EP0358740A1 - Verfahren und einrichtung zum abtrennen von übermaterial an gusswerkstücken - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum abtrennen von übermaterial an gusswerkstücken

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Publication number
EP0358740A1
EP0358740A1 EP89902737A EP89902737A EP0358740A1 EP 0358740 A1 EP0358740 A1 EP 0358740A1 EP 89902737 A EP89902737 A EP 89902737A EP 89902737 A EP89902737 A EP 89902737A EP 0358740 A1 EP0358740 A1 EP 0358740A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toggle lever
tool holder
cutting wheel
hydraulic
cutting
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.)
Withdrawn
Application number
EP89902737A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Lüber
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of EP0358740A1 publication Critical patent/EP0358740A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D31/00—Cutting-off surplus material, e.g. gates; Cleaning and working on castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D45/00—Sawing machines or sawing devices with circular saw blades or with friction saw discs
    • B23D45/04—Sawing machines or sawing devices with circular saw blades or with friction saw discs with a circular saw blade or the stock carried by a pivoted lever
    • B23D45/042—Sawing machines or sawing devices with circular saw blades or with friction saw discs with a circular saw blade or the stock carried by a pivoted lever with the saw blade carried by a pivoted lever
    • B23D45/044—Sawing machines or sawing devices with circular saw blades or with friction saw discs with a circular saw blade or the stock carried by a pivoted lever with the saw blade carried by a pivoted lever the saw blade being adjustable according to angle of cut
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/008—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices comprising computers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046—Revolute coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1005—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means
    • B25J9/1015—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means using additional, e.g. microadjustment of the end effector

Definitions

  • the present invention relates to a method for separating excess material from cast workpieces by means of a rotating cut-off wheel or the like, which is arranged above its tool holder at the free end of a multi-arm industrial robot, in order to attach the cut-off wheel to a predetermined position on the cast workpiece can.
  • the present invention further relates to a device for carrying out the method, which is characterized by a multi-arm industrial robot with a support arm designed as a toggle lever, which is mounted at one end in a stand so as to be pivotable about a horizontal and a vertical axis is and at the other end articulatedly carries the tool holder on which the cutting wheel is supported in a linearly displaceable manner by slide means, whereby the adjusting means on the robot can be controlled and locked centrally by hydraulic cylinders or. hydraulic actuators are.
  • the design of the support arm as a horizontally and vertically pivotable toggle lever gives the cutting tool a large spatial radius of action.
  • the articulated arrangement of the separating tool at the end of the toggle lever allows the tool to be advanced in different spatial levels in a simple manner.
  • the hydraulic cylinder for opening and closing the toggle lever allows precise positioning via suitable control devices and, moreover, rigid fixation during the machining process.
  • the toggle lever is preferably mounted in the stand in such a way that it has a horizontal slewing ring on which a bearing bed which is pivotable about a vertical axis is supported, and that the toggle lever is pivotally mounted in the bearing bed about a horizontal axis.
  • Hydraulic cylinders are preferably also used to pivot the bearing bed in the stand on the one hand and the toggle lever in the bearing bed on the other hand.
  • the articulated attachment of the separating tool can be achieved particularly advantageously in that it is attached at the end of the free section of the toggle lever to a tool holder which is pivotably mounted about three axes of rotation which are perpendicular to one another, a first of which runs horizontally through the end of the toggle lever.
  • the separating tool can be brought into different inclined positions particularly easily.
  • the first axis of rotation always runs horizontally around the end of the toggle lever. However, this can in turn be pivoted about the vertical axis on the stand at different heights and radii.
  • Hydraulic drives in the form of hydraulic cylinders or servomotors can be used to actuate the tool holder.
  • the cutting tool is preferably fastened on a slide which can be advanced linearly on a slide guide on the tool holder.
  • this arrangement enables the support arm not to be pivoted at all when machining the workpiece. Rather, the support arm only has to be brought into the correct position once for a specific workpiece series, after which the machining is then carried out predominantly by advancing the slide, possibly in combination with a pivoting of the tool holder on the toggle lever.
  • the linear feed of the separating tool is also preferably hydraulic. However, it would also be conceivable to manually advance the slide, for example with the aid of a threaded spindle.
  • the cutting tool will preferably be a cutting disc that can be driven by a hydraulic motor.
  • the separating device could easily be equipped with alternative separating tools for other purposes.
  • an electric motor-driven circular saw blade can also be used. In certain cases it would even be conceivable to clamp vibrating cutting tools or the like in the tool holder.
  • a particularly advantageous actuation of the device can be achieved if a mobile control panel with operating elements is provided for the tool control, which is operatively connected to the separating device via cables or remote control devices.
  • the operator can therefore carry out the necessary manipulations directly in the vicinity of the tool and observe the workpiece in the process.
  • the control elements advantageously have at least one deflectable control stick for triggering swiveling and / or rotating movements. on.
  • the control stick (joystick) ensures that at least one hand always remains in the operating position on the control box, so that certain functions can also be operated without visual contact. The operator can thus carry out the most important manipulations with constant observation of the workpiece.
  • a relatively large amount of wear can occur with cutting discs.
  • a measuring sensor which can be connected to a measuring device and which can be lowered onto the cutting disc to determine the diameter of the cutting disc is arranged in the plane of the cutting disc. With the help of the measuring sensor, it is always possible to determine whether the cutting disc diameter is still sufficient when the machine is at a standstill.
  • the measuring device is particularly advantageously in operative connection with a control device for controlling the hydraulic motor for the cutting disc drive. The speed of the hydraulic motor can be controlled as a function of the determined cutting wheel diameter. In this way, the optimum cutting speed can be set automatically before each machining operation.
  • the separating device is preferably provided with a programmable control device, so that certain movements of the separating tool can be programmed or repeated.
  • the teach-in method is preferably used.
  • FIG. 1 is a partial sectional side view of the separating device according to the invention.
  • Figure 2 is a section through the plane II-II in Fig. 1.
  • the toggle lever 7 is pivotally mounted several times in a stand 8, the stand standing directly on the floor in the present case.
  • the toggle lever 7 consists of a section 9 on the stand side and a free section 10. Both sections can be pivoted relative to one another about the toggle joint 12.
  • a turntable 14 is arranged on the stand 8 and carries a bearing bed 15 which can be pivoted about a vertical axis 1 (FIG. 3). By actuating one or more hydraulic cylinders 16, the bearing bed 15 can be pivoted about the vertical axis 1 in the direction of arrow A (FIG. 3).
  • the upright section 9 of the toggle lever 7 is mounted so as to be pivotable about a horizontal axis 2 in the direction of the arrow B (FIG. 3).
  • the bed 15 has an approximately box-like shape
  • the two hydraulic cylinders 1 are arranged in the cavities and are fastened to the bearing bed 15 so as to be pivotable about the cylinder joints 32. The lower part of these hydraulic cylinders protrudes into the cavity of the stand 8, where an unimpeded movement is guaranteed.
  • the piston rods of the hydraulic cylinders 17 are articulated on piston joints 33 on the upright section 9 of the toggle lever 7.
  • two hydraulic cylinders 11 are arranged within the stator-side section 9, only one of which is visible in FIG. 1. These hydraulic cylinders are articulated to cylinder joints 36 at the lower section 9. The piston rods of these hydraulic cylinders are articulated on piston joints 37 on the free section 10 of the toggle lever 7. By actuating the hydraulic cylinders 11, the free section 10 can be pivoted about the axis 3 in the direction of arrow C (FIG. 3).
  • a tool holder 18 can be pivoted about three axes at right angles to one another.
  • a first axis 4 leads horizontally through the toggle lever end.
  • a hydraulic cylinder 19 is articulated on the cylinder joint 38 on the free section 10.
  • the piston rod of this hydraulic cylinder is articulated on the piston joint 39 on a housing section of the tool holder 18.
  • An actuation of the hydraulic cylinder 19 results in a rotation in the direction of arrow D about the horizontal axis 4 (FIG. 3).
  • the tool holder can also be rotated in the direction of arrow E about an axis 5, which is arranged at a right angle to the horizontal axis 4. For this rotation serves a hydraulic servomotor 20.
  • the tool holder can also be pivoted in the direction of arrow F about an axis 6, which is arranged at right angles to axis 5.
  • a hydraulic servomotor 21 also serves for this pivoting movement.
  • the various pivoting possibilities of the tool are summarized schematically in FIG. 3.
  • the toggle lever can be pivoted about the vertical axis 1 on the stand 8 by a total of 90 °.
  • the tool holder can be pivoted through 180 about the axis 5, so that different parts of the workpiece are accessible without moving the toggle lever.
  • an inclined position of the cutting wheel 13 about the axis 6 can be seen.
  • the cutting wheel can be swiveled by the tool holder so that it is practically horizontal.
  • the cutting wheel 13 is attached to a hydraulic motor 24 coaxially and arranged on a carriage 22 together with the latter.
  • the slide has guide rods 43 which are mounted in a linearly displaceable manner in slide guides 23.
  • the slide guides 23 are firmly connected to the tool holder 18.
  • a hydraulic cylinder 44 for the advance of the slide 22 is arranged between the two parallel guide rods 43.
  • the cylinder joint is fastened to the slide and the piston joint to the tool holder (not shown).
  • a tool cover 47 is arranged above the cutting disc 13, which can be partially opened to replace the cutting disc.
  • a special push-off device 48 which is fastened to the slide 22, serves for this purpose. In a manner not shown, it consists of parallel guide rods which are connected to one another in a yoke-like manner at their ends. The guide rods can be displaced parallel to the feed plane of the cutting disc in guides fixedly mounted on the slide 22.
  • the pushing-off device 48 is pushed forward with the aid of an actuating device which is fastened to the slide 22 between the guide rods and which acts on the upper yoke.
  • the actuating device can be, for example, a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.
  • the pressing-off device When cutting off excess material on a casting, in particular when the cutting wheel 13 is in a horizontal position, the pressing-off device is extended and continuously pressed against the excess material with a specific pressing force. This pressing force is sufficient to keep the separation gap open, so that the cut-off wheel is not jammed. Shortly before the final separation, the excess material, e.g. B. a riser, pushed away on the remaining web by the pressing force. This procedure prevents the tool from being damaged by overturning material.
  • a measuring sensor can be arranged in the plane of the cutting wheel 13 on the covered side of the cutting wheel, which sensor can be lowered, for example pneumatically, to the edge of the cutting wheel 13 by suitable drive means .
  • the sensor is connected to a measuring device, not shown, which is also arranged on the slide 22.
  • This measuring device can be, for example, an incremental length measuring system of known construction. It measures the linear displacement of the measuring lers until it rests on the cutting disc 13 in an electrical, electronic, optical or mechanical manner. With the help of this length measurement, it is evident that the diameter of the cutting disc 13 can be determined, which is subject to relatively heavy wear.
  • the measuring device 29 can emit its measuring pulses to a control device, not shown, which controls the hydraulic motor 14. Depending on the determined cutting wheel diameter, the speed of the hydraulic motor 24 is controlled in such a way that an optimal cutting speed is always used.
  • the actuating device for lowering the sensor can be coupled to the hydraulic motor 24 in such a way that it is locked when the motor is running in order to avoid damage to the sensor.
  • the sensor can be lowered so that the correct cutting speed is continuously set.
  • An automatic lowering after each standstill of the hydraulic motor 24 would also be conceivable.
  • the respective cutting wheel diameter could optically e.g. are indicated by a light indicator. If the cutting disc diameter is insufficient, e.g. an optical and / or acoustic alarm signal can be activated.
  • control of the entire device or the positioning of the tool holder 18 and the advancement of the tool is carried out on a control panel 25.
  • a mobile control panel 25 would also be conceivable.
  • a radio remote control or an ultrasonic remote control would be conceivable, for example.
  • the mobile Control panel ensures greater operator mobility with optimal observation of the disconnection process.
  • the circuit is according to the invention such that when the feed of the cutting wheel 13 is actuated via its hydraulic cylinder 44, all other hydraulic actuating means 11, 16, 17, 19, 20 and 21 are connected to the hydraulic control 50 via corresponding feed lines be brought into a rigid connection state in order to impart a rigid, relatively insensitive character to the entire device.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen von üebermaterial an Gusswerkstücken
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ab¬ trennen von üebermaterial an Gusswerkstücken mittels ro¬ tierender Trennschleifscheibe oder dgl. , die über ihren Werkzeughalter am freien Ende eines mehrarmigen Industrie- Roboters angeordnet ist, um die Trennschleifscheibe an vor¬ gegebener Stelle des Gusswerkstückes ansetzen zu können.
Ein wesentliches Problem bei solchen Verfahren besteht im instabilen Verhalten aller in Bewegungsverbindung stehenden Teile des verwendeten Roboters, so dass eine präzise Tren¬ nung von üebermaterial bei insbesondere grossen Gusswerk¬ stücken bisher nicht praktiziert werden konnte. Alle dies¬ bezüglichen Maschinen konnten deswegen bisher nie indust¬ riell eingesetzt werden, sondern sind bereits im Versuchs¬ stadium aufgegeben worden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver- fahren der vorbeschriebenen Art so weiterzuentwickeln, dass dieses nunmehr eine industrielle Anwendung unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile erlaubt.
Dies wird erfindungsgemass dadurch erreicht, dass die Trenn¬ schleifscheibe am Werkzeughalter in linearer Vorschubrich¬ tung verschiebbar geführt wird, wobei deren Vorschub er¬ folgt, sobald die Trennschleifscheibe an vorgegebener Stel¬ le des Gusswerkstückes durch die Stellmittel des Roboters herangeführt ist und alle Stellmittel des Roboters in star¬ ren Verbindungszustand gebracht wurden.
Dadurch, dass nunmehr nur noch die Trennschleifscheibe beim Trennvorgang einen linearen Vorschub erhält, alle anderen Stellglieder aber in starren Verbindungszustand gebracht werden, können sich allfällig auf die Stellglieder übertra¬ genen Fibrationen nicht mehr negativ auswirken, auch nicht auf den linearen Vorschub der Trennschleifscheibe, da die genannten Fibrationen auf dem Wege zum Fundament stark ge¬ dämpft werden.
Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung weiter eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die sich aus¬ zeichnet durch einen mehrarmigen Industrie-Roboter mit ei¬ nem als Kniehebel ausgebildeten Tragarm, der an einem Ende in einem Ständer um eine horizontale und um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert ist und am anderen Ende gelenkig den Werkzeughalter trägt, an dem die Trennschleifscheibe über Schlittenmittel linear verschiebbar abgestützt ist, wo¬ bei die Stellmittel am Roboter zentral ansteuerbare und feststellbare Hydraulikzylinder resp. hydraulische Stellmo¬ toren sind. Die Ausbildung des Tragarms als horizontal und vertikal ver¬ schwenkbarer Kniehebel gibt dem Trennwerkzeug einen hohen räumlichen Aktionsradius. Die gelenkige Anordnung des Trenn¬ werkzeuges am Ende des Kniehebels erlaubt es auf einfache Weise, das Werkzeug in verschiedenen Raumebenen vorzuschie¬ ben. Der Hydraulikzylinder zum Oeffnen und Schliessen des Kniehebels erlaubt eine präzise Positionierung über geeig¬ nete Steuervorrichtungen und ausserdem eine starre Fixie¬ rung während des Bearbeitungsvorgangs.
Vorzugsweise erfolgt die Lagerung des Kniehebels im Ständer derart, dass dieser einen horizontalen Drehkranz aufweist, auf dem ein um eine vertikale Achse schwenkbares Lagerbett abgestützt ist, und dass im Lagerbett der Kniehebel um ei¬ ne horizontale Achse schwenkbar gelagert ist. Für die Ver- schwenkung des Lagerbetts im Ständer einerseits und des Kniehebels im Lagerbett andererseits werden vorzugsweise ebenfalls Hydraulikzylinder eingesetzt.
Die gelenkige Befestigung des Trennwerkzeugs kann besonders vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass es am Ende des freien Abschnittes des Kniehebels an einer Werkzeughalte- rung befestigt ist, die um drei rechtwinklig zueinander stehende Drehachsen verschwenkbar gelagert ist, von denen eine erste horizontal durch das Kniehebelende verläuft. Durch diese Anordnung kann das Trennwerkzeug ersichtlicher¬ weise besonders einfach in verschiedene Schräglagen gebracht werden. Die erste Drehachse verläuft dabei immer horizontal um das Kniehebelende. Dieses kann jedoch seinerseits in ver¬ schiedenen Höhenlagen und Radien um die vertikale Achse am Ständer verschwenkt werden. Für die Betätigung der Werkzeug- halterung können hydraulische Antriebe in der Form von Hyd¬ raulikzylindern oder Stellmotoren eingesetzt werden. Das Trennwerkzeug ist vorzugsweise auf einem Schlitten be¬ festigt, der auf einer Schlittenführung an der Werkzeughal- terung linear vorschiebbar ist. Diese Anordnung ermöglicht es im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen, dass der Trag¬ arm bei der Bearbeitung des Werkstückes überhaupt nicht ver¬ schwenkt werden muss. Vielmehr muss der Tragarm für eine be¬ stimmte Werkstückserie lediglich einmal in die richtige Po¬ sition gebracht werden, wonach anschliessend die Bearbeitung überwiegend durch Vorschieben des Schlittens ggf. in Kombi¬ nation mit einer Verschwenkung der Werkzeughalterung am Kniehebel erfolgt. Auch der lineare Vorschub des Trennwerk¬ zeuges erfolgt vorzugsweise hydraulisch. Denkbar wäre hier aber auch ein manuelles Vorschieben des Schlittens z.B. mit Hilfe einer Gewindespindel.
Für die Gussbearbeitung wird das Trennwerkzeug vorzugsweise eine mit einem Hydraulikmotor antreibbare Trennscheibe sein. Die Trennvorrichtung könnte für andere Einsatzzwecke jedoch ohne weiteres mit alternativen Trennwerkzeugen ausgerüstet werden. So könnte z.B. auch ein elektromotorisch angetrie¬ benes Kreissägeblatt eingesetzt werden. In bestimmten Fällen wäre es sogar denkbar, in die Werkzeughalterung vibrierende Trennmeissel oder dergleichen einzuspannen.
Eine besonders vorteilhafte Betätigung der Vorrichtung kann erreicht werden, wenn für die Werkzeugsteuerung eine mobile Schalttafel mit Bedienungselementen vorgesehen ist, die über Kabel oder Fernsteuervorrichtungen mit der Trennvorrichtung in Wirkverbindung steht. Die Bedienungsperson kann somit die erforderlichen Manipulationen unmittelbar in Werkzeugnähe vornehmen und dabei das Werkstück beobachten. Vorteilhaft weisen die Bedienungselemente wenigstens einen auslenkbaren Steuerknüppel zum Auslösen von Schwenk- und/oder Drehbewe- gungen auf. Mit dem Steuerknüppel (Joystick) wird erreicht, dass wenigstens eine Hand immer in Bedienungsposition am Steuerkasten verbleibt, so dass bestimmte Funktionen auch ohne Sichtkontakt betätigt werden können. Die Bedienungs¬ person kann so die wichtigsten Manipulationen bei ständi¬ ger Beobachtung des Werkstückes vornehmen.
Je nach Materialeigenschaften des zu bearbeitenden Werk¬ stückes kann bei Trennscheiben ein relativ grosser Ver- schleiss auftreten. Um ein dauerndes Nachmessen der Trenn¬ scheibe zu verhindern, ist in der Ebene der Trennscheibe ein mit einer Messvorrichtung verbindbarer Messfühler angeord¬ net, der zur Ermittlung des Trennscheiben-Durchmessers auf die Trennscheibe absenkbar ist. Mit Hilfe des Messfühlers wird bei stillstehender Maschine jederzeit festgestellt, ob der Trennscheiben-Durchmesser noch ausreicht. Besonders vor¬ teilhaft steht die Messvorrichtung dabei in Wirkverbindung mit einer Steuervorrichtung zum Steuern des Hydraulikmotors für den Trennscheibenantrieb. Dabei kann die Drehzahl des Hydraulikmotors in Abhängigkeit vom ermittelten Trennschei¬ ben-Durchmesser gesteuert werden. Auf diese Weise lässt sich vor jedem Bearbeitungsvorgang die optimale Schnittgeschwin¬ digkeit automatisch einstellen.
Die Trennvorrichtung ist vorzugsweise mit einer programmier¬ baren Steuervorrichtung versehen, so dass bestimmte Bewe¬ gungsabläufe des Trennwerkzeuges programmierbar, bzw. wie¬ derholbar sind. Vorzugsweise wird dabei nach dem Teach-in- Verfahren gearbeitet.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan¬ des zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in teilweiser Schnittansicht in Seitendarstellung die erfindungsgemässe Trenneinrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Ebene II-II in Fig. 1 ; und
Fig. 3 ein perspektivisches BewegungsSchema mit den ver¬ schiedenen Drehachsen der Anordnung gemäss den Fig. 1 und 2.
Der prinzipielle Aufbau und die Funktion des dargestellten Ausführungsbeispiels sind aus den Figuren 1 bis 3 ersicht¬ lich. Der Kniehebel 7 ist in einem Ständer 8 mehrfach schwenkbar gelagert, wobei der Ständer im vorliegenden Fall unmittelbar auf dem Boden steht. Der Kniehebel 7 be¬ steht dabei aus einem ständerseitigen Abschnitt 9 und aus einem freien Abschnitt 10. Beide Abschnitte sind relativ zu¬ einander um das Kniehebelgelenk 12 verschwenkbar.
Auf dem Ständer 8 ist ein Drehkranz 14 angeordnet, der ein Lagerbett 15 trägt, das um eine vertikale Achse 1 (Fig. 3) verschwenkbar ist. Durch Betätigen eines oder mehrerer Hyd¬ raulikzylinder 16 kann das Lagerbett 15 in Pfeilrichtung A (Figur 3) um die vertikale Achse 1 verschwenkt werden.
Im Lagerbett 15 ist der ständerseitige Abschnitt 9 des Knie¬ hebels 7 um eine horizontale Achse 2 in Pfeilrichtung B (Fig. 3) verschwenkbar gelagert. Wie aus Figur 2 ersicht¬ lich ist, hat das Lagerbett 15 einen etwa kastenartigen
Aufbau, so dass zwei Hohlräume 34 und 34' gebildet werden. Diese Hohlräume sind gegen aussen mit Hilfe von Abdeckun- gen 35 verschlossen. In den Hohlräumen sind die beiden Hyd¬ raulikzylinder 1 angeordnet, welche um die Zylindergelenke 32 verschwenkbar am Lagerbett 15 befestigt sind. Der untere Teil dieser Hydraulikzylinder ragt in den Hohlraum des Ständers 8, wo jedoch eine ungehinderte Bewegung gewähr¬ leistet ist. Die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 17 sind an Kolbengelenken 33 am ständerseitigen Abschnitt 9 des Knie¬ hebels 7 angelenkt.
Zum Betätigen des Kniehebels sind innerhalb des ständersei¬ tigen Abschnittes 9 zwei Hydraulikzylinder 11 angeordnet, von deren in Figur 1 nur einer sichtbar ist. Diese Hydrau¬ likzylinder sind an Zylindergelenken 36 am unteren Abschnitt 9 gelenkig befestigt. Die Kolbenstangen dieser Hydraulik¬ zylinder sind an Kolbengelenken 37 am freien Abschnitt 10 des Kniehebels 7 angelenkt. Durch Betätigen der Hydraulik¬ zylinder 11 ist der freie Abschnitt 10 in Pfeilrichtung C um die Achse 3 verschwenkbar (Figur 3).
Am Ende des freien Abschnittes 10 ist ein Werkzeughalter 18 um drei im rechten Winkel zueinander stehende Achsen ver¬ schwenkbar. Eine erste Achse 4 führt dabei horizontal durch das Kniehebelende. Für die Schwenkbewegung um diese Achse ist am freien Abschnitt 10 ein Hydraulikzylinder 19 am Zy¬ lindergelenk 38 angelenkt. Die Kolbenstange dieses Hydrau¬ likzylinders ist am Kolbengelenk 39 an einem Gehäuseabschnitt der Werkzeughalterung 18 angelenkt. Eine Betätigung des Hyd¬ raulikzylinders 19 hat eine Drehung in Pfeilrichtung D um die horizontale Achse 4 zur Folge (Fig. 3).
Der Werkzeughalter kann aber auch noch in Pfeilrichtung E um eine Achse 5 gedreht werden, welche im rechten Winkel zur horizontalen Achse 4 angeordnet ist. Für diese Drehbewegung dient ein hydraulischer Stellmotor 20. Letztlich kann die Werkzeughalterung auch noch in Pfeilrichtung F um eine Achse 6 verschwenkt werden, welche im rechten Winkel zur Achse 5 angeordnet ist. Auch für diese Schwenkbewegung dient ein hydraulischer Stellmotor 21.
Die verschiedenen Schwenkmδglichkeiten des Werkzeuges sind in Figur 3 schematisch zusammengefasst. Der Kniehebel kann um die vertikale Achse 1 am Ständer 8 um insgesamt 90° ver¬ schwenkt werden. Der Werkzeughalter ist um die Achse 5 um 180 verschwenkbar, so dass verschiedene Stellen des Werk¬ stückes ohne Bewegen des Kniehebels zugänglich sind. Ferner ist eine Schrägstellung der Trennschleifscheibe 13 um die Achse 6 ersichtlich. Die Trennschleifscheibe kann dabei vom Werkzeughalter so verschwenkt werden, dass sie praktisch horizontal liegt.
Die Trennschleifscheibe 13 ist gleichachsig an einem Hydrau¬ likmotor 24 befestigt und zusammen mit diesem auf einem Schlitten 22 angeordnet. Der Schlitten weist Führungsstan¬ gen 43 auf, welche in Schlittenführungen 23 linear ver¬ schiebbar gelagert sind. Die Schlittenführungen 23 sind fest mit dem Werkzeughalter 18 verbunden. Zwischen den bei¬ den parallelen FührungsStangen 43 ist ein Hydraulikzylinder 44 für den Vorschub des Schlittens 22 angeordnet. Das Zylin¬ dergelenk ist dabei am Schlitten und das Kolbengelenk am Werkzeughalter befestigt (nicht gezeigt). Aus Sicherheits¬ gründen ist über der Trennscheibe 13 eine Werkzeugabdeckung 47 angeordnet, welche zum Auswechseln der Trennscheibe teil¬ weise aufgeklappt werden kann.
In bestimmten Fällen ist es erforderlich, ein Kippen des ab¬ getrennten Uebermaterials in Richtung Werkzeug zu verhindern. Zu diesem Zweck dient eine spezielle Abdrückvorrichtung 48, die am Schlitten 22 befestigt ist. In nicht näher gezeigter Weise besteht sie aus parallelen Führungsstangen, die an ihren Enden jochartig miteinander verbunden sind. Die Füh¬ rungsstangen sind in fest am Schlitten 22 montierten Füh¬ rungen parallel zur Vorschubebene der Trennscheibe ver¬ schiebbar. Das Vorschieben der Abdrückvorrichtung 48 er¬ folgt mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung, die zwischen den Führungsstangen am Schlitten 22 befestigt ist und die am oberen Joch angreift. Die Betätigungsvorrichtung kann z.B. ein Hydraulikzylinder oder ein Pneumatikzylinder sein. Beim Abtrennen von üebermaterial an einem Gussstück, insbe¬ sondere bei horizontaler Lage der Trennschleifscheibe 13, wird die Abdrückvorrichtung ausgefahren und mit einer be¬ stimmten Presskraft dauernd gegen das üebermaterial gepresst, Diese Presskraft reicht aus, um den Trennspalt offen zu hal¬ ten, so dass die Trennschleifscheibe nicht verklemmt. Kurz vor dem endgültigen Abtrennen wird das üebermaterial, z. B. ein Steiger, an dem noch verbleibenden Materialsteg durch die Presskraft weggedrückt. Mit diesem Vorgehen wird eine Beschädigung des Werkzeuges durch umkippendes üebermaterial verhindert.
Bei dieser Anordnung kann in ansich bekannter und deshalb nicht näher gezeigter Weise in der Ebene der Trennschleif¬ scheibe 13 auf der abgedeckten Seite der Trennscheibe ein Messfühler angeordnet sein, der durch geeignete Antriebs¬ mittel, z.B. pneumatisch auf den Rand der Trennscheibe 13 abgesenkt werden kann. Der Messfühler ist mit einer nicht näher dargestellten Messvorrichtung verbunden, die eben¬ falls am Schlitten 22 angeordnet ist. Diese Messvorrichtung kann z.B. ein inkrementales Längenmess-System bekannter Bau¬ weise sein. Sie misst die lineare Verschiebung des Messfüh- lers bis zum Aufliegen auf der Trennschleifscheibe 13 auf elektrische, elektronische, optische oder auch mechanische Weise. Mit Hilfe dieser Längenmessung kann ersichtlicherwei- se der Durchmesser der Trennscheibe 13 ermittelt werden, die einem relativ starken Verschleiss unterworfen ist.
Die MessVorrichtung 29 kann ihre Messimpulse an eine nicht näher dargestellte Steuervorrichtung abgeben, welche den Hydraulikmotor 14 steuert. Je nach ermitteltem Trennschleif¬ scheiben-Durchmesser wird die Drehzahl des Hydraulikmotors 24 so gesteuert, dass immer mit einer optimalen Schnittge¬ schwindigkeit gearbeitet wird.
Die Betätigungsvorrichtung zum Absenken des Messfühlers kann derart mit dem Hydraulikmotor 24 gekoppelt sein,, dass sie bei laufendem Motor gesperrt ist, um eine Beschädigung des Messfühlers zu vermeiden. Bei stillstehendem Motor kann der Messfühler abgesenkt werden, so dass laufend die rich¬ tige Schnittgeschwindigkeit eingestellt wird. Denkbar wäre auch ein automatisches Absenken nach jedem Stillstand des Hydraulikmotors 24. Der jeweilige Trennscheiben-Durchmesser könnte optisch z.B. über eine Leuchtanzeige angezeigt wer¬ den. Bei ungenügendem Trennscheiben-Durchmesser könnte z.B. ein optisches und/oder akustisches Alarmsignal aktiviert werden.
Die Steuerung der gesamten Vorrichtung bzw. das Positionie¬ ren des Werkzeughalters 18 und das Vorschieben des Werkzeu¬ ges erfolgt an einer Schalttafel 25.
Zusätzlich oder alternativ wäre aber auch eine mobile Schalttafel 25' denkbar. Denkbar wäre z.B. eine Funkfern¬ steuerung oder eine Ultraschall-Fernsteuerung. Die mobile Schalttafel gewährleistet grossere Mobilität der Bedienungs¬ person bei optimaler Beobachtung des Trennvorgangs.
Die Schaltung ist dabei erfindungsgemass so, dass mit der Betätigung des Vorschubes der Trennschleifscheibe 13 über deren Hydraulikzylinder 44 alle übrigen, über entsprechen¬ de Zuleitungen mit der Hydrauliksteuerung 50 in Wirkungsver¬ bindung stehenden hydraulischen Stellmittel 11,16,17,19,20 und 21 in starren Verbindungszustand gebracht werden, um der ganzen Einrichtung einen starren, relativ unempfind¬ lichen Charakter zu vermitteln.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Abtrennen von Üebermaterial an Gusswerk¬ stücken mittels rotierender Trennschleifscheibe oder dgl., die über ihren Werkzeughalter am freien Ende eines mehrarmigen Industrie-Roboters angeordnet ist, um die Trennschleifscheibe an vorgegebener Stelle des Guss¬ werkstückes ansetzen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschleifscheibe am Werkzeughalter in line¬ arer Vorschubrichtung verschiebbar geführt wird, wobei deren Vorschub erfolgt, sobald die Trennschleifscheibe an vorgegebener Stelle des Gusswerkstückes durch die Stellmittel des Roboters herangeführt ist und alle Stellmittel des Roboters .in starren Verbindungszustand gebracht wurden.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ spruch 1 , gekennzeichnet durch einen mehrarmigen In¬ dustrie-Roboter (100) mit einem als Kniehebel (7) aus¬ gebildeten Tragarm, der an einem Ende in einem Ständer (8) um eine horizontale und um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert ist und am anderen Ende gelenkig den Werkzeughalter (18) trägt, an dem die Trennschleif¬ scheibe (13) über Schlittenmittel (22,23) linear ver¬ schiebbar abgestützt ist, wobei die Stellmittel am Ro¬ boter (100) zentral ansteuerbare und feststellbare Hyd¬ raulikzylinder (11;16,17;19;) resp. hydraulische Stell¬ motoren (20,21 ) sind.
Trenneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass zwischen dem ständerseitigen (9) und dem freien (10) Abschnitt des Kniehebels (7) wenigstens ein Hydraulikzylinder (11) zum Verschwenken des freien Ab¬ schnittes angeordnet ist; dass der Ständer (8) einen horizontalen Drehkranz (14) aufweist, auf dem ein um eine vertikale Achse schwenkbares Lagerbett (15) abge¬ stützt ist; dass ferner im Lagerbett der Kniehebel (7) um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist, wo¬ bei das Lagerbett (15) mit Hilfe wenigstens eines an ihm angreifenden, in einer horizontalen Ebene beweg¬ lich am Ständer (8) angelenkten Hydraulikzylinders (16) verschwenkbar ist und dass der Kniehebel (7) mit Hilfe wenigstens eines an ihm angreifenden, in einer vertika¬ len Ebene beweglich am Lagerbett (15) angelerikten Hyd¬ raulikzylinders (17) verschwenkbar ist.
4. Trenneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Werkzeughalter (18) mit der Trenn¬ schleifscheibe (13) am Ende des freien Abschnittes (10) des Kniehebels (7) um drei rechtwinklig zueinander stehende Drehachsen (4,5,6) Fig. 4) verschwenkbar ge¬ lagert ist, von denen eine erste (4) horizontal durch das Kniehebelende verläuft.
5. Trenneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Werkzeughalter (18) mit wenigstens einem am freien Abschnitt (10) des Kniehebels (7) angelenkten Hydraulikzylinder (19) um die erste horizontale Dreh¬ achse (4) verschwenkbar ist.
6. Trenneinrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Werkzeughalter (18) um die zweite und dritte Drehachse (5,6) mit je einem hydraulischen Stellmotor (20,21) verschwenkbar ist. 8. Trenneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Trennschleifscheibe (13) mit einem Hyd¬ raulikmotor (24) antreibbar ist.
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