[0001] Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen
geführten Schleifband, einem Druckschuh zum Drücken des Schleifbandes gegen ein Werkstück
mittels einer Andruckvorrichtung und eine Andrucksteuerung, mit der eine Andruckkraft
einstellbar ist.
[0002] Eine derartige Bandschleifmaschine ist beispielsweise durch die EP 0 155 380 B1 bekannt.
Die dort beschriebene Bandschleifmaschine weist einen Gliederdruckbalken mit einer
Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen auf, die mittels einer die Kontur
des Werkstückes detektierenden Detektionseinrichtung wirksam oder unwirksam steuerbar
sind, so daß nur die für das Werkstück tatsächlich benötigten Druckschuhe in eine
wirksame Schleifstellung gesteuert werden, wenn das Werkstück mittels einer Fördereinrichtung
unter dem Druckbalken hindurchgefördert wird. Die dabei vorgesehene Einstellung der
Andruckkraft der wirksam geschalteten Druckschuhe hat insbesondere die Funktion, diejenigen
Druckschuhe, die mit einem Randstück des Werkstückes nur eine geringe Kontaktfläche
haben, mit einer geringeren Andruckkraft auf das Werkstück zu drücken, um ein ungewolltes
Rundschleifen der Kanten des Werkstückes zu verhindern. Die Steuerung der Andruckkraft
erfolgt dabei vorzugsweise mit einem Elektromagneten, dessen Andruckkraft von der
durch seine Spulenwindungen fließenden elektrischen Strom abhängt. Allerdings sind
auch andere Andruckvorrichtungen möglich, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch
wirken.
[0003] Die Realisierung dieses bekannten Prinzips der Steuerung einer Bandschleifmaschine
erfolgt dadurch, dass beispielsweise die Kontur des Werkstücks detektiert wird und
für den Mittenbereich des Werkstücks eine Andruckkraft durch die Andrucksteuerung
vorgegeben wird, die bei einer elektromagnetischen Ansteuerung einem vorgegebenen
Strom durch den Elektromagneten des Druckschuhs hervorruft. Analoges gilt für die
denkbare Realisierung mit pneumatischen oder hydraulischen Antrieben.
[0004] Durch JP 05-318305 A ist eine Bandschleifmaschine bekannt, bei der der Druckbalken
ebenfalls durch eine Vielzahl von quer zur Förderrichtung angeordneten Druckschuhen
gebildet ist. Vor den Druckschuhen ist eine die Kontur des Werkstücks detektierende
Detektionseinrichtung vorgesehen, mit der die - wie auch bei der EP 0 155 380 B1 -
die momentane Dicke des Werkstücks gemessen wird. In Abhängigkeit von der Dicke des
Werkstücks werden die Druckschuhe in ihrer Höhe verstellt, sodass über den gesteuerten
Hub der Druckschuhe eine gleichmäßige Andruckkraft auf der Oberfläche des Werkstücks,
unabhängig von dessen Dickenvariationen, realisiert werden soll. Auf dem vertikalen
Verstellweg des Druckschuhs sind drei Schalter vorgesehen, von denen die beiden äußeren
als Endschalter und ein mittlerer als Referenzpunktschalter bestimmt sind. Diese Schalter
ermöglichen das Verfahren des Druckschuhs in eine definierte Ausgangsstellung, die
mit einer entsprechenden definierten Ausgangsstellung eines Sensorzylinders korrespondiert,
um so den aufgrund der Dicke des Werkstücks aus der Ausgangsstellung zurückgelegten
Verfahrweg des Sensorzylinders auf einen entsprechenden Verfahrweg des Druckschuhs
zu übertragen. Nach der entsprechenden Verstellung des Druckschuhs ist eine Variation
der Andruckkräfte nicht offenbart, da auf die Oberfläche eine überall gleiche Andruckkraft
wirken soll.
[0005] Umfangreiche Untersuchungen und Erfahrungen des Erfinders mit den Bandschleifmaschinen
der genannten Art haben die Erkenntnis gebracht, dass auch die bereits sehr hochentwickelten
Bandschleifmaschinen der bekannten Art noch verbesserbar sind.
[0006] Ausgehend von der generellen Problemstellung, bekannte Bandschfeifmaschinen zur Optimierung
des Schleifergebnisses zu verbessern, ist erfindungsgemäß die Bandschleifmaschine
der eingangs erwähnten Art gekennzeichnet durch eine die Verstellung des Druckschuhs
sensierende Detektoranordnung und eine Auswerteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung
in Abhängigkeit von der sensierten Verstellung des Druckschuhs.
[0007] Mit der Erfindung ist eine Anzahl ganz unterschiedlicher Verbesserungen an den bekannten
Bandschleifmaschinen möglich.
[0008] Ein erster Effekt besteht darin, dass die Steuerung der Andruckkraft durch die Andruckeinrichtung
den Druckschuh zwar mit einer vorgegebenen Andruckkraft in Richtung auf das Werkstück
drückt, dies jedoch über das zwischengeschaltete, endlos umlaufende Schleifband. Bei
einem dünneren Werkstück wird der Druckschuh ersichtlich stärker verstellt als für
ein dickeres Werkstück. Da das Schleifband zwischen Umlenkrollen endlos geführt ist,
bewirkt die stärkere Auslenkung des Schleifbandes auch eine höhere Gegenkraft durch
die notwendige Bandspannung des Schleifbandes, und zwar nicht nur aufgrund der Gegenkraft
einer federnden Lagerung einer Umlenkrolle des Schleifbandes, die die Auslenkung ermöglicht,
sondern auch aufgrund der größeren Winkel, den das Schleifband zwischen dem Rand des
Druckschuhs und der benachbarten Umlenkrolle einnimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann daher in die Auswerteeinrichtung eine Änderung der Gegenkraft des
Schleifbandes in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schleifbandes eingegeben sein,
so daß durch die Messung der Auslenkung durch die Messung der Verstellung des Druckschuhs
die höhere Gegenkraft durch eine entsprechend höhere Andruckkraft kompensiert werden
kann. Hieraus resultiert, daß die Oberfläche eines dünneren Werkstückes mit der gleichen
Andruckkraft - und somit mit dem gleichen Schleifergebnis - geschliffen wird wie die
Oberfläche eines dickeren Werkstückes.
[0009] Die vorliegende Erfindung erlaubt ferner eine Kompensation von Nicht-Linearitäten
der Weg-Kraft-Kennlinie der Andruckvorrichtung. Die bei einer mittleren Auslenkung
eines Elektromagneten als Andruckvorrichtung durch einen vorgegebenen Erregerstrom
erzeugte Andruckkraft erfährt Änderungen bei einer geringeren oder vergrößerten Auslenkung,
also Verstellung des Druckschuhs. Durch die erfindungsgemäße Detektion der Verstellung
des Druckschuhs ist es möglich, die Andruckkraft entsprechend zu ändern, wenn in die
Auswerteeinrichtung die Weg-Kraft-Kennlinie der Andruckeinrichtung eingebbar ist,
was vorab manuell, aber auch im Betrieb durch Messung der Andruckkraft geschehen kann.
[0010] Besondere vorteilhafte Anwendungsfälle für die vorliegende Erfindung ergeben sich
bei Bandschleifmaschinen der Art, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten,
einen auf dasselbe Schleifband einwirkenden Druckbalken bildenden Druckschuhen, eine
Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks relativ zum Druckbalken und eine Detektionseinrichtung
für die Kontur des Werkstückes und eine Steuerung zum Wirksam- und Unwirksamschalten
der Druckschuhe in Abhängigkeit von dem Signal der Detektionseinrichtung aufweist.
[0011] Neben der in diesem Fall vorteilhaften möglichen Verringerung der Andruckkraft im
Randbereich des Werkstücks kann es erfindungsgemäß sinnvoll sein, die Verstellung
von Druckschuhen, insbesondere im Randbereich eines Werkstücks, durch eine detektierte
Verstellung wenigstens eines Druckschuhs in einem anderen Bereich des Werkstückes,
vorzugsweise in einem mittleren Bereich, zu begrenzen. Dadurch wird sichergestellt,
daß auf gar keinen Fall in empfindlichen Bereichen eine höhere Schleifeinwirkung erfolgt.
[0012] Die Erfindung erlaubt ferner, solche Druckschuhe, die zum Schleifen des Werkstücks
an sich nicht benötigt werden, weil sie gerade außerhalb der Kontur des Werkstückes
liegen, auch zumindest teilweise zu verstellen, um zu erreichen, daß das Schleifband
nicht an dem Druckschuh, der am Rand des Werkstücks gerade noch wirksam ist, eine
relativ hohe Krümmung - und damit eine relativ hohe Gegenkraft - ausbildet, die zu
einer ungewollten Verringerung der Andruckkraft in diesem Bereich führen würde. Durch
die Verstellung des zum Schleifen an sich nicht mehr benötigten benachbarten Druckschuhs
in Richtung auf das Werkstück findet der zum Schleifen benötigte Rand-Druckschuh praktisch
den gleichen im wesentlichen linearen Verlauf des Schleifbandes vor wie die weiter
innenliegenden Druckschuhe.
[0013] Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- Figur 1 -
- eine schematische Anordnung eines elektromagnetisch betätigten Druckschuhs, der auf
ein umlaufendes Schleifband wirkt, mit einer geringen Verstellung des Druckschuhs
(dickes Werkstück);
- Figur 2 -
- eine Darstellung gemäß Figur 1 mit einer großen Verstellung des Druckschuhs (dünnes
Werkstück);
- Figur 3 -
- eine schematische Darstellung der Verstellung von Druckschuhen gemäß dem Stand der
Technik;
- Figur 4 -
- eine schematische Darstellung der Druckschuhe am Randbereich eines Werkstücks gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- Figur 5 -
- eine schematische Darstellung der Verstellung von Druckschuhen am Randbereich eines
Werkstücks gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
[0014] Figur 1 läßt ein Schleifband 1 erkennen, das endlos um Umlenkrollen 2 geführt ist,
von denen in Figur 1 zwei dargestellt sind. Zwischen den Umlenkrollen ist ein Druckschuh
3 angeordnet, der mit Hilfe eines Elektromagneten 4 als Andruckvorrichtung gegen das
Schleifband 1 zwischen den Umlenkrollen 2 drückbar ist. Der Druckschuh 3 ragt mit
einem Schaft 5 in den Elektromagneten 4 hinein und wird durch einen vorgegebenen Strom
durch die Spule des Elektromagneten 4 aus dem Elektromagneten 4 herausgedrückt.
[0015] An dem Druckschuh 3 ist ein Permanentmagnet 6 montiert:, der zusammen mit einem ortsfest
an dem Gehäuse des Elektromagneten 4 gehaltenen Sensor 7, der ein magnetostrektiver
Sensor oder Hallsensor sein kann, als Positionsdetektor für den Verstellweg des Druckschuhs
3 dient.
[0016] Die Spannung des Schleifbandes 1 setzt der durch den Druckschuh 3 bewirkten Auslenkbewegung
des Schleifbandes 1 aus der geraden Verbindung zwischen den beiden dargestellten Umlenkrollen
2 heraus eine Gegenkraft F
R entgegen, die, wie das in Figur 1 dargestellte Kräfteparallelogramm zeigt, von der
Größe der beiden vom Druckschuh 3 zur Umlenkrolle 2 verlaufenden Kräftevektoren F
1 und F
2 und von der Richtung der beiden Vektoren F
1,F
2 abhängt. Bei gleicher Größe der Kräfte F
1,F
2 wird durch die in Figur 1 dargestellte geringe Auslenkung eine nur geringe Gegenkraft
F
R erzeugt, während bei der in Figur 2 dargestellten starken Verstellung des Druckschuhs
3 und der damit verbundenen großen Auslenkung des Schleifbandes 1 zwischen den Umlenkrollen
2 eine erheblich größere Gegenkraft F
R entsteht. Das Maß der Auslenkung des Schleifbandes 1 bzw. der Verstellung des Druckschuhs
3 wird durch die Detektoranordnung 6,7 gemessen und in einer (nicht dargestellten)
Auswerteeinrichtung zur Erzeugung einer die höhere Gegenkraft F
R kompensierenden höheren Andruckkraft verwendet, so daß die auf das Werkstück einwirkende
resultierende Kraft in beiden Fällen gleich groß sein kann.
[0017] Ähnliches gilt für die Änderung der Strom-Kraft-Kennlinie des Elektromagneten 4 in
Abhängigkeit vom Verstellweg des Druckschuhs 3. Auch diesbezüglich kann über das Ausgangssignal
der Detektoranordnung 6,7 eine Kompensation gesteuert werden.
[0018] Figur 3 zeigt schematisch die bisher übliche Verstellung von Druckschuhen 3 für ein
unter den Druckschuhen 3 und dem Schleifband 1 hindurchtransportiertes Werkstück 8.
Alle Druckschuhe 3, die mit der Kontur des Werkstücks 8 fluchten, werden zum Schleifen
zugestellt, also auf eine Position S
2 verbracht. Die nicht von der Kontur des Werkstücks 8 betroffenen Druckschuhe 3 bleiben
in ihrer Ruhestellung S
0. Der nur den Rand des Werkstücks 8 beaufschlagende Druckschuh wird dabei nur mit
einer geringeren Andruckkraft ausgestattet.
[0019] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 4 dargestellt ist, wird in
der Situation gemäß Figur 3 weiterhin der schleifende Rand-Druckschuh 3 auf die Position
S
2 verstellt, der dann benachbarte Druckschuh jedoch auf eine Position S
1, die zwischen der Ruheposition S
0 und der Schleifposition S
2 liegt. Diese Verstellung ist durch die Positionsdetektion der Druckschuhe 3 erfindungsgemäß
möglich. Die Verstellung des für den Schleifvorgang nicht benötigten Druckschuh 3
auf die Position S
1 vermindert den durch die Verformung des Schleifbandes 1 auf den schleifenden Rand-Druckschuh
(Position S
2) in Form einer Gegenkraft.
[0020] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 5 dargestellt ist,
wird auch der dem schleifenden Rand-Druckschuh 3 benachbarte, für das Schleifen nicht
mehr benötigte Druckschuh 3 in die Position S
2 verstellt, also sozusagen in die Position S
2 des schleifenden Rand-Druckschuhs 3 mitgenommen, um den schleifenden Rand-Druckschuh
von allen Reaktionskräften des Schleifbandes zu entlasten.
[0021] Die in Figur 4 und 5 dargestellten Varianten der Erfindung sind aufgrund der die
Verstellung der Druckschuhe 3 sensierenden Detektoranordnungen 6,7 realisierbar. Mit
einer bloßen Steuerung der Andruckkraft F könnte dieses Ergebnis nicht erreicht werden.
1. Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen (2) geführten Schleifband (1),
einem Druckschuh (3) zum Drücken des Schleifbandes (1) gegen ein Werkstück (8) mittels
einer Andruckvorrichtung (4) und einer Andrucksteuerung, mit der eine Andruckkraft
einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine die Verstellung des Druckschuhs (3) sensierende Detektoranordnung (6, 7) und
eine Auswerteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängigkeit von
der sensierten Verstellung des Druckschuhs (3).
2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Auswerteeinrichtung eine Änderung der Gegenkraft (FR) des Schleifbandes (1)
in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schleifbandes (1) eingebbar ist.
3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Auswerteeinrichtung die Kraft-Weg-Kennlinie der Andruckeinrichtung (4) eingebbar
ist.
4. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Mehrzahl von nebeneinander
angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband (1) einwirkenden Druckbalken bildenden
Druckschuhen (3), einer Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (8) relativ zum
Druckbalken und einer Detektionseinrichtung für die Kontur des Werkstücks (8) und
einer Steuerung zur Wirksam- und Unwirksamschaltung der Druckschuhe (3) in Abhängigkeit
von dem Signal der Detektionseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Begrenzung der Verstellung von Druckschuhen (3), insbesondere im Randbereich
eines Werkstücks (8), durch eine detektierte Verstellung wenigstens eines Druckschuhs (3) in einem anderen Bereich
des Werkstücks (8).
5. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Mehrzahl von nebeneinander
angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband (1) einwirkenden Druckbalken bildenden
Druckschuhen (3), einer Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (8) relativ zum
Druckbalken und einer Detektionseinrichtung für die Kontur des Werkstücks (8) und
einer Steuerung zur Wirksam- und Unwirksamschaltung der Druckschuhe (3) in Abhängigkeit
von dem Signal der Detektionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auswerteeinrichtung eine zumindest teilweise Verstellung eines zum Schleifen
des Werkstücks (8) an sich nicht benötigten Druckschuhs (3) steuerbar ist.
1. Belt grinding machine having a grinding belt (1) endlessly guided around guide rollers
(2), a pressure shoe (3) for pressing the grinding belt (1) against a workpiece (8)
by means of a pressure apparatus (4), and a pressure control whereby a pressure force
can be set, characterized by a detector arrangement (6, 7) sensing the adjustment of the pressure shoe (3) and
an evaluation device for influencing the pressure control as a function of the sensed
adjustment of the pressure shoe (3).
2. Belt grinding machine according to Claim 1, characterized in that a change in the counterpressure (FR) of the grinding belt (1) as a function of the
deviation of the grinding belt (1) can be input into the evaluation device.
3. Belt grinding machine according to Claim 1 or 2, characterized in that the force/travel characteristic of the pressure device (4) can be input into the
evaluation device.
4. Belt grinding machine according to one of Claims 1 to 3, having a plurality of pressure
shoes (3) arranged side by side and forming a pressure beam acting on the same grinding
belt (1), a conveyor for conveying the workpiece (8) relative to the pressure beam,
and a detection device for the contour of the workpiece (8) and a control for activating
and inactivating the pressure shoes (3) as a function of the signal from the detection
device, characterized by a limitation of the adjustment of pressure shoes (3), especially in the marginal
region of a workpiece (8), by a detected adjustment of at least one pressure shoe
(3) in a different region of the workpiece (8).
5. Belt grinding machine according to one of Claims 1 to 4, having a plurality of pressure
shoes (3) arranged side by side and forming a pressure beam acting on the same grinding
belt (1), a conveyor for conveying the workpiece (8) relative to the pressure beam,
and a detection device for the contour of the workpiece (8) and a control for activating
and inactivating the pressure shoes (3) as a function of the signal from the detection
device, characterized in that the evaluation device can be used to control an at least partial adjustment of a
pressure shoe (3) not needed per se for the grinding of the workpiece (8).
1. Ponceuse à bande comprenant une bande abrasive (1) guidée sans fin sur des poulies
(2), un sabot presseur (3) pour presser la bande abrasive (1) contre une pièce d'oeuvre
(8) au moyen d'un dispositif d'appui (4), et une commande d'appui, avec laquelle la
force d'appui est réglable, caractérisée par un agencement détecteur (6,7) captant la déflexion du sabot d'appui (3), et un dispositif
de traitement pour influencer la commande d'appui en fonction de la déflexion du sabot
d'appui (3) telle que captée.
2. Ponceuse à bande selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est possible d'entrer dans le dispositif de traitement une modification de la réaction
(FR) de la bande abrasive (1) en fonction de la déviation de la bande abrasive (1).
3. Ponceuse à bande selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est possible d'entrer dans le dispositif de traitement la caractéristique force-course
du dispositif d'appui (4).
4. Ponceuse à bande selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant plusieurs sabots
d'appui (3) disposés côte à côte et constituant une poutre d'appui agissant sur la
même bande abrasive (1), un dispositif de transport pour transporter la pièce d'oeuvre
(8) relativement à la poutre d'appui, ainsi qu'un dispositif de détection pour le
contour de la pièce d'oeuvre (8) et une commande pour la commutation actif-inactif
des sabots d'appui (3) en fonction du signal du dispositif de détection, caractérisée par une limitation de la déflexion de sabots d'appui (3), en particulier dans la zone
de bord d'une pièce d'oeuvre (8), par une déflexion détectée d'au moins un sabot d'appui
(3) dans une autre zone de la pièce d'oeuvre (8).
5. Ponceuse à bande selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant plusieurs sabots
d'appui (3) disposés côte à côte et constituant une poutre d'appui agissant sur la
même bande abrasive (1), un dispositif de transport pour transporter la pièce d'oeuvre
(8) relativement à la poutre d'appui, ainsi qu'un dispositif de détection pour le
contour de la pièce d'oeuvre (8) et une commande pour la commutation actif-inactif
des sabots d'appui (3) en fonction du signal du dispositif de détection, caractérisée en ce qu'avec le dispositif de traitement il est possible de commander une déflexion au moins
partielle d'un sabot d'appui (3) qui en lui-même n'est pas nécessaire pour le ponçage
de la pièce d'oeuvre (8).