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39. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückkopf ein Futter umfasst, dass der Schleifscheibenschlitten eine mit dem Futter fluchtende Schleifscheibenspindel trägt und dass Mittel zum Einstellen der Flucht des Werkzeugkopfes gegenüber dem Schleifscheibenschlitten vorgesehen sind.
40. Schleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vom Sockel getragene Abrichtvorrichtung, die mit der Programmiereinrichtung so verbunden ist, dass die Abrichtbzw. Abziehvorrichtung mit der Schleifscheibe synchron zum Längsbewegeprogramm des Schleifscheibenschlittens funktionell mit der Schleifscheibe in Kontakt bringbar ist.
41. Schleifmaschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmiereinrichtung eine am Sockel gelagerte Welle, eine erste und eine zweite von dieser getragenen Nockenscheibe, einen ersten mit einem Ende gelenkig mit dem Sockel verbundenen und an der ersten Nockenscheibe angreifenden Hebel, Mittel zum Verbinden des freien Endes des ersten Hebels mit dem Schleifscheibenschlitten zur Steuerung von dessen Längsbewegung, einen zweiten, mit einem Ende gelenkig mit dem Sockel verbundenen und an der zweiten Nockenscheibe angreifenden Hebel, und Mittel zum Verbinden des freien Endes des zweiten Hebels mit der Abziehvorrichtung zur Steuerung von deren Bewegung entsprechend der Drehung der Welle gegenüber dem Sockel umfassen.
Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine mit einem Sockel, einem von diesem getragenen, ein Werkstück drehbar halternden Werkstückkopf und einem Schleifscheibenkopf.
Industrielle Schleifmaschinen werden eingesetzt, um Präzisionsarbeiten durchzuführen, mit denen glatte Oberflächen und hohe Massgenauigkeit erzielt wird. Die bekannten Maschinen sind mit zwei Schlitten versehen, mit denen die Zustellbewegung relativ zwischen Schleifscheibe und Werkstück in Längsrichtung und Querrichtung durchgeführt wird. Dabei erfolgt die Längsbewegung in Richtung einer Achse, die zu den Achsen des Werkstückkopfes und des Schleifscheibenkopfes fluchtet, während die Zustellbewegung in Querrichtung entlang einer Achse erfolgt, die im rechten Winkel zur Achse der Schleifscheibe liegt und ein radiales Zuführen der Scheibe an das Werkstück ermöglicht. Ein solcher Schleifmaschinentyp mit zwei Schlitten ist aus der US-Patentschrift Nr. 2 952 949 bekannt.
Eine konstruktionsbedingte Schwierigkeit bei einer Maschine mit zwei Schlitten ist die Verwirklichung einer hohen mechanischen Stabilität und Starrheit der Maschine unter Last.
Insbesondere der die seitliche Zustellbewegung bewirkende Schlitten führt aufgrund seiner mechanischen Nachgiebigkeit leicht zu Positionsabweichungen. Zum Ausgleich der Positionsabweichungen lassen sich Toleranzen in Lagern und anderen mechanischen Bauteilen, die beim Bau des Werkzeugschlittens eingesetzt werden, durch die Verwendung komplizierter und hochpräziser Teile, durch Einstellung von Vorspannungen und durch andere bekannte Kompensationsmittel weitestgehend reduzieren. Diese Massnahmen verursachen jedoch erhebliche zusätzliche Maschinenkosten und erhöhen die Kompliziertheit und Anfälligkeit der Maschine.
Die gewünschte hohe mechanische Stabilität und die daraus resultierende verbesserte Präzision der Schleifmaschine wird gemäss der Erfindung mit einfachen Mitteln dadurch erreicht, dass am Sockel der Maschine eine langgestreckte, zylindrische Gleitstange starr befestigt ist, deren Längsachse parallel zur Drehachse des Werkstückkopfes und parallel zur Umlaufachse der Schleifscheibenspindel verläuft, dass der Schleifscheibenkopf von der Gleitstange längs dieser verschiebbar und um deren Achse drehbar getragen ist, dass eine zusätzliche Trageinrichtung für den Schleifscheibenkopf seitlich im Abstand von der Gleitstange vorgesehen ist, die eine Längsverschiebung des Schleifscheibenkopfes auf dem Sockel ermöglichende Mittel umfasst, dass eine Programmiereinrichtung zur Erzeugung einer gesteuerten Längsbewegung eines den Schleifscheibenkopf tragenden Schlittens vorgesehen ist,
der auf der Gleitstange und der zusätzlichen Trageinrichtung gelagert ist, und dass eine von der Programmiereinrichtung unabhängige Einrichtung vorgesehen ist zum Schwenken des Schlittens um die erste Gleitstange, und zwar derart, dass der vom Schlitten getragene Schleifscheibenkopf gegenüber dem Werkstückkopf seitlich verlagerbar ist.
Eine derartige Schleifmaschine. die nur einen einzigen Schlitten aufweist, der verschiebbar und verschwenkbar in der erfindungsgemässen Weise vom Sockel getragen wird, ist von besonderer Stabilität und ist daher zum Schleifen von Werkstücken mit hoher Präzision gut geeignet.
Über die genannten Merkmale hinausgehende Einzelheiten zur Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaubild einer als Innenschleifmaschine ausgebildeten Schleifmaschine, die die verschiedenen Merkmale der Erfindung enthält,
Fig. 2 ein Schaubild einer Sockelgleitstange und eines Scheibenschlittens in einem teilweise zusammengesetzten Zustand,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Scheibenschlittengehäuses und einer Gleitstangenanordnung für die Ein-Schlitten Maschine nach Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den Scheibenschlitten und die Gleitstange,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der Scheibenschlittenund Gleitstangenanordnung,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Sockel. die Gleitstange und den Scheibenschlitten,
Fig. 7 ein Schnitt durch die erste bzw. vordere Gleitstange.
der die Beziehung des Scheibenschlittengehäuses ihr gegenüber zeigt,
Fig. 8 ein Schnitt, der die Einzelheiten der hinteren Gleitstange zeigt und die mechanischen Einzelheiten des Scheibenschlittens in bezug darauf andeutet,
Fig. 9 ein Blockschaltbild des Motorsteuerkreises für die Zuführung.
Fig. 10 eine Endansicht des Scheibenschlittenbewegungshebels,
Fig. 11 eine Einzelheit des Scheibenschlittenbewegungshebels, die die Nockenrolle zeigt,
Fig. 12 eine Seitenansicht des Scheibenschlittenbewegungshebels und der zugehörigen Nocke,
Fig. 13 eine Seitenansicht im Schnitt, die die Federvorspannvorrichtung zeigt, welche den Scheibenschlitten mit dem Schleifmaschinensockel verbindet,
Fig. 14 eine Einzelheit der Federstange,
Fig. 15 eine Endansicht des Scheibenschlittens und der Gleitstange, die die Lage und die Orientierung des Zuführungsmotors zeigt,
Fig. 16 eine Endansicht im Schnitt, die die mechanische Verbindung zwischen dem Zuführungsmotor und dem hinteren Gleitstangenlager zeigt,
Fig. 17 ein Schnitt als Einzelheit der mechanischen Verbindung zwischen dem Scheibenschlittengehäuse und dem hinteren Gleitstangenlager,
Fig.
18 eine Draufsicht im Schnitt durch den Zuführungsmotor mit dem zugehörigen Trieb.
Fig. 19 eine Vorderansicht des Zuführungsgehäuses,
Fig. 20 eine Einzelheit der Zuführungsvorrichtung,
Fig. 21 eine Endansicht der Antriebsmechanik im Sockel, die die Verbindungen zwischen den Motoren, der Programm nockenwelle und den Nockenabgreifern zeigt,
Fig. 22 eine Ansicht von hinten auf einen Teileeinleger als
Ausführungsbeispiel und auf die Abziehsteuerhebel,
Fig. 23 eine schematische Darstellung eines Abziehers, die die Orientierung desselben in bezug auf den Scheibenkopf zeigt,
Fig. 24 eine Endansicht der Programmiernocke, in der die
Beziehung verschiedener Endlagenschalter ihr gegenüber ge zeigt ist,
Fig. 25 eine Seitenansicht der Nockenwelle und der End lagenschalteranordnung,
Fig. 26 eine Seitenansicht der Hubbeweg-Oszillatorvorrich tung, mit der gearbeitet wird, um eine hubbewegende Schwing bewegung des Scheibenschlittens entstehen zu lassen.
Fig. 27 eine vergrösserte Seitenansicht der Hubweg-Oszilia torvorrichtung,
Fig. 28 eine Draufsicht auf die Hubweg-Oszillatorvorrichtung,
Fig. 29 eine Vorderansicht des Antriebsmechanismus für die
H ubweg-Oszillatorvorrichtung,
Fig. 30 ein Schnitt durch den Antriebsmechanismus für die Hubweg-Oszillatorvorrichtung,
Fig. 31 eine Endansicht des Maschinensockels,
Fig. 32 ein Schaubild des Maschinensockels,
Fig. 33 eine Vorderansicht des Maschinensockels,
Fig. 34 eine Draufsicht auf den Maschinensockel,
Fig. 35 eine Seitenansicht eines Teileeinlegers,
Fig. 36 eine Einzelheit des Teileeinlegers,
Fig. 37 eine Draufsicht auf den Teileeinleger,
Fig. 38 eine Vorderansicht eines Teileentnehmers,
Fig. 39 eine Endansicht eines Teileentnehmers,
Fig.
40 eine schematische Darstellung des Werkstückkopfes und des Scheibenkopfes und des Abziehers mit der grafischen Darstellung des Längsbewegungsprogramms,
Fig. 41 eine Draufsicht auf den Werkstückkopf und den Teileeinleger und den Scheibenabzieher,
Fig. 42 eine Schnittdarstellung des Werkstückkopfes,
Fig. 43 ein schematisches Diagramm einer Motor- und Schaltkupplungsanordnung zum Treiben der mechanischen Programmnocke,
Fig. 44 ein Schnitt durch die Programmnockenwelle und
Fig. 45 ein Blockschaltbild eines Arbeitsfolge- und Diagnostik-Displaysystems, das in Verbindung mit der Schleifmaschine nach Fig. 1 verwendet wird.
In Fig. 1 ist eine industrielle Schleifmaschine 10 in einer Ausführung gezeigt, die speziell ausgelegt ist, um die Bohrung von Werkstücken mit hoher Produktionsrate in grossen Stückzahlen zu schleifen, beispielsweise Ventilhebelkörper, Kardangelenklagerschalen und dergleichen. Die Schleifmaschine weist einen starren. verschlossenen Sockel 12 auf, der einen Scheibenschlitten 14 lagert, zu dem ein Scheibenkopf bzw. ein Antriebsmotor 16 gehört, um eine Scheibenspindel 18 in Drehung zu versetzen. Der Sockel 12 lagert einen Werkstückkopf 20, der starr und im wesentlichen unbewegbar auf dem Sockel 12 sitzt. Der Werkstückkopf weist einen Werkstückhalter bzw. ein Futter (Fig. 40, 41 und 42) auf zum Lagern eines Werkstücks während der spangebenden Bearbeitung.
Der Werkstückkopf weist ferner einen Antriebsmotor 22 auf, der über einen Riemen 24 mit dem Futter verbunden ist, um das Werkstück mit hoher Drehzahl in Drehung zu versetzen, während das spangebende Bearbeiten vorgenommen wird. Der Scheibenschlitten 14 ist in Längsrichtung dem Sockel 12 gegenüber längs der Spindelachse verschiebbar, um die Scheibe an das Werkstück im Futter heranzuführen. Darüber hinaus ist der Scheibenschlitten 14 dem Sockel gegenüber kippbar, um eine seitliche Spindelzuführung in das Werkstück hinein zu bewirken.
Wie nachstehend noch im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 35 bis 37 zu beschreiben sein wird, werden Werkstücke bzw. Teile 490 in die Maschine 10 zur Vornahme des inneren Schleifvorgangs eingelegt, und zwar durch den Beschickungsschacht 26 und einen noch zu beschreibenden Einlegemechanismus. Dabei versteht es sich, dass ein solcher Einlegeme chanismus lediglich ein Ausführungsbeispiel von verschiedenen
Einlegemechanismen ist, die in Verbindung mit der Maschine
10 eingesetzt werden können. Wie ferner im einzelnen unter
Bezugnahme auf Fig. 38 und 39 zu beschreiben sein wird, werden die Werkstücke bzw. Teile nach dem Schleifen aus dem Futter ausgespannt und in einen Entnahmeschacht 28 gelegt, aus dem die Teile entnommen und gestapelt oder mit anderen fertigen Teilen nach Bedarf zusammengesetzt werden können.
Ein Entnahmearm 30 ist teilweise in Fig. 1 gezeigt, um die Arbeitsgänge der Entnahme der Teile aus dem Futter und dem Übertragen derselben zum Entnahmeschacht 28 durchzuführen.
Die Arbeitsgänge des Einlegemechanismus und des Entnahmemechanismus mit dem Arm 30 und dem Steuerhebel 32, die Betätigung eines Scheibenabziehers 33 (der in Fig. 1 in der angehobenen bzw. zurückgefahrenen Position gezeigt ist) sowie die Längsbewegungen des Scheibenschlittens 14 in bezug auf den Sockel 12 werden alle durch einen mechanischen Programmiermechanismus 34 programmiert, der im unteren linken Ende der Maschine 10 in Fig. 1 gezeigt ist. Der Programmiermechanismus umfasst einen Wechselstromsynchronmotor 36, der durch einen Riementrieb und einen Schaltkupplungsmechanismus, welche noch zu beschreiben sein werden, zum intermittierenden Drehen einer Programmnockenwelle 40 verbunden ist, auf der eine Folge von Programmnocken sitzen, wie beispielsweise bei 42 gezeigt.
Der Programmiermechanismus 34 umfasst ferner einen drehzahlregelbaren Gleichstrommotor 44, der ebenfalls durch einen Riementrieb und einen Schaltkupplungsmechanismus mit der Nockenwelle 40 verbunden ist. Dieser Mechanismus ist derart ausgebildet, dass der eine oder der andere der beiden Motoren gewählt wird, um die Nockenwelle 40 während der Maschinenarbeitsgänge anzutreiben. Eine Anzahl von einstellbaren Endlagenschaltern 45 sitzen am Sockel an der Nockenwelle 40, um die verschiedenen mechanischen Grenzlagen zu bestimmen, an denen die programmierten Arbeitsgänge enden sollen.
Die Folge der Nockenwellendrehungeinleitungen wird durch einen Festkörpertaktgeber 46 gesteuert. der oben auf der Maschine 10 sitzt und der eine Digitaldisplaytafel 48 aufweist, die eine Zugangstür 49 mit einer transparenten Glasseite hat. Die Einzelheiten des Festkörpertaktgebers sind teilweise hier angegeben, und sie sind im einzelnen bereits an anderer Stelle vorgeschlagen worden. Die Maschine 10 weist ferner eine Bedienungstafel 50 mit Druckknöpfen und anderen Signalgebern 52 auf, um verschiedene Maschinenfunktioneneinzelheiten einzuleiten, beispielsweise das Einschalten des Scheibenkopfmotors 16, des Arbeitsstückkopfmotors 22 und des Abziehermotors 33, das Einleiten eines Arbeitsspiels, das Einschalten des Kühlmittelstroms, die Luftaufbereitung usw.
Es versteht sich, dass die Maschine 10 beispielsweise solche peripheren Vorrichtungen wie eine Luftaufbereitung und eine Kühlmittelbehandlung aufweist, wie das üblich und bekannt ist.
Diese Vorrichtungen bilden keinen Teil der Erfindung und werden hier nicht beschrieben. Die Vorrichtungen 52 leiten kurz gesagt verschiedene Arbeitsgänge ein und sorgen für verschiedene erforderliche Bedingungen, während der Taktgeber 46 die Arbeitsfolge oder die Reihenfolge der Arbeitsgänge steuert, die durchgeführt werden sollen. Der mechanische Programmiermechanismus 34 bestimmt die mechanischen Endlagen in der Bewegung und den Antrieb. der erforderlich ist.
um die mechanische Bewegung verschiedener Teile entstehen zu lassen.
Es versteht sich, dass zwar die verschiedenen Merkmale der Erfindung unter spezieller Bezugnahme auf eine Innenschleifmaschine beschrieben werden, um spezielle Arbeitsgänge an speziellen Teilen durchzuführen, die Anwendbarkeit der Erfindung und der verschiedenen Merkmale derselben jedoch auf verschiedene andere Arten von Maschinen für Metallbearbeitungsgänge und dergleichen für den Fachmann auf der Hand liegen, und folglich diese Beschreibung nicht in einem begrenzenden Sinne zu verstehen ist, ausser wenn das ausdrücklich angegeben ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist eines der Hauptmerkmale der Erfindung die Präzisions-Hochbelastungs-Schleifcharakte- ristik und die aussergewöhnliche Maschinenstabilität, die durch die Verwendung eines einzigen Maschinenschlittens herrühren, um eine relative Bewegung zwischen den kritischen Metallbearbeitungsteilen und den Werkstücken zu schaffen.
Das unterscheidet sich von der üblichen Metallbearbeitungsmaschine, bei der mindestens zwei Schlitten verwendet werden, die üblicherweise im rechten Winkel zueinander sitzen, damit sowohl eine Längs- als auch eine Querbewegbarkeit des Scheibenkopfes bzw. der Spindel 18 dem Werkstückkopf 20 gegenüber ermöglicht wird, d. h. eine Längsbewegung ist erforderlich, um in den Teil einzufahren und aus dem Teil herauszufahren, und eine seitliche Bewegung ist erforderlich, um in einen Angriff an die innere Seitenwand des Teiles zu fahren und um einen Ausgleich für den Scheibenverschleiss zu schaffen.
Bezugnehmend zunächst auf Fig. 2 bis 5 wird eine relativ vereinfachte Erläuterung des Scheibenschlittens, der Gleitstangen und des Zuführungsmechanismus gegeben. Gemäss der Darstellung in Fig. 2 und 3 stützt der Sockel 12 eine waagrechte vordere Gleitstange 54 aus poliertem Stahl hoher Qualität mit kreisrundem Querschnitt starr ab. Der Sockel 12 stützt ferner im parallelen Abstand zur vorderen Stange 54 eine hintere Gleitstange 56 ähnlicher Form ab, die jedoch kürzer ist, was am besten aus Fig. 2 und 4 zu ersehen ist. Der Scheibenschlitten 14 weist ein Scheibenschlittengehäuse 58 aus schwerem Guss auf, das spangebend bearbeitet ist und auf den Gleitstangen 54 und 56 durch Kugellager 60, 61 und 66 gelagert ist.
Die Lager 60 und 61 sind in Längsrichtung im grossen Abstand längs der Stange 54 gemäss der Darstellung in Fig. 5 angeordnet, und das Lager 60 befindet sich im wesentlichen direkt unter dem Scheibenkopf 16, während das Lager 66 auf der Gleitstange 56 dem Lager 60 quer gegenüberliegt. Die Lager 60, 61 und 66 ermöglichen eine Bewegung des schweren Scheibenschlittens 14 in Längsrichtung einer Achse parallel zu den Mittellinien der Gleitstangen 54 und 56, um den Längsvorschub der Scheibenspindel 18 dem ortsfesten Werkstückkopf 20 gegenüber zu steuern, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Die Lager 60 und 61 ermöglichen ferner eine Drehung des Scheibenschlittens um die Achse, die durch die Mittellinie 62 der Gleitstange 54 festgelegt ist.
Eine solche Drehung wird durch das Zuführungssteuerungssystem erzeugt, das nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 8, 9 und 15 bis 20 zu beschreiben sein wird.
Im Zuge der einleitenden Beschreibung des Zuführungsmechanismus zeigt Fig. 3, dass die Gleitstange 56 eine starre Hülse 64 direkt lagert, die eine Längsgleitfreiheit der Stange 56 gegenüber durch den Lagersatz 66 erreicht. Darüber hinaus ist das Scheibenschlittengehäuse 58 im Bereich der Gleitstange 56 ausgebohrt, um einen erheblichen Spalt um die Hülse 64 herum zu schaffen, und es ist mechanisch damit durch einen motorgetriebenen, ausfahrbaren Kraftantrieb verbunden, der schematisch bei 68 gezeigt ist, ferner durch eine Druckfeder 69.
Durch den Kraftantrieb 68 kann das Scheibenschlittengehäuse 58 an der Mittellinie der Gleitstange 56 gegenüber hochgehoben oder abgesenkt werden, um damit eine Drehung um die Mittellinie 62 der Gleitstange 54 herum entstehen zu lassen.
Das Ergebnis ist eine Zuführung der Scheibenkopfspindel 18 auf einem Radius, dessen Mittelpunkt in der Mittellinie 62 der vorderen Gleitstange 54 liegt und dessen Endpunkt in der Mittellinie der Scheibenspindel 18 liegt. Die Zuführung wird also erreicht, ohne dass eine zweite Gleitachse erforderlich ist, womit die Einführung einer seitlichen Gleittoleranz üblicherweise einhergeht.
Es folgt nun eine Beschreibung der Hauptteile der Vorrichtung, die für die Längs- bzw. Axialbewegung des Scheibenschlittens 14 in bezug auf den Sockel 12 und deren Steuerung sorgen. Dabei wird auf Fig. 6, 7, 8 und 10 bis 14 Bezug genommen.
Gemäss der Darstellung in Fig. 6 und 7 weist der Sockel 12 zwei im Abstand angeordnete parallele, starre Stützteile 70 und 72 auf, die ausgespart sind, um die gegenüberliegenden Enden der vorderen Gleitstangen 54 aufzunehmen. Die Gleitstange 54 ist starr und drehfest an den Stützteilen 70 und 72 durch Maschinenschrauben 74 befestigt, was in Fig. 7 gezeigt ist. Ein mittlerer Support 76 kann auch für das Erreichen einer zusätzlichen Stabilität in dem Abstützen der Stange 54 verwendet werden. Der Scheibenschlitten 14 weist das Gehäuse 58 auf, das eine langgestreckte, röhrenförmige Partie 78 hat, die teleskopartig über die Gleitstange 54 längs eines erheblichen Teiles ihrer Länge geführt ist. Die Kugellager 60 und 61 befinden sich im Abstand längs der Stange 54 in Fig. 7 auf gegen überliegenden Seiten des Supports 76, ebenso, wie sie schematisch in Fig. 4 dargestellt sind.
Das Scheibenschlittengehäuse 58 ist in Längsrichtung kürzer als die Stange 54, und flexible Schuhe 80 und 82 sind zwischen den Enden des Gehäuses 54 und den Anschlägen 84 und 86 an der Gleitstange 54 angeordnet, um das Eindringen von Fremdstoffen durch die Lager 60 und 61 zu verhindern. Die inneren Schuhe 88 und 90 können ferner vorgesehen sein, um die Lagerfläche der Stange in bezug auf den mittleren Support 76 zu isolieren.
Die hintere Stange 56 ist, was am besten aus Fig. 8 zu ersehen ist, zwischen im Abstand angeordneten parallelen Stützteilen 70 und 92 abgestützt, die am Sockel 12 zum Erreichen der erforderlichen Stabilität und Starrheit befestigt sind. Befestigungsschrauben 174 befestigen die Stange in bewegungsfreier und drehfester Weise mit dem Sockel. Das Scheibenschlittengehäuse 58 umschliesst die Stange 56, steht jedoch nicht in direktem mechanischem Kontakt mit dieser, ausser durch die Gewindespindel, die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben worden ist. Das Scheibenschlittengehäuse 58 hat in dem Bereich, in dem sie die Stange 56 umschliesst, eine kürzere Länge als die Stange, und sie ist mit Schuhen 94 und 96 versehen, um das Eindringen von Fremdstoffen in den Gleitbereich des Lagers 66 zu verhindern.
Die Hülse 64 ist, was am besten aus Fig. 8 zu ersehen ist, direkt auf dem Lager 66 zur Längsverschiebung der Stange 56 gegenüber angeordnet. Zu beachten ist, dass ein erhebliches radiales Spiel zwischen der Hülse 64 und der umschliessenden Partie des Scheibenschlittengehäuses 58 vorhanden ist. Wie schematisch in Fig. 8 dargestellt und im einzelnen in Fig. 17 wiedergegeben ist. weist die Hülse 64 einen mittleren Abschnitt mit grösserer radialer Dicke auf, derart, dass zwei gegenüberliegende periphere Schultern entstehen. gegen die sich vorgespannte Rollen legen, um ein axiales Verschieben des Scheibenschlittengehäuses 58 der Hülse 64 gegenüber während der axialen Längsbewegung des Scheibenschlittens 14 zu verhindern.
Wie am besten aus Fig. 17 zu ersehen ist, sind die Rollen 98 und 100 exzentrisch in drehbaren Buchsen 102 und 104 gelagert, derart, dass bei voller Befestigung im Scheibenschlittengehäuse durch den in Fig. 7 gezeigten Mechanismus auf die Hülse 64 entgegengesetzt wirkende Lasten aufgebracht werden.
Aus der Kombination der Fig. 3 und 8 ist ersichtlich, dass das Scheibenschlittengehäuse 58 sich frei zwischen festliegenden Endlagen um die Mittellinie der langen Gleitstange 54 drehen kann und dass es, wenn die Abstützung nicht vorhanden wäre, die durch den Kraftantrieb 68 bewirkt wird, nach unten der ortsfesten Gleitstange 56 gegenüber fallen könnte, wie das in Fig. 8 gezeigt ist. Es ist also klar, dass die mechanische Kraft des Kraftantriebs 68 derart ist, dass das Scheibenschlittengehäuse 58 gegen die Schwerkraft des Gehäuses selbst und ferner gegen die Druckkräfte der Druckfeder 69 angehoben wird, die radial zwischen der Hülse 64 und dem becherförmigen Vorsprung 106 des Scheibenschlittengehäuses 58 sitzt, wie das in Fig. 8 gezeigt ist.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass der Scheibenschlitten 40 mit dem Scheibenschlittengehäuse 58 sich frei in Längsrichtung über den Sockel 12 bewegen kann, indem er über die starren Gleitstangen 54 und 56 gleitet. Der Bewegungsweg beträgt üblicherweise einige Zoll oder Zentimeter in einer industriellen Innenschleifmaschine. Weil der Werkstückkopf 20 auf den ortsfesten Bettschienen 108 und 110 gelagert ist, die im parallelen Abstand sattelförmig auf der vorderen Gleitstange 54 sitzen, was am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist, ist eine relative Bewegung des Scheibenschlittengehäuses 58 derart, dass die Scheibenspindel um etwa 4 bis 6 Zoll oder 100 bis 150 Millimeter maximalen Bewegungswegs in bezug auf das Werkstück bewegt wird, wenn es in den Werkstückkopf 20 eingespannt ist.
Um eine Längsbewegung des Scheibenschlittens zu erzeugen, weist die mechanische Programmiervorrichtung 34 Motoren 36 und 44 zum selektiven und intermittierenden Drehen der Nokkenwelle 40 auf. Die Nockenscheibe 42 an der Nockenwelle 40 legt sich gegen eine Nockenabgreiferrolle 122 an einem Scheibenschlittensteuerhebel 114, dessen unteres Ende am Sockel 12 durch ein Nadellagergelenk 116 schwenkbar gelagert ist, das in Fig. 10 und 12 gezeigt ist. Der Hebel 114 verschwenkt sich also dem Sockel 12 gegenüber entsprechend dem peripheren Profil der Nockenscheibe 42 hin und her. Das obere bzw.
freie Ende des Hebels 114 ist durch einen Gelenkbolzen 120 mit einer starren Scheibenschlittensteuerstange 122 verbunden, die sich in Längsrichtung und im wesentlichen waagrecht vom oberen freien Ende des Hebels 114 über die obere Seite des Sockels 112 und durchgehend bis zur gegenüberliegenden Seite des Scheibenschlittengehäuses 48 erstreckt, was am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist. Die Stange 122 endet am rechten Ende gemäss der Darstellung in Fig. 13 in einer Gewindepartie 124, die einen gerändelten Einstellknopf 126 grösseren Durchmessers aufnimmt. Der Knopf 126 legt sich gegen einen Block 128 und ist diesem gegenüber drehbar, der am Scheibenschlittengehäuse 58 sitzt.
Eine Schraube 128 legt sich ebenfalls gegen einen Scheibenschlittenanschlag 130, der am Sockel 12 sitzt, was am besten aus Fig. 13 zu ersehen ist. um damit den Längsbewegungsweg in Richtung nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 13 des Scheibenschlittens dem Sockel gegen über zu begrenzen.
Die Stange 122 erstreckt sich durch einen ersten bzw. inneren Tubus 132, der drehfest an einer Halterung 134 angeschweisst ist, die ihrerseits am Sockel 12 befestigt ist, um ein Ende einer Druckfeder 136 aufzunehmen und dieses Ende abzustützen. Das andere Ende der Feder 136 legt sich gegen den Block 128. Ein äusserer Tubus 138 umschliesst die Feder 136 aus Schutzgründen und wird durch den Block 128 in der vorgesehenen Lage gehalten.
Weil die Feder 136 zusammengedrückt und zwischen dem Bett (durch den Tubus 132 und die Halterung 134) und dem Scheibenschlittengehäuse 58 (durch den Block 128) gehalten ist. drückt die Federkraft den Scheibenschlitten in Längsrichtung nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 12 und 13. Die Federkraft hält damit auch den Hebel 114 gegen die Nockenscheibe 42, so dass die Rolle 112 dem Nockenprofil treu folgt.
An einem Punkt kleinsten Nockenradius wandert das Scheibenschlittengehäuse 58 nach rechts, bis der Block 128 den Endanschlag 130 berührt.
Eine Bewegung nach links gemäss der Darstellung in Fig. 12 und 13 wird bewirkt, während die Nockenscheibe den Hebel 114 vom Anschlag 126 weg in die in Fig. 12 gezeigte strichpunktierte Position treibt. Diese Bewegung zieht das Scheibenschlittengehäuse 58 durch die Stange 122 nach links, und dabei wird die Feder 136 im Tubus 138 zusammengedrückt. Die Stange 122 ist damit die primäre mechanische Verbindung zwischen dem Hebel 114 und dem Scheibenschlitten 58, während die Feder 136 die Vorspannkraft ausübt, die bestrebt ist, den Scheibenschlitten vom Werkstückkopf wegzudrücken, und zwar in dem Mass, dass von der Nockenscheibe 42 zugelassen wird.
Zusammenfassend ist das Scheibenschlittengehäuse 58 zur Längsbewegung über die Gleitstange 54 und 56 durch die Lager 60, 61 und 66 gelagert. Die die Längsbewegung steuernde Nockenscheibe 52 dreht sich mit der Nockenwelle 40, um den Steuerhebel 114 für die Steuerung der Scheibenschlittenbewegung im Winkel vom Sockel 12 weg zu verschwenken. Während sich das freie Ende des Hebels 114 vom Sockel 12 weg bewegt, zieht die Stange 122 das Scheibenschlittengehäuse 58 in die Richtung des Werkstückkopfes 20, und dabei wird die Feder gegen das innere Ende des Tubus 132 gedrückt, der am Sockel durch die Halterung 134 befestigt ist.
Während sich die Nockenscheibe 42 zu einem Profil kleineren Radius dreht, bewegt die Vorspannkraft, die von der zusammengedrückten Feder 136 ausgeübt wird, das Scheibenschlittengehäuse 58 vom Werkstückkopf 20 weg, um das Mass zurück, das vom formschlüssigen Kontakt zwischen der Nockenscheibenhebelrolle und der Nockenscheibe zugelassen wird.
In Fig. 14 sind die Einzelheiten der Verbindung zwischen der Stange 122 und dem oberen bzw. freien Ende des Nockenscheibensteuerhebels 114 gezeigt. Wie ersichtlich ist, sind Nadellager 140 zwischen der Bohrung durch den Endabschnitt 142 der Stange 122 und dem Gelenkbolzen 144 vorgesehen, so dass sich die Stange 122 frei dem freien Ende des Hebels gegenüber drehen kann, während sich der Hebel dem Sockel gegenüber ein und aus bewegt. Ein Scherbolzen 146 verbindet die Hauptpartie der Stange 122 mit der Endpartie 124, um einen Schutz gegen exzessive Längslasten zu bieten, die durch Hindernisse oder andere unvorhergesehene Schwierigkeiten entstehen.
Auf Fig. 10, 11 und 12 Bezug nehmend, ist ersichtlich, dass der Scheibenschlittensteuerhebel 114 in extrem robuster Ausführung und folglich starrer Konstruktion vorgesehen ist und massive äussere Elemente hat, die durch Versteifungsrippen miteinander verbunden sind, um irgendein Ausbiegen im Betrieb zu vermeiden. Die Rolle 112 sitzt etwa um zwei Drittel des Wegs nach oben vom angelenkten Ende 116 des Hebels 114 und ist in geeigneter Weise schmierbaren Lagern gelagert, wie das in Fig. 11 gezeigt ist. Am oberen Ende des Hebels 114 erstreckt sich eine mit Gewinde versehene Anschlagwelle 160 durch den Hebel und legt sich gegen einen mechanischen Anschlag 162, der am Sockel 12 sitzt, was am besten aus Fig. 12 zu ersehen ist.
Diese mechanische Anschlaganordnung ist vorgesehen, um eine mechanische Begrenzung für den Bewegungsweg des Hebels 114 zum Sockel 12 hin zu schaffen, und zwar immer dann, wenn ein Einsetzspalt in der Nockenscheibe 42 an der Stirnfläche der Nockenscheibenrolle 112 vorbeiläuft.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 15 bis 20 werden die Einzelheiten des Zuführungsmechanismus zur Erzeugung von kontrollierten, gleichförmigen Schritten in der Zuführung zwischen der Scheibenspindel 18 und dem Werkstückkopf beschrieben.
Gemäss der Darstellung in Fig. 15 befindet sich das Ende des Scheibenschlittengehäuses 58 im zusammengesetzten Zustand auf der vorderen Gleitstange 54 und auf der hinteren Gleitstange 56, und der Scheibenkopf 16 ist direkt auf der vor deren Gleitstange 54 am Sockel 14 gelagert, um längs einer
Achse zu gleiten, die senkrecht zur Zeichnungsebene in Fig. 15 steht, wie das vorstehend beschrieben worden ist. Der Feinein stellknopf 126 für den Scheibenschlitten am Ende der Scheibenschlittenstange 122 ist in Fig. 15 ebenfalls gezeigt. Das Scheibenschlittengehäuse 58 trägt gemäss der Darstellung in Fig. 15 an seiner rechten Seite ein Zuführungsgehäuse 170, in dem der Mechanismus zum Verschwenken des Scheibenschlittens 58 um die Mittellinie der vorderen Gleitstange 54 im wesentlichen enthalten ist.
Die Einzelheiten dieser Einheit sind in Fig. 16 gezeigt und werden gleich anschliessend zu beschreiben sein.
Im Zuge der allgemeinen Beschreibung sitzt das Zuführungs gehäuse 170 im wesentlichen vertikal auf dem Scheiben schlitten und ist mechanisch mit dem Zuführungsmotor 172 verbunden, einem Digitalschrittmotor zum Drehen einer Schneckenwelle 176, die in einem Gehäuse 174 sitzt, derart, dass der gesamte Scheibenschlitten um die Achse der vorderen Stange verschwenkt wird und damit eine Zuführung des Scheibenkopfes 16 erreicht wird.
Gemäss der Darstellung in Fig. 16 bis 20 weist das Zuführungsgehäuse 170 eine vertikal orientierte Welle 178 auf, die durch einen Keil 180 so gehalten ist, dass sie sich in dem Zuführungsgehäuse 170 nicht drehen kann. Das untere Ende der Welle 178 ruht auf einem Teil der Hülse 64, die auf Lagern 66 um die hintere Gleitstange 56 herum sitzt. Die Schneckenwelle
176 kämmt mit einem Schneckenrad 182, das durch Maschinenschrauben 184 mechanisch mit einer Mutter 186 verbunden ist, die ihrerseits auf die Welle 178 aufgeschraubt ist. Die Mutter 186 ist dem Zuführungsgehäuse 170 gegenüber durch QUA DRUPLEX -Lager 188 drehbar gemacht, die axial innerhalb des Zuführungsgehäuses 170 gestapelt sind. Wie zu sehen ist, sind die Lager 188 zwischen einer Schulter an dem unteren Ende der Mutter, einem oberen Haltering 190 und einem unteren Haltering 192 eingeschlossen.
Ein ziehharmonikaartig gefalteter Staubschutz 194 ist am unteren Haltering 192 und an der Welle befestigt, um Fremdstoffe aus den Lagern 188 herauszuhalten.
Wie zu sehen ist, wird durch die Erregung des Zuführungsmotors 172 die Schneckenwelle 176 in Drehung versetzt, und dadurch wird wiederum das Schneckenrad 182 in Drehung versetzt. Das Schneckenrad 182 tritt die Mutter 186 so, dass sie längs der Welle 178 zwangsbewegt wird. Weil das untere Ende der Welle direkt auf der Hülse 64 aufliegt, wird die axiale Bewegung der Mutter längs der Welle begleitet durch eine Bewegung des Zuführungsgehäuses 170, und dabei ist die Drehachse wiederum die Mittellinie der vorderen Gleitstange 54. Weil der Scheibenkopf 16 in einem radialen Abstand von der Mittellinie der vorderen Gleitstange 54 sitzt, ist ersichtlich, dass die Bewegung der Mutter 86 längs der Welle 178 und die damit einhergehende Drehung des Zuführungsgehäuses 170 um die Mittellinie der Gleitstange 54 eine bogenförmige, jedoch hauptsächlich seitliche Bewegung der Spindel 18 bewirkt.
Weil dieser Bewegungsweg jedoch auf eine sehr kurze Strecke begrenzt ist, ist für alle praktischen Zwecke diese seitliche Zuführung als linear und nicht als bogenförmig anzusehen.
Eine absolute Nullbestimmung für den Digitalzuführpositionsbezug ist durch einen Schalter 196 gegeben, der an einer Halterung 198 sitzt, die an einer oberen Kappe 200 des Zuführungsgehäuses 170 befestigt ist. Der Schalter wird durch eine einstellbare Schraube 202 geschaltet, die an einer Halterung 204 sitzt, welche am Keil 180 am oberen Ende der Welle 178 befestigt ist. Mit dem Hochwandern und Abwärtswandern des Zuführungsgehäuses 170 bewegt sich also der Schalter 176 mit, und wenn das Stösselende des Schalters 196 an der Schraube 202 angreift, kann ein absolutes Zuführungspositionssignal erzeugt werden.
In Fig. 18 sind die Einzelheiten der Lager für die Welle 176 innerhalb des Getriebegehäuses 174 für das Zuführungsgehäuse und das Kämmen mit dem Schneckenrad 182 an der Zuführungsmutter 186 gezeigt.
In Fig. 9 ist die Digitalsteuerungsschaltung für den Zuführungsmotor 172 gezeigt. Die Steuerungsschaltung weist eine Anzahl von digitalen Daumenradschaltersätzen 200a, 200b usw. auf, um Zuführungsendpunkte einzustellen, die in bezug auf irgendeine Bezugsposition gemessen werden, und um Zuführungsratendaten einzustellen. Jeder Schaltersatz 200 weist mehrere Digitale für eine Feinpositionsbestimmung auf. Die Schaltersätze 200 können in der Displaytafel 48 angeordnet sein. Eine Speicherpartie 202 des Taktgebers 46 füttert selektiv und einzeln die digitalen Endpunkte, die durch 60 Bits von Positionsdaten wiedergegeben sind, in einen Zählerkomparatvr 204. Darüber hinaus werden 8 Bits Zuführungsrateninformation in einen Ratenoszillator 206 eingefüttert, der Positionsschrittimpulse erzeugt.
Der Komparator 204 vergleicht die von dem gewähr ten Endpunktschaltersatz 200 empfangene Zählung mit der laufenden Zählung der Positionsschrittimpulse vom Oszillator 206 und wählt einen der Ausgänge 208 und 210 aus, um Abzähl- oder Hochzähl-Impulse zum Komparator 204 zu leiten. Der betreffende Ausgang, der in Funktion gesetzt wird, ist derart, dass bestrebt wird, die Eingangspositionszählung (Befehl) mit der laufenden Positionszählung gleichzusetzen, d. h. die laufende Positionszählung wird nach Bedarf entweder verringert oder erhöht. Ausgänge 216 und 220 werden alternativ gewählt, um Positionsschrittimpulse dem Umsetzer 224 zuzuleiten, wodurch der Motor 172. d. h. der Zuführungsmotor, gesteuert wird.
Die Zahl und Richtung, d. h. die Hochzählung oder die Abzählung, der dem Umsetzer 224 zugeleiteten Impulse ist üblicherweise gleich der Zahl und der Richtung der Impulse, die dem Komparator 204 zugeleitet werden. Der Zuführungsmotor dreht sich also um einen Drehschritt, der in Beziehung zu der empfangenen Zahl von Impulsen gesetzt ist. Dieser schrittweise Positionswechsel, entweder positiv oder negativ, reflektiert sich in der laufenden Positionszählung im Komparator und ändert sich weiter, bis die Soll- und Ist-Positionszählungen gleich sind. Zusammenfassend arbeitet der Steuerspeicher 202 so, dass die Daumenradschaltersätze in irgendeiner Folge gewählt bzw. eingeschaltet werden. die in Beziehung zum Schleifprogramm gesetzt ist.
Wenn ein Daumenradschaltersatz gewählt wird, wird ein Digitalpositionssignal, das aus einigen 60 Positionsbits und 8 Ratebits besteht, dem Zähler und Richtungskomparator 204 und dem Zuführungsratenoszillator 206 zugeleitet. Der linksliegende Eingang zum Komparator 204 ist der neue Positionsbefehl, und der rechte Eingang zum Komparator ist das alte bzw. laufende Positionssignal. Durch Vergleichen der beiden Zählungen kann der Komparator 204 die Richtung bestimmen, in der er weiterarbeiten muss, um den neuen Positionsbefehl mit dem laufenden Positionssignal gleichzusetzen.
Wenn angenommen wird, dass die Schalterposition grösser als die laufende Zählerzahl ist, wird der Ausgang 213 zum Zuführungsratenoszillator in Funktion gesetzt; das bewirkt, dass dieser Hochzählungsimpulse erzeugt, die an den rechten Eingang des Komparators 204 gelegt werden. Diese Impulse erhöhen offensichtlich die in der rechten Seite des Komparators gespeicherte Zahl. Das geht so weiter, bis die rechte Zahl der linken Zahl gleich ist, und in diesem Fall zeigt der Komparator an, dass die befohlene Position erreicht worden ist und dass der Impulsstrom vom Ratenoszillator aufhört. Der Umsetzer 224 ist ein kommerziell verfügbares Motorsteuergerät und kann als Modell Nr. BTR-103 von der Firma Superior Electric Co. in Bristol, Connecticut, USA. bezogen werden.
Die Drehung der Ausgangswelle des Motors 172 dreht einen Verschlüsseler 226, der Impulse an den Ist-Zuführungsprogresszähler 228 anlegt. Das ist ein Teil der Rückkopplungsverbindung, und die im Zähler 228 gespeicherten Impulse werden im Komparator 230 mit der linken Zahl im Zähler 204 verglichen, und wenn die beiden gleich sind, wird das Signal an den Koinzidenzkomparator 232 angelegt, der einen Teil des Festkörpertaktgeberkreises bildet. Der Zähler 228 kann hochwie abgezählt werden.
Die Verschlüsseler-Impulse werden auch an den Absolutzuführungszähler 234 angelegt, der eine Zählung beibehält, die von einer absoluten Nullposition gemessen wird, in der die Mittellinie der Scheibenspindel 18 in einer genauen Flucht mit der Mittellinie des Werkstückkopfes liegt. Zu beachten ist, dass diese absolute Nullposition in der Maschine mechanisch festgelegt werden kann. Der Ausgang vom Absolutzuführungszähler wird mit dem Absolutpositionsdaumenradsignal vom Schaltersatz 236 in einem Komparator 238 verglichen, und eine Absolutpositionskoinzidenz wird an der Ausgangsleitung angezeigt, die mit Koinzidenz bezeichnet ist.
Die Endpunkte, die durch die Daumenradschalter 200a, 2()0b usw. gewählt werden, sind schwimmende Endpunkte, d. h. sie sind nicht in Beziehung zu der absoluten Nullposition gesetzt, vielmehr sind sie in Beziehung zu dem neuen Radius der Scheibe nach jedem Abziehen der Scheibe gesetzt. Mit anderen Worten, die Endpunkte werden im Effekt mit jedem Abziehen der Schleifscheibe schrittweise weiterbewegt, um damit einen Ausgleich für die Verringerung des Radius der Schleifscheibe zu schaffen, die durch das Abziehen entsteht.
Das ist nicht der Fall bei dem Absolutpositionssignal vom Daumenrad 236. Die Scheibenabziehkompensation wird durch die Kompensationsimpulsquelle 240 erreicht, die bei Befehl vom Steuergerät eine kleine Anzahl von Impulsen an den Zuführungsratenoszillator anlegt, wobei die genaue Zahl von Impulsen durch einen Daumenradschalter 242 bestimmt wird.
Diese Impulse zählen den Zählerkomparator 204 an der rechten Seite praktisch zurück, so dass der Komparator anzeigt, dass er den vorher bezeichneten Endpunkt noch nicht erreicht hat.
Die Impulse von der Kompensationsimpulsquelle erreichen jedoch nicht den Umsetzer 224, und damit läuft der Motor während der Rückzählung des Komparators 204 nicht zurück. Nachdem der Komparator anzeigt, dass er sich nicht mehr in der vorgeschriebenen Position befindet, erzeugt er automatisch die zusätzlichen Signale, die erforderlich sind, um Torschaltungen 211 und 213 wieder in Funktion zu setzen und die gleiche Anzahl von Impulsen vom Oszillator zum Umsetzer zu senden, wie sie von der Kompensationsimpulsquelle gerade dem Komparator 204 zugeleitet worden sind. Der Komparator kehrt also in die vorgeschriebene Position zurück, und die Impulse werden zum Umsetzer gesendet, um die Scheibenspindel in eine Position zu bewegen, die durch die Zahl der Kompensationsimpulse wiedergegeben wird.
Zu beachten ist, dass die Kompensationsimpulse auch den Ist-Zuführungsprogresszähler 228 zurückzählen, so dass er in Übereinstimmung mit dem Komparator 204 bleibt.
Die Schaltung weist ferner einen Wahlschalter 244 auf, der selektiv entweder die Absolutzuführungszählung oder die Ist Zuführungszählung zum Digitaldisplay 246 leitet, das ein Teil der Tafel 48 ist. Weitere Einzelheiten der Zuführungsschaltung sind bereits vorgeschlagen worden.
Bezugnehmend auf Fig. 21 und 26 bis 30 folgt eine Beschreibung der mechanischen Einzelheiten der Vorrichtung zur Erzeugung einer gewählten und veränderlichen Schwingung oder Hubbewegung des Scheibenschlittens während eines Schleifvorgangs. In Fig. 21 ist der Hauptantriebsmotor 36 gezeigt, der durch den Riemen 38 mit dem Getriebeantriebsmechanismus verbunden ist, um die Programmiernockenwelle 40 in Drehung zu versetzen, die die mechanisch programmierten Maschinenfunktionen steuert, zu denen die Scheibenschlittenbewegung, das Teileeinlegen und das Teileentnehmen und das Scheibenabziehen gehören. Der Motor 36 treibt ferner einen Riemen 300 an, der an einer oberen Riemenscheibe 302 angreift, die am Getriebe 303 gelagert ist, das seinerseits am Maschinensockel 12 sitzt.
Wie am besten aus Fig. 29 und 30 zu ersehen ist, ist die Riemenscheibe 302 zur Drehung mit einer Schneckenwelle 304 gelagert, die eine in der Mitte sitzende, schraubenförmig genutete Partie 306 hat, die mit dem Schneckenrad 308 im Eingriff steht, das die Schneckenwelle 304 im rechten Winkel kreuzt. Das Schneckenrad 308 sitzt an einer getriebenen Welle 309, die ihrerseits in im axialen Abstand angeordneten Kegelrollenlagern 310 und 312 zur Drehung dem Getriebe 303 gegeniiber gelagert ist. Ein äusserer Laufring 314 ist durch Maschinenschrauben an einem Ende der Welle 309 am Getriebe 303 befestigt, wie das in Fig. 30 gezeigt ist, und ein zweiter äusserer Laufring 316 ist am gegenüberliegenden Ende der Welle im Getriebe angeordnet. Die Welle 309 weist gemäss der Darstellung eine exzentrische Partie 318 am oberen Ende gemäss der Darstellung in Fig. 30 auf.
Die exzentrische Partie 318 ist mit einem äusseren Kugellagerlaufring 320 zum Angreifen an einem Belag 322 am freien Ende eines Oszillatorhebels 324 versehen, der gelenkig am Maschinensockel an einer Bolzenstelle 326 befestigt ist (Fig. 26 und 27).
Der Bolzen 326 ist an einer Hauptstützplatte 328 befestigt, die ihrerseits am Maschinensockel befestigt ist, wie das in Fig. 26 angedeutet ist. Entsprechend bewirkt eine Drehung der Welle 309 durch den Motor 36 eine fortgesetzte Schaukelbewegung des Oszillatorhebels 324 durch den sich ständig drehenden Exzenter 320.
Eine Hubbewegung des Scheibenschlittens wird durch selektives Einsetzen eines Abstandshalters 330 in den Raum zwischen dem Oszillatorhebel 324 und dem oberen oder freien Ende des Scheibenschlittenhebels 114 erreicht. Wenn der Abstandshalter 330 in dieser Weise eingesetzt wird, treibt der Exzenter den Hebel 114 in einer Hubbewegung, um damit den Scheibenschlitten 58 in eine Hubbewegung zu versetzen. Wie am besten aus Fig. 26 und 27 zu ersehen ist, ist der Abstandshalter 330 in unterschiedlichen Massen einsetzbar, um selektiv das Mass der Hubbewegung über einen einigermassen breiten Bereich hinweg zu ändern.
Das wird dadurch erreicht, dass eine Vorrichtung vorgesehen wird, die im betätigten Zustand zunächst das linke Ende des Abstandshalters 330 in den Spalt zwischen dem Hebel 324 und der Rolle 332 am Hebel 114 setzt und dann veränderlich das rechte Ende des Abstandshalters 330 gemäss der Darstellung in Fig. 26 und 27 längs der Bahn an der inneren bzw. konkaven Fläche des Hebels 324 verlagert. Je grösser das Mass des Einsetzens, umso grösser das Mass der Schwingbewegung, die vom Exzenter 320 auf den Scheibenschlitten übertragen wird. Weil der Exzenter den Hebel 324 antreibt und der Hebel 324 den Scheibenschlittenhebel 114 durch den Abstandshalter antreibt, bewirkt der Scheibenschlittenhebel 114 eine Verlagerung des Scheiben schlittengehäuses 58 dem Maschinensockel 12 gegenüber durch die Stange 122, wie das zuvor beschrieben worden ist.
Eine Hubbewegung des Scheibenschlittens hängt nicht von der mechanischen Drehung der Nockenwelle 40 und der zugehörigen Nockenscheibe 42 für die Steuerung der Bewegung des Scheibenschlittens ab, ausser natürlich, dass die Nockenwelle 40 sich in der Winkelposition befinden muss, die der Schleifposition des Scheibenschlittens entspricht. Das wird durch einen der Endlagenschalter 45 angedeutet, der an der Anschlaganordnung 390 für die Nockenwelle sitzt, was am besten aus Fig. 21 und 25 ersichtlich ist. Die Anordnung 390 besteht aus einer genuteten Muffe 391, die von Hand einstellbare Anschläge 392 trägt, um den zugehörigen Endlagenschalter 45 der Nockenwelle bei bestimmten Winkelpositionen der Nockenwelle zu schalten.
Diese Endlagensignale können dem Taktgeber 46 zugeleitet werden, um den Zustand der Maschinenelemente im Verlaufe der Steuerung eines bestimmten programmierten Arbeitsablaufes anzuzeigen.
Es folgt nun eine Beschreibung des Mechanismus zum selektiven Einsetzen des Abstandshalters 330. Der Abstandshalter 330 weist einen Körper 334 auf, der an einem Gelenk 336 gelagert ist. Das Gelenk ist am Ende einer Gewindewelle 338 befestigt, die sich vom Druckluftzylinder 340 erstreckt. Der Druckluftzylinder ist an einem Gelenk 342 gelagert, das seinerseits durch eine Halterung 344 befestigt ist, die am Maschinensockel sitzt. Der Körper 334 trägt ein Verlängerungsglied 346 am oberen linken Ende gemäss der Darstellung in Fig. 26 und 27, das an der Rolle 332 sitzt, wenn der Abstandshalter eingesetzt ist. Eine Rolle 348 ist verschwenkbar am rechten Ende des Körpers 334 befestigt, um in der V-förmigen Nut in der Stirnfläche des Oszillatorhebels 324 zu laufen, der vorstehend beschrieben worden ist.
Um sicherzustellen, dass das linke Ende des Abstandshalters 330 immer zunächst eingesetzt wird, ist ein Hebelarm 350 gelenkig am Maschinenbett zur Verschwenkung um den Bolzen 352 gelagert, und er trägt an seinem linken Ende eine Rolle 354, die in einer flachen Bahn 356 in der oberen Fläche des Verlängerungsglieds 346 läuft. Das rechte Ende des Hebelarmes 350 trägt ein Gewindeaugenglied 358, das als ein Anker für ein Ende einer Zugfeder 360 dient. Das andere Ende der Zugfeder 360 ist in einem Auge 362 befestigt, das an der Halterung 344 sitzt, welche den Druckluftzylinder 340 trägt. Die Zugfeder 360 übt eine ständige Kraft auf den Schwenkarm 350 aus und ist bestrebt, ihn in Richtung nach links gemäss der Darstellung in Fig. 26 und 27 zu drehen.
Wenn der Druckluftzylinder 340 entsprechend in Funktion gesetzt wird, um die Ausgangswelle 338 auszufahren, wird das rechte Ende des Abstandshalters hochgehalten, bis das linke Ende bzw. das Verlängerungsglied 346 an der Rolle 332 angreift, und nach dieser Zeit wird der Körper 334 in den Oszillatorsteuerspalt eingesetzt.
Das Mass des Einführens wird durch den Hub des Druckluftzylinders reguliert. Mit grösser werdendem Hub wird die Rolle 348 weiter zum unteren bzw. freien Ende des Hebels 324 getrieben, der sich in einer ständigen Schaukelbewegung als Folge des Angriffs am Exzenter 320 befindet.
Im Betrieb wird der Knopf 364, der die Hublänge des Druckluftzylinders 340 bestimmt, so eingestellt, dass die Länge der Hubbewegung des Scheibenschlittens gewählt wird, die man haben will. Die Hubbewegung des Scheibenschlittens kann dann durch den Taktgeber 46 an einem bestimmten Punkt in einem Schleifvorgang gewählt werden, und der Zylinder 340 wird in Funktion gesetzt, um den Abstandshalter 330 in den Spalt zwischen dem Schaukelhebel 324 und der Hebelrolle 332 des Scheibenschlittens abzufahren. Das Ausfahren der Ausgangswelle des Druckluftzylinders treibt zunächst nur das linke Ende des Körpers 334 nach unten in einer Bogenbahn um das Gelenk 326, bis das Veriängerungsglied 346 oben auf der Rolle 332 sitzt und sich auch die vordere Fläche des Körpers 334 gegen die Rolle 332 legt.
An diesem Punkt bewirkt ein weiteres Ausfahren der Ausgangswelle 338 ein Verschwenken des Körpers 334 um die Mittellinie der Rolle 332, und die Rolle 348 wandert nach unten längs der Bahn 366 in der Stirnseite des Hebels 324, bis die Ausgangswelle des Druckluftzylinders voll ausgefahren ist. Wenn sich die Rolle 348 nicht über die Linie zwischen der Mitte der Rolle 334 und dem Gelenkbolzen 326 hinaus bewegt, ist das Mass der Schwingbewegung Null, die vom Hebel 324 auf den Scheibenschlitten übertragen wird. Wenn die Rolle 348 zum untersten Endpunkt wandert, d. h. dem entfernt liegenden freien Ende des Hebels 324, wie das in Vollinien in Fig. 27 gezeigt ist, wird dem Scheibenschlitten durch den Hebel 324 ein maximales Mass an Schwingbewegung verliehen. Zwischenlagen der Rolle 348 längs der Bogenbahn des Hebels 324 erzeugen dazwischenliegende Schwingbewegungen, was offenkundig ist.
Ein Endlagenschalter 368 kann an der Stützplatte 328 zum Feststellen eines Eingriffs oder eines Nichteingriffs des hubbewegenden Schleifmechanismus sitzen.
Bezugnehmend auf Fig. 21 und 43 wird die Vorrichtung zur Vornahme eines Abziehens einer neuen Scheibe beschrieben. Wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden ist, arbeitet die Schleifmaschine 10 mit zwei Antriebsmotoren für das mechanische Programmiersystem 34, nämlich dem Wechselstrommotor 36, der ein hochtouriger Synchronmotor ist, und dieser wird normalerweise eingesetzt, um die Nockenwelle 40 in Drehung zu versetzen und die anderen Funktionen wie Drehung des Exzenters zu bewirken, der ein Teil des Hubbewegungsschleifmechanismus ist, welcher unmittelbar vorstehend beschrieben worden ist, und einem drehzahlregelbaren Gleichstrommotor 44 zum Antreiben der Nokkenwelle 40 während bestimmter anderer Arbeitsgänge. Beide Motoren 36 und 40 laufen mit normaler Drehzahl zu allen Zeiten, wenn die Schleifmaschine 10 arbeitet.
Die Motoren 36 und 44 werden selektiv in eine treibende Funktion eingekuppelt, und zwar durch elektromagnetisch betätigte Schaltkupplungen 400 und 401. Die Schaltkupplung 400 ist mit der Steuerwelle 402 verbunden, die eine Riemenscheibe 404 trägt, welche mit dem Riemen 38 verbunden ist. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 21 beschrieben worden ist, wird der Riemen 38 ständig vom Wechselstrommotor 36 angetrieben. Die Schaltkupplung 401 sitzt auf der Welle 406, die eine Riemenscheibe 407 trägt. Diese wird vom Riemen 408 angetrieben. Der Riemen 408 sitzt auf einer Riemenscheibe 410, die mit der Abtriebswelle des Gleichstrommotors 44 verbunden ist. Darüber hinaus ist der Riemen 412 mit den Riemenscheiben 414 und 416 auf den Wellen 406 bzw. 402 verbunden.
Wenn die Schaltkupplung 400 eingekuppelt ist, treibt der Wechselstrommotor 36 die Schneckenwelle und den Schneckengetriebemechanismus 412, um die Nockenwelle 40 des mechanischen Programmiersystems in Drehung zu versetzen.
Wenn die Schaltkupplung 401 ausgekuppelt ist, läuft der Gleichstrommotor lediglich im Leerlauf, und es ist keine mechanische Verbindung zwischen der Riemenscheibe 407 und der Riemenscheibe 414 vorhanden. Der Riemen 412 dreht sich mit der Welle 402, die vom Wechselstrommotor 36 durch den Riemen 38 angetrieben wird, um das Leitlager 418 in Drehung zu versetzen, das am Maschinenbett 12 sitzt. Bei eingekuppelter Kupplung 401 und bei ausgekuppelter Kupplung 400 treibt der Gleichstrommotor 44 die Schneckenwelle und das Schnek- kengetriebe 412 über den Riemen 408 und den Riemen 412.
Der Wechselstrommotor 36 ist dabei aufgrund der mechanischen Trennung zwischen den Riemenscheiben 404 und 416 ausgekuppelt. Dafür geeignete elektromagnetisch geschaltete Schaltkupplungen liefert die Firma Warner Electric Brake and Clutch Company in Beloit, Wisconsin, USA.
Um ein neues Scheibenabziehen vorzunehmen, wird der Abzieher 33 in die Abziehposition gemäss der Darstellung in Fig. 14 abgesenkt, in der er sich in Überlagerung mit der Scheibe 18 befindet, die auf der Spindel des Scheibenkopfes 16 sitzt. Das Scheibenschlittengehäuse 58 wird dann in die entsprechende seitliche Position gebracht und verlagert, um die Scheibe 18 in einen Angriff an den Abzieher zu verfahren und damit mit einer Verkleinerung der Scheibe 18 auf einen gleichförmigen und bestimmten Durchmesser zu beginnen. Das Abziehen bedingt, dass die Scheibe 18 so voranbewegt wird, dass die gesamte Länge der Scheibe abgezogen wird. Eine solche axiale Verlagerung ist üblicherweise grösser als die, die von der Exzenterantriebshubbewegung erbracht werden kann, wie vorstehend beschrieben worden ist.
Um das neue Radabziehen zu erreichen, programmiert entsprechend der Taktgeber 46 eine zeitlich festgelegte oder abgezählte Folge von Nockenwellenrichtungsumkehrungen durch abwechselndes Einschalten der Motoren 36 und 44, wobei einer der Motoren in die Drehrichtung umgekehrt wird, ehe das neue Schleifscheibenschleifen begonnen wird.
Bezugnehmend auf Fig. 1, 21, 22, 35 bis 37, 41 und 42 werden die Einzelheiten eines Teileeinlegers als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Programmiervorrichtung zur Steuerung des Teileeinlegers beschrieben.
Gemäss der Darstellung in Fig. 1 werden Teile wie zylinderförmige Ventilhebelkörper 490 (Fig. 23) in einen Beschikkungsschacht 26 in paralleler Lage Seite an Seite gelegt. Der Beschickungsschacht 26 ist schräggestellt, was am besten aus Fig. 35 ersichtlich ist, derart, dass die Teile nach unten zu Sitzkissen 50 zu rollen neigen, die an der Teileauflagevorrichtung 502 vorgesehen sind. Ein Schalter 503 erzeugt ein Spieleinschaltsignal, wenn der Beschickungsschacht nicht leer ist. Ein Ventilhebelkörper in dem Sitzkissen 500 ist koaxial mit der Mitte des Teilehaltefutters 524 (Fig. 41) ausgerichtet. Aus dieser Position werden die Teile 490 in eine koaxiale Säule durch den inneren Kanal 527 des Werkstückkopfes 526 durch einen Stösselmechanismus 528 geschoben. Dieser Stösselmechanismus wird durch eine Schubstange 504 betätigt, die gelenkig mit einem Hebel 506 verbunden ist.
Dieser Hebel verschwenkt um einen Drehpunkt 508, der am Ende eines Supportarmes 510 sitzt. Der Hebel 506 ist am gegenüberliegenden Ende mit der Drehkoppelstange 512 verbunden, die ihrerseits mit dem oberen Ende eines mechanischen Programmiernockenhebels 514 verbunden ist. Dies ist am besten aus Fig. 22 zu ersehen. Der Nockenhebel 514 ist am Gelenk 516 zur Verschwenkung dem Sockel 12 der Schleifmaschine gegenüber gelagert und weist eine sich seitlich erstreckende Partie 518 auf, die eine Nockenabgreifrolle 519 trägt, die an der peripheren Fläche einer Nockenscheibe 520 angreift, welche an der Welle 40 zur Drehung damit angeordnet ist.
Mit dem Drehen der Nockenwelle 40 und der Nockenscheibe 520 verschwenkt sich der Hebel 514 um den Punkt 516, was durch die strichpunktierte Ansicht in Fig. 22 gezeigt ist, um die Position der Stange 512 zu bestimmen und damit intermittierend eine Schubbewegung auf den Stösselmechanismus 528 auszuüben, damit die Teilesäule durch den Werkstückkopf 526 um eine Strecke voranbewegt wird, die einer Teilelänge entspricht. Dabei handelt es sich um einen sich wiederholenden Arbeitsablauf des Teilevorschubs durch den Werkstückkopf 526 in das Futter 524 hinein, während jedes Teil 490 fertig bearbeitet und aus der Maschine entnommen wird. Der Nockenhebel 514 wird mit der Nockenscheibe 520 durch eine Zugfeder 522 in Kontakt gehalten, die mit der Nockenscheibe und dem Maschinensockel verbunden ist, was aus Fig. 22 ersichtlich ist.
Es versteht sich, dass verschiedene andere Arten von Teileeinlegern eingesetzt werden können, zu denen Schwenkarme gehören, die die Teile direkt in das Futter einlegen, und nicht durch den Werkstückkopf, wie das in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt worden ist. Der Teileeinleger, der hier beschrieben worden ist, ist also folglich lediglich als ein Ausführungsbeispiel für die vielen Möglichkeiten für Teileeinleger anzusehen, die in Kombination mit einer mechanischen Programmiervorrichtung eingesetzt werden können.
Bezugnehmend auf Fig. 1, 21, 38 und 39 erfolgt eine Beschreibung der Vorrichtung zum Entnehmen der Teile 490 aus dem Futter nach Abschluss des Schleifens.
In Fig. 39 ist ein Greiferarm 550 gezeigt, der zur Schwenkbewegung um einen Bolzen 552 gelagert ist, derart, dass Teile aufgenommen werden, die aus dem offenen Futter 524 durch das Einsetzen eines neuen Teiles herausgeschoben werden, und zwar von dem hinteren Ende. Der Greiferarm schwingt dann nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 39, um die Teile in den Entnahmeschacht 28 fallen zu lassen. Die Schwenkbewegung des Greiferarmes 550 wird von einem Nockenhebel 554 gesteuert, der gemäss der Darstellung in Fig. 21 schwenkbar an der Welle 556 gelagert ist, die im Maschinensockel gelagert ist und der Nockenscheibe 558 folgt, welche an der Nockenwelle 40 sitzt. Am oberen Ende ist der Nockenhebel 554 mit einer Stange 560 verbunden, die gemäss der Darstellung in Fig. 38 gelenkig mit der Mitte des Entnahmesteuerarmes 32 verbunden ist.
Das untere Ende des Steuerarmes 32 ist mit einer Feder 562 verbunden, die durch die Bewegung der Stange 560 von links nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 38 unter Zug gesetzt wird. Das obere Ende des Hebelarmes 32 ist mit dem Gelenk 564 verbunden, das seinerseits in einem Schlitten 566 gelagert ist, der an einer Gleitstange 568 verschiebbar so verlagert werden kann, dass der gesamte Verband aus dem Arm 32 und dem Gelenk 564 sich seitlich von links nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 38 um einen Bewegungsweg bewegen kann, der durch die Strecke zwischen der vertikalen Tangente an den Schlittengehäuseansatz 570 und der Fläche 572 des mechanischen Anschlagbolzens 574 bestimmt wird.
Diese Verlagerung des gesamten Entnahmearmverbandes bei Initialverlagerung der Stange 560 ist erforderlich, um Teile mit gewölbten Endflächen aus dem Bereich des nächstfolgenden hinteren Teiles bringen zu können, der in das Futter wandert.
Der Hebel 32 weist eine Kurbelpartie 576 auf, deren Ende durch eine Drehkoppelstange 578 mit einem Block 580 verbunden ist, der einen Teil des Entnahmearmes 550 bildet. Ein Ausfahren der Stange 560 von links nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 38 führt folglich zunächst zu einem Schieben des gesamten Kurbelarmverbandes 32, 576 nach rechts, und dann wird die Kurbel in Richtung nach links gedreht. Damit wird der Entnahmearm 550 in Richtung nach rechts gemäss der Darstellung in Fig. 39 gedreht. und die aufgenommenen Teile 590 werden dadurch aus dem Futter in den Entnahmeschacht 28 geschoben.
Der Entnahmearm gemäss der Darstellung in Fig. 39 weist einen axialen Anschlag 582, Sitzkissen 584 am Sockelblock 586 und ein verschwenkbares, federgespanntes Spannglied 588 auf, das an einem Bolzen 590 schwenkbar gelagert ist.
Der Spannblock 588 kann sich also auf die Sitze 584 hin und von ihnen weg unter der Steuerung der Vorspannfeder 592 bewegen, um die Teile einzuspannen oder freizugeben. Der Entnahmeschacht weist gemäss der Darstellung eine innere Schiene 594 und eine äussere Schiene 596 auf. Die äussere Schiene ist etwas höher als die innere Schiene gemäss der Darstellung in Fig. 39. Wenn sich entsprechend der Entnahmearm 550 aus dem Futterbereich weg zum Entnahmeschacht 28 dreht, greift die Schiene 594 in den Bereich des federgespannten Armes 588 und öffnet die Entnahmevorrichtung, und dadurch wird der Teil direkt in den Entnahmeschacht fallengelassen.
Es versteht sich wiederum, dass verschiedene Arten von Entnahmevorrichtungen eingesetzt werden können und dass der vorstehend beschriebene Mechanismus lediglich ein Ausführungsbeispiel ist, das in keiner Weise begrenzend verstanden werden soll.
Bezugnehmend auf Fig. 31 und 34 werden die Einzelheiten des Maschinensockels bzw. des Maschinenbetts 12 beschrieben.
Der Sockel 12 weist obere und untere Platten 600 bzw. 602 gleicher Grösse, Form und Dicke auf, die durch vordere und hintere Stahlbleche 604 und Seitenbleche 606 und 608 im parallelen Abstand gehalten werden. Der Sockel 12 ist also im wesentlichen ein geschlossener rechteckiger Kasten extremer Starrheit. Die Starrheit wird durch mittlere vertikale Verstärkungsrippen 620 und diagonale Rippen 622 und 624 erhöht. Die gesamte Konstruktion ist zusammengeschweisst, um einen starren und thermisch stabilen Sockel für die Einzelteile der Schleifmaschine zu bilden. Supportglieder 610, 612, 614 und 618 für die Gleitstangen sitzen direkt auf dem oberen Blech 600 und erstrecken sich nach oben durch die Kühlmittelsammelwanne 626.
Die Kühlmittelsammelwanne weist einen peripheren Flansch 628 auf, um das Entweichen von Kühl mittel und Schneidmittel zu verhindern, die vom Schleifvor gang im Bereich der Scheibe und des Werkstücks in die Wanne fliessen. Aus Fig. 32 ist klar ersichtlich, dass die vordere Gleit stange 54 in die ausgesparten Bereiche der Supportglieder 610, 614 und 618 für die Gleitstange passt, während die hintere Gleitstange 56 in die ausgesparten Bereiche der Supportglieder 610 und 612 passt. Die Supportglieder 630 und 632 für den Werkstückkopf sitzen ebenfalls auf der oberen Platte 600 und erstrecken sich nach oben durch die Sammelwanne 626.
Durch einen Abstand der Wanne 626 von der oberen Platte 600 des Sockels 12 wird der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Sockel auf ein Minimum reduziert. Das trägt ebenfalls zur thermischen Stabilität der Sockelkonstruktion bei.
Bezugnehmend auf Fig. 22, 24, 25, 40, 41, 42 und 45 erfolgt eine Beschreibung der Arbeitsfolge sowie bestimmter verschiedener mechanischer Einzelheiten der Schleifmaschine 10.
Ein typischer Innenschleifvorgang ist in Fig. 40 dargestellt, und dazu gehört das Abziehen einer neuen Schleifscheibe 18 unter Verwendung des Diamantabziehers 700, der in die vorgesehene Position durch Drehung der Nockenwelle 40 und der Nockenscheibe 702 abgesenkt wird, die auf dieser sitzt. Ein Nockenabgreifhebel 704, der am Maschinensockel angelenkt ist und der mit seinem oberen Ende mit einer Steuerstange 706 (Fig. 22) verbunden ist, senkt den Abziehermotor 33 in die Abziehposition. Nachdem die Scheibe abgezogen ist, wird der Abzieher 33 aus der Abziehposition herausgeschwungen, und die Scheibe wird in den Teil zum ersten Schleifvorgang eingefahren.
Die Scheibe 18 wird dann herausgefahren, abgezogen, wobei ein Ausgleich in der seitlichen Position für die Durch messerverringerung erfolgt, und dann wird diese in den Teil wiedereingefahren. Die Scheibe wird dann seitlich in Angriff an den Teil schrittweise weiterbewegt, um den Endschleifvorgang durchzuführen. Die Scheibe wird axial während des Fertigschleifens geschwungen, wie das vorstehend beschrieben worden ist, um einen feinen Fertigschliff entstehen zu lassen.
Die Scheibe wird herausgefahren, und der Teil wird ausgeworfen und dem Entnahmeschacht zugeführt, und das Arbeitsspiel wiederholt sich.
Das Arbeitsspielsteuergerät nach Fig. 45 weist einen Folgebefehlsabschnitt 810 auf, der verschiedene Klassen von digitalverschlüsselten Steuersignalfolgen erzeugt, die die spezifischen Steuer- und Analyseschritte definieren, die im Zuge des Schleifvorgangs durchgeführt werden müssen. Das Arbeitsspielsteuergerät weist ferner einen Ausgangsabschnitt 812 auf, der so geschaltet ist, dass er eine Folge von Ausgangsverschlüsselungen erhält, die spezifische Maschinenfunktionen wiedergeben.
die in Funktion treten sollen, und um diese Funktionen durch spezifische Ausgangsfunktionsgeneratoren ausführen zu lassen.
Das Arbeitsspielsteuergerät weist ferner einen Eingangssignalgeneratorabschnitt 814 auf, der auf die Leistung spezifischer Maschinenfunktionen anspricht, um Signale zu erzeugen, die Leistung oder Nichtleistung wiedergeben, je nachdem, was zutrifft, und um diese Signale zurück zum Folgesteuerabschnitt 810 zu senden, damit das Voranschreiten der Arbeitsfolge kontrolliert wird, d. h. die Arbeitsfolge geht nur so lange weiter, wie die erforderlichen Funktionen, die durch die Ausgangsverschlüsselungssignale festgelegt sind, in zeitlich richtiger und ordnungsgemässer Weise durchgeführt werden. Das Arbeitsfolgesteuergerät weist ferner einen Displayabschnitt 816 auf, der spezielle Hinweise für eine Bedienungsperson liefert, und zwar bezüglich durchzuführender Funktionen, und der ferner Diagnostikinformationen im Falle von Defekten liefert.
Der Folgesteuerabschnitt 810 weist einen Zeitgeber 818 mit festliegender Frequenz auf, der Grundzeitgabesignale liefert. Der Zeitgeber 818 ist über eine Koinzidenztorschaltung 820 mit einem gewöhnlichen Digitalzähler 822 verbunden, um den Zähler mit der Zeitgeberrate weiterzuschalten, jedoch nur dann, wenn die verlangten Maschinenfunktionen durchgeführt werden. Der Zähler 822 erzeugt an der Ausgangssammelleitung 824 eine parallele digitale Wiedergabe, die nachstehend als ein Zyklusschrittbefehl bezeichnet wird. Diese Befehle geben die spezifischen Maschinenzyklusschritte wieder, die in einer Folge durchgeführt werden. Typischerweise wird der Zähler digital von 000 auf 001, 002. 003 usw. in einer numerischen Folge weitergeschaltet.
Es ist jedoch möglich, was noch zu beschreiben sein wird, dass der Zähler 822 auf bestimmte vorgeschriebene Hilfsfunktionen überspringt, die digitale Zyklusschrittbefehle haben, die numerisch keine Folge bilden, d. h. ausser numerischer Reihe in bezug auf die Zyklusschrittbefehle sind, die unmittelbar zuvor durchgeführt worden sind. Im Anschluss an eine solche numerisch nicht in einer Folge befindlichen Hilfsfunktion springt der Zähler 822 zur numerischen Reihenfolge zurück. um vom Zeitgeber 818 weitergeschaltet zu werden, während die befohlenen Zyklusschritte durchgeführt werden.
Die Ausgangssammelleitung 824 des Zählers 822 ist mit einem Folgeprogrammierer 826 verbunden, der in der Form eines elektronischen Nur-Lese-Speichers verwirklicht sein kann.
Der Folgeprogrammierer 826 spricht auf die numerischen Zyklusschrittbefehle vom Zähler 822 an, um eine numerisch kompliziertere Folge von spezifischen Verschlüsselungen entstehen zu lassen, zu denen eine Folge von Ausgangsverschlüsselungen gehören. von denen jede parallel durch eine Mehrleitersammelleitung 828 an einen Ausgangsentschlüsseler 830 angelegt wird. Die Funktion des Ausgangsentschlüsselers besteht darin, die Multibitausgangscodes zu entschlüsseln, die vom Folgeprogrammierer 826 empfangen worden sind, und die Betätigung einer der verschiedenen Ausgangskanäle zu wählen, die in Fig. 45 durch Ausgangswandler 832, 834 und 836 dargestellt sind. Es versteht sich, dass viel mehr als drei Ausgangskanäle in der typischen gesteuerten Maschine vorhanden sind, bei mehr als drei gesteuerten Maschinenfunktionen vorhanden sind.
Die Ausgangswandler 832, 834 und 836 arbeiten so, dass der elektrische Signalleistungswert vom Ausgangsentschlüsseler 830 auf einen höheren Leistungswert zur Betätigung eines Ausgangsfunktionssteuergerätes erhöht wird, beispielsweise eine Hubmagnetspule 838 oder einen Motor 840.
Die Ausgangsanlagen sind im einzelnen in der US-Patentschrift Nr. 3 719 931 beschrieben worden. Jeder der Ausgangswandler 832, 834 und 836 weist in Zuordnung eine kleine Neonlampe 842a, 842b bzw. 842c auf, die brennt, während der zugehörige Ausgangswandler zur Betätigung durch den Ausgangsentschlüsseler 830 gewählt wird. Wie nachstehend noch zu beschreiben sein wird, ist die Ausgangswandlerelektronik typischerweise auf eine einzige Schaltkreisplatte zusammen mit der zugehörigen Neonlampe 842 gesetzt, so dass zu jeder Zeit der brennende oder nicht brennende Zustand der Neonlampe den betätigten oder nicht betätigten Zustand des zugehörigen Ausgangswandlers wiedergibt.
Der Folgeprogrammierer 826 erzeugt ferner eine Folge von Eingangscodes, die durch die Sammelleitung 844 an die Eingangswählerpartie des Comparators 846 angelegt werden. Die Eingangscodes kann man sich als verallgemeinerte Maschinenfunktionshinweise denken, die in intermittierender Weise erzeugt werden, wobei viele Eingangscodes unmittelbar von einem Unterabschnitt eines oder mehrerer numerischer Zyklusschrittbefehle gefolgt werden, die spezifische Maschinenschritte wiedergeben, die innerhalb der breiten Kategorie oder Unterroutine durchgeführt werden sollen, die durch den ersten Eingangscode wiedergegeben wird. Die Verschlüsselerpartie des Verschlüsselercomparators 846 ist so angeschlossen, dass sie Eingangssignale erhält, die den Status bestimmter Maschinenfunktionen von den Eingangsabschnitten 814 wiedergeben.
Dieser Abschnitt weist eine Mehrzahl von Leistungsabstufungsvorrichtungen in der Form von Eingangswandlern 848, 850, 852, 854 und 856 auf. Während die Ausgangswandler des Abschnitts 812 typischerweise eingesetzt werden, um eine Hochstufung von einem 5-Volt-Gleichstrom-Logik wert auf einen 11 5-Volt-Wechselstrom-Leistungswert eingesetzt werden, werden die Eingangswandler des Abschnitts 814 zum Herabstufen von einem 115-Volt-Wechselstromwert auf den 5-Volt-Eingangs-Logikwert verwendet. Diese Zahlen sind lediglich als Beispiele angegeben.
Jeder Eingangswandler im Abschnitt 814 weist in Zuordnung eine signalerzeugende Vorrichtung auf, beispielsweise Hartkontakt-Druckknopfschalter 866 und 868 und Hartkontaktendlagenschalter 870, 872 und 874 auf. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 45 handelt es sich bei dem Druckknopfschalter 866 um einen Hauptstart -Schalter, der durch den Eingangswandler 848 in der Lage ist, einen der Frühlaufbedingungen in irgendeinem typischen Schleifvorgang gerecht zu werden. Der Schalter 868 ist in Fig. 45 als ein Arbeitsspielstart -Druckknopf gezeigt, und er muss entsprechend dem Programm des Folgeprogrammierers 826 üblicherweise niedergedrückt werden, um irgendeine Arbeitsfolge einer Teileproduktion erneut beginnen zu lassen.
Die Schalter 870, 872 und 874 können als repräsentativ für Endlagenschalter zur Messung von Maschinenelementenpositionen, für Rotationsschalter, Drehzahlmesser, Druckmesser usw. angesehen werden.
Jedem Eingangswandler 848, 850, 852, 854 und 856 ist eine kleine Neonanzeigelampe 876a, 876b, 876c und 876e zugeordnet, die den betätigten oder nicht betätigten Status des Eingangskanals anzeigen, der durch den zugehörigen Eingangswandler wiedergegeben ist. Wiederum ist die spezielle Ausführung der Eingangswandler im Abschnitt 814 im einzelnen in der US-Patentschrift Nr. 3 719 931 beschrieben. Alle Eingangswandler sind durch Leitungen 891 mit dem Verschlüsselercomparator 846 verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, erzeugt ein Folgeprogrammierer 826 eine Folge von Eingangscodes, die der Eingangs wählerpartie des Comparators 846 zugeleitet werden, um eine Folge von Maschinenfunktionserfordernissen darzustellen, die zu irgendwelchen bestimmten Zeiten verlangt werden. Umgekehrt werden die von den Eingangswandlern 848, 850, 852, 854 und 856 erzeugten Signale an die Eingangswählerpartie des Verschlüsselercomparators 846 angelegt, und dort stellen sie die Maschinenfunktionen dar, die tatsächlich erfüllt werden, d. h. die in der Maschine oder durch die Maschine durchgeführt werden.
Der Eingangscode vom Programmierer 826 wird mit dem Ist -Code vom Verschlüsseler verglichen, und wenn die Signale übereinstimmen, um anzuzeigen, dass die erforderlichen Funktionen durchgeführt worden sind, wird ein Vorrück -Signal an der Leitung 858 erzeugt und der Koinzidenz-Torschaltung 820 zugeleitet, um den Zähler 822 bei Auftreten des nächsten Zeitgebersignals vom Zeitgeber 818 weiterzurücken. Auf diese Weise wird die gesamte Folge nur mit dem Erfüllen der erforderlichen Funktionen weitergeschaltet. Wenn an der Leitung 858 für eine bestimmte Zeit kein Vorrück-Signal erscheint, lässt das an eine Verzögerungsvorrichtung 862 durch einen Inverter 860 angelegte Signal eine Lampe 864 aufbrennen, die an der Maschine sitzen kann, um die Tatsache anzuzeigen, dass die Maschine nach Bedienung verlangt.
Die Verzögerungsvorrichtung 862 kann ein in geeigneter Weise zeitlich eingerichteter monostabiler Multivibrator oder eine One-Shot -Vorrichtung sein.
Der Folgeprogrammierer 826 erzeugt nicht nur die Ausgangscodes an der Leitung 828 und die Eingangscodes an den Leitungen 844, sondern auch einen Unterroutine-Anrufcode an der Leitung 878 in der Form einer Folge von Arbeitsspielschrittbefehlen, die an den Zähler 822 angelegt werden, und zwar immer dann, wenn das erforderlich oder wünschenswert ist, um ein Hilfsspiel durchzuführen, das Arbeitsspielschrittbefehle hat, die ausserhalb der normalen numerischen Folge liegen. die durch die Signale vom Zeitgeber 818 erzeugt wird.
Wie im einzelnen bereits vorgeschlagen worden ist, ist der Zähler 822 in der Lage, vorübergehend den zuletzt erzeugten numerisch in einer Folge liegenden Arbeitsspielschrittbefehl zu speichern, während die Hilfsspielschrittbefehle erzeugt und durchgeführt werden. Der zuletzt erzeugte numerische Arbeitsspielschrittbefehl wird dann aus der vorübergehenden Speicherung zurückgeholt, um einen Schritt erhöht und zurück in die Hauptzählerpartie für die weitere Folgesteuerung gebracht.
Die Hilfsspielschrittbefehle erscheinen an der Leitung 878, die zwischen dem Programmierer 826 und den Zähler 822 geschaltet ist.
Wenn nun auf den Display-Abschnitt 816 geschaut wird, ist zu sehen, dass die Eingangscodes durch die Leitung 880 und die Arbeitsspielschrittbefehle durch die Leitung 882 einem Display-Wahlschalter 884 zugeleitet werden, der üblicherweise aus einem federgespannten Druckknopf 886 besteht, der in eine solche Richtung gespannt ist, dass normalerweise die Eingangscodesignale an der Leitung 880 einer dreiziffrigen, numerischen Displayeinheit 888 zugeleitet werden. Die Einheit 888 kann in vielen Formen vorgesehen sein, unter anderem in der Form von Nixie-Röhren, Flüssigkristalldisplays, Kathodenstrahlröhrendisplays usw. Ihre Funktion besteht darin, in drei Ziffern eine verschlüsselte Wiedergabe der Eingangscodes anzuzeigen, während sie erzeugt und durch den Folgeprogrammierer 826 an den Comparator 846 angelegt werden.
Die dreiziffrige Displayeinheit 888 wird üblicherweise von der Bedienungsperson in Verbindung mit einem Kontrolltisch 819 verwendet, der die Form eines oder mehrerer Blätter aufgezeichneter Eingangscodes und Hinweise haben kann, die die Bedeutung und/oder die Funktionen im einzelnen erklären, die in Verbindung mit den Eingangscodes benötigt werden, welche von der dreiziffrigen Displayeinheit 8$8 erzeugt werden. Der Displaywahlschalter 884 kann dadurch bewegt werden, dass von Hand der Druckknopf 886 über dem Anschlusskontakt der Arbeitsspielschritthefehlleitung 882 gedrückt wird, um die spezielleren Arbeitsspielschrittbefehle anzuzeigen, die in einer Folge erzeugt werden, und zwar dem typischen Eingangscode folgend.
Entsprechend ist die dreiziffrige Displayeinheit 888 in der Lage, Hinweise in einem Zwei-Werte-Modus darzubieten, und zwar in der Form der Eingangscodes, die allgemeine Informationen wiedergeben, und in der Form der Arbeitsspielschrittbefehlscodes, die spezielle Information darbieten, die die tatsächliche Maschinenfunktion betrifft, die durchgeführt wird oder die zu einer bestimmten Zeit durchgeführt werden muss. Jedenfalls bietet die Displayeinheit 888 den zuletzt erzeugten Code dar, sei es ein Eingangscode oder ein Arbeitsspielschrittbefehl. Bei Auftreten einer Codefolgeunterbrechung stellt also der zuletzt angezeigte Code die Funktion dar, die entweder durchgeführt wird oder die von der Schleifmaschine durchzuführen ist.
Wenn der zuletzt angezeigte Eingangscode der Bedienungsperson nicht vollständig die Diagnose, Reparatur oder die Arbeitsablaufschritte angibt, schaltet er auf den Arbeitsspielschrittbefehl um, um speziellere Information zu erhalten
Zusammenfassend ist zu sehen, dass der Folgesteuerabschnitt 810 eine Folge in dem Nur-Lese-Speicherprogrammierer 826 erzeugt, um (1) die Maschine zu veranlassen, spezielle Funktionen durch den Ausgangsabschnitt 812 auszuführen, (2) Eingangscode mit Signalen zu vergleichen, die durch die tatsächliche Leistung der Maschinenfunktionen erzeugt werden, wie sie durch Signale von dem Abschnitt 814 angezeigt sind.
(3) die Folge weiterzurücken, wenn die Eingangscodes vom Programmierer 826 zu den Eingangscodes vom Eingangsabschnitt 814 passen, und (4) den Status der Maschinenfunktionen und der Maschinenfunktionsbefehle zu allen Zeiten durch die dreiziffrige Displayeinheit 888 anzuzeigen.
In Fig. 41 und 42 ist ein Maschinenmerkmal dargestellt, das anzeigt, wie der Werkstückkopf 20 in einer vorgesehenen Position dem Sockel 12 gegenüber eingestellt werden kann, um einen Ausgleich für jeden Fluchtungsfehler zwischen der Achse des Werkstückkopfes und der Achse der Schleifscheibe zu schaffen. Gemäss den Darstellungen in Fig. 41 und 42 sitzt der Motor 526 des Werkstückkopfes, der das Futter 524 treibt, auf einem Hilfssockel 900, der seinerseits an den Sockelabstützungen 630 und 632 angeschraubt ist. Der Werkstückkopf 526 ist dem Hilfssockel 900 gegenüber um einen Bolzen 902 verschwenkbar, während die mit Gewinde versehene Einstellstange 904 im Block 906 gedreht wird. Irgendein Fluchtungsfehler in der Futterorientierung, der die geschliffene Fläche beeinträchtigen kann, kann entsprechend einfach korrigiert werden.
In Fig. 44 ist eine bevorzugte Ausführung der Hauptprogrammiernockenwelle 40 gezeigt, die am Sockel 12 gelagert ist. Die Welle 40 ist zur Drehung in Lagern 916 gelagert und trägt in der Mitte ein Schneckenrad 912. Das Schneckenrad 912 kämmt mit einer Schneckenwelle 914, die durch den einen oder den anderen der Hauptantriebsmotoren 36 und 44 angetrieben wird. Das Schneckenrad 912 ist durch Kegelrollenlager 916 umfasst, die die Mitte der Welle 40 zur Drehung dem Sockel 12 gegenüber abstützen. Links und rechts von den Lagern 916 sitzen anklemmbare Nockenansätze 918, die Nockenscheiben 920, 922 usw. tragen. Durch diese Vorrichtung können zusätzliche Nockenscheiben dem Verband zugeordnet werden, um das Programmieren von verschiedenen Vorrichtungen zu ermöglichen. Die Hauptnockenscheibe 42 ist ebenfalls gezeigt.
Es versteht sich, dass die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist und dass verschiedene konstruktive und sonstige Änderungen, wie funktionelle Änderungen in der dargestellten Maschine vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsumfang abzuweichen. Beispielsweise kann die Erfindung in einer Maschine eingesetzt werden, die zum Aussen- und Flächenschleifen vorgesehen ist, ebenso wie für die verschiedenen anderen Metallbearbeitungsoperationen .
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39. Grinding machine according to claim 1, characterized in that the workpiece head comprises a chuck, that the grinding wheel slide carries a grinding wheel spindle aligned with the chuck and that means are provided for adjusting the alignment of the tool head with respect to the grinding wheel slide.
40. Grinding machine according to claim 1, characterized by a dressing device carried by the base, which is connected to the programming device in such a way that the dressing or dressing device. The pulling device with the grinding wheel can be brought into contact functionally with the grinding wheel synchronously with the longitudinal movement program of the grinding wheel carriage.
41. Grinding machine according to claim 40, characterized in that the programming device has a shaft mounted on the base, a first and a second cam disk carried by this, a first lever connected at one end to the base and engaging the first cam disk, means for connecting of the free end of the first lever with the grinding wheel carriage for controlling its longitudinal movement, a second lever, which is hinged to the base and engaging the second cam disk, and means for connecting the free end of the second lever to the pulling device for controlling their movement in accordance with the rotation of the shaft with respect to the base.
The invention relates to a grinding machine with a base, a workpiece head carried by the base and rotatably holding a workpiece, and a grinding wheel head.
Industrial grinding machines are used to carry out precision work that results in smooth surfaces and high dimensional accuracy. The known machines are provided with two carriages with which the feed movement is carried out relatively between the grinding wheel and the workpiece in the longitudinal direction and the transverse direction. The longitudinal movement takes place in the direction of an axis that is aligned with the axes of the workpiece head and the grinding wheel head, while the infeed movement takes place in the transverse direction along an axis that is at right angles to the axis of the grinding wheel and enables the wheel to be fed radially to the workpiece. One such type of two slide grinder is known from U.S. Patent No. 2,952,949.
A construction-related difficulty with a machine with two slides is the achievement of a high mechanical stability and rigidity of the machine under load.
In particular, the slide causing the lateral feed movement easily leads to position deviations due to its mechanical flexibility. To compensate for positional deviations, tolerances in bearings and other mechanical components that are used in the construction of the tool slide can be reduced as far as possible by using complicated and high-precision parts, by setting preloads and by other known compensation means. However, these measures cause considerable additional machine costs and increase the complexity and vulnerability of the machine.
The desired high mechanical stability and the resulting improved precision of the grinding machine is achieved according to the invention with simple means in that an elongated, cylindrical slide rod is rigidly attached to the base of the machine, the longitudinal axis of which is parallel to the axis of rotation of the workpiece head and parallel to the axis of rotation of the grinding wheel spindle runs that the grinding wheel head is displaceable along the sliding rod and supported rotatably about its axis, that an additional support device for the grinding wheel head is provided laterally at a distance from the sliding rod, which includes a longitudinal displacement of the grinding wheel head on the base enabling means, that a programming device is provided for generating a controlled longitudinal movement of a slide carrying the grinding wheel head,
which is mounted on the slide rod and the additional support device, and that a device independent of the programming device is provided for pivoting the slide about the first slide rod, in such a way that the grinding wheel head carried by the slide can be displaced laterally relative to the workpiece head.
Such a grinder. which has only a single slide, which is slidably and pivotably carried by the base in the manner according to the invention, is of particular stability and is therefore well suited for grinding workpieces with high precision.
Details of the further development of the invention that go beyond the features mentioned emerge from the dependent claims.
The invention is illustrated by way of example in the drawing and is described in detail below with reference to the drawing. Show it:
1 is a diagram of a grinding machine designed as an internal grinding machine which contains the various features of the invention,
FIG. 2 is a diagram of a base slide bar and a window slide in a partially assembled state.
3 shows a schematic representation of a disk slide housing and a slide rod arrangement for the single slide machine according to FIGS. 1 and 2,
4 shows a schematic plan view of the disk carriage and the slide rod,
Figure 5 is a schematic side view of the disc carriage and slide bar assembly.
6 is a plan view of the base. the slide bar and the disk slide,
7 shows a section through the first or front slide rod.
which shows the relationship of the disk slide housing to it,
Fig. 8 is a section showing the details of the rear slide bar and indicating the mechanical details of the disc carriage in relation thereto;
Figure 9 is a block diagram of the motor control circuit for the feed.
Fig. 10 is an end view of the slider moving lever;
Figure 11 is a detail of the slider moving lever showing the cam roller.
Fig. 12 is a side view of the slider moving lever and associated cam;
13 is a side sectional view showing the spring preload device connecting the disk carriage to the sander base.
14 shows a detail of the spring rod,
Figure 15 is an end view of the disc carriage and slide bar showing the location and orientation of the feed motor.
16 is an end view in section showing the mechanical connection between the feed motor and the rear slide rod bearing;
17 shows a section as a detail of the mechanical connection between the disk slide housing and the rear slide rod bearing,
Fig.
18 is a plan view in section through the feed motor with the associated drive.
19 is a front view of the feed housing;
20 shows a detail of the feeding device,
21 is an end view of the drive mechanism in the base showing the connections between the motors, the program camshaft and the cam pickers.
22 shows a view from behind of a parts insert as
Embodiment and on the puller control lever,
23 is a schematic representation of a puller showing its orientation with respect to the washer head;
Figure 24 is an end view of the programming cam showing the
Relationship between different limit switches is shown opposite it,
Fig. 25 is a side view of the camshaft and the limit switch assembly.
26 is a side view of the reciprocating oscillator device, which is used to create a reciprocating oscillating movement of the disc carriage.
Fig. 27 is an enlarged side view of the Hubweg-Oszilia gate device,
28 is a plan view of the stroke oscillator device,
29 is a front view of the drive mechanism for the
Stroke oscillator device,
30 is a section through the drive mechanism for the stroke oscillator device,
31 is an end view of the machine base;
32 is a diagram of the machine base,
33 is a front view of the machine base;
34 is a plan view of the machine base,
35 is a side view of a parts insert,
36 shows a detail of the parts insert,
37 shows a plan view of the parts insert,
38 is a front view of a parts remover,
39 is an end view of a parts extractor;
Fig.
40 a schematic representation of the workpiece head and the washer head and the puller with the graphic representation of the longitudinal movement program,
41 shows a plan view of the workpiece head and the part inserter and the disc puller,
42 is a sectional view of the workpiece head,
43 is a schematic diagram of a motor and clutch arrangement for driving the mechanical program cam;
44 shows a section through the program camshaft and FIG
45 is a block diagram of a sequence and diagnostic display system used in conjunction with the grinding machine of FIG.
In Fig. 1, an industrial grinding machine 10 is shown in an embodiment which is specially designed to grind the bore of workpieces at a high production rate in large numbers, for example valve lever bodies, cardan bearing shells and the like. The grinder has a rigid. Sealed base 12, which supports a disk carriage 14 to which a disk head or a drive motor 16 belongs to set a disk spindle 18 in rotation. The base 12 supports a workpiece head 20 which is seated rigidly and essentially immovable on the base 12. The workpiece head has a workpiece holder or a chuck (FIGS. 40, 41 and 42) for supporting a workpiece during machining.
The workpiece head also has a drive motor 22 which is connected to the chuck via a belt 24 in order to set the workpiece in rotation at high speed while the machining is being carried out. The disk carriage 14 can be displaced in the longitudinal direction relative to the base 12 along the spindle axis in order to bring the disk up to the workpiece in the chuck. In addition, the disk slide 14 can be tilted with respect to the base in order to bring about a lateral spindle feed into the workpiece.
As will be described in detail below with reference to FIGS. 35 to 37, workpieces or parts 490 are loaded into the machine 10 for performing the internal grinding process, through the loading chute 26 and an insertion mechanism to be described. It goes without saying that such an insertion mechanism is only one embodiment of various
Loading mechanism is that in conjunction with the machine
10 can be used. As also in detail under
Referring to FIGS. 38 and 39, after grinding, the workpieces or parts are unclamped from the chuck and placed in a removal chute 28 from which the parts can be removed and stacked or assembled with other finished parts as required.
An extraction arm 30 is partially shown in FIG. 1 to perform the operations of removing the parts from the feed and transferring them to the extraction chute 28.
The operations of the loading mechanism and the removal mechanism with the arm 30 and the control lever 32, the actuation of a disc extractor 33 (which is shown in FIG. 1 in the raised and retracted position) and the longitudinal movements of the disc carriage 14 with respect to the base 12 are all programmed by a mechanical programming mechanism 34 shown in the lower left hand end of machine 10 in FIG. The programming mechanism includes an AC synchronous motor 36 connected by a belt drive and clutch mechanism, which will be described later, for intermittently rotating a program camshaft 40 on which a series of program cams are seated, such as shown at 42.
The programming mechanism 34 further comprises a speed-controllable direct current motor 44, which is likewise connected to the camshaft 40 by a belt drive and a clutch mechanism. This mechanism is designed such that one or the other of the two motors is selected to drive the camshaft 40 during machine operations. A number of adjustable limit switches 45 are located on the base of the camshaft 40 in order to determine the various mechanical limit positions at which the programmed operations are to end.
The sequence of camshaft rotation initiations is controlled by a solid state clock 46. which sits on top of the machine 10 and which has a digital display panel 48 which has an access door 49 with a transparent glass side. Some of the details of the solid-state clock are given here, and some of them have been suggested elsewhere. The machine 10 also has a control panel 50 with pushbuttons and other signal transmitters 52 to initiate various details of the machine functions, for example switching on the disk head motor 16, the workpiece head motor 22 and the puller motor 33, initiating a work cycle, switching on the coolant flow, air conditioning, etc.
It will be understood that the machine 10 has such peripheral devices as air conditioning and coolant treatment, for example, as is customary and known.
These devices do not form part of the invention and are not described here. Briefly, devices 52 initiate various operations and provide various necessary conditions, while clock 46 controls the sequence of operations or the order of operations to be performed. The mechanical programming mechanism 34 determines the mechanical end positions in the movement and the drive. which is required.
to create the mechanical movement of different parts.
It will be understood that while the various features of the invention are described with particular reference to an internal grinding machine for performing specific operations on specific parts, the applicability of the invention and the various features thereof to various other types of machines for metalworking operations and the like for the Those skilled in the art are obvious, and consequently this description is not to be understood in a limiting sense, unless expressly stated.
As described above, one of the main features of the invention is the precision, heavy-duty grinding characteristics and exceptional machine stability that result from the use of a single machine slide to provide relative motion between the critical metalworking parts and the workpieces.
This differs from the usual metalworking machine, in which at least two slides are used, which are usually seated at right angles to one another, so that both longitudinal and transverse mobility of the disk head or spindle 18 relative to the workpiece head 20 is made possible, i.e. H. longitudinal movement is required to enter and exit the part, and lateral movement is required to engage the inner side wall of the part and to compensate for disc wear.
Referring first to FIGS. 2 through 5, a relatively simplified explanation of the disc carriage, slide bars and feed mechanism is given. According to the representation in FIGS. 2 and 3, the base 12 rigidly supports a horizontal front slide rod 54 made of high quality polished steel with a circular cross section. The base 12 also supports a rear slide bar 56 of a similar shape at a parallel distance from the front bar 54, but which is shorter, as can best be seen in FIGS. The disk slide 14 has a disk slide housing 58 made of heavy cast iron, which is machined and is supported on the slide rods 54 and 56 by ball bearings 60, 61 and 66.
The bearings 60 and 61 are arranged in the longitudinal direction at a large distance along the rod 54 as shown in FIG. 5, and the bearing 60 is located essentially directly below the washer head 16, while the bearing 66 on the slide rod 56 transversely to the bearing 60 opposite. The bearings 60, 61 and 66 allow the heavy disk carriage 14 to move in the longitudinal direction of an axis parallel to the center lines of the slide rods 54 and 56 in order to control the longitudinal advance of the disk spindle 18 with respect to the stationary workpiece head 20, as shown in FIG . The bearings 60 and 61 also enable the disk slide to rotate about the axis defined by the center line 62 of the slide rod 54.
Such rotation is generated by the feed control system which will be described in detail below with reference to Figs. 8, 9 and 15-20.
In the course of the introductory description of the feed mechanism, FIG. 3 shows that the slide rod 56 directly supports a rigid sleeve 64 which achieves freedom from longitudinal sliding of the rod 56 with respect to it through the bearing set 66. In addition, the disc slide housing 58 is drilled out in the region of the slide rod 56 to create a substantial gap around the sleeve 64 and is mechanically connected to it by a motorized, extendable power drive, shown schematically at 68, and also by a compression spring 69 .
By means of the power drive 68, the disk slide housing 58 can be raised or lowered at the center line of the slide rod 56 opposite in order to allow a rotation about the center line 62 of the slide rod 54 to occur.
The result is a feed of the washer head spindle 18 on a radius whose center point lies in the center line 62 of the front slide rod 54 and whose end point lies in the center line of the disk spindle 18. The feed is thus achieved without the need for a second sliding axis, which is usually accompanied by the introduction of a lateral sliding tolerance.
There now follows a description of the main parts of the device which provide for the longitudinal and axial movement of the disc carriage 14 with respect to the base 12 and its control. Reference is made to FIGS. 6, 7, 8 and 10-14.
According to the illustration in FIGS. 6 and 7, the base 12 has two parallel, rigid support parts 70 and 72 which are arranged at a distance and which are cut out in order to receive the opposite ends of the front slide rods 54. The slide rod 54 is rigidly and non-rotatably attached to the support members 70 and 72 by machine screws 74, which is shown in FIG. A middle support 76 can also be used to achieve additional stability in supporting the rod 54. The disk slide 14 has the housing 58 which has an elongated, tubular portion 78 which is telescopically guided over the slide rod 54 along a substantial part of its length. The ball bearings 60 and 61 are located at a distance along the rod 54 in FIG. 7 on opposite sides of the support 76, as they are shown schematically in FIG.
The slider housing 58 is longitudinally shorter than the rod 54, and flexible shoes 80 and 82 are disposed between the ends of the housing 54 and stops 84 and 86 on the slide rod 54 to prevent foreign matter from entering through the bearings 60 and 61 . Inner shoes 88 and 90 may also be provided to isolate the bearing surface of the rod from central support 76.
The rear bar 56, as best seen in Figure 8, is supported between spaced parallel support members 70 and 92 which are attached to the base 12 for the requisite stability and rigidity. Fastening screws 174 fasten the rod to the base in a motion-free and rotationally fixed manner. The disk slide housing 58 encloses the rod 56, but is not in direct mechanical contact with it, except through the threaded spindle, which has been described above with reference to FIG. The disk slide housing 58 has a shorter length than the rod in the area in which it encloses the rod 56, and it is provided with shoes 94 and 96 in order to prevent foreign matter from entering the sliding area of the bearing 66.
The sleeve 64 is, as can best be seen in FIG. 8, arranged directly on the bearing 66 for longitudinal displacement of the rod 56 opposite. It should be noted that there is considerable radial play between the sleeve 64 and the surrounding part of the disk slide housing 58. As shown schematically in FIG. 8 and shown in detail in FIG. If the sleeve 64 has a central section with a greater radial thickness, such that two opposite peripheral shoulders arise. place against the pretensioned rollers in order to prevent an axial displacement of the disk slide housing 58 relative to the sleeve 64 during the axial longitudinal movement of the disk slide 14.
As best seen in FIG. 17, the rollers 98 and 100 are eccentrically mounted in rotatable bushings 102 and 104 such that when fully secured in the disc slide housing by the mechanism shown in FIG. 7, opposing loads are applied to the sleeve 64 will.
From the combination of FIGS. 3 and 8 it can be seen that the disk slide housing 58 can rotate freely between fixed end positions around the center line of the long slide rod 54 and that, if the support which is effected by the power drive 68 were not present, it would move could fall below the stationary slide rod 56 opposite, as shown in FIG. It is therefore clear that the mechanical force of the power drive 68 is such that the disk slide housing 58 is raised against the force of gravity of the housing itself and also against the compressive forces of the compression spring 69, which is radially between the sleeve 64 and the cup-shaped projection 106 of the disk slide housing 58 sits as shown in FIG.
From the foregoing, it can be seen that the disk slide 40 with the disk slide housing 58 can move freely in the longitudinal direction over the base 12 by sliding over the rigid slide rods 54 and 56. The range of motion is usually a few inches or centimeters in an industrial internal grinding machine. Because the workpiece head 20 is mounted on the stationary bed rails 108 and 110, which sit saddle-shaped at a parallel distance on the front slide rod 54, which can best be seen in FIG. 6, a relative movement of the disk slide housing 58 is such that the disk spindle to about 4 to 6 inches or 100 to 150 millimeters of maximum travel with respect to the workpiece when it is clamped in the workpiece head 20.
In order to produce a longitudinal movement of the disk slide, the mechanical programming device 34 has motors 36 and 44 for rotating the camshaft 40 selectively and intermittently. The cam disk 42 on the camshaft 40 rests against a cam pickup roller 122 on a disk slide control lever 114, the lower end of which is pivotably mounted on the base 12 by a needle bearing joint 116, which is shown in FIGS. 10 and 12. The lever 114 thus swivels back and forth with respect to the base 12 in accordance with the peripheral profile of the cam disk 42. The upper resp.
The free end of the lever 114 is connected by a hinge pin 120 to a rigid disc slide control rod 122 which extends longitudinally and substantially horizontally from the upper free end of the lever 114 over the upper side of the base 112 and continuously to the opposite side of the disc slide housing 48, which is best seen in FIG. The rod 122 ends at the right end according to the illustration in FIG. 13 in a threaded section 124 which receives a knurled adjusting knob 126 of larger diameter. The button 126 rests against a block 128 and is rotatable with respect to it, which is seated on the disk slide housing 58.
A screw 128 also rests against a disk slide stop 130, which is seated on the base 12, which can best be seen in FIG. in order to limit the longitudinal movement path in the direction to the right according to the illustration in FIG. 13 of the disk slide opposite the base.
The rod 122 extends through a first or inner tube 132 which is non-rotatably welded to a holder 134, which in turn is fastened to the base 12 in order to receive one end of a compression spring 136 and to support this end. The other end of the spring 136 lies against the block 128. An outer tube 138 encloses the spring 136 for reasons of protection and is held in the intended position by the block 128.
Because the spring 136 is compressed and held between the bed (by the tube 132 and bracket 134) and the slider housing 58 (by the block 128). the spring force presses the disk slide in the longitudinal direction to the right according to the illustration in FIGS. 12 and 13. The spring force thus also holds the lever 114 against the cam disk 42, so that the roller 112 follows the cam profile faithfully.
At a point with the smallest cam radius, the disk slide housing 58 moves to the right until the block 128 contacts the end stop 130.
A movement to the left as shown in FIGS. 12 and 13 is brought about while the cam disk drives the lever 114 away from the stop 126 into the position shown in phantom in FIG. This movement pulls the disk slide housing 58 through the rod 122 to the left, and in doing so, the spring 136 in the tube 138 is compressed. The rod 122 is thus the primary mechanical connection between the lever 114 and the disk slide 58, while the spring 136 exerts the biasing force that tends to push the disk slide away from the workpiece head to the extent that the cam disk 42 is permitted.
In summary, the disk slide housing 58 is supported for longitudinal movement via the slide rod 54 and 56 by the bearings 60, 61 and 66. The longitudinal movement controlling cam plate 52 rotates with the camshaft 40 to angularly pivot the control lever 114 away from the base 12 for controlling the movement of the plate slide. As the free end of the lever 114 moves away from the base 12, the rod 122 pulls the slider housing 58 in the direction of the workpiece head 20, pressing the spring against the inner end of the tube 132 which is secured to the base by the bracket 134 is.
As the cam 42 rotates to a smaller radius profile, the biasing force exerted by the compressed spring 136 moves the washer slide housing 58 away from the workpiece head 20 back the amount allowed by the positive contact between the cam lever roller and the cam .
14 shows the details of the connection between the rod 122 and the upper or free end of the cam control lever 114. As can be seen, needle bearings 140 are provided between the bore through the end portion 142 of the rod 122 and the pivot pin 144 so that the rod 122 is free to rotate relative to the free end of the lever as the lever moves in and out of the base . A shear pin 146 connects the main portion of the rod 122 to the end portion 124 to provide protection against excessive longitudinal loads caused by obstacles or other unforeseen difficulties.
Referring to Figures 10, 11 and 12, it can be seen that the disc slide control lever 114 is extremely robust and consequently rigid in construction and has solid outer elements connected by stiffening ribs to prevent any flexing during operation. The roller 112 is seated about two thirds of the way up from the hinged end 116 of the lever 114 and is supported in suitable lubricatable bearings, as shown in FIG. At the upper end of the lever 114, a threaded stop shaft 160 extends through the lever and bears against a mechanical stop 162 seated on the base 12, which is best seen in FIG.
This mechanical stop arrangement is provided in order to create a mechanical limit for the movement path of the lever 114 towards the base 12, to be precise whenever an insertion gap in the cam disk 42 passes the end face of the cam disk roller 112.
Referring to Figures 9 and 15-20, the details of the feed mechanism for creating controlled, uniform steps in the feed between the disk spindle 18 and the workpiece head will be described.
As shown in Fig. 15, the end of the disk slide housing 58 is in the assembled state on the front slide rod 54 and on the rear slide rod 56, and the disk head 16 is mounted directly on the front of the slide rod 54 on the base 14 in order to move along a
Slide axis perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 15, as has been described above. The fine adjustment knob 126 for the disc carriage at the end of the disc carriage rod 122 is also shown in FIG. As shown in FIG. 15, the disk slide housing 58 carries on its right side a feed housing 170 in which the mechanism for pivoting the disk slide 58 about the center line of the front slide rod 54 is essentially contained.
The details of this unit are shown in FIG. 16 and will be described in a moment.
In the course of the general description, the feeder housing 170 sits substantially vertically on the disc carriage and is mechanically connected to the feed motor 172, a digital stepper motor for rotating a worm shaft 176, which is seated in a housing 174, such that the entire disc carriage about the axis the front rod is pivoted and thus a feed of the disk head 16 is achieved.
According to the illustration in FIGS. 16 to 20, the feed housing 170 has a vertically oriented shaft 178 which is held by a wedge 180 in such a way that it cannot rotate in the feed housing 170. The lower end of the shaft 178 rests on a portion of the sleeve 64 which sits on bearings 66 around the rear slide bar 56. The worm shaft
176 meshes with a worm wheel 182 which is mechanically connected by machine screws 184 to a nut 186 which in turn is screwed onto the shaft 178. The nut 186 is made rotatable with respect to the feed housing 170 by QUA DRUPLEX® bearings 188 which are stacked axially within the feed housing 170. As can be seen, the bearings 188 are sandwiched between a shoulder on the lower end of the nut, an upper retaining ring 190 and a lower retaining ring 192.
An accordion-like folded dust cover 194 is attached to the lower retainer ring 192 and to the shaft to keep foreign matter out of the bearings 188.
As can be seen, the energization of the feed motor 172 rotates worm shaft 176, and this in turn rotates worm wheel 182. Worm gear 182 kicks nut 186 so that it is constrained to move along shaft 178. Because the lower end of the shaft rests directly on the sleeve 64, the axial movement of the nut along the shaft is accompanied by movement of the feed housing 170, and the axis of rotation is again the center line of the front slide rod 54. Because the washer head 16 in a radial Distance from the center line of the front slide rod 54, it can be seen that the movement of the nut 86 along the shaft 178 and the accompanying rotation of the feed housing 170 about the center line of the slide rod 54 causes an arcuate, but mainly lateral movement of the spindle 18.
However, because this path of movement is limited to a very short distance, this lateral feed is to be viewed as linear and not as arcuate for all practical purposes.
An absolute zero determination for the digital feed position reference is provided by a switch 196 that is mounted on a bracket 198 that is attached to a top cap 200 of the feeder housing 170. The switch is operated by an adjustable screw 202 that is attached to a bracket 204 that is attached to the key 180 at the top of the shaft 178. As the feed housing 170 migrates up and down, the switch 176 moves with it, and when the plunger end of the switch 196 engages the screw 202, an absolute feed position signal can be generated.
Referring to Fig. 18, the details of the bearings for shaft 176 within gear housing 174 for the feed housing and meshing with worm gear 182 on feed nut 186 are shown.
Referring to Figure 9, the digital control circuit for the feed motor 172 is shown. The control circuit includes a number of digital thumbwheel switch sets 200a, 200b, etc. for setting feed end points measured with respect to any reference position and for setting feed rate data. Each switch set 200 has a plurality of digital for a fine position determination. The switch sets 200 may be arranged in the display panel 48. A section 202 of the clock 46 selectively and individually feeds the digital endpoints represented by 60 bits of position data into a counter comparator 204. In addition, 8 bits of feed rate information is fed to a rate oscillator 206 which generates position step pulses.
The comparator 204 compares the count received from the endpoint switch set 200 granted with the current count of position step pulses from the oscillator 206 and selects one of the outputs 208 and 210 to pass counting or counting up pulses to the comparator 204. The output in question, which is set in function, is such that an effort is made to equate the input position count (command) with the current position count; H. the current position count is either decreased or increased as required. Outputs 216 and 220 are alternatively selected to provide position step pulses to converter 224, causing motor 172. d. H. the feed motor, is controlled.
The number and direction, i.e. H. the increment or count of the pulses supplied to converter 224 is typically equal to the number and direction of the pulses supplied to comparator 204. The feed motor thus rotates by one rotational step which is related to the number of pulses received. This step-by-step change of position, either positive or negative, is reflected in the ongoing position counting in the comparator and continues to change until the target and actual position counts are equal. In summary, the control store 202 operates to select or turn on the thumbwheel switch sets in any order. which is related to the grinding program.
When a thumbwheel switch set is selected, a digital position signal consisting of a few 60 position bits and 8 rate bits is fed to counter and direction comparator 204 and feed rate oscillator 206. The left input to the comparator 204 is the new position command and the right input to the comparator is the old or current position signal. By comparing the two counts, the comparator 204 can determine the direction in which to continue operating in order to equate the new position command with the current position signal.
If it is assumed that the switch position is greater than the current count, the output 213 to the feed rate oscillator is activated; this causes it to generate incremental pulses which are applied to the right input of the comparator 204. These pulses obviously increase the number stored in the right hand side of the comparator. This continues until the right number equals the left number, in which case the comparator will indicate that the commanded position has been reached and that the pulse flow from the rate oscillator ceases. The converter 224 is a commercially available engine controller and can be purchased as Model No. BTR-103 from Superior Electric Co. of Bristol, Connecticut, USA. be obtained.
The rotation of the output shaft of the motor 172 rotates an encoder 226 which applies pulses to the actual feed progress counter 228. This is part of the feedback connection and the pulses stored in counter 228 are compared in comparator 230 to the left number in counter 204 and if the two are the same then the signal is applied to coincidence comparator 232 which forms part of the solid state clock circuit. The counter 228 can be counted up or down.
The encoder pulses are also applied to the absolute feed counter 234 which maintains a count measured from an absolute zero position in which the centerline of the disk spindle 18 is in precise alignment with the centerline of the workpiece head. It should be noted that this absolute zero position can be set mechanically in the machine. The output from the absolute feed counter is compared to the absolute position thumbwheel signal from switch set 236 in a comparator 238 and an absolute position coincidence is displayed on the output line labeled Coincidence.
The endpoints selected by the thumbwheel switches 200a, 2 () 0b, etc. are floating endpoints; H. they are not related to the absolute zero position, rather they are related to the new radius of the disc after each peeling of the disc. In other words, the end points are in effect incrementally advanced with each honing of the grinding wheel in order to compensate for the reduction in the radius of the grinding wheel that results from the honing.
This is not the case with the absolute position signal from thumbwheel 236. Slice pull compensation is accomplished by the compensation pulse source 240 which, when commanded by the controller, applies a small number of pulses to the feed rate oscillator, the exact number of pulses being determined by a thumbwheel switch 242.
These pulses practically count down the counter comparator 204 on the right-hand side, so that the comparator indicates that it has not yet reached the previously designated end point.
However, the pulses from the compensation pulse source do not reach the converter 224, and so the motor does not slow down while the comparator 204 is counting down. After the comparator indicates that it is no longer in the prescribed position, it automatically generates the additional signals required to put gate circuits 211 and 213 back into operation and to send the same number of pulses from the oscillator to the converter, as they have just been fed to the comparator 204 by the compensation pulse source. The comparator thus returns to the prescribed position and the pulses are sent to the converter in order to move the disk spindle to a position which is represented by the number of compensation pulses.
Note that the compensation pulses also count down the actual feed progress counter 228 so that it stays in accordance with the comparator 204.
The circuit also includes a selector switch 244 which selectively routes either the absolute feed count or the actual feed count to the digital display 246 which is part of the panel 48. Further details of the feed circuit have already been proposed.
Referring to FIGS. 21 and 26 to 30, the following is a description of the mechanical details of the device for generating a selected and variable oscillation or reciprocating movement of the wheel slide during a grinding operation. In Fig. 21, the main drive motor 36 is shown connected by the belt 38 to the gear drive mechanism for rotating the programming camshaft 40 which controls the mechanically programmed machine functions including pulley carriage movement, part loading and unloading, and pulley withdrawing belong. The motor 36 also drives a belt 300 which engages an upper belt pulley 302 which is mounted on the transmission 303, which in turn is seated on the machine base 12.
As best seen in Figures 29 and 30, the pulley 302 is mounted for rotation on a worm shaft 304 which has a centered, helically grooved portion 306 that engages the worm gear 308 which the worm shaft 304 crosses at right angles. The worm wheel 308 is seated on a driven shaft 309, which in turn is mounted in tapered roller bearings 310 and 312 arranged at an axial distance from the gearbox 303 for rotation. An outer race 314 is attached to the transmission 303 by machine screws at one end of the shaft 309 as shown in FIG. 30, and a second outer race 316 is positioned at the opposite end of the shaft in the transmission. According to the illustration, the shaft 309 has an eccentric part 318 at the upper end according to the illustration in FIG.
The eccentric portion 318 is provided with an outer ball bearing race 320 for engaging a lining 322 at the free end of an oscillator lever 324 which is hingedly attached to the machine base at a bolt location 326 (FIGS. 26 and 27).
The bolt 326 is attached to a main support plate 328, which in turn is attached to the machine base, as is indicated in FIG. Correspondingly, rotation of the shaft 309 by the motor 36 causes the oscillator lever 324 to continue rocking through the continuously rotating eccentric 320.
A reciprocating movement of the disc carriage is achieved by selectively inserting a spacer 330 into the space between the oscillator lever 324 and the upper or free end of the disc carriage lever 114. When the spacer 330 is used in this way, the eccentric drives the lever 114 in a reciprocating motion to thereby set the disc carriage 58 in a reciprocating motion. As can best be seen from FIGS. 26 and 27, the spacer 330 can be used in different dimensions in order to selectively change the degree of the stroke movement over a reasonably wide range.
This is achieved in that a device is provided which, in the actuated state, first places the left end of the spacer 330 in the gap between the lever 324 and the roller 332 on the lever 114 and then variably the right end of the spacer 330 as shown in FIG 26 and 27 displaced along the path on the inner and concave surfaces of the lever 324, respectively. The greater the extent of insertion, the greater the extent of the oscillating movement which is transmitted from the eccentric 320 to the disk slide. Because the eccentric drives the lever 324 and the lever 324 drives the disc carriage lever 114 through the spacer, the disc carriage lever 114 causes the disc carriage housing 58 to be displaced from the machine base 12 by the rod 122, as previously described.
A lifting movement of the disc carriage does not depend on the mechanical rotation of the camshaft 40 and the associated cam disc 42 for controlling the movement of the disc carriage, except, of course, that the camshaft 40 must be in the angular position which corresponds to the grinding position of the disc carriage. This is indicated by one of the limit switches 45 which is seated on the stop arrangement 390 for the camshaft, which can best be seen from FIGS. 21 and 25. The arrangement 390 consists of a grooved sleeve 391 which carries manually adjustable stops 392 in order to switch the associated limit switch 45 of the camshaft at certain angular positions of the camshaft.
These end position signals can be fed to the clock generator 46 in order to indicate the state of the machine elements in the course of the control of a specific programmed work sequence.
The mechanism for selectively deploying the spacer 330 will now be described. The spacer 330 includes a body 334 that is supported on a hinge 336. The joint is attached to the end of a threaded shaft 338 that extends from air cylinder 340. The air cylinder is mounted on a joint 342, which in turn is fastened by a bracket 344 which is seated on the machine base. The body 334 carries an extension member 346 at the upper left end as shown in FIGS. 26 and 27 which sits on the roller 332 when the spacer is inserted. A roller 348 is pivotally attached to the right end of the body 334 to ride in the V-shaped groove in the end face of the oscillator arm 324 described above.
To ensure that the left end of the spacer 330 is always inserted first, a lever arm 350 is articulated on the machine bed for pivoting about the bolt 352, and it carries a roller 354 at its left end, which is in a flat path 356 in the upper Surface of extension link 346 runs. The right end of lever arm 350 carries a threaded eye member 358 that serves as an anchor for one end of a tension spring 360. The other end of the tension spring 360 is fastened in an eye 362 which is seated on the bracket 344 which carries the air cylinder 340. The tension spring 360 exerts a constant force on the swivel arm 350 and strives to rotate it in the direction to the left as shown in FIGS. 26 and 27.
When the air cylinder 340 is appropriately operated to extend the output shaft 338, the right end of the spacer is held up until the left end or extension member 346 engages the roller 332, after which time the body 334 is in the oscillator control gap used.
The amount of insertion is regulated by the stroke of the compressed air cylinder. As the stroke increases, the roller 348 is driven further to the lower or free end of the lever 324, which is in a constant rocking motion as a result of the attack on the eccentric 320.
In operation, the button 364, which determines the stroke length of the air cylinder 340, is adjusted to select the length of stroke of the disc carriage that is desired. The stroke movement of the disc carriage can then be selected by the clock generator 46 at a certain point in a grinding process, and the cylinder 340 is activated to move the spacer 330 into the gap between the rocking lever 324 and the lever roller 332 of the disc carriage. Extension of the air cylinder output shaft initially only drives the left end of body 334 down in an arc around hinge 326 until extension member 346 sits on top of roller 332 and the front surface of body 334 also lies against roller 332.
At this point, further extension of the output shaft 338 will cause the body 334 to pivot about the centerline of the roller 332 and the roller 348 will travel down along the path 366 in the face of the lever 324 until the output shaft of the air cylinder is fully extended. If the roller 348 does not move beyond the line between the center of the roller 334 and the hinge pin 326, the amount of oscillating movement that is transmitted from the lever 324 to the disk slide is zero. As the roller 348 travels to the lowermost end point, i. H. the distal free end of the lever 324, as shown in solid lines in FIG. 27, the disk slide is given a maximum amount of oscillating movement by the lever 324. Intermediate layers of roller 348 along the arcuate path of lever 324 produce intermediate oscillatory movements, which is evident.
A limit switch 368 may be seated on the support plate 328 for detecting engagement or disengagement of the reciprocating grinding mechanism.
Referring to Figures 21 and 43, the apparatus for performing peeling of a new disc will be described. As previously described with reference to Figure 1, the grinding machine 10 uses two drive motors for the mechanical programming system 34, namely the AC motor 36, which is a high speed synchronous motor, and this is normally used to rotate the camshaft 40 and to effect the other functions such as rotating the eccentric which is part of the reciprocating grinder mechanism described immediately above and a variable speed DC motor 44 for driving the camshaft 40 during certain other operations. Both motors 36 and 40 run at normal speed at all times when the grinding machine 10 is operating.
The motors 36 and 44 are selectively engaged in a driving function by electromagnetically actuated clutches 400 and 401. The clutch 400 is connected to the control shaft 402 which carries a pulley 404 which is connected to the belt 38. As described above with reference to FIGS. 1 and 21, the belt 38 is continuously driven by the AC motor 36. The clutch 401 is seated on the shaft 406, which carries a belt pulley 407. This is driven by belt 408. The belt 408 sits on a pulley 410 which is connected to the output shaft of the DC motor 44. In addition, belt 412 is connected to pulleys 414 and 416 on shafts 406 and 402, respectively.
When the clutch 400 is engaged, the AC motor 36 drives the worm shaft and worm gear mechanism 412 to rotate the camshaft 40 of the mechanical programming system.
When the clutch 401 is disengaged, the DC motor is only idling and there is no mechanical connection between the pulley 407 and the pulley 414. The belt 412 rotates with the shaft 402, which is driven by the AC motor 36 through the belt 38, in order to set the guide bearing 418, which is seated on the machine bed 12, in rotation. With the clutch 401 engaged and the clutch 400 disengaged, the direct current motor 44 drives the worm shaft and the worm gear 412 via the belt 408 and the belt 412.
The AC motor 36 is disengaged due to the mechanical separation between the pulleys 404 and 416. Suitable electromagnetically switched clutches are supplied by Warner Electric Brake and Clutch Company in Beloit, Wisconsin, USA.
In order to pull off a new pane, the puller 33 is lowered into the pulling position according to the illustration in FIG. 14, in which it is superimposed on the disc 18 which sits on the spindle of the disc head 16. The disk slide housing 58 is then brought into the appropriate lateral position and displaced in order to move the disk 18 into engagement with the puller and thus begin to reduce the disk 18 to a uniform and specific diameter. The removal requires that the disc 18 is advanced so that the entire length of the disc is pulled off. Such an axial displacement is usually greater than that which can be produced by the eccentric drive stroke movement, as has been described above.
To achieve the new wheel removal, the clock generator 46 programs a timed or counted sequence of camshaft reversals by alternately switching on the motors 36 and 44, one of the motors being reversed in the direction of rotation before the new grinding wheel grinding is started.
Referring to Figs. 1, 21, 22, 35 to 37, 41 and 42, the details of a parts inserter as an embodiment of the invention and the programming device for controlling the parts inserter will be described.
According to the illustration in FIG. 1, parts such as cylindrical valve lever bodies 490 (FIG. 23) are placed side by side in a feed shaft 26 in a parallel position. The feed chute 26 is inclined, which can best be seen in FIG. 35, in such a way that the parts tend to roll downwards towards seat cushions 50 which are provided on the parts support device 502. A switch 503 generates a game switch-on signal when the feed hopper is not empty. A valve lever body in the seat cushion 500 is coaxially aligned with the center of the parts holding liner 524 (Fig. 41). From this position, the parts 490 are pushed into a coaxial column through the inner channel 527 of the workpiece head 526 by a ram mechanism 528. This push rod mechanism is actuated by a push rod 504 which is articulated to a lever 506.
This lever pivots about a pivot point 508, which sits at the end of a support arm 510. The lever 506 is connected at the opposite end to the rotary coupling rod 512, which in turn is connected to the upper end of a mechanical programming cam lever 514. This can best be seen in FIG. The cam lever 514 is mounted on the joint 516 for pivoting opposite the base 12 of the grinding machine and has a laterally extending portion 518 which carries a cam follower roller 519 which engages the peripheral surface of a cam disk 520 which is attached to the shaft 40 for rotation therewith is arranged.
With the rotation of the camshaft 40 and the cam disk 520, the lever 514 pivots about the point 516, which is shown by the dash-dotted view in FIG. 22, in order to determine the position of the rod 512 and thus intermittently exert a pushing movement on the tappet mechanism 528 so that the part column is advanced by the workpiece head 526 by a distance that corresponds to a part length. This is a repetitive workflow of advancing parts through workpiece head 526 into chuck 524 as each part 490 is finished and removed from the machine. The cam lever 514 is held in contact with the cam disk 520 by a tension spring 522 which is connected to the cam disk and the machine base, as can be seen from FIG.
It will be understood that various other types of part inserts can be used, including pivot arms which insert the parts directly into the chuck and not through the workpiece head, as has been illustrated in this embodiment. The part inserter that has been described here is therefore only to be regarded as an exemplary embodiment of the many possibilities for part inserters that can be used in combination with a mechanical programming device.
Referring to Figures 1, 21, 38 and 39, a description will be given of the apparatus for removing the parts 490 from the chuck after grinding is complete.
39, a gripper arm 550 is shown supported for pivoting movement about a bolt 552 such that parts are picked up which are pushed out of the open chuck 524 by the insertion of a new part, namely from the rear end. The gripper arm then swings to the right as shown in FIG. 39 in order to let the parts fall into the removal shaft 28. The pivoting movement of the gripper arm 550 is controlled by a cam lever 554 which, as shown in FIG. 21, is pivotably mounted on the shaft 556, which is mounted in the machine base and follows the cam disk 558, which is seated on the camshaft 40. At the upper end, the cam lever 554 is connected to a rod 560 which, according to the illustration in FIG. 38, is connected in an articulated manner to the center of the removal control arm 32.
The lower end of the control arm 32 is connected to a spring 562 which is put under tension by the movement of the rod 560 from left to right as shown in FIG. The upper end of the lever arm 32 is connected to the joint 564, which in turn is mounted in a slide 566, which can be displaced on a slide rod 568 so that the entire association of the arm 32 and the joint 564 moves laterally from the left on the right according to the representation in FIG. 38 by a movement path which is determined by the distance between the vertical tangent on the slide housing extension 570 and the surface 572 of the mechanical stop bolt 574.
This displacement of the entire removal arm association when the rod 560 is initially displaced is necessary in order to be able to bring parts with curved end faces out of the area of the next following rear part that migrates into the feed.
The lever 32 has a crank section 576, the end of which is connected by a rotary coupling rod 578 to a block 580 which forms part of the removal arm 550. An extension of the rod 560 from left to right as shown in FIG. 38 consequently initially leads to the entire crank arm assembly 32, 576 being pushed to the right, and then the crank is rotated in the left direction. The removal arm 550 is thus rotated in the direction to the right as shown in FIG. 39. and the picked-up parts 590 are thereby pushed out of the chuck into the removal shaft 28.
The removal arm according to the illustration in FIG. 39 has an axial stop 582, seat cushion 584 on the base block 586 and a pivotable, spring-loaded tensioning member 588 which is pivotably mounted on a bolt 590.
Thus, the tension block 588 can move toward and away from the seats 584 under the control of the bias spring 592 to clamp or release the parts. According to the illustration, the removal shaft has an inner rail 594 and an outer rail 596. The outer rail is slightly higher than the inner rail as shown in FIG. 39. When the removal arm 550 rotates away from the feed area to the removal shaft 28, the rail 594 engages in the area of the spring-loaded arm 588 and opens the removal device, and this allows the part to fall directly into the removal shaft.
Again, it goes without saying that different types of removal devices can be used and that the mechanism described above is only one exemplary embodiment which is in no way intended to be understood as limiting.
Referring to FIGS. 31 and 34, the details of the machine base 12 and the machine bed 12 will be described.
The base 12 has upper and lower plates 600 and 602 of the same size, shape and thickness, which are held in parallel spaced apart by front and rear steel sheets 604 and side sheets 606 and 608. The base 12 is thus essentially a closed rectangular box of extreme rigidity. Rigidity is increased by central vertical reinforcement ribs 620 and diagonal ribs 622 and 624. The entire construction is welded together to form a rigid and thermally stable base for the individual parts of the grinding machine. Support members 610, 612, 614 and 618 for the slide bars sit directly on the upper plate 600 and extend upward through the coolant sump 626.
The coolant collecting trough has a peripheral flange 628 in order to prevent the escape of coolant and cutting agent which flow into the trough from the grinding process in the area of the disk and the workpiece. It can be clearly seen from FIG. 32 that the front slide bar 54 fits into the recessed areas of the support links 610, 614 and 618 for the slide bar, while the rear slide bar 56 fits into the recessed areas of the support links 610 and 612. Work head support members 630 and 632 also sit on top plate 600 and extend up through sump 626.
By spacing the trough 626 from the top plate 600 of the base 12, the heat exchange between the coolant and the base is reduced to a minimum. This also contributes to the thermal stability of the base construction.
Referring to FIGS. 22, 24, 25, 40, 41, 42 and 45, the sequence of operations and certain various mechanical details of the grinding machine 10 will be described.
A typical internal grinding operation is illustrated in Figure 40 and this includes honing a new grinding wheel 18 using the diamond squeegee 700 which is lowered into position by rotation of the camshaft 40 and cam 702 that sits thereon. A cam pick-up lever 704, which is articulated on the machine base and which is connected at its upper end to a control rod 706 (FIG. 22), lowers the puller motor 33 into the pulling position. After the wheel is peeled off, puller 33 is swung out of the peel position and the wheel is retracted into the part for the first grinding operation.
The disk 18 is then withdrawn, peeled off, compensating for the diameter reduction in the lateral position, and then it is retracted into the part. The wheel is then incremented laterally into engagement with the part to complete the final grinding operation. The wheel is swung axially during finish grinding, as described above, to create a fine finish cut.
The disc is ejected and the part is ejected and fed into the removal chute, and the cycle repeats itself.
The work cycle control device according to FIG. 45 has a sequence command section 810 which generates various classes of digitally encrypted control signal sequences which define the specific control and analysis steps which must be carried out in the course of the grinding process. The work cycle control device also has an output section 812 which is connected in such a way that it receives a sequence of output encryptions which reproduce specific machine functions.
which are to come into operation, and to have these functions carried out by specific output function generators.
The work cycle controller further includes an input signal generator section 814, responsive to the performance of specific machine functions, for generating signals reflecting performance or non-performance, as the case may be, and for sending those signals back to the sequence control section 810 to allow the progress of the work sequence is controlled, d. H. the work sequence continues only as long as the required functions, which are determined by the output encryption signals, are carried out in a timely and orderly manner. The work sequence control device furthermore has a display section 816 which provides special instructions for an operator, to be precise with regard to functions to be carried out, and which also provides diagnostic information in the event of defects.
The sequencer section 810 includes a fixed frequency timer 818 which provides basic timing signals. The timer 818 is connected via a coincidence gate circuit 820 to an ordinary digital counter 822 to increment the counter at the timer rate, but only when the required machine functions are being performed. The counter 822 produces a parallel digital representation on output bus 824, hereinafter referred to as a cycle step instruction. These commands reflect the specific machine cycle steps that are performed in a sequence. Typically, the counter is incremented digitally from 000 to 001, 002, 003 etc. in a numerical sequence.
It is possible, however, to be described, for the counter 822 to skip to certain prescribed auxiliary functions which have digital cycle step instructions which are not numerically in sequence, i. H. out of numerical order with respect to the cycle step instructions that were executed immediately before. Following such an auxiliary function that is not numerically in a sequence, the counter 822 jumps back to the numerical sequence. to be advanced by timer 818 while the commanded cycle steps are performed.
The output bus 824 of the counter 822 is connected to a sequencer 826 which can be implemented in the form of a read-only electronic memory.
The sequencer 826 is responsive to the cycle step numeric instructions from the counter 822 to produce a more numerically complex sequence of specific ciphers, which include a sequence of output ciphers. each of which is applied in parallel to an output decoder 830 through a multi-conductor bus 828. The function of the output decryptor is to decrypt the multibit output codes received from sequencer 826 and to select one of the various output channels illustrated in FIG. 45 by output transducers 832, 834 and 836 to operate. It will be understood that there are many more than three output channels in the typical controlled machine when there are more than three controlled machine functions.
The output converters 832, 834 and 836 work in such a way that the electrical signal power value is increased by the output decoder 830 to a higher power value for actuating an output function control device, for example a solenoid 838 or a motor 840.
The exit facilities are described in detail in U.S. Patent No. 3,719,931. Each of the output transducers 832, 834 and 836 has associated with it a small neon lamp 842a, 842b or 842c, which lights up while the associated output transducer is selected for actuation by the output decoder 830. As will be described below, the output transducer electronics are typically mounted on a single circuit board along with the associated neon lamp 842 so that at any time the lit or non-lit state of the neon lamp reflects the actuated or non-actuated state of the associated output transducer.
Sequencer 826 also generates a sequence of input codes which are applied to the input selector section of comparator 846 through bus 844. The input codes can be thought of as generalized machine function cues generated in an intermittent manner, with many input codes immediately followed by a subsection of one or more cycle step numeric commands that represent specific machine steps to be performed within the broad category or subroutine identified by the first input code is reproduced. The scrambler section of the scrambler comparator 846 is connected in such a way that it receives input signals which reflect the status of certain machine functions from the input sections 814.
This section has a plurality of power grading devices in the form of input transducers 848, 850, 852, 854 and 856. While the output converters of section 812 are typically used to step up from a 5 volt DC logic value to an 11 5 volt AC power value, the input converters of section 814 are used to step down from a 115 volt voltage. AC value is used on the 5 volt input logic value. These numbers are given as examples only.
Each input transducer in section 814 has associated with it a signal generating device such as hard contact push button switches 866 and 868 and hard contact limit switches 870, 872 and 874. In the embodiment of FIG. 45, the push button switch 866 is a master start switch which, through the input transducer 848, is capable of accommodating one of the early run conditions in any typical grinding operation. The switch 868 is shown in Fig. 45 as a cycle start push button, and according to the program of the sequence programmer 826, it must typically be depressed to restart any cycle of parts production.
Switches 870, 872 and 874 can be viewed as representative of limit switches for measuring machine element positions, rotary switches, tachometers, pressure gauges, etc.
Associated with each input transducer 848, 850, 852, 854 and 856 is a small neon indicator lamp 876a, 876b, 876c and 876e which indicate the actuated or non-actuated status of the input channel, which is reflected by the associated input transducer. Again, the particular implementation of the input transducers is described in detail in Section 814 of U.S. Patent No. 3,719,931. All of the input transducers are connected to the cipher comparator 846 by lines 891.
As described above, a sequence programmer 826 generates a sequence of input codes which are fed to the input selector portion of comparator 846 to represent a sequence of machine function requirements required at any particular time. Conversely, the signals generated by the input transducers 848, 850, 852, 854 and 856 are applied to the input selector section of the scrambler comparator 846, and there they represent the machine functions that are actually performed, i.e. H. which are carried out in the machine or by the machine.
The input code from programmer 826 is compared to the actual code from the encryptor, and if the signals match to indicate that the required functions have been performed, an advance signal is generated on line 858 and fed to coincidence gate circuit 820, to increment counter 822 upon occurrence of the next timer signal from timer 818. In this way, the entire sequence is only switched on with the fulfillment of the required functions. If no advance signal appears on line 858 for a period of time, the signal applied to delay device 862 through inverter 860 causes a lamp 864 to be lit which may be on the machine to indicate the fact that the machine is calling for service .
The delay device 862 may be a suitably timed monostable multivibrator or a one-shot device.
Sequencer 826 not only generates the exit codes on line 828 and the entry codes on lines 844, but also generates a subroutine call code on line 878 in the form of a sequence of work step instructions that are applied to counter 822, one at a time if this is necessary or desirable in order to run an auxiliary game that has work cycle step instructions that are outside the normal numeric sequence. generated by the signals from timer 818.
As has already been suggested in detail, the counter 822 is able to temporarily store the last generated numerically in a sequence working game step command while the auxiliary game step commands are being generated and executed. The last generated numerical work cycle step command is then retrieved from the temporary storage, increased by one step and brought back into the main counter section for further sequential control.
The auxiliary game step instructions appear on line 878 which is connected between programmer 826 and counter 822.
If one now looks at the display section 816, it can be seen that the input codes are passed through the line 880 and the work cycle step commands through the line 882 to a display selector switch 884, which usually consists of a spring-loaded pushbutton 886 which is inserted into such a Direction is biased that normally the input code signals on the line 880 of a three-digit, numerical display unit 888 are fed. Unit 888 may take many forms including nixie tubes, liquid crystal displays, cathode ray tube displays, etc. Its function is to display, in three digits, an encrypted representation of the input codes as it is generated and sent by the sequencer 826 to the Comparator 846 can be created.
The three-digit display unit 888 is typically used by the operator in conjunction with a control table 819 which may take the form of one or more sheets of recorded entry codes and cues detailing the meaning and / or functions needed in connection with the entry codes which are generated by the three-digit display unit 8 $ 8. The display selector switch 884 can be moved by manually pressing the push button 886 over the pad of the cycle step command line 882 to display the more specific cycle step commands that will be generated in a sequence, following the typical input code.
Accordingly, the three-digit display unit 888 is capable of presenting indications in a two-valued mode, in the form of input codes representing general information and in the form of cycle step code codes that provide specific information relating to actual machine function that is performed or that must be performed at a specific time. In any case, the display unit 888 shows the most recently generated code, be it an input code or a work cycle step command. When a code sequence interruption occurs, the code displayed last represents the function that is either carried out or that is to be carried out by the grinding machine.
If the operator's most recently displayed input code does not fully indicate the diagnosis, repair, or workflow steps, he switches to the cycle step command to obtain more specific information
In summary, the sequencer section 810 generates a sequence in the read-only memory programmer 826 to (1) cause the machine to perform specific functions through the output section 812, (2) compare input code with signals transmitted by the actual performance of the machine functions, as indicated by signals from section 814.
(3) advance the sequence when the input codes from programmer 826 match the input codes from input section 814; and (4) display the status of the machine functions and machine function commands at all times through the three-digit display unit 888.
41 and 42 show a machine feature indicating how the workpiece head 20 can be adjusted in a designated position opposite the base 12 to compensate for any misalignment between the axis of the workpiece head and the axis of the grinding wheel. According to the illustrations in FIGS. 41 and 42, the motor 526 of the workpiece head, which drives the chuck 524, is seated on an auxiliary base 900, which in turn is screwed to the base supports 630 and 632. The workpiece head 526 is pivotable about a bolt 902 relative to the auxiliary base 900, while the threaded adjustment rod 904 is rotated in the block 906. Any misalignment in the chuck orientation that can affect the ground surface can be easily corrected accordingly.
44 shows a preferred embodiment of the main programming camshaft 40, which is mounted on the base 12. The shaft 40 is supported for rotation in bearings 916 and carries a worm wheel 912 in the center. The worm wheel 912 meshes with a worm shaft 914 which is driven by one or the other of the main drive motors 36 and 44. The worm gear 912 is encompassed by tapered roller bearings 916 which support the center of the shaft 40 for rotation with respect to the base 12. To the left and right of the bearings 916 there are cam lugs 918 which can be clamped and which carry cam disks 920, 922, etc. With this device, additional cams can be assigned to the association in order to enable programming of different devices. The main cam 42 is also shown.
It goes without saying that the invention has been described with reference to an exemplary embodiment and that various structural and other changes, such as functional changes, can be made in the illustrated machine without departing from the scope of the invention. For example, the invention can be used in a machine intended for external and surface grinding, as well as for the various other metalworking operations.