polieren besser aufeinander abzustimmen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Be arbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle mit we nigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks weist die folgenden Verfah rensschritte auf:
a) Automatisches, insbesondere optisches Abtasten der Oberflächenbeschich tung des Werkstücks (5) in einer Erfassungsstation (2) und Abspeichern der abgetasteten Positionsdaten in einer Datenbank, b) Erkennen der Fehlstelle (1 ) durch Vergleich der erfassten Positionsdaten mit abgespeicherten Solldaten des Werkstücks (5),
c) Simulation möglicher Bewegungen des Schleif- oder Polierwerkzeugs (7, 8) zur Bearbeitung der Fehlstelle (1 ),
d) Weiterleitung der bei der Simulation ermittelten Einstellungsdaten für das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) an einen Leitrechner,
e) Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) an das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8),
f) Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) durch das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere durch das Zusam menspiel aus automatisierter Fehlersuche und automatisiertem Schleifen und Polieren eine exaktere Abstimmung der einzelnen Verfahrensschritte deutlich verbessert.
Damit einher geht eine deutliche Zeitersparnis, da insbesondere die automati sierte Erkennung der Fehlstellen weniger Zeit in Anspruch nimmt als die manu elle oder visuelle Fehlstellenerkennung durch ausgebildetes Fachpersonal.
Darüber hinaus ist durch die automatische Koordinatenabspeicherung der er kannten Fehlstellen eine direkte Übergabe dieser Koordinaten zur Ausrichtung des Schleifwerkzeugs bzw. des Polierwerkzeugs ermöglicht.
Durch die Vorabsimulation eines Schleif- oder Poliervorgangs vor Durchführung des Schleifens bzw. Polierens ist sichergestellt, dass die jeweiligen Fehlstellen mit den zur Verfügung stehenden Schleif- oder Polierwerkzeugen automatisiert bearbeitbar sind.
Die anschließende Bearbeitung der Fehlstelle durch das Schleif- oder Polier werkzeug kann auf Basis der an einer Steuereinheit des Schleif- oder Polier werkzeuges übergebenen Bearbeitungsdaten insbesondere auf Geschwindig keit optimiert abgearbeitet werden.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver fahrens erfolgt das optische Abtasten der Oberflächenbeschichtung des Werk stücks in der Erfassungsstation mithilfe einer verfahrbaren Erfassungseinheit. Dadurch ist ermöglicht, die Genauigkeit des Ortungsverfahrens in Bezug auf Positionsdaten, Fehlergröße und Fehlerart zu erhöhen. Dies ermöglicht wiede rum eine Bearbeitung mit möglichst kleinen Schleifstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird bei Erkennen einer Unmöglichkeit einer automatisierten Bearbei tung der Fehlstelle durch das Schleif- oder Polierwerkzeug in Schritt c) die Fehlstelle markiert und angezeigt.
Dies hat den Vorteil, dass solche Fehlstellen von dem Schleif- oder Polierwerk zeug direkt übergangen werden, woraus eine weitere Zeitersparnis resultiert. Die nicht bearbeitbare Fehlstelle wird dem Bearbeiter auf einem Bildschirm an gezeigt, die Koordinaten dieser Fehlstelle werden abgespeichert, was ermög licht, derartige Fehlstellen nach Abarbeitung der automatisch bearbeitbaren Fehlstellen von ausgebildetem Fachpersonal durchführen zu lassen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird insbesondere im Falle mehrerer festgestellter Fehlstellen vor Schritt e) das Werkstück in Bear beitungsbereiche unterteilt.
Dies hat den Vorteil, dass mithilfe einer Bahnplanungs-Software eine auf Ge schwindigkeit optimierte Abarbeitung der Fehlstellen ermöglicht ist.
Die Bearbeitungsbereiche werden bevorzugt anhand der Geometrie des Werk stücks und der Erreichbarkeit für ein jeweiliges Schleif- oder Polierwerkzeug berechnet.
Dadurch kann die Koordination insbesondere im Falle mehrerer vorhandener Schleif- oder Polierwerkzeuge deutlich verbessert werden. Darüber hinaus las sen sich dadurch Kollisionen der Werkzeuge vermeiden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird im Falle mehre rer zu bearbeitender Fehlstellen das wenigstens eine Schleif- oder Polierwerk zeug so angesteuert wird, dass die Bearbeitung der Fehlstellen zeit- und weg optimiert erfolgt. Insbesondere werden mehrere nebeneinander angeordnete Schleif- oder Polierwerkzeuge zur Bearbeitung einer jeweiligen Fehlstelle gleichzeitig angesteuert. Dies ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Fehlstellen, was zur Folge hat, dass die Bearbeitungszeit des Werkstücks weiter reduzierbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird bei Werkstücktei len, die in ihrer Halterung um einen vorbestimmten Weg bewegbar sind, über einen Abstandssensor der Öffnungswinkel über die abgespeicherten Solldaten, beispielsweise CAD-Daten, des Werkstücks inline berechnet und bei der Fehlerbearbeitung berücksichtigt, sodass das Schleif- und Polierwerkzeug die korrekte Oberflächennormale verenden kann.
Solche Situationen treten insbesondere bei Fahrzeugkarossen mit Türen, Hau ben oder Klappen auf, die nach einer zuvor erfolgten Lackierung und Trock nung nicht in ihrer geschlossenen Position, sondern in jeweiligen Abstandshal tern nur vorfixiert sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante erfolgt die Schleifbear beitung ausschließlich als sogenannter Trockenschliff.
Dadurch ist eine engere Taktung der Bearbeitung der Fehlstellen ermöglicht, da der beim Schleifvorgang entstehende Schleifstaub im Schleifmittel gebun den bleibt und dadurch eine Zwischenreinigung der Schleifstelle vor dem Polie ren entfallen kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante wird bei der Polierbear beitung der Fehlstelle ein Vielfaches der Fläche der zuvor schleifend bearbeite ten Fläche bearbeitet, was insbesondere den Vorteil einer geringeren Hitze entwicklung im Bereich der Polierstelle mit sich bringt und dadurch ein Ausflo cken oder dergleichen eines eingesetzten Poliermittels verhindert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens weist eine Erfassungsstation, eine Schleifstation und eine Poliersta tion auf. Wenigstens ein Schleifwerkzeug ist als mit einem Rechner verbunde ner Roboter ausgebildet, der eine an einem Arm des Roboters befestigte, rotie rend und/oder vibrierend und/oder orbitalen bewegbare Stützeinrichtung zur Halterung eines Schleifbandes aufweist sowie ein Polierwerkzeug, das als mit einem Rechner verbundener Roboter ausgebildet ist, der einen an einem Arm des Roboters befestigten, rotierend und/oder vibrierend und/oder orbitalen be wegbaren Stützteller zur Halterung eines Polierschwammes aufweist, wobei der Arm rechnergesteuert bewegbar ist. Der Einsatz eines Schleifbandes ist dabei für den Trockenschliff besonders ge eignet, da ein solches Schleifband sich taktweise nach jeder Bearbeitung einer Fehlstelle verstellen lässt, so dass für jede zu bearbeitende Fehlstelle ein un benutztes Flächenstück des Schleifbandes zur Verfügung steht und so eine gleichbleibende Qualität der Schleifbearbeitung für jede Fehlstelle ermöglicht.
Das wenigstens eine Schleif- oder Polierwerkzeug ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante entlang einer Linearachse verfahrbar, was eine größere Reichweite des Schleif- oder Polierwerkzeugs ermöglicht.
Das Polierwerkzeug weist nach einer bevorzugten Ausführungsvariante eine Wischeinrichtung und/oder eine Blaseinrichtung und ggfs eine Erfassungsein heit auf. Die Wischeinrichtung ermöglicht damit ein automatisiertes Wischen der Polierstelle. Die Blaseinrichtung ermöglicht eine weitere Kühlung der Po lierstelle durch Einblasen von Druckluft insbesondere in den Polierschwamm. Die Erfassungseinheit ermöglicht eine Ergebniskontrolle.
Insbesondere durch den Wegfall der Lichttunnel, die im Stand der Technik für die manuelle Bearbeitung der Fehlstellen durch Schleifen, Polieren und Wi schen der Polierstelle sowie der Ergebniskontrolle erforderlich sind, den deut lich geringerem Reinigungsaufwand, der sich durch den Trockenschliff ergibt, eine verschnittoptimierte Form des Schleifmittels als Band anstelle eines Schleifblattes, den Wegfall von weiteren erforderlichen Veredlungsschritten für die Befestigung des Schleifmittels durch die verwendete Vakuumbefestigung, einen geringeren Verbrauch an Polierpasten durch exakt abgestimmte Dosie rung durch den Polierschwamm hindurch sowie einem bedeutend geringeren Raumbedarf, sind Ökobilanz und Nachhaltigkeit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung stark verbessert.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beiliegen den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsvariante ei ner erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines er findungsgemäßen Verfahrens
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung und Fig. 3, 4 und 5 jeweilige perspektivische Ansichten eines Details der in den Fig.
1 und 2 gezeigten Vorrichtung
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Erfassungsstation, Polierstation, Schleifstation, des Schleifwerkzeuges, des Polierwerkzeuges, des Werkstücks und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmet rische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
In den Figuren 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine Ausfüh rungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Erkennen und Bearbeiten durch Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle 1 mit wenigstens einem automatisch und rechner gesteuert anhand eines hinterlegten Programms über die Fehlstelle 1 beweg baren Schleif- oder Polierwerkzeugs 7, 8 in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks 5 bezeichnet.
Wie in den Figuren 1 und 2 erkennbar ist, weist die Vorrichtung eine Erfas sungsstation 2, eine Schleifstation 3 und eine Polierstation 4 auf. Die einzelnen Stationen sind über ein Schienensystem 9 miteinander verbunden, auf dem die zu bearbeitenden Werkstücke 5, beispielsweise in Gestalt von Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs von Station zu Station verfahrbar und zu den einzelnen Stationen getaktet zugeführt werden können.
Die Erfassungsstation 2 weist, wie in den Figuren 1 , 2 und 3 dargestellt ist, zwei Roboter mit jeweiligen Roboterarmen auf, an deren Ende eine optische Abtasteinrichtung befestigt ist. Bevorzugt weist die optische Abtasteinrichtung eine elektromagnetische Strahlungsquelle auf, die auf das Werkstück 5 gerich tet wird, sowie eine Detektoreinheit 61 , mit der die von dem Werkstück 5 reflek tierten Strahlen erfasst und nachfolgend ausgewertet werden.
Die optische Abtasteinrichtung 6 kann mithilfe des beweglichen Roboterarms sämtliche Bereiche der Oberfläche des Werkstücks 5 optisch erfassen.
Zur Ansteuerung des Roboterarms dient bevorzugt über ein übergeordneter Leitrechner mit einer an diesen angeschlossenen Datenbank, in der Relativko ordinaten der abzutastenden Oberfläche des Werkstücks 5 abgespeichert sind. Anhand der Relativkoordinaten der Oberfläche des Werkstücks 5 werden Sperrbereiche bezogen auf das Werkstück 5 fest hinterlegt oder automatisiert beispielsweise entlang von Rändern des Werkstücks 5, entlang von Fettkanten von als Karossenmodule ausgebildeten Werkstücke 5 sowie in engen Radien des Werkstücks 5 im Vorfeld bestimmt. Alle erforderlichen Parametervariablen sind dabei für die Bearbeitungsbewegung der Roboter hinterlegt und werden auf die jeweilige Fehlergröße abgestimmt. Für die Parametervariablen sind Grenzwerte hinterlegt, die für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess veränderbar sind.
Die optische Abtasteinrichtung 6 tastet die Oberfläche des Werkstücks 5 vor zugsweise durch Beaufschlagen mit einem Lichtstrahl ab. Die reflektierte Strah lung wird dabei mit einem Detektor erfasst und aufgefundene Fehlstellen auf der Oberfläche des Werkstücks 5 digital in einer zweiten Datenbank abgespei chert.
Bei der Abspeicherung werden dabei die Positionsdaten und gegebenenfalls eine Fehlergewichtung abgespeichert. Zusammen mit der zuvor genannten Da tenbank des Leitrechners, in der die Relativkoordinaten der Oberfläche des Werkstücks 5 abgespeichert sind, werden die erfassten Fehlstellendaten mit den hinterlegten Relativkoordinaten des Werkstücks 5 verglichen und zur be vorstehenden weiteren automatisierten Abarbeitung, sprich der Schleifbehand lung und der anschließenden Polierbehandlung, abgestimmt.
Je nach zu bearbeitendem Werkstück ist es auch denkbar, nur einen Roboter mit daran befestigter Fehlererkennungseinrichtung in der Erfassungsstation 2 vorzusehen oder auch mehr als zwei solcher Roboter.
Es ist auch denkbar, je nach Werkstückgröße oder zur Erhöhung der Genauig keit des Ortungsverfahrens in Bezug auf Positionsdaten, Fehlergröße und Feh lerart, die oder eine weitere Erfassungseinheit am Schleifwerkzeug selbst zu montieren.
Durch die Verfahrbarkeit der optische Abtasteinrichtung 6 der Erfassungsstati on 2 können auch Werkstückbereiche abgetastet werden, die von stationären Ortungsanlagen nicht geprüft werden können, wie beispielsweise Schattenbe reiche oder Hinterschneidungen des Werkstücks. Es ist auch denkbar, ausschließlich die Fehlerposition zu erfassen, wodurch auf eine umfangreiche und teure Lagerkennung des Trägerfahrzeug und des Werkstücks verzichtet werden kann.
In diesem Fall würde die Erfassungseinheit vorab den Fehlerbereich optisch abtasten und die genaueren Daten im Schritt b) zur weiteren Bearbeitung ge nutzt.
Wie in den Figuren 1 , 2 und 4 dargestellt, sind in der zur Erfassungsstation 2 benachbarten Schleifstation 3 ebenfalls zwei Roboter angeordnet. Die Roboter sind im hier gezeigten Ausführungsbeispiel entlang einer Linearachse 32 ver fahrbar. Denkbar ist auch, die Roboter der Erfassungsstation 2 und/oder der Polierstation 4 auf solche Linearachsen 32 aufzusetzen. Denkbar ist ebenfalls, die Roboter der Schleifstation 3 ortsfest, aber rotierbar in der Schleifstation 3 anzuordnen.
Vor der Ansteuerung der Schleifwerkzeuge 7 der Schleifstation 3 durch den Leitrechner erfolgt vorab eine Simulation möglicher Bewegungen des Schleif werkzeugs 7 zur Bearbeitung der jeweiligen Fehlstelle.
Wird bei einer solchen Simulation festgestellt, dass eine automatische Bearbei tung der Fehlstelle durch das Schleifwerkzeug 7 nicht möglich ist, beispielswei se aufgrund einer für die automatische Bearbeitung ungünstige Position der Fehlstelle, so werden die Koordinaten dieser Fehlstelle an den Leitrechner übergeben und einem Mitarbeiter vorzugsweise auf einem Bildschirm visuali- siert dargestellt.
Ergibt die Simulation, dass die Fehlstelle automatisch bearbeitet werden kann, werden die Positionsdaten dieser Fehlstelle an den Leitrechner zur weiteren Schleifbearbeitung weitergeleitet. Dabei wird das Schleifwerkzeug 7 und der Roboterarm, an dem das Schleifwerkzeug 7 befestigt ist, in die vorgesehene Position gebracht, um die Fehlstelle schleifend zu bearbeiten.
Sofern, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, mehrere Roboter mit jeweiligen Schleifwerkzeugen 7 in der Schleifstation 3 angeordnet sind, erfolgt bevorzugt vor der Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehl stelle an das Schleifwerkzeug 7 eine Unterteilung des Werkstücks 5 in mehrere Bearbeitungsbereiche. Diese Bearbeitungsbereiche werden dabei anhand der Geometrie des Werk stücks 5 und der Erreichbarkeit für ein jeweiliges Schleifwerkzeug 7 berechnet. Anschließend wird das zeit- und weggünstigste Schleifwerkzeug 7 so ange steuert, dass die Bearbeitung der Fehlstelle zeit- und wegoptimiert erfolgt.
Bei der Schleifbearbeitung wird bevorzugt in konzentrischen Schleifbahnen um die Fehlstelle geschliffen.
Insbesondere erfolgt die Berechnung der Ansteuerung der Schleifwerkzeuge 7 und im nachfolgenden Polierverfahren auch der Polierwerkzeuge 8 mithilfe ei ner Software derart, dass eine auf Geschwindigkeit optimierte Abarbeitung der Fehlstelle des zu bearbeitenden Werkstücks 5 erfolgt.
Bei der Abarbeitung der Fehlstellen wird darüber hinaus berücksichtigt, dass im Falle mehrerer gleichzeitig arbeitender Schleif- oder Polierwerkzeuge die Fehl stellen parallel bearbeitet werden können, ohne dass es zu Kollisionen der Schleif- oder Polierwerkzeuge bzw. der Roboter und der Roboterarme, an de nen jeweils ein solches Schleif- oder Polierwerkzeug angeordnet ist, kommt.
Bevorzugt erfolgt nach erfolgter Schleifbearbeitung eine Auswertung durch den Leitrechner anhand statistischer Verfahren, um die Automatisierung der Abar beitung der Fehlstellen insbesondere durch Reduzierung von Bearbeitungs schritten weiter zu verbessern.
Gleiches gilt im Wesentlichen auch für die Polierbearbeitung der Fehlstellen in der der Schleifstation 3 benachbarten Polierstation 4.
Bei Werkstückteilen, die in ihrer Halterung um einen vorbestimmten Weg be wegbar sind, wird das Schleif- oder Polierwerkzeug entsprechend ausgerichtet oder es kompensiert leichte Abweichungen durch sanftes Aufsetzen auf das Werkstückteil des Werkstücks 5.
Solche Situationen treten beispielsweise bei Fahrzeugkarossen mit Türen, Hauben oder Klappen auf, die nach einer zuvor erfolgten Lackierung und Trocknung nicht in ihrer geschlossenen Position, sondern in jeweiligen Ab standshaltern nur vorfixiert sind und sich unter Ausübung eines Drucks in die geschlossene Position bewegen lassen.
So werden vorzugsweise bei Öffnungspositionen eines zu bearbeitenden Teil stücks des Werkstücks 5 von bis zu 1 ° solche Abweichungen von den abge- speicherten Koordinaten durch sanftes Aufsetzen der Bearbeitungswerkzeuge auf das zu bearbeitende Teilstück des Werkstücks 5 in Normalenrichtung kom pensiert.
Alternativ ist es auch möglich, den Öffnungswinkel über einen vorgeschalteten Abstandssensor vor dem Aufsetzen insbesondere des Schleifwerkzeugs 7 zu berechnen und so bei der Schleifbearbeitung zu berücksichtigen.
Wie in Figur 4 dargestellt, werden für den Schleifvorgang bevorzugt Schleif werkzeuge 7 eingesetzt, die im Trockenschliff arbeiten können. Dazu weist das Schleifwerkzeug 7 bevorzug ein Schleifband 71 auf, das nach jedem erfolgten Schleifvorgang so weit verschoben wird, dass für den folgenden Schleifvorgang ein noch unbenutzter Teil des Schleifbandes genutzt wird. Das Schleifband 71 ist dabei bevorzugt durch Vakuum an einem Stützteller des Schleifwerkzeugs 7 gehalten.
Dies ermöglicht, dass eine Zwischenreinigung der Schleifstelle vor dem Polie ren entfallen kann, da die Umgebung der Fehlstelle komplett staubfrei ist und das Wechseln des Schleifmittels beispielsweise in Pausenzeiten erfolgen kann.
Die hier eingesetzte Mikrokörnung wird auf die verwendete Polierpaste abge stimmt. Als Mikrokörnung wird dabei bevorzugt eine Feinstkörnung außerhalb der FEPA-P Reihe eingesetzt, deren max. Rautiefe kleiner 0,5pm beträgt.
Bei der schleifenden Bearbeitung wird bevorzugt für alle Fehlerarten oder - großen die gleiche Mikrokörnung eingesetzt. Bei größeren Fehlern wird dabei mehrmals, jedoch stets mit einem unbenutzten Schleifmittel geschliffen, wobei sich die Schleifbewegung der Fehlergröße anpasst. Durch den Einsatz eines unbenutzten Schleifmittels liegt die Rautiefe der Schleifstelle auch bei der Be arbeitung von größeren Fehlern in einem engen Toleranzfeld.
Wie weiter in Figur 5 erkennbar ist, weist das Polierwerkzeug 8 eine an einem Roboterarm befestigte Poliereinrichtung auf mit einem Polierschwamm, durch den das Poliermittel, insbesondere in Gestalt einer Polierpaste, hindurch zu- führbar ist. Denkbar ist auch, das Poliermittel direkt auf die Schleifstelle oder in den Polierschwamm selbst zuzuführen. Eine zeitaufwändige Benetzung der Polierschwammoberfläche kann dadurch entfallen, dass nach einem Wechsel des Polierschwammes die Polierpasten dosierung einmalig mindestens verdreifacht wird.
Denkbar ist auch, den Polierschwamm nach Gebrauch mit Hilfe eines Pad- washers aufzubereiten und weiter zu nutzen. Entsprechend einer Prozessvari ablen erfolgt ein Auswechseln des Polierschwamms dann bevorzugt nach der dritten Reinigung.
Die Fläche der Polierbearbeitung an der jeweiligen Fehlstelle ist bevorzugt über ein Mehrfaches größer als die Fläche der zuvor schleifend bearbeiteten Fläche. Insbesondere in der zweiten Hälfte der Polierzeit kann dadurch die Hitzeent wicklung durch Änderung des Anpressdrucks und durch Kühlung mittels Druck luft in den Polierschwamm minimiert werden.
Des Weiteren weist das Polierwerkzeug 8 bevorzugt eine Wischeinrichtung, beispielsweise in Gestalt eines Mikrofasertuches oder eines Reinigungs schwamms auf, um ein automatisches Wischen der Polierstelle zu ermögli chen. Die Wischeinrichtung ist dabei bevorzugt zusammen mit der Polierein richtung 8 an einem Roboterarm befestigt, wobei die Wischeinrichtung schwenkbar ausgeführt ist.
Darüber hinaus weist das Polierwerkzeug 8 bevorzugt eine Blaseinrichtung auf, mit der Druckluft zur Kühlung der Polierstelle auf diese aufbringbar ist. Insbe sondere für eine enge Taktung, bei der das Poliermittel auf die Schleifstelle in den Polierschwamm selber oder durch den Polierschwamm hindurch der Schleifstelle zugeführt wird, eine beim Polieren entstehende Hitzeentwicklung insbesondere durch Änderung des Anpressdrucks des Polierschwamms auf die zu polierende Stelle und durch Kühlung mittels der zuvor erwähnten Druckluft minimierbar ist.
Denkbar ist auch, dass eine am Polierwerkzeug montierte Erfassungseinheit 6 die bearbeiteten Stellen optisch abtastet und für die Ergebniskontrolle nutzt. Bezugszeichenliste
1 Fehlstelle
2 Erfassungsstation
3 Schleifstation
32 Werkzeugschiene / Linearachse
4 Polierstation
5 Werkstück
6 Erfassungseinheit
61 Detektor
7 Schleifwerkzeug
71 Schleifband
8 Polierwerkzeug
81 Polierschwamm
9 Schienensystem

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Koordinierung einer Erkennung und Bearbeiten durch
Schleifen und/oder Polieren wenigstens einer Fehlstelle (1 ) mit wenigstens einem automatisch und rechnergesteuert anhand eines hinterlegten Pro gramms über die Fehlstelle (1 ) bewegbaren Schleif- oder Polierwerkzeugs (7, 8) in der Oberflächenbeschichtung eines Werkstücks (5) mit den Ver fahrensschritten:
a) Automatisches, insbesondere optisches Abtasten der Oberflächen beschichtung des Werkstücks (5) in einer Erfassungsstation (2) und Abspeichern der abgetasteten Positionsdaten in einer Datenbank, b) Erkennen der Fehlstelle (1 ) durch Vergleich der erfassten Positions daten mit abgespeicherten Solldaten des Werkstücks (5), c) Simulation möglicher Bewegungen des Schleif- oder Polierwerk
zeugs (7, 8) zur Bearbeitung der Fehlstelle (1 ),
d) Weiterleitung der bei der Simulation ermittelten Einstellungsdaten für das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) an einen Leitrechner, e) Übergabe der ermittelten Bearbeitungsdaten zum Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) an das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8), f) Bearbeiten der Fehlstelle (1 ) durch Schleifen mit dem Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das optische Abtasten der Oberflächenbeschichtung des Werkstücks (5) in einer Erfas sungsstation (2) mithilfe einer verfahrbaren Erfassungseinheit (6) erfolgt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Unmöglichkeit einer automatisierten Bearbeitung der Fehl stelle durch das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) in Schritt c) die Fehl stelle markiert und angezeigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt e) das Werkstück (5) in Bearbeitungsbereiche unterteilt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbei tungsbereiche anhand der Geometrie des Werkstücks (5) und der Erreich barkeit für ein jeweiliges Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) berechnet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle mehrerer zu bearbeitender Fehlstellen das we nigstens eine Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) so angesteuert wird, dass die Bearbeitung der Fehlstellen zeit- und wegoptimiert erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinander angeordnete Schleif- oder Polierwerkzeuge (7, 8) zur Be arbeitung einer jeweiligen Fehlstelle gleichzeitig angesteuert werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Werkstückteilen, die in ihrer Halterung um einen vor bestimmten Weg bewegbar sind, das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) so angesteuert wird, dass das Schleif- oder Polierwerkzeug (7, 8) entspre chend der Oberflächennormale gemäß der abgespeicherten Solldaten ausgerichtet wird oder leichte Abweichungen durch sanftes Aufsetzen auf das Werkstück kompensiert werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifbearbeitung ausschließlich als Trockenschliff er folgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schleifbearbeitung in einer konzentrischen Schleif bahn um die Fehlstelle geschliffen wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Fehlergröße die Anzahl der Schleifvorgänge angepasst wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Polierbearbeitung der Fehlstelle ein Vielfaches der Fläche der zuvor schleifend bearbeiteten Fläche bearbeitet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Polierbearbeitung der Fehlstelle diese durch eine Wischeinrichtung gereinigt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Polierbearbeitung der Fehlstelle eine Ergebnis kontrolle durchgeführt wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , aufwei send eine Erfassungsstation (2), eine Schleifstation (3) und eine Poliersta tion (4), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schleifwerkzeug (7) als mit einem Rechner verbundener Roboter ausgebildet ist, der eine an einem Arm des Roboters befestigte, rotierend und/oder vibrierend und/oder orbitalen bewegbare Stützeinrichtung zur Halterung eines Schleifbandes (71 ) aufweist und ein Polierwerkzeug (8) als mit einem Rechner verbundener Roboter ausgebildet ist, der einen an einem Arm des Roboters befestigten, rotierend und/oder vibrierend und/oder orbitalen bewegbaren Stützteller zur Halterung eines Polierschwammes (81 ) auf weist, wobei der Arm rechnergesteuert bewegbar ist und dass zumindest die Erfassungsstation (2) eine optische Erfassungseinheit (6) aufweist.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schleif- oder Polierwerkzeu ge (7, 8) entlang einer Linearachse (32) verfahrbar ist.
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 15 oder 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schleif- oder Po lierwerkzeuge (7, 8) eine optische Erfassungseinheit (6) aufweist.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Polierwerkzeug (8) eine Wischeinrichtung und/oder eine Blaseinrichtung aufweist.
EP19728360.9A 2019-05-27 2019-05-27 Verfahren zur koordinierung einer erkennung und dem bearbeiten einer fehlstelle eines werkstücks sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens Pending EP3930960A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/063677 WO2020239198A1 (de) 2019-05-27 2019-05-27 Verfahren zur koordinierung einer erkennung und dem bearbeiten einer fehlstelle eines werkstücks sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3930960A1 true EP3930960A1 (de) 2022-01-05

Family

ID=66752070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19728360.9A Pending EP3930960A1 (de) 2019-05-27 2019-05-27 Verfahren zur koordinierung einer erkennung und dem bearbeiten einer fehlstelle eines werkstücks sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20220222765A1 (de)
EP (1) EP3930960A1 (de)
KR (1) KR20220016898A (de)
CN (1) CN113874163A (de)
BR (1) BR112021018726A2 (de)
CA (1) CA3133863A1 (de)
MX (1) MX2021014453A (de)
WO (1) WO2020239198A1 (de)
ZA (1) ZA202106870B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4302934A1 (de) 2022-07-05 2024-01-10 Seat, S.A. Verfahren zur reparatur von karosserielackdefekten

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114829065A (zh) * 2019-11-27 2022-07-29 3M创新有限公司 机器人修复控制系统和方法
JP7327217B2 (ja) * 2020-03-05 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 自動水研装置
EP4337416A1 (de) * 2021-05-11 2024-03-20 3M Innovative Properties Company Wischverfahren bei der robotischen lackreparatur
CN114346883A (zh) * 2022-03-16 2022-04-15 禹奕智能科技(杭州)有限公司 一种自动化恒力磨抛装置及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2447730A1 (de) * 1974-10-07 1976-04-08 Shimadzu Corp Vorrichtung zum feststellen und beseitigen von gussfehlern auf brammen oder knueppeln
KR950011757B1 (ko) * 1990-12-28 1995-10-10 마쓰다 가부시끼가이샤 차체의 불량도장부위 연마 방법및 그 장치
JPH1044042A (ja) * 1996-08-05 1998-02-17 Suzuki Motor Corp 被検査物の不良除去装置
US6714831B2 (en) * 2002-01-24 2004-03-30 Ford Motor Company Paint defect automated seek and repair assembly and method
JP2004106080A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Okamoto Machine Tool Works Ltd 基板の乾式化学機械研磨方法および乾式化学機械研磨装置
RU2009134876A (ru) * 2007-03-21 2011-04-27 3М Инновейтив Пропертиз Компани (3M Innovative Properties Company) (US) Способы устранения дефектов поверхностей
WO2010060459A1 (en) * 2008-11-25 2010-06-03 Abb Technology Ab A method and an apparatus for calibration of an industrial robot system
US8747188B2 (en) * 2011-02-24 2014-06-10 Apple Inc. Smart automation of robotic surface finishing
KR102370288B1 (ko) * 2012-07-23 2022-03-04 제이에이치 로드스 컴퍼니, 인크 비평면 유리 연마 패드 및 상기 연마 패드 제작 방법
US9044839B2 (en) * 2012-09-26 2015-06-02 Apple Inc. Method for measuring material removal during surface finishing on curved surfaces
DE102015119240B3 (de) * 2015-11-09 2017-03-30 ATENSOR Engineering and Technology Systems GmbH Automatisches detektieren und robotergestütztes bearbeiten von oberflächendefekten
CN105269329B (zh) * 2015-12-01 2018-10-09 肇庆市宏华电子科技有限公司 一种无人加工机器人系统集成
US20190291270A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Fanuc Corporation Controller, machine learning device, and system
CN109540904A (zh) * 2018-12-12 2019-03-29 华侨大学 一种衬底表面宏观缺陷检测及分类系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4302934A1 (de) 2022-07-05 2024-01-10 Seat, S.A. Verfahren zur reparatur von karosserielackdefekten
ES2958116A1 (es) * 2022-07-05 2024-02-01 Seat Sa Procedimiento de reparacion de defectos en la pintura de carrocerias

Also Published As

Publication number Publication date
MX2021014453A (es) 2021-12-15
KR20220016898A (ko) 2022-02-10
ZA202106870B (en) 2022-05-25
BR112021018726A2 (pt) 2021-12-21
CA3133863A1 (en) 2020-12-03
CN113874163A (zh) 2021-12-31
WO2020239198A1 (de) 2020-12-03
US20220222765A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020239198A1 (de) Verfahren zur koordinierung einer erkennung und dem bearbeiten einer fehlstelle eines werkstücks sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102015119240B3 (de) Automatisches detektieren und robotergestütztes bearbeiten von oberflächendefekten
EP0985493B1 (de) Werkzeugmaschine mit automatischer Prozesssteuerung/Überwachung
EP3107685A1 (de) Roboterzelle zum hauptzeitparallelen be- und entladen von einzelplatz-zerspanungsmaschinen
EP3789511B1 (de) Beschichtungsvorrichtung und verfahren zum metallischen beschichten von werkstücken
DE102012006502A1 (de) Verfahren zum mehrstufigen Schleifen von Werkstücken, sowie Vakuumtisch, Vorratsbehälter, Abstreifeinrichtung und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102014112123A1 (de) Waschanlage für Fahrzeuge und Verfahren zum Waschen von Fahrzeugen
DE112017002245T5 (de) Werkzeugmaschinensystem und oberflfächenrauigkeitserfassungsverfahren
EP1733183A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vermessung eines messobjekts
CN111442718B (zh) 用于检查和/或测量齿轮的设备和方法
DE102017104246A1 (de) Autonome Fertigungsstraße
EP0350000B1 (de) Vorrichtung zum Auftragsschweissen der Schaufelspitzen von Turbinen- und Kompressor-Schaufeln
EP3789513B1 (de) Beschichtungsvorrichtung und verfahren zum metallischen beschichten von werkstücken
DE102022212597A1 (de) Schleifautomatisierungssystem und -verfahren
DE102009039093A1 (de) Verfahren und System zum automatischen Schleifen und Polieren von lackierten Teilen
EP3335834A1 (de) Schleifmaschine mit planiereinheit
DE102019109718A1 (de) Arbeitsrobotersystem und Arbeitsroboter
DE19913163C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abrichten der Schleifscheiben einer Doppelflachschleifmaschine
DE102007003891A1 (de) Verfahren zur Konturenbearbeitung und Bearbeitungsvorrichtung
WO2003027783A1 (de) Verfahren zur bearbeitung von teilen sowie bearbeitungszentrum zur durchführung des verfahrens
EP2849010A1 (de) Verfahren und System zur Fertigung eines Werkstückes
RU2790124C1 (ru) Способ координирования идентификации и обработки дефекта заготовки и устройство для осуществления этого способа
CN112643467A (zh) 盖板智能磨检生产线
EP3515627B1 (de) Werkzeugmaschine und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken
DE102018104199B4 (de) Werkzeugmaschine mit Arbeitsraum, Rüstplatz und Roboterarm und Verfahren zu deren Betrieb

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210928

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAV Requested validation state of the european patent: fee paid

Extension state: MA

Effective date: 20210928

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20231117