JP2020517483A - 表面を部分的に研削する方法および本方法を実施するための研削装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、処理された、特に仕上げ塗装された表面上の傷を研削により除去する方法であって、傷の検出後、柔軟な研磨シートが、表面に移動し、機械加工される傷に押し付けられ、傷が、１つの研削板（３）を支持するロボットアーム（２）に動作可能に接続されているセンサシステムにより検出され、研磨ベルト（５）として設計された研磨シートは、研削板に供給され、傷に押し付けられるように設計されている方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文による方法および本方法を実施するための研削装置に関する。

特に仕上げ塗装された表面をセンサシステムにより確認後、このように認識されたこの傷は、これまで手作業で処理されていた。そのため、研磨シートが保持されている研削ディスクを有する手持ち式研削盤が使用される。

研磨シートの研削ディスクへの取付けは、通常、フックアンドループ接続により達成され、対合研削ディスク／研磨シートは、互いに面するそれらの側に応じて形成される。

研磨シートの研削ディスクへの別のタイプの固定は、自己接着性接着結合により達成される。

研磨シートの研削ディスクへのさらに別のタイプの取付けは、吸引により行われる。そのため、研削盤は吸引装置に接続されている。

傷を除去するため、すなわち隣接する傷のない領域と合わせるために、非常に微細な砥粒を有する研磨シートが使用され、研削手順自体は、点状に行われるが、軌道運動、旋回運動、および／または振動運動を使用する。

一連の必要な作業工程は、特にコスト最適化に反する傷の手作業処理から生じる。

したがって、研磨シートを正確に中央に固定し、研削ディスク上に正しい面を持たせる必要があるため、研磨シートの交換は比較的時間がかかるため費用がかかる。

付随研削ディスクとその上に表面と平行でなく固定された研磨シートを有する手持ち式研削盤の使用は、非常にエラーの対象となり、追加の作業労力を必要とする。

研削ディスクを越えて横方向に突き出ている研磨シートを引き離すと、何よりも表面上の大きな領域内に研削屑が分散しているため、砥粒内にある研削屑が剥離して処理プロセス全体に干渉する可能性がある。

米国特許第５，３９４，６５４号明細書は、処理された表面の傷を除去する方法を開示しており、この方法では、傷は、視覚的に、すなわち目視検査により認識され、手作業でマークされる。このマーキングは、後に、その後の処理の基盤としてカメラにより取得される。しかし、傷の視覚的認識のみのため、この方法は、一定の再現可能な作業順序の確保には適していない。

独国実用新案第２０２０１３１０１８５８号は、当タイプの本方法とは異なる先行技術を示している。そこには、例えば塗装による表面仕上げの前に表面を研削するために装置が使用されることが記載されている。この文献は、当タイプの本方法が提供するような、仕上げ塗装面の処理については何も示していない。

さらに、米国特許出願公開第２，２５８，７３３号明細書には、研磨シートとして研磨ベルトを有する研削装置が開示されているが、この研磨装置は、当タイプの研削作業の実施には適していない。

本発明は、当タイプの方法をより費用効果的に実施できるように改良するという目的に基づいている。

この目的は、請求項１の特徴を有する方法および本方法を実施するための研削装置により達成される。

本発明により、傷の領域における表面の研削は自動化され、これにより、先行技術による方法に対して一連の利点が生じる。

研磨ベルトは、研削ディスクへの接続領域で最適に使用できるように正確に調整されているため、後処理の時間が短縮される。通常、手作業処理中に絶対には維持されず対応する結果を達成するためにより長い処理時間を必要とする正確なガイドは、処理時間に関してもはや考慮されない。すなわち、最適な研削結果を達成するための処理は、今や、より確実に、再現性よく、そしてずっと短時間で可能である。

本発明のさらなる利点は、研削ディスクを傾ける可能性であり、これは特に有効であることが証明されている。したがって、研削点の数も研削結果も、粗さ深さの減少に影響される。

もちろん、そこから実質的なコスト優位性が生じ、これは、本発明の意味における表面の処理が大量生産製品で行われる、すなわち準連続的な作業順序で行われる限り、注目に値する。

本発明のさらなる概念によれば、研磨ベルトは、ディスペンサから研削ディスクに供給され、その上に固定される。この固定は、ベロア（ｖｅｌｏｕｒ）のフックアンドループ接続、接着結合、または真空接続により行うことができ、次いで、吸引口を用いて対応して改造された研削ディスクが吸引装置に接続される。

接続、特にフックアンドループ接続および接着結合を切り離すために、研削ディスクの領域にエジェクタが設けられており、研削ディスクの使用後、研磨ベルトは、対応する距離だけさらに研磨ベルトの次の未使用領域内の方へ移動する。研磨ベルトの移送は、好ましくは周期的に行われ、研磨ベルトは、経験値に応じて、複数の処理工程のために研削ディスクに対して不変の位置で使用できる。

研削ディスクの作用領域での研磨ベルトの周期的前進により、必要に応じて、研磨シートの手作業交換に対して処理時間の実質的な短縮が同様に生じる。

本発明によりロボットを使用して研磨シートを取り外して交換するために必要な距離を不要にすることにより、先行技術に対してさらなる取付時間の短縮という結果になる。

本発明のさらなる概念によれば、研磨ベルトディスペンサは、１つの巻戻し軸と１つの巻取り軸を有するカセットの意味で考えられている。この場合、このカセットは、ロボットアームを有する研削装置のコンポーネントであり、必要に応じて、すなわち研磨ベルトの消耗後に完全に交換され、場合によっては研磨ベルトを再装備する必要がある。

自動研削盤でカセットを使用する代わりに、カセットを手持ち式研削装置のコンポーネントにすることもできる。研削中に蓄積する研削屑は、カセットの対応する構造によりカセット内で分離することができる。

さらに、本発明による研削装置では、部分的に張力を与えて研磨ベルトをカセット内に保持することができ、そのために、カセット内または直接隣接する外部にブレーキ装置を設けることができるが、ブレーキ装置は、研磨ベルトに機能的に接続されている。

研磨ベルトに張力を与えるために、空気圧作動シリンダまたは油圧作動シリンダを設けることができる。そのうち、一方は、研磨ベルトを偏向ローラ上に押し付けてから研磨ベルトが研削ディスクに向かって延びるため、それを固定し、そして別のシリンダは、出口側の研磨ベルト上で係合し、このシリンダは、圧力センサシステムなどの力センサシステムに動作可能に接続されている。

先行技術から知られているように、表面の研削運動は、軌道運動または振動運動が生成される駆動装置の対応する改造により自動研削盤内で行われる。回転研削の場合、カセット全体も移動する。

より敏感な表面をより良く処理できるようになるために、研磨ベルトの長手方向縁は、その形状が異なって、例えば、直線状、波状、ジグザグに、またはそれらの組み合わせとして形成されている。

使用された研磨ウェブの長さは、センサシステムにより検出できる。これは、研磨ベルトの初期長と端部によりコンピュータ制御方式で確認できる。

追加的または代替的に、例えば、研磨ウェブの端部に設けられた通路を検出するレーザの形態のセンサが、研削ディスクから上流に研磨ベルトの進行方向に接続され、この通路は、研磨ベルトの長さを最大限に活用できるように配置されている。

これまで、研磨ベルト、特にそのキャリアが紙で構成されているものの場合、研磨ベルトが裂け、研削される表面も研削装置自体も損傷に至る場合、問題が生じていた。

このような裂け目を検出するために、本発明のさらなる概念によれば、好ましくは、研磨ベルトの通過方向で見た研削ディスクの前に配置されている対応するセンサシステムが設けられている。このセンサシステムは、例えば、運動センサと、研磨ベルトと同期して移動し、マーキングを伴うフォロワを備えるように設計されている。このセンサシステムは、好ましくは、カセット内の研磨ベルトの非駆動出力に伴っている。

研磨ベルトが裂けた場合、巻戻し軸によるその引抜きが中断されるため、研磨ベルトはフォロワと同様に静止する。フォロワは、巻戻し軸に対して捻り込みロック式に配置されており、例えば歯がマーキングを形成する歯車として形成することができる。フォロワの異なる構成が、フォロワの運動または運動センサにより検出されるその静止を可能にするマーキングとしての要素を含む場合も考えられる。

本発明のさらなる有利な実施形態は、従属請求項において特徴付けられている。

本発明による本方法および本発明による研削装置の例示的な実施形態を、添付の図面に基づいて以下に説明する。

米国特許第５，３９４，６５４号明細書 独国実用新案第２０２０１３１０１８５８号 米国特許出願公開第２，２５８，７３３号明細書

本発明による研削装置の一部の概略側面図を示す図である。 本発明による研削装置の一部の概略側面図を示す図である。 異なる実施形態の変形における研削装置の詳細を示す図である。 概略側面図で研削装置のさらなる実施形態の変形を示す図である。 概略側面図で研削装置のさらなる実施形態の変形を示す図である。 概略側面図で研削装置のさらなる実施形態の変形を示す図である。 概略側面図で研削装置のさらなる実施形態の変形を示す図である。 本発明による研削装置を正面図で示す図である。 研削装置の一部を斜視図で示す図である。

図１および２は、例えば、仕上げ処理された、特に仕上げ塗装された表面において、研削により傷を除去するための研削装置１の一部を示し、光学センサシステム（図示せず）による傷の光学的検出の後、柔軟な研磨ベルト５は、表面に対して横方向に移動し、処理される傷に押し付けられる。

センサシステムにより傷に応じて移動する研削ディスク３を支持するロボットアーム２は、センサシステムに動作可能に接続されている。

この場合、研磨ベルト５は、研削ディスク３上に保持され、研削ディスク３は、傷を研削するために、例えば、軌道式、振動式、または回転式に表面に対して可動である。

研磨ベルト５は、カセット４の形態のディスペンサ内に保持され、巻戻し軸７上のロール６に巻き取られ、好ましくは研削手順に従って周期的に巻取り軸８上に巻き取られる。

研磨ベルト５は、例えば、取外し可能な接着結合またはフックアンドループ接続または吸引接続により、一体的に結合された方式または摩擦ロックされた方式で研削ディスク３上に取り付けられている。後者のために、研削ディスク３に接続されている吸引装置（図示せず）が設けられている。

図３の各種々の実施形態の変形内の一部として認識可能な研磨ベルト５は、種々の輪郭の縁を含むことができる。したがって、図において、５ａ）では、研磨ベルト５の一方の縁は波状に形成され、他方の縁は直線状に形成されている。５ｂ）では、両方の対向する長手方向縁が直線状に形成されている。５ｃ）では、両方の長手方向縁がジグザグになっている変形を示す。

研磨ベルト５を研削ディスク３から取り外すために、図５から７の図に従って、研削ディスク３の領域内にエジェクタ９が設けられている。

この場合、図５に示す実施例では、研削ディスク３の両側にエジェクタ９が設けられており、研磨ベルト５の通過方向は矢印により示されている。

図６および７では、研削ディスク３はエジェクタ９と重なっている。機能的に、研削ディスク３は、エジェクタ９が当接部の意味での研磨ベルト５への研削ディスク３の接続を切り離すように、エジェクタ９に対して持ち上げられている。

図４では、研磨ベルト５を収容するカセット４が詳細に示されており、未使用の研磨ベルト５が図中の左側にロール６の形態で配置されている領域に研削中に蓄積する研削屑が到達しないように、巻戻し軸７および巻取り軸８は中間壁１０により分離されている。

図８は、研磨ベルト５を備えた研削装置を示しており、研磨ベルト５の通過は矢印表示により示されている。

巻取り軸８は、駆動され、巻戻し軸７から研磨ベルト５を引き抜き、研磨ベルト５は、複数の偏向ローラ１３によりガイドされる。

使用完了後に研磨ベルトの端部を検出できるようになるために、巻戻し軸７の下流にレーザ源１４が設けられており、レーザ源１４は、その製造中にレーザビーム１５を用いて研磨ベルト５の端部に導入された通路（図示せず）を検出するため、研磨ベルト５の有効長さを最適に利用することができる。

カセット４は、例示的な実施形態では、ロボットアーム２に固定接続されているが、対照的に、研削ディスク３は、ロボットアーム２の可動接触フランジにより付随アセンブリを用いて保持されているため、研磨ベルト５は、研削ディスク３の領域に一定の張力下で保持されなければならない。

この目的のために、本実施例では、特に空気圧作動シリンダ１１または油圧作動シリンダ１２の形態で２つの張力付与要素が設けられており、一方のシリンダ１１は研磨ベルト５を偏向ローラ１３に押し付けてから研磨ベルト５を研削ディスク３に向かって進入させる。

出口側、すなわち、研削ディスク３の下流で、研磨ベルト５は、研磨ベルト５がガイドされる２つの偏向ローラ１３の間で研磨ベルト５に係合するシリンダ１２により張力が与えられる。

図９に、研磨ベルト５の裂け目を検出するセンサシステムを詳細に示す。

このセンサシステムは、運動センサ１６とそれに対応するフォロワ１７で構成され、フォロワ１７は歯車として設計され、巻戻し軸７に回転固定式に保持されているため、自由に回転する巻戻し軸７と同期する運動を実行する。

巻戻し軸７は、モータに接続されている巻取り軸８の作動時に研磨ベルトと準同期されるため、フォロワ１７もそれに応じて回転する。研磨ベルト５が裂けた場合、巻戻し軸７は、運動センサ１６により検出されるフォロワ１７と同様に静止するため、巻取り軸８の駆動が中断される。

１ 研削装置
２ ロボットアーム
３ 研削ディスク
４ カセット
５ 研磨ベルト
６ ロール
７ 巻戻し軸
８ 巻取り軸
９ エジェクタ
１０ 中間壁
１１ シリンダ
１２ シリンダ
１３ 偏向ローラ
１４ レーザ源
１５ レーザビーム
１６ 運動センサ
１７ フォロワ

Claims (26)

1. 処理された、特に仕上げ塗装された表面の傷を研削により除去する方法であって、傷の検出後、柔軟な研磨シートが、表面に向かって移動し、処理される傷に押し付けられ、傷が、研削ディスク（３）を支持するロボットアーム（２）に動作可能に接続されているセンサシステムにより検出され、研磨ベルト（５）として形成された研磨シートが、研削ディスク（３）に供給され、傷に押し付けられることを特徴とする方法。
2. 前記研磨シート（５）が前記研削ディスク（３）に一体的に結合された方法または摩擦ロックされた方法で取外し可能に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記研磨ベルト（５）がフックアンドループ接続または接着結合により、または吸引により前記研削ディスク（３）上に保持されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記研磨ベルト（５）が固定された前記研削ディスク（３）が回転式、振動式、または軌道式に移動することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記研磨ベルト（５）が傷の研削後に研削ディスク（３）から取り外されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記研磨ベルト（５）が前記研削ディスク（３）から取り外された後、前記傷の付随長手方向延長部によりさらに周期的に移動することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 柔軟な研磨ベルト（５）を支持する研削ディスク（３）が、傷を検出するセンサシステムにコンピュータ制御方式で動作可能に接続されているロボットアーム（２）に固定されていることを特徴とする、請求項１の方法を実施するための研削装置。
8. 前記研削ディスク（３）に保持された研磨ベルト（５）を取り外すために、エジェクタ（９）が前記研削ディスク（３）に伴っていることを特徴とする、請求項７に記載の研削装置。
9. 前記研磨ベルト（５）がディスペンサ内に取り付けられていることを特徴とする、請求項７から８のいずれか一項に記載の研削装置。
10. 前記研磨ベルト（５）の少なくとも１つの長手方向縁が輪郭付けられていることを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の研削装置。
11. 前記ディスペンサが前記ロボットアーム（２）の領域内に配置されたカセット（４）で構成されることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の研削装置。
12. 前記研削ディスク（３）が前記表面に対して軌道式、振動式、または回転式に駆動可能であることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか一項に記載の研削装置。
13. 前記カセット（４）が前記研磨ベルト（５）を巻き取り、および巻き戻すための巻取り軸（８）および巻戻し軸（７）を備えることを特徴とする、請求項７から１２のいずれか一項に記載の研削装置。
14. 前記カセット（４）が互いから分離した２つのチャンバを備え、前記巻戻し軸（７）が一方のチャンバに配置されており、前記巻取り軸（８）が他方のチャンバに配置されていることを特徴とする、請求項７から１３のいずれかに記載の研削装置。
15. 前記巻取り軸（８）が周期的に駆動可能であることを特徴とする、請求項７から１４のいずれか一項に記載の研削装置。
16. 前記巻取り軸（８）がモータにより駆動可能であり、前記巻戻し軸（７）が非駆動であることを特徴とする、請求項７から１５のいずれか一項に記載の研削装置。
17. 前記研磨ベルト（５）の端部を検出可能であるセンサが前記巻戻し軸（７）に伴っていることを特徴とする。
18. 前記研磨ベルト（５）の前記端部検出のための前記センサがレーザエミッタ（１４）で構成され、前記研磨ベルト（５）が前記レーザエミッタのレーザビーム（１５）に対応する前記端部領域に通路を備えることを特徴とする。
19. 裂けた研磨ベルト（５）を検出するために前記巻戻し軸（７）に伴ってセンサシステムが設けられていることを特徴とする。
20. 前記センサシステムが、運動センサ（１６）と、前記研磨ベルト（５）または前記巻戻し軸（７）と同期して移動するフォロワ（１７）とで構成され、該フォロワは前記運動センサ（１６）により検出可能なマーキングを伴っていることを特徴とする。
21. 前記フォロワ（１７）が歯車で構成されていることを特徴とする。
22. 前記研磨ベルト（５）に張力を与える張力付与手段が設けられていることを特徴とする。
23. 前記張力付与手段が油圧作動シリンダまたは空気圧作動シリンダ（１１、１２）で構成されていることを特徴とする。
24. 前記研削ディスク（３）の入口側に１つの張力付与手段が設けられており、出口側にさらなる張力付与手段が設けられていることを特徴とする。
25. 前記入口側張力付与手段が偏向ローラ（１３）に押し付けることができるシリンダ（１１）により形成されていることを特徴とする。
26. 前記出口側張力付与手段が２つの偏向ローラ（１３）の間で前記研磨シート（５）に押し付ける前記シリンダ（１２）により形成されていることを特徴とする。

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