DE102005006242A1

DE102005006242A1 - Schleifmaschine und Verfahren zum Einrichten eines Werkstückträgers an einer Schleifmaschine

Info

Publication number: DE102005006242A1
Application number: DE200510006242
Authority: DE
Inventors: Viktor Kopp; Wilfried Dr. Saxler
Original assignee: Alfred H Schuette & Co KG GmbH; Schuette Alfred H & Co KG GmbH
Current assignee: Alfred H Schuette & Co KG GmbH; Schuette Alfred H & Co KG GmbH
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2005-09-22
Also published as: CH698147B1

Abstract

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine (10) dient insbesondere zur Bearbeitung bzw. Herstellung von Werkzeugen. Sie weist ein Maschinenbett (11) und eine an diesem angeordnete, das zu bearbeitende Werkstück (13) aufnehmende Werkstückspindel (14) sowie eine neben dem Werkstück angeordnete Schleifstation (19) mit einer Schleifspindel zur Aufnahme eines Schleifwerkzeugs (20) auf und ist mit einem am Maschinenbett zur Unterstützung des Werkstücks an der Schleifstelle (21) angeordneten Werkstückführungssystem (23) versehen. Um das Werkstück im Bereich der Schleifstelle (21) binnen kurzer Zeit in exakt die gewünschte Horizontal- und Vertikallage relativ zur Werkstückspindelachse (22) auszurichten und während der Bearbeitung in dieser Lage zu halten, weist das Werkstückführungssystem (23) eine Werkstückaufnahme (24) und eine Einstellvorrichtung (35, 36) auf, mit der die Werkstückaufnahme in ihrem Höhenabstand und Seitenabstand von der Achse (22) der Werkstückspindel (14) bzw. des darin eingespannten Werkstückes einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, insbesondere zur Bearbeitung von Werkzeugen, mit einem Maschinenbett und einer an diesem angeordneten, das zu bearbeitende Werkstück aufnehmenden Werkstückspindel sowie einer neben dem Werkstück angeordneten Schleifstation mit einer Schleifspindel zur Aufnahme eines Schleifwerkzeuges, und mit einem am Maschinenbett zur Unterstützung des Werkstückes an der Schleifstelle angeordneten Werkstückträger. Die Erfindung ist darüber hinaus auf ein Verfahren zum Einrichten eines Werkstückträgers an einer solchen Schleifmaschine gerichtet.

Eine Schleifmaschine der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 198 44 243 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Schleifmaschine ist der das Werkstück an der Schleifstelle unterstützende Werkstückträger ein Setzstock oder eine Lünette, der bzw. die insbesondere bei einem langgestreckten Werkstück verhindert, daß sich dieses während der Bearbeitung an der Schleifstelle durchbiegt.

Es hat sich gezeigt, daß die Einrichtung eines solchen Werkstückträgers im allgemeinen sehr viel Zeit und Erfahrung benötigt. Insbesondere in Fällen, in denen Werkstücke geschliffen werden sollen, deren Durchmesser im Verhältnis zu ihrer Länge sehr klein ist, beispielsweise beim Herstellen von Bohr- oder Fräswerkzeugen mit einem Durchmesser von nur 1 mm oder noch kleiner, kann die exakte Positionierung des für die genaue Be arbeitung des Werkstückes unerläßlichen Werkstückträgers im Bereich der Schleifstelle eine lange Justierzeit beanspruchen, in der mit der Maschine nicht gearbeitet werden kann. Mögen derart lange Nebenzeiten bei großen Losgrößen herzustellender Werkstücke akzeptabel sein, so sind sie besonders dann unerwünscht, wenn nur wenige Werkstücke mit der einmal eingerichteten Maschine hergestellt werden sollen, bevor diese wieder umgebaut wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schleifmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine schnelle und sehr genaue Einstellung des Werkstückträgers zur Unterstützung des Werkstückes an der Schleifstelle möglich ist. Demgemäß soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Werkstückträger besonders genau und einfach eingerichtet werden können.

Diese Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine dadurch gelöst, daß der Werkstückträger als Werkstückführungssystem (WFS) ausgestaltet ist, das eine Werkstückaufnahme und eine Einstellvorrichtung aufweist, mit der die Werkstückaufnahme in ihrem Höhenabstand und Seitenabstand von der Achse der Werkstückspindel bzw. des darin eingespannten Werkstückes einstellbar ist.

Mit Hilfe der Einstellvorrichtung kann die Werkstückaufnahme des Werkstückführungssystems in zwei Achsen quer zur Längsachse der Werkstückspindel exakt justiert werden, so daß mit wenig Aufwand in kurzer Zeit erreicht wird, daß das zu bearbeitende Werkstück in der Werkstückaufnahme genau in der gewünschten Höhen- und Seitenlage an der Schleifstelle unterstützt wird. Es ist also nicht mehr erforderlich, wie beim Stand der Technik den ganzen Werkstückträger relativ zum Maschinenbett in Höhen- und Seitenlage auszurichten, sondern es wird nur noch die Werkstückaufnahme mit Hilfe der Einstellvor richtung nach oben oder unten bzw. quer zur Längsachse des Werkstückes justiert. Hierdurch können die Nebenzeiten der Maschine beim Einrichten ganz erheblich verkürzt werden.

Vorzugsweise weist die Werkstückaufnahme ein etwa gegenüber dem Kontaktbereich zwischen dem Werkstück und dem Schleifwerkzeug befindliches Auflageprisma und ein gegen dieses von der Gegenseite anstellbares Andruckelement für das Werkstück auf. Das Werkstück wird dann also in der Werkstückaufnahme von dem Auflageprisma einerseits und dem Andruckelement andererseits umschlossen, wobei es an mindestens drei Punkten in Berührungskontakt mit der Werkstückaufnahme ist und somit auch bei großen zwischen Werkstück und Schleifwerkzeug wirkenden Kräften immer in der gleichen axialen Ausrichtung verbleibt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Werkstückführungssystem relativ zur Werkstückspindel bzw. dem darin eingespannten Werkstück beweglich am Maschinenbett angeordnet ist. Dabei behält das Werkstückführungssystem seine Lage relativ zur Schleifspindel im wesentlichen bei. Es ist dann möglich, ein 1anggestrecktes Werkstück in der Schleifmaschine zu bearbeiten, wobei sich entweder die Werkstückspindel mit dem darin eingespannten Werkstück und ggf. einer das freie Ende des Werkstückes aufnehmenden Abstützung entlang des Maschinenbettes bewegt, während Schleifspindel und Werkstückführungssystem ihre Stellung relativ zum Maschinenbett beibehalten, oder die Werkstückspindel und ggf. die Abstützung 1 gemeinsam mit dem Werkstückführungssystem am Maschinenbett entlanggefahren werden und dabei das Werkstück über dessen Länge bearbeitet wird.

Die Einstellvorrichtung kann je ein Horizontal- und ein Vertikaleinstellorgan für die Werkstückaufnahme aufweisen. In besonders einfacher Ausgestaltung der Erfindung können die Stellorgane im wesentlichen aus Stellschrauben bestehen, es kann sich bei den Stellorganen aber ebensogut um einen elektrischen NC-Stellantrieb handeln. Als ganz besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Einstellvorrichtung ein Festkörperlager mit Einstellmöglichkeiten in Vertikal- und Horizontalrichtung aufweist, wobei die Stellorgane an den verstellbaren Teilen bzw. Bereichen des Festkörperlagers angreifen bzw. auf diese wirken. Derartige Festkörperlager finden in verschiedenen technischen Bereichen Anwendung, wo es darauf ankommt, auch geringe Auslenkungen spielfrei mit sehr hoher Genauigkeit zu bewerkstelligen.

Es ist zweckmäßig, wenn das Auflageprisma und das Andruckelement am selben Trägerkörper das Werkstückführungssystem angeordnet sind. Die zwischen Auflageprisma und Andruckelement herrschenden, auf das Werkstück wirkenden Andruckkräfte beeinflussen dadurch nicht die Höhen- und Seiteneinstellung der Werkstückaufnahme, da der zwischen den beiden Teilen sich einstellende Kraftfluß außerhalb der Verstellung der Werkstückaufnahme liegt.

Das Andruckelement kann im wesentlichen von einem Schwenkhebel mit einer Druckfläche gebildet werden, der an der Werkstückaufnahme bzw. deren Trägerkörper gelenkig gelagert ist. Dabei kann dem Schwenkhebel ein Schwenkantrieb zugeordnet sein, der das Andruckelement durch Verschwenken des Schwenkhebels öffnet bzw. schließt. Der Schwenkantrieb kann beispielsweise ein Hydraulik-, Pneumatik- oder Elektroantrieb sein und die Druckfläche des Schwenkhebels entgegen der Wirkung eines Rückstellorgans wie beispielsweise einer Feder in Richtung auf das Auflageprisma beaufschlagen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Werkstückaufnahme mindestens ein auswechselbares Prismenelement aufweist. Durch Austausch des Prismenelementes kann die Werkstückaufnahme an verschiedene Werkstückdurchmesser optimal angepaßt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn Sensoren vorgesehen werden, die die tatsächliche Lage bzw. Exzentrizität des Werkstückes im Bereich der Schleifstelle und/oder des freien Werkstückendes erfassen. Die von den Sensoren ermittelten Meßwerte können beispielsweise auf Anzeigen sichtbar gemacht werden und der die Maschine einrichtenden Person somit zeigen, um welchen Betrag die Werkstückaufnahme nach oben oder unten bzw. quer verstellt werden muß, damit das Werkstück im Bereich der Schleifstelle in exakt der gewünschten Position unterstützt wird. In ganz besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Sensoren Bestandteile eines Regelkreises sein, der die Verstellung der Stellorgane in Abhängigkeit von den von den Sensoren erfaßten Meßwerten regelt, womit eine automatisch richtige Einstellung des Werkstückführungssystems erreichbar ist.

Mit der Erfindung wird ein Verfahren zum Einrichten eines an einer mit einer Werkstückspindel und einer Schleifstation versehenen Schleifmaschine angeordneten, zur Unterstützung eines von der Werkstückspindel vorragenden Werkstücks dienenden Werkstückträgers ermöglicht, wobei der Werkstückträger als Werkstückführungssystem (WFS) ausgebildet ist und eine Werkstückaufnahme und eine Einstellvorrichtung aufweist, mit der die Werkstückaufnahme in ihrem Höhenabstand und Seitenabstand von der Achse der Werkstückspindel bzw. des darin eingespannten Werkstücks einstellbar ist, und wobei die Werkstückaufnahme ein etwa gegenüber dem Kontaktbereich zwischen dem Werkstück und dem Schleifwerkzeug befindliches Auflageprisma aufweist, bei welchem Verfahren das Auflageprisma vor dem Einstellen des Höhen- und Seitenabstands der Werkstückaufnahme von der Achse der Werkstückspindel mit Hilfe eines Schleif werkzeugs der Schleifstation kalibriert wird, indem mindestens eine vom Auflagerprisma gebildete Lagerfläche durch eine parallel zur Achse der Werkstückspindel verlaufende Relativbewegung zwischen Schleifwerkzeug und Auflageprisma von dem Schleifwerkzeug geschliffen wird. Das Auflageprisma kann also entlang der parallel zur Werkstückspindelachse verlaufenden Längsführung in Richtung auf die Schleifscheibe verschoben werden, die dann an der Oberseite des Prismas die Lagerfläche(n) einschleift, oder das Schleifwerkzeug wird auf umgekehrtem Weg gegen das feststehende Prisma verfahren, um die Lagerfläche zu schleifen. Durch dieses "Einschleifen" des Auflageprismas erhält dieses also mindestens eine Lagerfläche für das Werkstück, die exakt parallel zur Achse der Werkstückspindel verläuft, was zur Folge hat, daß sich das Werkstück nach der anschließenden Justage der Höhen- und Seitenlage des Werkstückführungssystems unter Linienberührung an das Auflageprisma anlegt und hierdurch eine sehr stabile und genaue Unterstützung erhält.

Zweckmäßig ist es, wenn gleichzeitig zwei, unter einem Winkel zueinander ausgerichtete, eine etwa V-förmige Nut bildende Lagerflächen mit demselben Schleifwerkzeug beschliffen werden, die das Werkstück nach dem korrekten Einrichten des WFS dann an zwei zueinander parallelen Kontaktlinien zwischen sich führen.

Nach dem Einschleifen des Auflageprismas kann die Werkstückaufnahme in eine Position gebracht werden, in der sich das Auflageprisma in der Nähe der Werkstückspindel befindet und dann kann die Werkstückaufnahme mit der Einstellvorrichtung in ihrer Höhen- und Seitenlage so eingestellt werden, daß das in der Werkstückspindel aufgenommene Werkstück in Linienberührung mit der/den Lagerfläche(n) des Auflageprismas kommt.

Besonders einfach läßt sich die Werkstückaufnahme einstellen, wenn sie ein etwa gegenüber dem Auflageprisma angeordnetes und gegen dieses anstellbares Andruckelement für das Werkstück aufweist und die Einstellung der Höhen- und Seitenlage der Werkstückaufnahme im angestellten Zustand des Andruckelements erfolgt, in dem das Werkstück zwischen diesem und dem Auflageprisma eingespannt ist. Hierbei kann dann so vorgegangen werden, daß der Abstand des Andruckelements von dem Auflageprisma bzw. dessen Lagerfläche(n) bei eingespanntem Werkstück mittels eines Sensorelements erfaßt wird und bei Erreichen eines kleinsten Abstands der Einstellvorgang abgeschlossen wird. Man macht sich dann hier die Erkenntnis zunutze, daß das Werkstück bei korrekter Ausrichtung des Auflageprismas Linienberührung mit dessen Lagerfläche(n) hat und in eben dieser erwünschten Lage des Werkstücks der Abstand des Andruckelements vom Auflageprisma der kleinstmögliche ist, der vom Durchmesser des Werkstücks vorgegeben wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, worin bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt:

1 eine Schleifmaschine nach der Erfindung schematisch in einer seitlichen Ansicht und teilweise im Schnitt;

2 eine Einzelheit der Schleifmaschine nach

1 im Bereich des Werkstückführungssystems;

3 eine erste Ausführungsform des Werkstückführungssystems der erfindungsgemäßen Schleifmaschine in einer Seitenansicht;

4 den Gegenstand der 3 in einer Draufsicht;

5 den Gegenstand der 3 und 4 in einer Vorderansicht;

6 eine zweite Ausführungsform des Werkstückträgers der erfindungsgemäßen Schleifmaschine in einer 5 entsprechenden Darstellung; und

7 die Anordnung der bei der bevorzugten Ausführungsform zum Einsatz kommenden Sensoren in einer vereinfachten Ansicht längs VII in 1.

Die in 1 schematisch von der Seite gezeigte Schleifmaschine 10 weist ein Maschinenbett 11 mit einer Schlittenführung 12 auf, die in Längsrichtung parallel zu einem zu bearbeitenden Werkstück 13 verläuft.
Das Werkstück 13 ist mit seinem hinteren Ende in einer Werkstückspindel 14 eingespannt, die mitsamt ihrem Spindelkasten 15 entlang der Schlittenführung 12 des Maschinenbettes 11 längsverschieblich ist. Das andere, in der Zeichnung rechte Ende des Werkstücks 13 wird durch ein Abstützprisma 16 einer Abstützung 17 unterstützt, die ebenfalls auf der Schlittenführung 12 längsverschieblich gelagert ist und gemeinsam mit dem Spindelkasten 15 verschoben werden kann. Dabei sind Spindelkasten und Abstützung mittels einer Koppelstange 18 mit variablem Abstand miteinander verbunden.
Zur Bearbeitung des Werkstücks 13 weist die Schleifmaschine 10 eine in der Zeichnungsebene nach 1 hinter dem Werkstück 13 gelegene Schleifstation 19 mit einem in einer Schleifspindel aufgenommenen Schleifwerkzeug 20 auf, das in verschiedenen Schleiflagen in Richtung auf das Werkstück zugestellt werden kann und dieses bearbeitet, während das Werkstück von der Werkstückspindel gedreht wird. Die Arbeitsweise derartiger Universalschleifmaschinen ist bekannt und soll hier nicht im einzelnen erläutert werden.
Damit das im Vergleich zu seiner Länge nur einen geringen Durchmesser aufweisende Werkstück bei seiner Bearbeitung im Bereich der Schleifstelle 21 nicht ausweichen kann, sondern möglichst ohne jedwede Exzentrizität genau koaxial zur Achse 22 der Werkstückspindel umläuft, ist im Bereich der Schleifstelle 21 an der Schlittenführung 12 des Maschinenbetts 11 ein Werkstückführungssystem 23 angeordnet, das in 1 nur sehr schematisch dargestellt ist, dessen Einzelheiten sich aber aus den 2 bis 6 gut erkennen lassen.
Hiernach weist das Werkstückführungssystem 23 eine Werkstückaufnahme 24 auf, die ein Auflageprisma 25 für das Werkstück 13 und ein gegen das Werkstück anstellbares Andruckelement 26 hat, das das Werkstück im Andruckzustand fest gegen die beiden geneigten Lagerflächen 27 des Auflageprismas drückt, ohne dabei jedoch die Drehung des Werkstückes durch die Werkstückspindel zu behindern.
Das Andruckelement 26 ist Bestandteil eines Schwenkhebels 28, der gegen das Werkstück angestellt bzw. von diesem abgehoben wird, wozu er um eine Achse 29 an einem Trägerkörper 30 der Werkstückaufnahme 24 schwenkbar gelagert ist, an dem sich auch das Auflageprisma 25 befindet. Zur Betätigung des Schwenkhebels 28 in Andruckrichtung gegen das Werkstück dient ein im Trägerkörper angeordneter Pneumatikzylinder 31, der gegen das nach unten abgewinkelte Betätigungsende 32 des Schwenkhebels drückt und damit die Anstellung des Andruckelements 26 gegen das im Auflageprisma liegende Werkstück bewirkt. Um den Schwenkhebel mit dem daran befindlichen Andruckelement vom Werkstück wieder abzuheben, um dieses freizugeben, wird der Pneumatikzylinder druckfrei geschaltet und das Betätigungsende 32 des Schwenkhebels dann von einer Rückholfeder 33 gegen den Trägerkörper 30 zurückgezogen, wodurch das Druckende 34 des Schwenkhebels 28 sich vom Werkstück abhebt.
Wie sich aus den Zeichnungen weiter ergibt, ist der Trägerkörper 30 an einem Festkörperlager 35 angeflanscht, das zusammen mit daran vorgesehenen Stellorganen 36 eine Einstellvorrichtung bildet, mit der die im wesentlichen aus Trägerkörper, Auflageprisma und Andruckelement bestehende Werkstückaufnahme in ihrem Höhenabstand und Seitenabstand von der Achse 29 der Werkstückspindel 14 bzw. des darin eingespannten Werkstücks 13 eingestellt werden kann. Das Festkörperlager ist hierzu mit einem ersten, größeren Ausschnitt 37 in seinem unteren Bereich versehen, der von zwei schmalen vertikalen Stegen 38 seitlich begrenzt ist. Seitlich neben dem einen Steg ist im Abstand eines Spalts 39 ein stark dimensioniertes Vertikal-Widerlager 40 angeordnet, das in seinem oberen Bereich eines der Stellorgane trägt, mit dem ein über die beiden vertikalen Stege 38 mit einem Befestigungsflansch 41 verbundener Anschlußkörper 42 des Festkörperlagers quer zur Längsachse der Werkstückspindel in einer Horizontalebene hin- und herbewegt werden kann, in 1 also in die Zeichen-ebene hinein bzw. aus dieser heraus. Für eine Verstellung in Vertikalrichtung quer zur Längsachse der Werkstückspindel ist in ähnlicher weise im Festkörperlager ein zweiter, etwas kleinerer Ausschnitt 43 vorgesehen, der von einem unteren und einem oberen, schmalen Steg 44 bzw. 45 begrenzt wird, die horizontal verlaufen. Unterhalb des unteren Stegs 44 befindet sich im Abstand eines schmalen Spaltes 46 ein Horizontal-Widerlager 47, das das andere Stellorgan 36 aufweist, mit dem der im oberen Bereich des Festkörperlagers an dessen Anschlußkörper angeflanschte Trägerkörper 30 nach unten bzw. oben bewegt werden kann.
Bei dem in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stellorgane Piezoantriebe 48, die aufgrund eines Stellsignals elektrisch verstellt werden. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der in 6 dargestellten Ausführungsform die Verstellung der Werkstückaufnahme in Horizontal- und Vertikalrichtung manuell. Hierzu sind das Vertikal-Widerlager 40 an seinem oberen, freien Ende und das Horizontal-Widerlager 47 an seinem seitlichen, freien Ende mit Einstellmitteln 49 versehen, die im wesentlichen jeweils aus einer Stellschraube 50 mit Differentialgewinde und einer Schwenk-Druckplatte 51 bestehen, die sich mit einem Schwenkfuß 52 an dem Widerlager 40 bzw. 47 abstützt und mit ihrem freien Ende gegen einen Druckzylinder 53 drückt, dessen Durchmesser größer ist als die Breite der Spalte 39 bzw. 46, so daß er zwischen den beiden oberen bzw. seitlichen Kanten dieser Spalte geführt ist, ohne in den entsprechenden Spalt hineinrutschen zu können. Durch diese Anordnung ist ein sehr feinfühliges Verstellen des Festkörperlagers sowohl in Horizontal- als auch Vertikalrichtung möglich, indem die entsprechende Stellschraube in das zugehörige Widerlager hinein- oder aus diesem herausgeschraubt wird, wobei die Schwenkdruckplatte mehr oder weniger auf den Druckzylinder drückt und dieser somit den entsprechenden Spalt aufweitet oder wieder entspannt und damit eine Verschiebung der Werkstückaufnahme quer zur Achse des Werkstückes bewirkt.
Man erkennt, daß durch die Anordnung des Auflageprismas und des auf dieses bzw. das im Auflageprisma liegende Werkstück wirkende Andruckelement an ein und demselben Trägerkörper der Kraftschluß zwischen diesen beiden Teilen des Werkstückführungssystems allein über den Trägerkörper geschlossen wird, die in diesem Bereich wirkenden inneren Kräfte also ohne jedweden Einfluß auf die Lage des Festkörperlagers bzw. dessen Anschlußkörpers relativ zur Achse der Werkstückspindel ist.
In den 1 und 7 sind im Bereich der Schleifstelle 21 Sensoren 54 schematisch angedeutet, mit deren Hilfe die tatsächliche Lage bzw. die Exzentrizität eines neu in die Werkstückspindel 14 eingespannten Werkstückes 13 erfaßt wird. Die Sensoren sind hierzu in nicht näher dargestellter Weise an der Schleifstation angeschlossen, deren relative Lage zur Achse 22 der Werkstückspindel exakt definiert ist. Vor der eigentlichen Bearbeitung des Werkstückes erfassen die Sensoren das Maß, um das das Werkstück im Bereich der Schleifstelle 21 seitlich und in der Höhe von der Ideallage abweicht und erzeugen ein entsprechendes Ausgabesignal, das von einer nicht dargestellten Auswerteelektronik ausgewertet wird. Das Maß kann dann einem Einrichter der Maschine in einem nicht dargestellten Display angezeigt werden, der dann die Seiten- und Höhenlage der Werkstückaufnahme 24 mit Hilfe der Stellorgane 36 so reguliert, daß im Idealfall das Werkstück keine Abweichung mehr von der gewünschten Lage zeigt. Es ist auch möglich, das von den Sensoren gelieferte Signal zu einem Stellsignal für die Piezoantriebe 48 der ersten Ausführungsform des Werkstückträgers nach den 3 bis 5 zu verarbeiten und die Lage der Werkstückaufnahme hierdurch automatisch in die korrekte Position einzuregeln.
Um sicherzustellen, daß das Werkstück nach dem Einrichten der Werkstückaufnahme in Linienberührung mit den Lagerflächen 27 des Auflageprismas kommt und somit besonders genau unterstützt wird, wird das Auflageprisma, das austauschbar an der Werkstückaufnahme angeordnet ist, nach seinem Einbau in der Vorrichtung zunächst eingeschliffen. Hierzu wird der Schwenkhebel 28 mit dem daran angeordneten Andruckelement demontiert, so daß das am Werkstückführungssystem fest montierte Auflageprisma an seiner Oberseite für das Schleifwerkzeug 20 frei zugänglich ist. Die Schleifscheibe wird dann gegenüber ihrer in 1 erkennbaren Stellung um 90° verschwenkt und ein Stück weit gekippt, so daß ihre Stirnseite unter demselben Winkel zur Vertikalen verläuft wie die an sie angrenzende Kegelfläche. Anschließend wird das Werkstückführungssystem relativ zum rotierend angetriebenen Schleifwerkzeug entlang der Schlittenführung 12 verfahren, wobei das Schleifwerkzeug die von den beiden Lagerflächen 27 gebildete, etwa V-förmige Nut ausschleift. Da dieses Einschleifen des Prismas durch eine Relativbewegung zwischen Prisma und Schleifscheibe erfolgt, die genau parallel zur Drehachse der Werkstückspindel erfolgt, ist sichergestellt, daß auch die Nut im Auflageprisma genau diese Ausrichtung hat und dann natürlich auch das Werkstück über die gesamte Länge der Nut entlang zweier Kontaktlinien unterstützt wird, nachdem die Höhen- und Seitenlage des Werkstückführungssystems korrekt eingestellt wurde.
Diese Einstellung des WFS erfolgt in enger räumlicher Nähe zur Werkstückspindel, also etwa der in 1 dargestellten Position des WFS, und zwar bei montiertem und gegen das Werkstück angestelltem Schwenkhebel 28, so daß das Werkstück zwischen dem korrekt eingeschliffenen Prisma und dem Andruckelement eingespannt ist. Die korrekte Position des WFS kann dann mit Hilfe der Sensoren 54 gefunden werden. Es ist aber alternativ oder zusätzlich auch möglich, am Werkstückführungssystem einen (weiteren) Sensor vorzusehen, der den Abstand zwischen Andruckelement und Lagerfläche(n) des Prismas feststellt. Wenn dieser Abstand minimal ist, bedeutet dies, daß das Werkstück korrekt in der von den beiden Lagerflächen gebildeten Nut liegt und Linienberührung mit diesen hat, und das WFS ist in dieser Position korrekt ausgerichtet.
Mit der Erfindung ist es möglich, die Werkstückaufnahme, mit deren Hilfe das Werkstück bei der Bearbeitung im Bereich der Schleifstelle unterstützt wird, binnen sehr kurzer Frist mit hoher Genauigkeit zu justieren, wodurch die Nebenzeiten beim Einrüsten der Maschine für ein neues Werkstück sehr kurz gehalten werden können und mit der Maschine auch die Produktion von Werkstücken in geringen Losgrößen wirtschaftlich durchführbar ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Werkstückführungssystems ist es möglich, auch Werkstücke mit sehr geringem Durchmesser und verhältnismäßig großer Länge mit höchster Genauigkeit zu fertigen. Dabei kann in vielen Fällen auch auf den Einsatz der Abstützung 17 vollständig verzichtet werden, da die für die Genauigkeit der Bearbeitung erforderliche relative Lage des Werkstücks zur Schleifspindel durch die das Werkstück im Bereich der Schleifstelle exakt führende Werkstückaufnahme gewährleistet ist, die mit Hilfe der Stellorgane sehr genau und in kurzer Zeit justiert werden kann.

Claims

Schleifmaschine, insbesondere zur Bearbeitung von Werkzeugen, mit einem Maschinenbett und einer an diesem angeordneten, das zu bearbeitende Werkstück aufnehmenden Werkstückspindel sowie einer neben dem Werkstück angeordneten Schleifstation mit einer Schleifspindel zur Aufnahme eines Schleifwerkzeugs, und mit einem am Maschinenbett zur Unterstützung des Werkstücks an der Schleifstelle angeordneten Werkstückträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (23) als Werkstückführungssystem (WFS) ausgebildet ist, das eine Werkstückaufnahme (24) und eine Einstellvorrichtung (35; 36) aufweist, mit der die Werkstückaufnahme (24) in ihrem Höhenabstand und Seitenabstand von der Achse (22) der Werkstückspindel (14) bzw. des darin eingespannten Werkstücks (13) einstellbar ist.
Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstückaufnahme (24) ein etwa gegenüber dem Kontaktbereich zwischen dem Werkstück (13) und dem Schleifwerkzeug (20) befindliches Auflageprisma (25) und ein gegen dieses bzw. das Werkstück (13) von der Gegenseite anstellbares Andruckelement (26) für das Werkstück (13) aufweist.
Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstückführungssystem (23) relativ zur Werkstückspindel (14) bzw. dem darin eingespannten Werkstück (13) beweglich am Maschinenbett (11) angeordnet ist.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (35, 36) je ein Horizontal- und ein Vertikaleinstellorgan (36) für die Werkstückaufnahme (24) aufweist.
Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellorgane (36) im wesentlichen aus Stellschrauben (50), vorzugsweise mit Differentialgewinde, bestehen.
Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellorgane (36) im wesentlichen aus Zylinderantrieben oder elektrischen Stellantrieben (48) bestehen.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (35, 36) ein Festkörperlager (35) mit vorzugsweise spielfreien Einstellmöglichkeiten in Vertikal- und Horizontalrichtung aufweist, wobei die Stellorgane (36) an den verstellbaren Teilen (42) bzw. Bereiche des Festkörperlagers (35) angreifen bzw. auf diese wirken.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageprisma (25) und das Andruckelement (26) am selben Trägerkörper (30) der Werkstückaufnahme (24) angeordnet sind.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageprisma (25) und das Andruckelement (26) so am selben Trägerkörper (30) der Werkstückaufnahme (24) angeordnet sind, daß die Justage im gespannten Zustand des Werkstücks durchführbar ist.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement (26) im wesentlichen von einem Schwenkhebel (28) mit einer Druckfläche gebildet wird, der an der Werkstückaufnahme (24) bzw. deren Trägerkörper (30) gelenkig gelagert ist.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (24) mindestens ein auswechselbares Prismenelement aufweist.
Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die tatsächliche Lage bzw. Exzentrizität des Werkstücks (13) im Bereich der Schleifstelle (21) und/oder des freien Werkstückendes erfassende Sensoren (54).
Schleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (54) Bestandteile eines Regelkreises sind, der die Verstellung der Stellorgane (36) in Abhängigkeit von den von den Sensoren (54) erfaßten Meßwerten regelt.
Verfahren zum Einrichten eines an einer mit einer Werkstückspindel und einer Schleifstation versehenen Schleifmaschine angeordneten, zur Unterstützung eines von der Werkstückspindel vorragenden Werkstücks dienenden Werkstückträgers, der als Werkstückführungssystem (WFS) ausgebildet ist und eine Werkstückaufnahme (24) und eine Einstellvorrichtung (35; 36) aufweist, mit der die Werkstückaufnahme (24) in ihrem Höhenabstand und Seitenabstand von der Achse (22) der Werkstückspindel (14) bzw. des darin eingespannten Werkstücks (13) einstellbar ist, wobei die Werkstückaufnahme (24) ein etwa gegenüber dem Kontaktbereich zwischen dem Werkstück (13) und dem Schleifwerkzeug (20) befindliches Auflageprisma (25) aufweist, wobei das Auflageprisma (25) vor dem Einstellen des Höhen- und Seitenabstands der Werkstückaufnahme (24) von der Achse der Werkstückspindel (14) mit Hilfe eines Schleifwerkzeugs der Schleifstation kalibriert wird, indem mindestens eine vom Auflagerprisma (25) gebildete Lagerfläche (27) durch eine parallel zur Achse der Werkstückspindel verlaufende Relativbewegung zwischen Schleifwerkzeug und Auflageprisma von dem Schleifwerkzeug geschliffen wird.
Verfahren nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig zwei, unter einem Winkel zueinander ausgerichtete, eine etwa V-förmige Nut bildende Lagerflächen (27) mit demselben Schleifwerkzeug geschliffen werden.
Verfahren nach Anspruch x oder y, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschleifen des Auflageprismas (25) die Werkstückaufnahme in eine Position gebracht wird, in der sich das Auflageprisma (25) in der Nähe der Werkstückspindel (14) befindet und daß dann die Werkstückaufnahme mit der Einstellvorrichtung in ihrer Höhen- und Seitenlage so eingestellt wird, daß das in der Werkstückspindel (14) aufgenommene Werkstück (13) in Linienberührung mit der/den Lagerfläche(n) (27) des Auflageprismas (25) kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche x bis z, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (24) ein etwa gegenüber dem Auflageprisma (25) angeordnetes und gegen dieses anstellbares Andruckelement (26) für das Werkstück (13) aufweist und daß die Einstellung der Höhen- und Seitenlage der Werkstückaufnahme (24) im angestellten Zustand des Andruckelements erfolgt, in dem das Werkstück zwischen diesem und dem Auflageprisma (25) eingespannt ist.
Verfahren nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Andruckelements von dem Auflageprisma bzw. dessen Lagerfläche(n) (27) bei eingespanntem Werkstück mittels eines Sensorelements erfaßt wird und bei Erreichen eines kleinsten Abstands der Einstellvorgang abgeschlossen wird.