DE3834995A1

DE3834995A1 - Method and apparatus for deburring castings

Info

Publication number: DE3834995A1
Application number: DE19883834995
Authority: DE
Inventors: Heinrich-Georg Boecker
Original assignee: BOECKER HEINRICH GEORG
Current assignee: BOECKER HEINRICH GEORG
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1989-11-09
Also published as: DE3834995C2

Abstract

With a method and an apparatus for deburring castings, in particular nonferrous-metal castings, such as light-alloy wheel rims or the like, a solution is to be provided with which machining curves located freely in space are retraced by a tool, the space curve being freely selectable by the user. This is achieved in that, using a sample workpiece, the three-dimensional contour course to be achieved in the finished workpiece is scanned via a scanning device, the scanned values are fed to a computer and the three-dimensional positioning data recorded are fed to a machining device for controlling a chip-removing machining tool. <IMAGE>

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zum Entgraten von Gußstücken, insbesondere Nicht eisen-Metallgußstücken, wie Leichtmetallfelgen oder dgl.The invention is directed to a method and a front Direction for deburring castings, especially not iron metal castings, such as alloy wheels or the like.

Das Entgraten von Gußstücken ist insbesondere dann, wenn die durch die Formteilung entstandenen Gußnähte einen kom plizierten dreidimensionalen Verlauf aufweisen, sehr auf wendig und wird daher im wesentlichen von Hand vorgenom men. Liegen die Gußnähte in nur einer Ebene, so kann das Entgraten mit entsprechenden spanabnehmenden Werkzeugen auch halb- oder auch vollautomatisch vorgenommen werden. Bei in der Fläche liegenden Bearbeitungslinien, die spanab nehmende Werkzeuge vornehmen, ist es z. B. bekannt, im soge nannten Kopierverfahren von einem Musterstück die Bearbei tungskurve abzunehmen und danach die Werkzeugsteuerung vorzunehmen.The deburring of castings is especially when the cast seams created by the shape division a com plicated three-dimensional course, very agile and is therefore carried out essentially by hand men. If the cast seams are in only one level, this can be done Deburring with appropriate cutting tools can also be done semi-automatically or fully automatically. In the case of machining lines lying in the surface, which are machined take tools, it is e.g. B. known in the so-called called copying from a sample the processing the curve and then the tool control to make.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der frei im Raum liegenden Bearbeitungskurven von einem Werkzeug nachvollzogen werden, wobei die Raumkurve vom Benutzer frei wählbar ist.The object of the invention is to provide a solution with the machining curves of one lying freely in space Tool can be traced, the space curve from User is freely selectable.

Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß von einem Musterwerkstück über eine Abtasteinrichtung der drei dimensionale, beim fertigbearbeiteten Werkstück zu errei chende Konturenverlauf abgetastet, die Tastwerte einem Rechner zugeführt und die aufgenommenen dreidimensionalen Positionierdaten einer Bearbeitungseinrichtung zur Steue rung eines spanabnehmenden Bearbeitungswerkzeuges zuge führt werden.Using a method of the type described at the beginning solved this problem according to the invention in that a sample workpiece via a scanner of the three dimensional to be achieved in the finished workpiece appropriate contour course scanned, the scanning values one Computer fed and the recorded three-dimensional Positioning data of a processing device for control tion of a machining tool leads.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß ein Werkzeug eine Kurve frei im Raum nachvollziehen kann, die von einem Mu sterwerkstück aufgenommen wurde, wobei unterstellt wird, daß das entsprechende Werkzeug die Positionen im Raum auf grund entsprechender Antriebe einnehmen kann.With the invention it is achieved that a tool Can trace the curve freely in the room, which a Mu workpiece has been added, assuming that the appropriate tool the positions in space can take due to appropriate drives.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die dreidi mensionalen Positionierdaten am Musterwerkstück unter Ver wendung von drei Grundachsen einer Digitalisierung unter worfen und die digitalisierten Signale dem Prozeßrechner direkt zugeführt werden. Durch die Wahl einer dreidimensio nalen Positionierdatenerfassung läßt sich ein rechteckiger Raum beaufschlagen, in dem jede Bearbeitungsposition des Werkzeuges entsprechend der Bearbeitungskurve erfaßbar ist. Dabei ist es selbstverständlich, daß die entsprechen de Steuerung alle spezifischen Werkzeugdaten ebenso erfaßt wie Toleranzen am Werkstück, Abnutzungserscheinungen und dgl. mehr. In an embodiment, the invention provides that the dreidi dimensional positioning data on the sample workpiece under Ver using three basic axes of digitization cast and the digitized signals to the process computer can be fed directly. By choosing a three-dimensional nal positioning data acquisition can be a rectangular Apply space in which each processing position of the Tool can be detected according to the machining curve is. It goes without saying that they correspond de control all specific tool data recorded as well such as tolerances on the workpiece, signs of wear and tear Like. more.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise sieht in Ausgestal tung auch vor, daß die Abtastbewegungen linear oder rota torisch vom Musterwerkstück abgegriffen werden, dabei kön nen die Positionierdaten des Werkzeuges vom Musterstück berührungsfrei abgenommen werden, etwa auf optisch-elektro nischem Wege, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt wäre.The procedure according to the invention is in Ausgestal tion also that the scanning movements linear or rota can be tapped torically from the sample workpiece the positioning data of the tool from the sample can be removed without contact, for example on optical-electro African way, without the invention being limited to this would.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ver fahrensweise besteht darin, daß die Positionierdaten unter Zuhilfenahme einer Person und einem von Hand geführten, dreiachsig aufgehängten Abtastwerkzeug in der Abtastein richtung abgenommen werden. Eine derartige von-Hand-Abnah me der Positionierdaten kann zur Vereinfachung eines Steu erungsprogramms führen, wenn und soweit die vom Abtast werkzeug durchgeführten Bewegungen mit den Handbewegungen der abtastenden Person synchronisiert sind und insofern das spätere Bearbeitungswerkzeug die Handbewegung der Per son nachempfindet.An expedient embodiment of the Ver way of driving is that the positioning data under With the help of one person and one hand-guided three-axis suspended scanning tool in the scanner direction can be removed. Such a hand-acceptance The positioning data can be used to simplify a tax program, if and to the extent that of the scanning movements performed with the hand movements the scanning person are synchronized and insofar the later processing tool the hand movement of the per son feels.

Das Verfahren sieht auch vor, daß bei Betrieb des spanab nehmenden Werkzeuges zusätzlich in das Werkzeugsteuerungs programm Daten eingeführt werden, die Änderungen des Guß rohlinges und/oder des Werkzeuges und/oder des Lagerspie les oder dgl. berücksichtigen. The method also provides that when the spanab in addition to the tool control program data are introduced, the changes of the molding blanks and / or the tool and / or the storage chip Consider les or the like.

Diese Ausgestaltung kann beispielsweise bei der Bearbei tung von Großserien sinnvoll sein, wenn z. B. die Gußformen von Aluminiumfelgen nach häufigem Gebrauch in ihren Maßen geringfügig sich ändern, relativ zu den Maßen des ursprün glich der Steuerung zugrundeliegenden Musterwerkstückes. Die beanspruchte Verfahrensweise soll auch diesen Änderun gen Rechnung tragen können.This configuration can be used, for example, during processing tion of large series may be useful if e.g. B. the molds of aluminum rims in their dimensions after frequent use change slightly, relative to the dimensions of the original similar to the control of the underlying workpiece. The claimed procedure is also intended to make these changes can take into account.

Zur Lösung der eingangs definierten Aufgabe sieht die Er findung auch eine Vorrichtung vor, die sich durch eine Abtasteinrichtung für ein Musterwerkstück mit einem Abtast werkzeug zur Bestimmung der Bearbeitungskurve im dreidi mensionalen Raum, einen Rechner zur Aufnahme der am Muster werkstück abgenommenen Kurvendaten sowie wenigstens durch eine Bearbeitungsstation mit spanabnehmendem Werkzeug in direkter Kopplung mit einem die Raumkurven des Musterwerk zeugs speichernden Rechner zur Steuerung des Bearbeitungs werkzeuges auszeichnet.He sees the solution to the task defined at the beginning invention also a device that is characterized by a Scanner for a sample workpiece with one scan tool for determining the machining curve in three ways dimensional space, a calculator for recording the on the sample workpiece removed curve data and at least by a machining station with cutting tool in direct coupling with the space curves of the sample tool storing computer to control the machining distinguishes tool.

In weiterer Ausgestaltung einer derartigen Vorrichtung, mit der alle dreidimensionalen Raumkurven in dem Bearbei tungsrechteck abtastbar sind, ist vorgesehen, daß die Bear beitungsstation mit einer Werkstückaufnahme und einer Ein richtung zur dreidimensionalen Führung des Bearbeitungs werkzeuges ausgerüstet ist. In a further embodiment of such a device, with which all three-dimensional space curves in the machining tion rectangle are scanned, it is provided that the Bear processing station with a workpiece holder and an on direction for three-dimensional guidance of the machining tool is equipped.

Das Erfassen der Raumkurve eines Bearbeitungswerkzeuges alleine stellt eine große Erleichterung bei der Bearbei tung von komplizierten Raumkurven dar, etwa bei der Bear beitung von Leichtmetallfelgen für Fahrzeuge, wobei die Felgen vergleichsweise aufwendige Konturen haben.The acquisition of the space curve of a processing tool alone provides great relief in processing complex space curves, such as the Bear processing of alloy wheels for vehicles, the Rims have comparatively complex contours.

Zweckmäßig kann es dabei auch sein, insbesondere zur voll automatischen Bearbeitung derartiger Werkzeuge, daß der Werkstückaufnahme ein Werkstückförderer mit Umsetzeinrich tung für das Werkstück zugeordnet ist, um ein wenigstens taktweises Umsetzen der Werkstücke in das Bearbeitungszen trum zu ermöglichen.It can also be expedient, in particular for full automatic processing of such tools that the Workpiece pick-up a workpiece conveyor with transfer device device for the workpiece is assigned to at least one cyclical transfer of the workpieces into the machining center to make it possible.

Zur Kapazitätssteigerung sieht die Erfindung auch vor, daß die Bearbeitungsstation als Doppelanlage zur gleichzei tigen Bearbeitung wenigstens zweier Werkstücke ausgebildet ist oder daß die Werkstückaufnahme als Drehtisch oder dgl. zur taktweisen Aufnahme von unbearbeiteten Werkstücken, taktweisen Bearbeitung der Werkstücke und taktweiser Ent nahme der fertigbearbeiteten Werkstücke ausgebildet ist.To increase capacity, the invention also provides that the processing station as a double system at the same time term processing trained at least two workpieces is or that the workpiece holder as a turntable or the like. for picking up unprocessed workpieces in cycles, intermittent processing of workpieces and intermittent ent taking the finished workpieces is formed.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in

Fig. 1 und 2 Seiten- und Aufsicht auf eine Bearbeitungs station nach der Erfindung, Fig. 1 and 2, side and plan view of a machining station according to the invention,

Fig. 3 eine Abtasteinrichtung eines Musterwerk stückes sowie in Fig. 3 is a scanner of a sample piece and in

Fig. 4 und 5 Seiten- und Aufsicht auf ein abgewandeltes Beispiel einer Bearbeitungsstation. FIGS. 4 and 5 side and plan view of a modified example of a processing station.

Eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung wird im we sentlichen von einer Zuförderstrecke 2 für die zu bearbei tenden, mit 3 gekennzeichneten Werkstücke gebildet, eine Aufnahme und Übergabeeinrichtung 4 der Bearbeitungsstation 5 mit dem Werkzeug 15 sowie einem Förderzeug 6 für die zu bearbeitenden Werkstücke.A device generally designated 1 is essentially formed by a feed path 2 for the workpieces to be machined, marked 3 , a receiving and transfer device 4 of the processing station 5 with the tool 15 and a conveyor 6 for the workpieces to be machined.

Wesentlich für die Erfindung ist die Datenaufnahmeanlage gemäß Fig. 3, bei der von einem Musterwerkstück 3 a über eine allgemein mit 20 bezeichnete Abtasteinrichtung die Bearbeitungskurven über einen Aufnehmer 7 aufgenommen und beispielsweise einem PC 8 zugeführt werden. Der PC 8 dient im wesentlichen der Bildung der Koordinaten aus den Inkre mentalgeber-Signalen zur Übergabe ins Bahnsteuerungspro gramm, er dient darüber hinaus der Schnittstellenanpassung und der evtl. Erstellung eines Arbeitsprogrammes. Die dort erhaltenen Daten werden einer allgemein mit 9 bezeichneten Steuerung zugeführt, die den gesamten Arbeitsablauf der Bearbeitungsgeräte steuert, insbesondere dem Bearbeitungs roboter 5 mit dem Werkzeug 15 bzw. den Werkzeugen 15 a, die Funktion der Übergabe und Übernahmeeinrichtung 4, die Funk tion der Werkstückspannvorrichtung 16, nicht näher darge stellt, sowie die Funktionen der mit 10 bezeichneten, als Drehtisch ausgebildeten Wechselstation.The data acquisition system according to FIG. 3 is essential for the invention, in which the processing curves are recorded by a sample workpiece 3 a via a scanning device, generally designated 20 , via a sensor 7 and, for example, fed to a PC 8 . The PC 8 is essentially used to form the coordinates from the incremental encoder signals for transfer to the path control program, it also serves to adapt the interface and possibly create a work program. The data obtained here will be a generally fed at 9 designated control, which controls the overall operation of the processing equipment, in particular the machining robot 5 with the tool 15 and the tools 15 a, the function of the transfer and transfer device 4, the radio tion of the workpiece clamping device 16 , not shown in more detail, and the functions of the designated 10 , designed as a rotary table changing station.

In Fig. 2 sind noch weitere Bauteile angegeben, so eine Stoppeinrichtung 17 für die angeförderten Werkstückrohlin ge, eine Vorpositioniereinrichtung 11 für die Greifwerk zeuge der Umsetzeinrichtung 4 und die Portale des Werkzeug roboters 5, die die Bezugszeichen 12 bis 14 tragen.In Fig. 2 still further components are specified, such as a stop device 17 for the workpiece workpiece ge, a pre-positioning device 11 for the gripping tools of the transfer device 4 and the portals of the tool robot 5 , which have the reference numerals 12 to 14 .

In den Fig. 4 und 5 ist ein abgewandeltes Ausführungsbei spiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Alle in der Funktion gleichen Teile tragen das gleiche Bezugs zeichen wie in Fig. 1 bis 3, versehen mit dem kleinen Buch staben a.In Figs. 4 and 5 is a modified Ausführungsbei game of the device according to the invention shown. All functionally the same parts have the same reference characters as in Fig. 1 to 3, provided with the small letter a .

Der wesentliche Unterschied liegt hier darin, daß zwei Be arbeitungsroboter 5 a vorgesehen sind, die entweder takt weise die gleichen Arbeiten ausführen oder aber so gesteu ert sind, daß ein Roboter einen Teilbereich der Bearbei tung übernimmt, während der andere Bearbeitungsroboter die weitere Restbearbeitung vornimmt.The main difference here is that two loading robots 5 a are provided, which either perform the same work in cycles or are so controlled that a robot takes over a portion of the processing, while the other processing robot carries out the remaining processing.

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So müssen die Bearbeitungsroboter nicht zwingend in Portalen dreidimensional geführt sein, hier können auch andere Steuerungen vorgesehen sein und dgl. mehr.Of course, the described embodiments are still to change in many ways without the basic idea to leave. So the processing robots don't have to mandatory in portals three-dimensional, here other controls can also be provided and the like. more.

Claims

1. A method for deburring castings, in particular non-ferrous metal castings, such as light alloy rims or the like, characterized in that the three-dimensional contour course to be reached in the finished workpiece is scanned by a sample workpiece, the sample values are fed to a computer and the recorded three-dimensional len positioning data of a machining device to control a machining tool to be performed.

2. The method according to claim 1, characterized, that the three-dimensional positioning data on the sample work piece using three basic axes of a digitali subject to digitization and the digitized signals Process computers can be fed directly.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the scanning movements linear or rotary from the Mu workpiece can be tapped.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the positioning data from the sample workpiece touch can be removed freely.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the positioning data with the help of one person and a hand-guided, three-axis suspended Ab probe can be removed in the scanner.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that additionally when operating the cutting tool data is introduced into the tool control program, the changes in the casting blank and / or the tool and / or bearing play or the like.

7. Device for the deburring of castings, in particular non-ferrous metal castings, such as alloy rims or the like., In particular for implementing the method according to any one of the preceding claims, characterized by sampling means (20) for a sample workpiece (3 a) with a scanning tool (7) to determine the machining curve in three-dimensional space, a computer ( 8 ) for recording the cure data taken from the sample workpiece ( 3 a) and at least one processing station ( 5 ) with cutting tool ( 15 ) in direct coupling with one storing the space curves of the sample tool Calculator ( 9 ) for controlling the machining tool.

8. The device according to claim 7, characterized in that the machining station ( 5 ) is equipped with a workpiece holder me ( 16 ) and a device for three-dimensional guidance of the machining tool ( 15 ).

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the workpiece holder ( 15 ) is assigned a workpiece conveyor ( 2, 6 ) with transfer device ( 4 ) for the workpiece ( 3 ).

10. The device according to claim 7 or one of the following, characterized in that the processing station ( 5 a) is designed as a double system for the simultaneous processing of at least two workpieces.

11. The device according to claim 7 or one of the following, characterized in that the workpiece holder as a rotary table ( 10 ) or the like. For intermittently receiving unworked workpieces ( 3 ), intermittent processing of the workpieces and intermittent removal of the finished workpieces ( 3 ) is.