CS210278B1 - Způsob kompenzace úbytku orovnávacího diamantu orovnávače brousicího kotouče, kompenzace různého napružení soustavy stroj-nástroj-obrobek a kompenzace dilatací brusky a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Tato kompenzace úbytku brousicího kotouče je však závislá na úbytku orovnávacího diamantu orovnávače, který má udávat a zachovávat konstantní polohu. Úbytek Orovnávacího diamantu orovnávače je sice podstatně menší než úbytek brousicího kotouče, avšak po více pracovních cyklech, tedy vícenásobném orovnání, se začne projevovat úbytek orovnávacího diamantu orovnávače tím, že orovná brousicí kotouč na relativně větší rozměr a při následujícím broušení se vybrousí otvor o úbytek orovnávacího diamantu větší. Tento úbytek orovnávacího diamantu má v závislosti na orovnání přibližně lineární průběh, takže při broušení bez kompenzace úbytku orovnávacího diamantu se broušený otvor stále zvětšuje. K tomu přistupují vlivy různého nepružení soustavy stroj-nástroj-obrobek a dilatací brusky. Proto se provádí po určitém počtu obroušených obrobků ruční přestavení polohy orovnávacího diamantu orovnávače. Dodržení předepsaného rozměru broušených výrobků závisí tedy na pečlivosti obsluhy brusky. Takováto kompenzace je však zatížena subjektivními chybami pracovníka, který ji provádí, což ovlivňuje tolerance a rozměry výrobků, včetně jejich kýality.

Uvedený nedostatek odstraňuje způsob kompenzace úbytku orovnávacího diamantu nebo kladky orovnávače brousicího kotouče, kompenzace různého napružení soustavy stroj-nástroj-obrobek a kompenzace di210278 latací brusky, jehož podstata spočívá v tom, že je zjišťována rychlost přísuvu brousicího kotouče do řezu na konci jemného broušení a tato veličina je proměněna v řídicí signál a že je provedena kompenzace polohy hrotu orovnávacího diamantu nebo kladky, jestliže rozsah řídicího signálu vybočí z nastaveného rozmezí.

Další podstatou způsobu je, že rychlost přísuvu brousicího kotouče do řezu a s ní související nepružení soustavy stroj-nástroj-obrobek se odvozuje ze vztahu polohy konce jemného broušení, určeného sledovacím měřidlem, k okamžitému stoupání vačky přísuvů, přičemž dodržení nebo nedodržení žádaného rozmezí tohoto funkčního vztahu je proměněno v řídicí signál pro nulovou nebo kladnou či zápornou kompenzaci polohy hrotu orovnávacího diamantu nebo kladky.

Zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu se vyznačuje tím, že s vačkou přísuvů je vzájemně spojen vačkový hřídel s nejméně dvěma vačkami ovládajícími příslušné mikrospínače spojené vedením s rozváděčem stroje, do nějž je zaveden vedením výstupní povel pro ukončení jemného broušení, přičemž rozváděč je vybaven porovnávací logikou pro souslednost jednotlivých povelů a spojen vedením pro zprostředkování kompenzačních povelů s orovnávačem vybaveným orovnávacím diamantem nebo kladkou.

Způsob a zařízení k provádění tohoto způsobu zpřesňuje výrobu při broušení na bruskách vybavených sledovacím nebo jiným rozměr plynule sledujícím měřidlem, které je zde využito k další automatické funkci pro kompenzaci úbytku orovnávacího diamantu orovnávače, kompenzaci různého napružení soustavy stroj-nástroj-obrobek a kompenzaci dilatací brusky, tato automatická kompenzace se uplatní především ve velkosériové a hromadné výrobě, kde zajišťuje dodržení předepsaných rozměrů.

Vynález je popsán na příkladu provedení způsobu kompenzace úbytku orovnávacího diamantu orovnávače brousicího kotouče, kompenzace různého napružení soustavy stroj-nástroj-obroibek a kompenzace dilatací brusky a zařízení k jeho provádění na základě přiložených schematicky zjednodušených výkresů. Jako příklad bylo zvoleno broušení otvoru. Obr. 1 ukazuje schematicky jednotlivé prvky brusky a jejich vzájemnou vazbu, pokud se týkají vynálezu, obr.

až 5 ukazují schematicky jednotlivé fáze brousicího cyklu, obr. 6 až 8 znázorňují ve formě grafů postup při třech různých případech broušení.

V příkladu broušení otvoru jsou na obr. 1 ukázány jednotlivé prvky nenaznačené brusky a jejich vzájemná vazba, kde je schematicky ukázáno získání povelu k automatické kompenzaci. Je znázorněno vnitřní broušení obrobku 1, jehož rozměr je sledován dvoudotykovou měřicí hlavou 2 sledovacího měřidla 3, které je vybaveno čtyřmi výstupními povely značenými YM 1, YM 2, YM 3, YM 4. Pro způsob kompenzace podle vynálezu se však použije pouze výstupní povel označený YM 3, ostatní povely slouží pro běžné měření broušeného rozměru obrobku 1, v tomto případě kroužku. Dále je znázorněno brousicí vřeteno 4 s brousicím kotoučem 5 upevněné na nenaznačeném stolu nenaznačeného brousicího vřeteníku. Orovnávač 6 je sklápěcí kolmo k ose brusného kotouče 5 a je upevněn na nenaznačené konzole, která je upevněna na boční stěně stolu nenaznačeného unášecího vřeteníku unášejícího broušený obrobek 1. Před orovnáním se orovnávač 6 hydraulicky sklopí do pracovní polohy určené nastavitelným dorazem, v níž je nakreslen na obr. 1, po orovnání se opět zvedne do původní polohy. V držáku 7 orovnávače 6 je upevněn orovnávací diamant 8. Orovnávač 8 je hrubě i jemně přestavitelný axiálně i radiálně. K provedení kompenzace polohy orovnávacího diamantu 8 slouží dálkové ovládání orovnávače 6 v obou směrech nenaznačeným mechanicko-hydraulicko-elektrickým ústrojím v hodnotách například po ±0,001 mm dvěma tlačítky na ovládacím panelu brousicího stroje. Spojení mezi rozváděčem 12 a orovnávačem 8 je symbolicky naznačeno vedením 20. Mimo tento způsob manuálně ovládané kompenzace rozměru broušeného obrobku 1 a úbytku orovnávacího diamantu 8, který odpovídá vpředu popsanému známému stavu techniky, je v nenaznačeném mechanicko-hydraulicko-elektrickém ústrojí pro kompenzaci orovnávače 6 a rovněž v rozváděči 12 stroje zabudováno i zařízení pro ovládání kompenzace orovnávacího diamantu 8 orovnávače 8 a kompenzaci podle vynálezu, které bude dále popsáno. Orovnávač jím může být na povel automaticky přistaven bud¹ směrem (plus), to je k brousicímu kotouči 5, nebo od něj, to je směrem — (minus]. Schematicky je rovněž znázorněn přísuvový mechanismus 9, kterým je nenaznačený pracovní vřeteník, připevněný na svém pracovním suportu, nesoucí broušený obrobek 1 přisouván kolmo k ose brousicího kotouče

5. Přísuvy do řezu jsou odvozeny od regulačního elektromotoru 10 přísuvů, od něhož jsou přes příslušné převody 11 naháněny i vačky V0, VI, V2, V3, V4 a V5 s příslušnými mikrospínači S0, Sl, S2, S3, S4 a S5, které ovládají hlavní rozváděč 12 brusky, jak je zčásti na výkrese schematicky naznačeno vedeními 13 a 14 od mikrospínačů S4 a S5. Pro jednoduchost jsou zakreslena pouze tato dvě vedení, vedení od mikrospínačů S0 až S3 nejsou zakreslena. Vztahové značky 15, 16, 17 a 18 značí elektrická vedení, jimiž jsou do rozváděče 12 brusky vedeny výstupní povely YM 1, YM 2, YM 3 a YM 4 sledovacího měřidla 3.

Pro uskutečnění automatické kompenzace diamantu 8 orovnávače 6 je třeba, aby bruska byla vybavena: automatioXýim přísuvem brousicího kotouče 5 k broušenému obrobku 1, neibo obráceně automatickými přísuvem broušeného obrobku 1 k brousicímu kotouči 5, automatickou kompenzací úbytku brousicího kotouče 5, sledovacím měřidlem 3 píro měření rozměru broušeného otvoru, automatickým brusným cyklem včetně orovnání brousicího kotouče 5 uprostřed nebo na konci brousicího cyklu a možností posuvu orovnávacího diamantu 8 orovnávače 6 k nebo od brousicího kotouče 5, která je podle vynálezu zautomatizována.

Funkce vynálezu je popsána podle obr. 2 až 8. Sled funkcí při broušení automatickým cyklem s orovnáváním brousicího kotouče 5 uprostřed cyklu mezi hrubovacím a jemným broušením je vzat na základ tohoto popisu. Je však zřejmé, že orovnání brousicího kotouče 5 by mohlo být provedeno i na konci brousicího cyklu. Obr. 2 představuje hrubovací broušení, obr. 3 orovnání brousicího kotouče 5 diamantem 8, obr. 4 jemné broušení, obr. 5 konec broušení, kdy brousicí kotouč 5 opustil broušený obrobek

1.

Princip kompenzace polohy orovnávacího diamantu 8 spočívá v porovnání polohy příslušných vaček V4 a VS automatického přísuvu s měřeným rozměrem broušeného otvoru 19. Je-li vzájemná poloha vaček V4 a VS automatického přísuvu, a jimi vyvozených sepnutí odpovídajících mikrospínačů S4 a S5 a výstupního povelu YM 3 sledovacího měřidla 3 v rozmezí „A“ dle obr. 6 odpovídajícím žádanému okamžitému rozměru i broušeného obrobku 1, nenastane žádný posuv diamantu orovnávače.

Během obroušení však nastane úbytek orovnávacího diamantu 8 orovnávače 6,,neb další vpředu popsané vlivy působící ve stejném smyslu a vyžadující jeho kompenzaci. Při orovnání brousicího kotouče S bude pak tento orovnán na rozměr relativně větší. Pojem „relativně větší“ znamená, že brousicí kotouč 5 je sice orovnán a tím ubude na svém skutečném průměru, avšak kompenzací úbytku brousicího kotouče 5 je tento relativně přisunut k broušenému otvoru 19 a k orovnávači 6 a při orovnání je brousicí kotouč 3 orovnán o například úbytek orovnávacího diamantu 8 orovnávače 6 méně, takže je brusná hrana brousicího kotouče S posunuta o hodnotu úbytku orovnávacího diamantu 8 vně k broušenému povrchu tvořícímu průměr broušeného otvoru 19. Přitom zde i nadále v popisu pojem relativní přisunutí brousicího kotouče 5 k broušenému obrobku 1 může být proveden buď tím, že přísuvový mechanismus 9 působí na broušený obrobek 1, nebo obráceně na brousicí vřeteno 4 s brousicím kotoučem 3.

Toto relativní zvětšení rozměru brousicího kotouče 5 způsobí dřívější vybroušení broušeného otvoru 19 a na konci jemného broušení menší napružení soustavy strojj-nástroj-obrobek, které je v průběhu broušení broušeného obrobku 1 zjištěno sledovacím měřidlem 3 tím, že jeho výstupní povel YM 3 pro ukončení jemného broušení nastane dříve ve srovnání s polohou příslušné vačky V4 a sepnutí jejího mikrospínače 54 přísuvového mechanismu 9. Rozdíl polohy výstupního povelu YM 3 pro ukončení jemného broušení sledovacího měřidla 3 a příslušné vačky V4 přísuvového mechanismu 9 označený na obr. 7 písmenem „B“ je využit pro získání povelu k plusové kompenzaci orovnávacího diamantu 8 směrem k brousicímu kotouči 5 o určitou nastavenou hodnotu, například zpravidla 1 až 5 ^m. při následujícím brousicím cyklu bude brousicí kotouč 5 orovnán o hodnotu posunutí orovnávacího diamantu 8 na orovnávači 6 více, to je na menší rozměr. Výstupní povel YM 3 sledovacího měřidla 3 pro ukončení jemného broušení bude v důsledku toho mít tendenci být v následujícím brousicím cyklu opět v souladu s polohou příslušných vaček V4 a V5 přísuvového mechanismu 9. Pokud bude tento soulad po případně větším počtu kompenzačních kroků docílen, další posunutí orovnávacího diamantu 8 nenastane do té doby, dokud v následujících brousicích cyklech nenastane některý z vpředu popsaných rušivých vlivů, například ten, že orovnávači diamant 8 je opět opotřebován a hodnotu, jejíž velikost lze nastavit pololiou příslušných vaček V4 a V3 na přísuvpém mechanismu 9.

Rovněž následkem ohřevu některých aktivních částí brousicího stroje může nastat dilatace, ať již v kladném nebo záporném směru, která ovlivní vzájemnou polohu brousicího kotouče 5, orovnávače 6 a broušeného obrobku 1.

Jako příklad popíšeme nyní případ, kdy táto právě jmenovaná dilatace nastane v záporném směru, to je, že brusná hrana relativně menšího brousicího kotouče 5 vybrousí na konci jemného broušení dostatečně velký žádaný rozměr broušeného obrobku 1, o něco později vůči poloze nenaznačené hlavní přísuvové vačky a napružení soustavy stroj-nástroj-obrobek je větší. Tím nastane opět rozdíl označený na obr. 7 písnienem „C“ mezi polohou výstupního povelu YM 3 na sledovacím měřidle 3 a polohou rozmezí vaček V4 aV5 přísuvového mechanismu 9 a sepnutí příslušných mikrospínačů S4 a 53, avšak ve srovnání s předchozím popisovaným stavem je tento rozdíl Opačný. Vyhodnocením tohoto rozdílu a jeho zpracováním vpředu popsaným způsobem se získá povel k posunutí orovnávacíhp diamantu 8 orovnávače 8 o nastavenou hbdnotu od brousicího kotouče 5, to je minusové kompenzaci, takže při následujícím opovnání se brousicí kotouč 5 orovná o menší hodnotu, než by nastalo při orovnání bez této kompenzace polohy orovnávacího dianjantu 8. V tomto případě se průměr brousícího kotouče 5 relativně zvětší.

Oba vpředu uvedené způsoby kompenzace se mohou libovolně opakovat při každém orovnání brousicího kotouče 5 až do stavu, kdy bude výstupní povel YM 3 sledovacího měřidla 3 nastávat ve vymezené poloze mezi příslušným nastavením vaček V4 a V5 a sepnutím příslušných mikrospínačů S4 a S5.

Na obr. 6 až 8 jsou ukázány postupy ve formě grafů při třech různých případech broušení automatickým cyklem s orovnáváním uprostřed brousicího cyklu mezi hrubovacím a jemným broušením. V grafickém průběhu jsou na těchto obr. 6 až 8 znázorněny výstupní povely YM 1, YM 2, YM 3 a YM 4 sledovacího měřidla 3 a polohy vaček VI, V4 a V5. Sled automatických funkcí broušení po zajetí brousicího kotouče 5 do broušeného otvoru 19 je následující. Nejprve přijede brousicí kotouč 5 rychlopřísuvem k broušenému obrobku 1 uvnitř broušeného otvoru 19. Potom nastane broušení na hrubo hrubovacím přísuvem ukončené povelem YM 1 s následujícím prvým vyjiskřením ukončeným povelem YM 2, dále nastane odskok a vyjetí brousicího kotouče 5 z broušeného otvoru 19 a jeho přestavení před orovnávač 6, následuje kompenzace brousicího kotouče 5, to je jeho relativní přisunutí k orovnávači 6, sklopení orovnávače 6 a orovnání brousicího kotouče 5 orovnávacím diamantem 8. Následuje zajetí brousicího kotouče 5 do broušeného otvoru 19, relativní přískok brousicího kotouče 5 k broušenému obrobku 1 a jemný přísuv do řezu, to je jemné broušení ukončené povelem YM 3 a po dosažení požadovaného rozměru takzvaným vyjiskřením nastane konec broušení, v ukázaném příkladu způsobený povelem YM 4 sledovacího měřidla 3.

Pro využití automatické kompenzace orovnávacího diamantu 8 na držáku 7 orovnávače 6 je podle vynálezu směrodatná poloha vaček V4 a V5 a výstupní povel YM 3 sledovacího měřidla 3 v poloze konce jemného broušení. Tento výstupní povel YM 3 zastaví přísuv a v následujícím vyjiskření dochází ke konečnému čistému vybroušení broušeného otvoru 19 až do okamžiku, kdy sledovací měřidlo 3 výstupním povelem YM 4 ukončí cyklus broušení.

Obr. 6 až 8 ukazují v grafickém znázornění zleva doprava závislost vybroušeného průměru broušeného otvoru 19 v broušeném obrobku 1. Jestliže výstupní povel YM 3 sledovacího měřidla 3 vedený do rozváděče 12 brusky nastal v rozmezí „A“ mezi sepnutím mikrospínačů S4 a S5 ovládaných vačkami V4 a V5 nenastane kompenzace úbytku neb změny polohy orovnávacího diamantu 8, jak je znázorněno na obr. 6.

Jestliže podle obr. 7 výstupní povel YM 3 sledovacího měřidla 3 nastal před sepnutím mikrospínače S4 ovládaného vačkou V4 a leží tedy o rozdíl „B“ mimo nastavený rozsah vaček V4 a V5, znamená to, že broušený otvor 19 byl vybroušen relativně větším brousicím kotoučem 5, proto bude dán porovnávací logikou pro souslednost jednotlivých povelů povel k plusové kompenzaci z rozváděče 12 do orovnávače 6 a držák 7 s orovnávacím diamantem 8 se přisune o nastavenou hodnotu blíže k brousicímu kotouči 5 a při následujícím orovnání bude tento orovnán o hodnotu této kompenzace více.

Jestliže podle obr. 8 výstupní povel YM 3 sledovacího měřidla 3 nastal o rozdíl „C“ až po sepnutí mikrospínače S5 ovládaného vačkou V5 a leží tedy opět mimo nastavený rozsah vaček V4 a V5, znamená to, že broušený otvor 19 byl vybroušen relativně menším brousicím kotoučem 5, proto bude dán povel k záporné kompenzaci z rozváděče 12 do orovnávače 8 a držák 7 s orovnávacím diamantem 8 se odsune o nastavenou hodnotu dále od brousicího kotouče 5 a pří následujícím orovnání bude tento orovnán o hodnotu kompenzace méně.

Je zřejmé, že popsaný způsob kompenzace a zařízení k jeho provádění může být použito 1 pro brusky na vnější průměry obrobků. V podstatě v tomto případě dojde pouze ke změně pojmů z dřívějšího popisu, kde místo většího průměrů otvoru bude menší průměr broušeného hřídele a místo menšího průměru otvoru bude větší průměr broušeného hřídele. Je rovněž zřejmé, že počet vaček a příslušných mikrospínačů, stejně jako povelů sledovacího měřidla by mohl být různý, stejně tak pojem jemné broušení by mohl být nahrazen pojmem velmi jemné broušení.

Je rovněž zřejmé, že místo orovnání brousicího kotouče 5 v každém brousicím cyklu by mohl být počet orovnání brousicího kotouče 5 jiný, buď jedenkrát za více brousicích cyklů, nebo naopak vícekrát, například dvakrát v jednom brousicím cyklu, přičemž by byl i nadále plně uplatněn a využit tento vynález.

Je dále zřejmé, že místo orovnávacího diamantu 8 by mohla být použita nenaznačená orovnávači kladka. Tato orovnávači kladka by obvykle mohla být se vsazenými diamanty. Není však vyloučeno ani provedení orovnávači kladky ze superabraziv, jako je kubický nitrid boru, nebo jiných tvrdých materiálů.

Diamantová orovnávači kladka přichází v úvahu hlavně při brousicích kotoučích 5 ze superabraziv, jako je kubický nitrid boru.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob kompenzace úbytku orovnávacího diamantu orovnávače brousicího kotouče, kompenzace různého napružení soustavy stroj-nástroj-obrobek a kompenzace dilatací brusky při orovnávání brousicího kotouče mechanicky působícím orovnávacím diamantem nebo kladkou, upevněnými na v kladném nebo záporném směru posuvném držáku orovnávače s dálkovým ovládáním jeho posuvu, s automatickým přisunutím brousicího kotouče o nastavenou hodnotu směrem k orovnávači u brusky vybavené sledovacím měřidlem, vyznačený tím, že je zjišťována rychlost přísuvu brousicího kotouče do řezu na konci jemného broušení a tato veličina je proměněna v řídicí signál, a že je provedena kompenzace polohy hrotu orovnávacího diamantu nebo kladky, jestliže rozsah řídicího signálu vybočí z nastaveného rozmezí.
2. 2. Způsoib kompenzace podle bodu 1, vyznačený tím, že rychlost přísuvu brousicího kotouče do řezu a s ní související napružení soustavy stroj-nástroj-obrobek, se odvozuje ze vztahu polohy konce jemného broušení, určeného sledovacím měřidlem, k okamžitému stoupání vačky přísuvů, přičemž dodržení nebo nedodržení žádaného rozmezí tohoto funkčního vztahu je proměněno v řídicí signál pro nulovou nebo kladnou či zápornou kompenzaci polohy hrotu Orovnávacího diamantu nebo kladky.
3. 3. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 až 2, sestávající z měřicí hlavy a sledovacího měřidla rozměru pro broušený obrobek, z rozváděče stroje a přísuvového mechanismu, vyznačené tím, že s vačkou přísuvů je vzájemně spojen vačkový hřídel S nejméně dvěma vačkami (V4, V5) ovládajícími příslušné mikrospínače (S4, S5), spojené vedením (13, 14) s rozváděčem (12) Stroje, do nějž je zaveden vedením (17) 1 výstupní povel (YM3) pro ukončení jemného broušení, přičemž rozváděč (12) je vybaven porovnávací logikou pro souslednost jednotlivých povelů a spojen vedením (20) pro zprostředkování kompenzačních povelů s orovnávačem (6) vybaveným orovnávacím diamantem (8) nebo kladkou.

   8 výkresů