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Die
Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, insbesondere eine Vertikalschleifmaschine
mit einer Werkstückspindeleinheit, einer Verfahreinheit
und einer, einem in der Werkstückspindeleinheit eingespannten
Werkstück zustellbaren ersten Schleifeinheit zur schleifenden
Bearbeitung des eingespannten Werkstücks.
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Aus
der
DE 102 46 150
A1 ist eine Vertikalschleifmaschine mit oben angeordneter
Werkstückspindeleinheit (hängende Anordnung) bekannt.
Bei einer Ausführung dieser Schleifmaschine sind auf gegenüberliegenden
Seiten der Werkstückspindelachse jeweils eine auf einem
Kreuzschlitten verfahre Spindeleinheit angeordnet. Auf separaten
Kreuzschlitten sind ebenfalls links und rechts der Werkstückspindelachse
eine Handhabungseinrichtung angeordnet, mit der ein zu bearbeitendes
Werkstück von einer Werkstückbereitstellungseinrichtung
an die Werkstückspindel bzw. von der Werkstückspindel
zu einer Werkstückaufnahmeeinrichtung oder einer weiteren
Vertikalbearbeitungsmaschine übergebbar ist. Im unteren
Bereich der Schleifmaschine, gegenüberliegend zur Werkstückspindel
ist eine in Z-Richtung verfahrbare Pinole angeordnet.
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Auch
aus der
DE 10
2004 052 342 A1 ist eine Vertikalschleifmaschine mit zwei
seitlich gegenüberliegend zur Werkstückspindelachse
angeordneten Schleifeinheit bekannt. Die Schleifscheiben der beiden
Schleifeinheiten werden zum Synchronstützschleifen einer
Passung eines eingespannten Werkstücks eingesetzt. Es wird
vorgeschlagen, die Durchmesser der Schleifscheiben und des unbearbeiteten Werkstücks
zu bestimmen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Schleifmaschine und Verfahren zum
Betreiben einer Schleifmaschine vorzusehen, bei denen die Werkstückhandhabung
und/oder die Bearbeitungspräzision verbessert sind.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 34, 38, bzw. 39
gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Gemäß der
Erfindung ist eine Schleifmaschine, insbesondere eine Vertikalschleifmaschine,
vorgesehen, bei der ein zu schleifendes Werkstück in einer
Spanneinrichtung einer Werkstückspindeleinheit eingespannt
und durch die Spindel angetrieben wird. Die Werkstückspindeleinheit
hat vorzugsweise eine vertikal verlaufende Drehachse (Vertikalschleifmaschine)
und kann bei vertikaler Anordnung oben (hängende Anordnung)
oder unten (stehende Anordnung) angeordnet sein. Alternativ und
bei mittiger Spannung am Werkstück (Mittenantriebsaggregat) kann
die Werkstückspindeleinheit im mittleren Bereich der Schleifmaschine
angeordnet sein.
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Die
Schleifmaschine weist zumindest eine erste Schleifeinheit auf, die
dem in der Spanneinrichtung eingespannten Werkstück mittels
einer ersten und zweiten Führungseinheit zustellbar ist.
Die Verfahrrichtungen der ersten und zweiten Führungseinheit
sind nicht parallel zueinander, vorteilhaft sind diese senkrecht
zueinander (Kreuzschlitten), so dass ein Verfahren in einer Ebene
ermöglicht wird. Wenn insbesondere von den beiden Richtungen
eine senkrecht und eine parallel zur Werkstückspindelachse ausgerichtet
ist, lassen sich beispielsweise Passungen am Werkstück
besonders genau schleifen. Auf dem Schlitten der ersten Schleifeinheit
oder auf der ersten Schleifeinheit selbst ist eine Handhabungseinrichtung
mit zumindest einem Greifer zum Greifen eines Werkstücks
(d. h. des in der Werkstückspindeleinheit eingespannten
bzw. einspannbaren Werkstücks) angeordnet. Alternativ oder
zusätzlich ist an der ersten Schleifeinheit eine Messeinrichtung
angeordnet, mit der eine Eigenschaft eines in der Werkstückspindeleinheit
eingespannten Werkstücks versmessbar ist. Besonders vorteilhaft
ist dabei zumindest eine der zu vermessenden Eigenschaften der Durchmesser
des unbearbeiteten oder bereits bearbeiteten Werkstücks.
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Mittels
der an der ersten Schleifeinheit angeordneten Handhabungseinrichtung
(im Folgenden wird die Anordnung der Handhabungseinrichtung an der
Schleifeinheit beschrieben, was jedoch auch analog zur Anordnung
auf einem Schlitten der Schleifeinheit entsprechend zutrifft) wird
es ermöglicht, eine Überführung des Werkstücks
zumindest teilweise durch das Verfahren der ersten Schleifeinheit
zu ermöglichen. Es ist keine separate Führungseinrichtung
bzw. kein separater Antrieb zum Verfahren der Handhabungseinrichtung
in den Fahrrichtungen der ersten und zweiten Führungseinheit
der ersten Schleifeinheit erforderlich. Damit sind die Kosten der Schleifmaschine
in Hinsicht auf den Werkstücktransport deutlich reduziert.
Darüber hinaus baut die Schleifmaschine kompakter, da keine
separate Antriebs- bzw. Führungseinrichtung für
die Handhabungseinrichtung vorgesehen werden muss, soweit die Fahrbewegungen
bereits durch den oder die Fahrwege der Schleifeinheit bereitgestellt
ist.
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Entsprechendes
gilt für die Alternative oder die Kombination, bei der
an der ersten Schleifeinheit bzw. an deren Schlitten eine Messeinrichtung
angeordnet ist (auch im Folgenden wird in Bezug auf die Anordnung
der Messeinrichtung auf die erste Schleifeinheit Bezug genommen,
wobei Entsprechendes anstelle der Schleifeinheit auch für
den Schlitten der ersten Schleifeinheit gilt). Vorteilhaft ist die
Messeinrichtung einem in der Werkstückspindeleinheit eingespannten
Werkstück zustellbar, so dass ein Werkstück im
eingespannten Zustand vermessen werden kann, ohne dass das Werkstück
aus der Werkstückspindeleinheit entnommen und an einen
separaten Messplatz überführt werden muss. Damit
ist es beispielsweise möglich, bei Erfassung eines Übermaßes
beim Durchmesser des bereits bearbeiteten Werkstücks das
Werkstück ohne Umspannen nochmals nachzubearbeiten, so
dass insgesamt die Präzision bei der Bearbeitung des Werkstücks
erhöht ist und andererseits keine zusätzliche
Bearbeitungszeit durch Entnehmen und wieder Einspannen des Werkstücks
erforderlich wird.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schleifmaschine eine
zweite Schleifeinheit auf, die neben der ersten Schleifeinheit auch
einem (dem) in der Werkstückspindeleinheit eingespannten
Werkstück zur Bearbeitung zustellbar ist. Damit ist es möglich,
beispielsweise ein Werkstück an einer Stelle synchron durch
beide Schleifeinheiten zu bearbeiten. Bevorzugt ist es jedoch, ein
Werkstück mit den beiden Schleifeinheiten gleichzeitig
an verschiedenen Stellen des Werkstücks zu bearbeiten,
beispielsweise an zueinander axial versetzten Stellen. Vorteilhaft sind
die beiden Schleifeinheiten an gegenüberliegenden Seiten
bezüglich der Drehachse der Werkstückspindeleinheit
angeordnet, so dass sich die beiden Schleifeinheiten beim Bearbeiten
und beim Verfahren nicht gegenseitig behindern.
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Im
Folgenden wird auf die erste und/oder zweite Schleifeinheit Bezug
genommen. Es ist jedoch verständlich, dass bei der Schleifmaschine auch
eine dritte und eine vierte Schleifeinheit zum Einsatz kommen können.
Je mehr Schleifeinheiten vorgesehen sind, desto mehr (vorteilhaft
axial zueinander versetzte) Bearbeitungsbereiche können
am Werkstück gleichzeitig bearbeitet werden. Bei Vorsehen
von drei oder vier Schleifeinheiten können so gleichzeitig
drei oder vier Passungen am Werkstück zur gleichen Zeit
bearbeitet werden, was die Bearbeitungszeit des Werkstücks
erheblich reduziert. Das im Folgenden beispielhaft für
die erste Schleifeinheit Erläuterte trifft entsprechend
auch für die zweite Schleifeinheit, dritte Schleifeinheit,
vierte Schleifeinheit usw. zu. Beispielsweise sind auch die zweite,
dritte oder vierte Schleifeinheit mit einer daran bzw. an deren
Verfahrschlitten angeordneten Handhabungseinrichtung und/oder Messeinrichtung
versehen. Besonders wenn jede Schleifeinheit mit ihrer eigenen Messeinrichtung
ausgerüstet ist, kann mit der jeweiligen Messeinrichtung
die jeweilige Bearbeitungsstelle der entsprechenden Schleifeinheit überprüft
werden. Entsprechend ist verständlich, dass die im Folgenden
beschriebenen Ausgestaltungen bezüglich der Handhabungseinrichtung
und/oder Messeinrichtung oder Ausgestaltung der Schleifeinheit selbst
auch für die zweite, dritte, vierte usw. Schleifeinheit
zutrifft, ohne näher darauf einzugehen.
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Ganz
besonders vorteilhaft sind die erste und/oder die zweite Schleifeinheit
(wie gesagt entsprechend die dritte und/oder vierte Schleifeinheit) hängend
angeordnet, d. h. dass die Schleifscheibe unterhalb bzw. im Wesentlichen
unterhalb des Antriebs für die Schleifscheibe angeordnet
ist. Damit wird vermieden, dass das Schleifwasser bzw. die Schleifflüssigkeit
entlang der Antriebswelle der Schleifscheibe in den Antrieb der
Schleifeinheit läuft. Das Problem der Abdichtung des Antriebs
bzw. der Kontamination des Antriebs ist damit deutlich reduziert
bzw. beseitigt. Sind mehrere im axialen Abstand dicht beieinander
liegende Passungen an der Welle auszubilden, so kann beispielsweise
vorgesehen werden, dass ein oder zwei der Schleifeinheiten hängend
angeordnet sind, während eine oder zwei weitere Schleifeinheiten
stehend an der gleichen Seite wie eine hängend angeordnete
Schleifeinheit angeordnet ist. Bei der stehend angeordneten Schleifeinheit
ist entsprechend die Schleifscheibe oberhalb oder im Wesentlichen
oberhalb des Antriebs angeordnet, wobei in diesem Fall ein erhöhter
Abdichtbedarf besteht, um ein Eindringen von Schleifflüssigkeit in
den Antrieb zu verhindern.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist mittels einer Schwenkeinheit die Spindelachse
zumindest einer (beispielsweise der ersten und/oder zweiten Schleifscheibe)
senkrecht zur Spindelachse schwenkbar, insbesondere in der Z-/X-Ebene schwenkbar – vgl.
das Dreibein in 1D. Damit wird es ermöglicht,
z. B. bei unterschiedlichen Bearbeitungsbereichen des gleichen Werkstücks
oder bei Umstellung verschiedener Arten von Werkstücken, eine
Passung mit zylindrischem Äußeren (beispielsweise
Schleifachse ist vertikal ausgerichtet) und mit einem kegligen Außenumfang
wahlweise durch entsprechende Ansteuerung des Schwenkantriebs der Schwenkeinheit
einzustellen bzw. umzustellen.
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Ganz
besonders vorteilhaft sind die Antriebswellen der ersten und/oder
zweiten Schleifeinheit schwimmend gelagert, so dass eine vorgegebene Bewegungstoleranz
zwischen Spindelwelle und Lagerung der Spindeleinheit gegeben ist.
Damit werden Vibrationen oder Schläge innerhalb gewisser
Grenzen nicht von der Antriebsspindel der Schleifeinheit auf das
Gehäuse der Schleifeinheit übertragen und umgekehrt.
Dies erhöht wiederum die Bearbeitungsgenauigkeit bei der
schleifenden Bearbeitung.
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Alternativ
oder zusätzlich sind die erste und/oder zweite Führungseinrichtung
der ersten und/oder zweiten Schleifeinheit (entsprechend dritte, vierte
Schleifeinheit usw.) hydraulisch gelagert. Damit wird beispielsweise
der stick-slip-Effekt (z. B. einer Kugelumlaufspindel) vermieden,
so dass der Vortrieb der Schleifeinheit z. B. mittels der X-Führung oder
der Y-Führung noch präziser und ruckfrei erfolgt.
Dies wirkt sich ebenfalls auf die Bearbeitungspräzision
beim Schleifen aus.
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Durch
die Zustellbarkeit der Handhabungseinrichtung mittels einer Aktuatoreinheit
zu dem in der Werkstückspindel eingespannten Werkstück lässt
sich der oder die Greifer der Handhabungseinrichtung nach oder vor
dem Schleifen dem Werkstück zustellen, so dass das Werkstück
entweder der Werkstückspindeleinheit bzw. deren Spanneinrichtung
zugeführt oder das eingespannte Werkstück daraus
entnommen wird. Wird die Handhabungseinrichtung durch die Aktuatoreinheit
wieder vom Werkstück entfernt, so kann die Schleifscheibe
der Schleifeinheit dem eingespannten Werkstück zugestellt werden.
Durch Entfernen der Handhabungseinrichtung aus deren Zustellbereich
ist somit der Greifer der Handhabungseinrichtung aus dem Bearbeitungsbereich
der Schleifscheibe entfernt und umgekehrt kann durch Zustellen der
Handhabungseinrichtung durch Greifen und Lösen des Werkstücks
die Überführung des Werkstücks von und
zur Werkstückspindeleinheit ausgeführt werden.
Vorteilhaft ist dabei die Handhabungseinrichtung bzw. der Greifer
der Handhabungseinrichtung an einem schwenkbaren und/oder ausfahrbaren
Arm angeordnet. Damit wird auf mechanisch einfache Weise das Zustellen
der Handhabungseinrichtung zum Werkstück bzw. das Entfernen
der Handhabungseinrichtung aus dem Bearbeitungsbereich der Schleifscheibe
realisiert.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Greifarm an der ersten
(zweiten, dritten usw.) Schleifeinheit schwenkbar gelagert und weist
eine Ausnehmung auf, die so ausgestaltet ist, dass bei Zustellung des
Greifers zum in der Werkstückspindeleinheit eingespannten
Werkstück die Schleifspindelwelle, die Schleifscheibe und/oder
das Gehäuse der entsprechenden Schleifeinheit ganz oder
teilweise in der Ausnehmung zu liegen kommt. D. h. in der dem Werkstück
zugestellten Stellung des Greifarms 'umgreift' der Arm einen entsprechenden
Teil der Schleifeinheit, so dass beispielsweise Lagerung und Antrieb
für das Zustellen und Entfernen des Greifarms auf einer
zum Bearbeitungsbereich der Schleifscheibe abgewandten Teil der
Schleifeinheit bzw. des Fahrschlittens der Schleifeinheit angeordnet
werden kann. Damit ist eine Beeinträchtigung des Bearbeitungsbereichs
bzw. der Bearbeitungsfreiheit der Schleifeinheit durch den Greifarm
in der zurückgezogenen, d. h. entfernten Position, vermieden.
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Das
für die Handhabungseinrichtung bezüglich des Zustellen
und Entfernens von dem in der Werkstückspindeleinheit eingespannten
Werkstück oben angeführte, gilt entsprechend auch
für die Anordnung bzw. Lagerung der Messeinrichtung. Auch hier
kann eine Ausnehmung am Messarm entsprechend wie am Greifarm vorgesehen
sein. Alternative oder zusätzlich hierzu ist der Messarm
an der Schleifeinheit bzw. am Schlitten der Schleifeinheit derart gelagert,
dass die Ausfahrrichtung und/oder Schwenkebene des Messarms schräg
zur Schleifspindelachse ausgerichtet ist. Dies bietet den Vorteil,
dass beim Zustellen der Messeinrichtung zum Werkstück die Schräge
und Länge des Messarms derart bemessen sein können,
dass die Messeinrichtung im zugestellten bzw. ausgefahrenen Zustand
exakt in der Ebene der Schleifscheibe liegt. Damit muss beispielsweise die
Schleifscheibe lediglich senkrecht zur Werkstückachse zurückgefahren
werden (X-Richtung) und die Messeinrichtung wird exakt in einer
Höhe am Werkstück im ausgefahrenen Zustand positioniert
(Z-Position), in der zuvor die Schleifscheibe den Durchmesser des
Werkstücks bearbeitet hat.
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Bei
einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung sind am selben schwenkbaren
und/oder ausfahrbaren Arm sowohl die Messeinrichtung als auch die
Greifeinrichtung angeordnet, so dass unter weiterer Minimierung
der mechanischen Elemente sowohl die Messung als auch die Überführung
des Werkstücks von und zur Werkstückspindeleinheit
ausgeführt werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen,
dass der Arm zwei Zustellpositionen aufweist, wobei in der einen
Zustellposition ein eingespanntes Werkstück mit der Greifeinrichtung
greifbar ist, während in einer zweiten Zustellposition
mittels der Messeinrichtung eine Messung am Werkstück ausgeführt
werden kann.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Messeinrichtung zumindest
zwei von einander beabstandete Messelemente auf, zwischen denen bei
zugestellter Position des Messarms das in der Werkstückspindeleinheit
eingespannte Werkstück zu liegen kommt. Eine Messung kann
so zwischen den beiden von einander beabstandeten Messelementen vorgenommen
werden. Beispielsweise wird die erste und/oder zweite Führungseinheit
der ersten und/oder zweiten Spindeleinheit (dritte oder vierte Spindeleinheit)
gegenüber dem eingespannten Werkstück verfahren,
während beim Verfahren Messsignale bezüglich der
Werkstückeigenschaften erfasst werden. Beispielsweise wird
durch Verfahren zuerst das erste Messelement und dann das zweite
Messelement zur Anlage an dem eingespannten Werkstück gebracht, so
dass durch den Verfahrweg der Durchmesser oder eine Längsausdehnung
des Werkstücks erfassbar sind. Als Messelemente kann bzw.
können z. B. elektrische Sensoren, eine Gabellichtschranke,
Laserabtaster, CCD-Zeilensensoren oder dergleichen zum Einsatz kommen.
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Die
Präzision der Messung lässt sich dadurch erhöhen,
dass zur Kalibrierung einer Messung, bei der die erste und/oder
zweite Führungseinheit zum Erzielen der Messpunkte verfahren
werden muss, der Fahrweg der ersten und/oder zweiten Führungseinheit
anhand einer Kalibrierungseinrichtung, insbesondere eines Glasmaßstabes,
exakt erfasst wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist eine Abschirm- oder Abdeckeinrichtung
vorgesehen, mit der die Messeinrichtung in entfernter bzw. zurückgefahrener
Position gegen Verunreinigungen, die bei der Bearbeitung des Werkstücks
anfallen, abgeschirmt ist. Dabei kann beispielsweise die Messeinrichtung
beim Zurückfahren und Freigeben der Bearbeitungszone für
die Schleifscheibe in die Abschirm- oder Abdeckeinrichtung zurückgefahren
bzw. zurückgeschwenkt werden und/oder eine Abschirm- oder Abdeckeinrichtung
wird mit einem separaten Antrieb oder Aktuator der Messeinrichtung
in ihrer zurückgezogenen Ruhestellung zugestellt.
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Vorteilhaft
wird durch eine Reinigungseinrichtung, die vorzugsweise bei der
Messeinrichtung und/oder am Messarm angeordnet ist, die Messeinrichtung
selbst und/oder die durch die Messeinrichtung zu messende Stelle
eines Werkstücks gereinigt. Beispielsweise wird kurzzeitig
Druckluft über die Messeinrichtung (die Messelemente) und
die zu messende Stelle des Werkstücks geblasen, so dass diese
frei von Bearbeitungsrückständen oder sonstiger
Verunreinigungen sind.
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In
weiterer Ausgestaltung weist die Schleifmaschine eine erste Abrichteinrichtung
auf, mit der die Schleifscheibe der ersten und/oder zweiten Schleifeinheit
abrichtbar ist. Vorteilhaft ist eine zweite Abrichteinrichtung vorgesehen,
wobei dann mit der ersten Abrichteinrichtung die Schleifscheibe
der ersten Schleifeinheit und mit der zweiten Abrichteinrichtung
die Schleifscheibe der zweiten Schleifeinheit abrichtbar ist. Aus
Platzgründen ist vorteilhaft die erste und/oder zweite
Abrichteinrichtung an der Werkstückspindeleinheit angeordnet.
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Alternativ
oder zusätzlich ist eine weitere Abrichteinrichtung oder
die erste und/oder zweite Abrichteinrichtung an einer Werkzeugeinheit
gelagert, insbesondere an einem Werkzeugrevolver. Damit können
die erste und/oder zweite Schleifeinheit (dritte, vierte Schleifeinheit)
der an der Werkzeugeinheit gelagerten Abrichteinrichtung zugestellt
werden, um die Schleifscheibe abzurichten. Alternativ oder zusätzlich
weist die Werkzeugeinheit selbst eine erste und/oder zweite Führungseinheit
auf, mit der dann die Werkzeugeinheit mit der Abrichteinrichtung
der jeweiligen Schleifeinheit (erste, zweite, dritte...) gestellt
wird. Die weitere Ausgestaltung der Werkzeugeinheit an sich ist
unten beschrieben, wobei dies entsprechend dann für die
mit der Abrichteinheit ausgerüstete Werkzeugeinheit entsprechend
gilt.
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Insbesondere
wenn die erste und/oder zweite Abrichteinrichtung an der Schleifmaschine
unten gelagert ist, beispielsweise an der Werkstückspindeleinheit,
ist vorteilhaft eine entfernbare Abdeckung vorgesehen, so dass bei
Nichtverwendung der Abrichteinrichtung deren Werkzeug gegen Bearbeitungsrückstände
abgeschirmt bzw. geschützt ist. Ganz besonders vorteilhaft
lässt sich die Abdeckung der Abrichteinrichtung mittels
einer Handhabungseinrichtung entfernen und wieder an der Abrichteinrichtung
anordnen, insbesondere mit der an der ersten und/oder zweiten Schleifeinheit
angeordneten Handhabungseinrichtung.
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Wie
oben bereits erwähnt, kann die Werkstückspindel
stehend (unten), hängend (oben) oder in einem mittleren
Bereich der Schleifmaschine angeordnet sein. Bei Anordnung im mittleren
Bereich ist die Werkstückspindel als Mittenantriebsaggregat ausgestaltet,
bei dem ein Werkstück in einem Bereich zwischen dem ersten
und zweiten Ende (bei einer Welle) einspannbar ist. Der Einsatz
eines Mittenantriebaggregats ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft,
wenn ein kurzes wellenförmiges Werkstück in beiden
Endbereichen mit jeweils einer Passung zu versehen ist. Dann kann
aufgrund der mittigen Einspannung des Werkstücks eine gleichzeitige Bearbeitung
der oberen und unteren Passung mittels einer ersten und zweiten
Schleifeinheit gleichzeitig erfolgen.
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Bei
weiterer Ausgestaltung der Werkstückspindeleinheit als
Mittenaggregat kann dem oberen und/oder unteren Ende (dem ersten
und/oder zweiten freien Ende) des Werkstücks eine Pinole,
eine weitere Spanneinrichtung oder eine Synchronantriebsspindel
zugestellt werden, so dass bei besonders schweren oder langen Werkstücken
eine Zweipunkt- bzw. Dreipunkt-Lagerung des rotierenden Werkstücks
gegeben ist, was eine besonders präzise Bearbeitung zulässt.
Besonders vorteilhaft ist die eine (und die zweite) Pinole, weitere
Spanneinrichtung oder Synchronantriebsspindel nicht nur an deren
Führung am Maschinengestell gelagert, sondern an einem
weiteren Punkt des Reitstocks bzw. der Konsole der Pinole, der weiteren
Spanneinrichtung oder der Synchronantriebsspindel, wobei der Lagerpunkt
beabstandet von der Hauptführung(en) des Reitstocks bzw.
der Konsole liegt. Durch die Mehrpunkt-Lagerung wird ein Kippen
der Pinole, der zweiten Spanneinrichtung oder der Synchronantriebsspindel
vermieden, was die Bearbeitungspräzision weiter erhöht.
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Bei
weiterer Ausgestaltung kann die Schleifmaschine zumindest eine einem
in der Werkstückspindeleinheit eingespannten Werkstück
zustellbare Werkzeugeinheit aufweisen, mit der ein weiterer oder zusätzlicher
Bearbeitungsvorgang am eingespannten Werkstück vorgenommen
werden kann. Wie oben erwähnt, kann diese Werkzeugeinheit
eine Abrichteinheit zum Abrichten der Schleifscheiben von einer
oder mehreren Schleifeinheiten aufweisen. Bei einer vorteilhaften
Anordnung der Einheiten an der Schleifmaschine sind eine oder zwei
Schleifeinheiten hängend angeordnet (siehe oben) während
eine oder zwei Werkzeugeinheiten stehend angeordnet sind oder es
sind zwei Schleifeinheiten hängend angeordnet, eine dritte
Schleifeinheit stehend angeordnet und eine Werkzeugeinheit ebenfalls
stehend angeordnet.
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Vorteilhaft
ist die eine oder die mehreren Werkzeugeinheiten jeweils auf einem
Kreuzschlitten angeordnet. In weiterer Ausgestaltung kann zumindest
eine der Werkzeugeinheiten in eine dritte Richtung (y-Richtung)
mit einer dritten Führungseinheit versehen sein. Auch die
Werkzeugeinheit kann mit einer Handhabungseinrichtung zum Halten
eines Werkstücks versehen sein, so dass auch komplexe Werkstücküberführungswege
ermöglicht werden.
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Vorteilhaft
weist zumindest eine der an der Schleifeinheit und/oder Werkzeugeinheit
angeordneten Handhabungseinrichtungen eine Drehachse auf, so dass
das mit der Handhabungseinrichtung gegriffene Werkstück
senkrecht zu seiner Längsachse gedreht werden kann.
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Anhand
von Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert. Es zeigen:
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1A eine
Vorderansicht einer Vertikalschleifmaschine, bei der mittels einer
an der rechten Schleifspindel angeordneten Messeinrichtung eine Durchmessermessung
durchgeführt wird,
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1B eine
Seitenansicht der Vertikalschleifmaschine von 1A,
wobei zu sehen ist, dass eine an einer linken Schleifspindel angeordnete Handhabungseinrichtung
in Y-Richtung hervorsteht,
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1C die
Draufsicht auf die Vertikalschleifmaschine der 1A,
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1D eine
perspektivische Ansicht der in 1A dargestellten
Schleifmaschine, wobei das Richtungsdreibein mit eingezeichnet ist,
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1E ein
Detailausschnitt des Bereiches X aus der 1D, wobei
in vereinfachter Darstellung die Positionierung der Messeinrichtung
am Werkstück zum Durchführen der Durchmessermessung dargestellt
ist,
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2A die
Vertikalschleifmaschine von 1A, wobei
das Werkstück bearbeitet wurde und die an der rechten Schleifspindel
angeordnete Handhabungseinrichtung zum Greifen des eingespannten Werkstücks
positioniert ist,
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2B die
vergrößerte Detaildarstellung des Bereichs X aus
der 2A, wobei in vereinfachter Darstellung die Positionierung
des Greifers der Handhabungseinrichtung in der Nähe des
Werkstücks zu erkennen ist,
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2C In
weiterer schematischer Darstellung die Freigabe des Werkstücks
durch das Hochfahren einer Pinole unmittelbar vor dem Greifen des Werkstücks
durch den Greifer,
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3A eine
Draufsicht der Vertikalschleifmaschine von 1B beim
Abtransport des bearbeiteten Werkstücks und Abgabe des
Werkstücks an eine rechts von der Maschine aufgestellte
Fördereinrichtung, und
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3B eine
perspektivische Ansicht der in 3A während
des Werkstücktransports dargestellten Schleifmaschine.
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In 1A ist
eine Vertikalschleifmaschine 2 in Vorderansicht dargestellt.
Die folgenden Darstellungen zeigen jeweils die gleiche Vertikalschleifmaschine 2,
wobei diese entweder in anderer Ansicht oder während eines
anderen Bearbeitungsvorgangs dargestellt ist. In der vorliegenden
Beschreibung wird die Vertikalausdehnung auch als Z-Richtung bezeichnet
und die parallel zur Maschinenvorderseite verlaufende Horizontalrichtung
als X-Richtung. Die senkrecht zum Maschinengestell stehende Richtung (also
die zur Zeichenebene der 1A senkrechte Richtung)
wird als Y-Richtung bezeichnet (vgl. das Richtungsdreibein in 1D).
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Die
Vertikalschleifmaschine 2 hat einen sich vertikal nach
oben erstreckenden Maschinenständer bzw. ein Maschinengestell 4.
An der Vorderseite des Maschinengestells 4 ist im unteren
Bereich eine stehende Werkstückspindel 6 angeordnet,
d. h. ein Spannkopf 8 der Werkstückspindel 6 weist
vom Spindelgehäuse her gesehen noch oben. Der Spannkopf 8 ist
ein Spannkopf, mit dem ein Werkstück 9 hier am unteren
Ende eingespannt wird, um dies dann bei der Bearbeitung drehend
anzutreiben. Der Vorteil der stehenden Anordnung der Werkstückspindel 6 ergibt sich
aus der nachfolgenden Beschreibung. Es ist jedoch auch möglich,
die Werkstückspindel 6 oben anzuordnen, wobei
der Spannkopf in diesem Fall hängend angeordnet ist, also
nach unten vom Spindelgehäuse her absteht. Als weitere
Alternative kann anstelle einer einseitig spannenden Spindel ein
Mittenantriebsaggregat eingesetzt werden, mit dem es dann möglich
ist, ein Werkstück am mittleren Bereich einzuspannen, so
dass sowohl das obere als auch das untere Ende aus dem Mittenspannkopf
heraussteht und somit eine gleichzeitige Bearbeitung der oberen
und unteren Enden ermöglicht wird.
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Unterhalb
der Werkstückspindel 6 ist eine Wanne 10 angeordnet,
mittels der während der drehenden Bearbeitung (nicht dargestellt)
Späne oder während der schleifenden Bearbeitung
Schleifrückstände und Schleifflüssigkeit
aufgefangen werden. Spiegelsymmetrisch zur Drehachse sind links
und rechts zur Drehachse eine erste und eine zweite Schleifspindel 12, 14 angeordnet.
In den folgenden Darstellungen sind die Schleifspindeln 12, 14 bis
auf die spiegelsymmetrische Umkehrung identisch aufgebaut. Es ist
jedoch selbstverständlich, dass die Schleifspindeln verschieden
bestückt sein können, beispielsweise bzgl. der
verwendeten Schleifscheibe und des Einsatzes einer Handhabungseinrichtung und/oder
einer Messeinrichtung (s. u.).
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Unterhalb
der Gehäuse der Schleifspindeln 12, 14 ist
jeweils eine Schleifscheibe 16 angeordnet, also in hängender
Anordnung. In 1A und 1C ist
genaugenommen der Schleifscheibenkasten anstelle der Schleifscheibe 16 dargestellt,
wie dies aus der 1E zu erkennen ist. 1E zeigt
die tatsächlich innerhalb des Schleifscheibenkastens angeordnete
Schleifscheibe, die auf der dem eingespannten Werkstück 9 zugewandten
Seite eine Ausnehmung aufweist, damit die Schleifscheibe dem Werkstück 9 zur
Bearbeitung zugestellt werden kann. Es wird jedoch in den folgenden
Darstellungen der Einfachheit halber auch der Schleifscheibenkasten
mit dem Bezugszeichen 16 versehen.
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Im
Folgenden wird der Aufbau für die erste Schleifspindel 12 beschrieben,
wie erläutert gilt jedoch der Aufbau in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel bzgl. der ersten Schleifspindel 12 spiegelsymmetrisch
auch für die zweite Schleifspindel 14. Daher sind
die im Zusammenhang mit der ersten Schleifspindel 12 stehenden
Elemente auch mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wir die Elemente für
die zweite Schleifspindel 14.
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Die
erste Schleifspindel 12 ist in X-Richtung verfahrbar auf
einer Horizontalführung 18 gelagert. Damit kann
die Schleifscheibe 16 in X-Richtung dem Werkstück 9 zugestellt
oder von diesem wieder zurückgezogen werden. Der X-Verfahrweg
der Horizontalführung 18 ist größer
als dies normalerweise für das Verfahren von Schleifspindeln
notwendig wäre. Wie später beschrieben, liegt
das daran, dass der X-Verfahrweg der Schleifspindeln 12, 14 auch
zur Werkstücksüberführung mit eingebunden
ist.
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Auf
der Horizontalführung 18 ist ein Spindelschlitten 20 verfahrbar,
auf dem die Schleifspindel 12 befestigt ist. Wie aus 1D ersichtlich,
ist die Horizontalführung 18 wiederum auf einem
Vertikalschlitten 23 angeordnet, der mittels einer Vertikalführung 22 in
Z-Richtung verfahrbar ist. Der Horizontalschlittenantrieb 19 ist
auf der Horizontalführung 18 angeordnet und treibt
den Spindelschlitten 20 an. Der Vertikalschlittenantrieb 24 ist
an der Oberseite des Maschinengestells 4 angeordnet und
treibt den Vertikalschlitten 23 an. Wie in 1A oder
in 1D nur für den unteren Bereich der Vertikalführung 22 dargestellt,
ist die Vertikalführung 22 mit einer Führungsabdeckung 25 versehen,
die die Vertikalführung gegen Verunreinigungen aus dem
Bearbeitungsbereich der Vertikalschleifmaschine 2 abschirmt.
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Wie
aus der perspektivischen Ansicht der 1D ersichtlich,
ist am Gehäuse der ersten Schleifspindel 12 eine
Handhabungseinrichtung 26 gelagert, die der Werkstückzufuhr
und der Werkstückentnahme von und zu dem Spannkopf 8 dient.
Die Handhabungseinrichtung 26 wird durch einen Greiferantrieb 29 angetrieben,
der an der Rückseite des Spindelkastens angeordnet ist,
d. h. hier in diesem Fall dem Bearbeitungsbereich des Werkstücks (Werkstückspindeldrehachse)
gegenüber liegt. Durch den Greiferantrieb 29 wird
ein Greifarm 28 geschwenkt, der in der Draufsicht der 1C bzw.
in der perspektivischen Ansicht der 1D vom
Maschinengestell 4 weg zeigt, d. h. in Y-Richtung ausgerichtet
ist. In dieser Stellung ist der Greifarm 28 bzw. ein am
vorderen Ende des Greifarms angeordneter Greifer 30 aus
dem Bearbeitungsbereich bzw. aus dem Messbereich herausgeschwenkt,
so dass ein in den Spannkopf 8 eingespanntes Werkstück 9 ohne Behinderung
durch den Greifer 30 bearbeitet bzw. ausgemessen werden
kann.
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Neben
der Handhabungseinrichtung 26 ist am Gehäuse der
Schleifspindel 12 (entsprechend 14) eine Messeinrichtung 32 gelagert,
die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vermessung des
Durchmessers des in den Spannkopf 8 eingespannten Werkstücks 9 dient.
Die Vermessung des Durchmessers kann vor, während (Bearbeitungspause)
und/oder nach dem Bearbeiten des Werkstücks erfolgen. Die
Messeinrichtung hat einen Messarm 34, der zum Messen herausgeschwenkt
werden kann. Am vorderen Ende des Messarms 34 ist ein Messkopf 36 mit
Messelementen 38 angeordnet. Der Messarm 34 ist
am hinteren Ende schwenkbar an einer Strebe 62 gelagert,
die wiederum schräg am Gehäuse der Schleifspindel 12 angeordnet
ist. Wesentlich ist hier, dass durch die schräge Anordnung
der Strebe 62 das Schwenklager 60 zum Schwenken
des Messarms 34 schräg steht, also einen Winkel
zur Vertikalen bzw. Z-Richtung einnimmt. Ähnlich wie beim
Greifarm 28 ist der Messarm 34 bei Nichtverwendung
in seine zurückgezogene Position (Ruheposition) eingeklappt,
während der Messarm 34 zur Durchführung
der Durchmessermessung nach vorne in Richtung Bearbeitungsbereich
ausgeklappt ist. Die zurückgezogene Stellung bzw. Ruhestellung
des Messarms ist in den 1A bis 1D für
die an der ersten Schleifspindel 12 angeordnete Messeinrichtung 32 dargestellt.
Dagegen zeigen die 1A bis 1E die
ausgeklappte Stellung bzw. aktive oder Messposition des Messarms 34 für
die an der zweiten Schleifspindel 14 angeordnete Messeinrichtung 32.
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1E zeigt
einen Detailausschnitt des in 1D mit
X bezeichneten Ausschnitts. Zur besseren Erkennbarkeit sind in der 1E die
Spannbacken des Spannkopfes 8 in zurückgezogener
Position dargestellt (vergleiche auch 2B und 3C). Die Messelemente 38 liegen
in Vorderansicht gesehen (1A) links
und rechts der durch die in 1E dargestellte
Schleifscheibe 16 bearbeiteten Passung des Werkstücks 9.
Wie aus der Vorderansicht der 1A bzw.
der perspektivischen Ansicht in 1D zu
entnehmen ist, bewirkt das schräge Ausschwenken des Messarms 34,
dass einerseits der Messarm 34 in der zurückgezogenen
Position vollständig aus dem Bearbeitungsbereich der Schleifscheibe 16 entfernt
ist, während der Messarm mit dem Messkopf 36 in
der ausgefahrenen Position (Messstellung) in der gleichen horizontalen
Ebene zu liegen kommt wie die Schleifscheibe 16. Damit
wird es ermöglicht, dass exakt derjenige Bereich, der durch
die Schleifscheibe 16 bearbeitet wurde, durch einfaches
Zurückfahren des Spindelschlittens 20 in X-Richtung
und Ausklappen des Messarms 34 von der Ruhestellung bzw.
zurückgezogenen Position in die ausgefahrene Stellung bzw.
aktive Position die Messung an der relevanten Vertikalposition am
Werkstück 9 ausführbar ist. Ein Verfahren
der Schleifspindel 14 in Z-Richtung ist nicht notwendig,
um mit dem Messkopf 36 reproduzierbar in der durch die
Schleifscheibe 16 bearbeiteten X-/Y-Ebene zu messen. Das
Ausfahren bzw. Einfahren des Messarms 34 erfolgt mittels
eines Antriebsbogens 64, der mit einem nicht weiter dargestellten
Antrieb der Messeinrichtung 32 betätigt wird.
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Wie
zum Beispiel aus der 1A ersichtlich ist gegenüberliegend
zur Werkstückspindel 6 eine in Z-Richtung verfahrbare
Pinole 40 angeordnet, die dem im Spannkopf 8 eingespannten
Werkstück 9 entlang der Werkstückspindelachse
zustellbar ist, so dass zur Erhöhung der mechanischen Stabilität
das freie, oben liegende Ende des Werkstücks durch die Pinolenspitze
abgestützt wird. Die Pinole 40 ist auf einem Pinolenschlitten 42 bzw.
einer Konsole angeordnet. Der Pinolenschlitten 42 ist auf
der einen Seite am Maschinengestell 4 in einer Y-Führung
gelagert und durch eine Schlittenführung 46 geführt,
die wiederum durch den Schlittenantrieb 44 angetrieben ist.
Bei der Schlittenführung 46 kommt eine Kugelumlaufspindel zum
Einsatz, die an der Konsole 42 gegenüber liegend
zur Y-Führung am äußersten Punkt der
Konsole angreift. Damit ist der Pinolenschlitten 42 an
drei Punkten gelagert, nämlich seitens des Maschinengestells 4 an
den zwei Führungsschienen der Y-Führung und abgewandt
vom Maschinengestell an der Schlittenführung 46.
Damit wird die Werkstücklagerung stabilisiert und die Werkstückbearbeitungspräzision
erhöht sich weiter.
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Im
oberen Bereich des Maschinengestells 4 ist weiterhin ein
Lünettenantrieb 48 angeordnet, mit dem eine nicht
dargestellte Lünette auf einem nicht dargestellten Schlitten
in Z-Richtung verfahrbar ist. Besonders bei langen Werkstücken
kann so zur zusätzlichen radialen Abstützung dem
Werkstück eine Lünette zugestellt werden.
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Wie
aus der perspektivischen Darstellung in 1D ersichtlich,
sind seitlich am Gehäuse der Werkstückspindel 6 links
und rechts jeweils eine Abrichteinheit 52 mit einer oben
angeordneten Abrichtscheibe 54 befestigt. In Intervallen
von vorgegebenen Schleifbearbeitungen und/oder bei Feststellung von
definierten Abweichungen bei der Durchmessermessung wird die Schleifscheibe 16 der
ersten Schleifspindel 12 der links angeordneten Abrichteinheit 52 (Vorderansicht
der 1A) zugestellt, um die Schleifscheibe 16 plan
zu drehen. Entsprechend wird die Schleifscheibe 16 der
zweiten Schleifspindel 14 der rechts angeordneten Abrichteinheit 52 zum
Planschleifen durch die Abrichtscheibe 54 zugestellt.
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Wie
aus der Vorderansicht der 1A gut ersichtlich,
wurde bei dem Ausführungsbeispiel die Anordnung der Einheiten
derart gewählt, dass die im Vergleich zur Pinole 40 breit
bauende Werkstückspindel 6 unten stehend angeordnet
ist. Mittels beispielsweise Labyrinthdichtungen lässt sich
die Wellenlagerung der Werkstückspindel 6 gut
gegen Schleifflüssigkeit abdichten. Dagegen sind die Schleifspindeln 12, 14 hängend
angeordnet, so dass die der Schleifscheibe 16 und der Schleifstelle
am Werkstück 9 zugeführte Schleifflüssigkeit
schwerkraftbedingt nach unten abfließt und damit nicht
entlang der Schleifspindelwelle in Richtung Motor der Schleifspindel 12, 14 fließt.
Besonders bei der hier verwendeten schwimmenden Lagerung (hydraulische
Lagerung) der Schleifscheibe und Schleifscheibenwelle ist somit
das Abdichtungsproblem für die Schleifspindeln 12, 14 erheblich
reduziert. Da die Pinole 40 im Vergleich zur Werkstückspindel 6 schmal baut,
können die Antriebseinheiten der Schleifspindeln 12, 14 ohne
Behinderung durch die Pinole 40 an dieser seitlich vorbei
geführt werden. Durch die hängende Anordnung der
Schleifscheibe 16 kann diese somit von oben sehr dicht
an den Spannkopf 8 herangefahren werden, um dort Passungen
in unmittelbarer Nähe des Spannkopfes zu schleifen. Andererseits kann
die Schleifscheibe durch Vorbeifahren des Schleifspindelantriebs
an der Pinole 40 auch sehr dicht an Passungen am direkten
Ansatzpunkt der Pinolenspitze herangefahren werden. Wie oben erwähnt,
kann jedoch nach Anpassung der entsprechenden Wellendichtungen auch
eine stehende Anordnung der ersten und/oder zweiten Schleifspindel 12, 14 oder
einer zusätzlichen dritten Schleifspindel vorgesehen werden.
Auch kann die Werkstückspindel 6 oben angeordnet
werden und die Pinole 40 entsprechend unten.
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Wie
aus der Draufsicht in 1C zu entnehmen, ist seitlich
der Horizontalführung 18 der zweiten Schleifspindel 14 ein
horizontaler Glasmaßstab 66 vorgesehen. Wie in
der Vorderansicht der 1A dargestellt, ist neben der
Vertikalführung 22 der ersten Schleifspindel 12 ein
vertikaler Glasmaßstab 68 vorgesehen. Beide Glasmaßstäbe 66, 68 dienen
dazu, den Fahrweg in horizontale Richtung (hier X-Richtung) bzw.
vertikale Richtung (Z-Richtung) exakt zu messen. Entsprechende Glasmaßstäbe
sind wiederum für die erste und zweite Schleifspindel 12, 14 vorgesehen.
Besonders der horizontale Glasmaßstab 66 dient
dazu, in Verbindung mit der Messeinrichtung 32 den X-Fahrweg
der Horizontalführung 18 bzw. des horizontal fahrenden
Spindelschlittens 20 exakt zu messen, so dass eine hoch
präzise Durchmesservermessung mittels der Messeinrichtung 32 ermöglicht
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 1E wird beispielhaft die Durchführung
einer Durchmessermessung am Werkstück 9 beschrieben: 1E zeigt
den Detailausschnitt X aus 1D, wobei
der Messkopf 36 durch Ausschwenken des Messarms 34 exakt
in Z-Höhe der Passung am Werkstück 9 (die
verdickt dargestellte mittlere Zone des Werkstücks 9)
positioniert wird, wo zuvor die Schleifscheibe 16 die Passung
bearbeitet hat. Hierzu wird nach Beendigung des Schleifvorgangs
(Schleifen des drehenden Werkstücks 9 mittels
der Schleifscheibe 16) die Schleifscheibe 16 durch
Verfahren des Horizontal-Spindelschlittens 20 in X-Richtung
vom Werkstück soweit entfernt, dass durch das Ausklappen
des Messarms 34 unter Verwendung des Antriebsbogens 64 die Schleifstelle
(Passung) des Werkstücks genau zwischen dem vorderen und
hinteren Messelement 38 zu liegen kommt. Während
der Messung dreht die Schleifscheibe 16 weiter, so dass
diese während der ganzen Mess- und Werkstücktransportvorgänge nicht
abgebremst und wieder beschleunigt werden muss. Dagegen wird während
des Messens und Werkstückwechsels die Werkstückspindel 6 angehalten.
Nach Positionierung des Messarms 34, so dass das Werkstück
zwischen den Messelementen 38 liegt, wird zunächst
die Schleifspindel (in 1E die zweite Schleifspindel 14)
soweit in X-Richtung verfahren, bis das erste Messelement 38 (links
in 1E) an der Außenseite des Werkstücks 9 zur
Anlage kommt, so dass aufgrund eines Stromflusses zwischen dem Messelement 38 und
dem Werkstück 9 die Anlage des Messelements 38 am
Werkstückaußenumfang erfasst wird. Durch Festhalten
dieser Position mittels der Referenzmessung am horizontalen Glasmaßstab 66 und/oder
der Stellung des Antriebs für den mittels in NC-Steuerung
angetriebenen Spindelschlitten 20 (mittels des Horizontalschlittenantriebs 19)
wird der erste Referenzmesswert festgehalten. Nach dem der erste
Referenzwert festgehalten ist, wird der Spindelschlitten 20 in
X-Richtung soweit nach links verfahren, bis das zweite Messelement 38 (in 1E rechts
dargestellt) an der Außenseite des Werkstücks 9 zur
Anlage kommt, was wiederum durch einen Stromfluss zwischen dem rechten Messelement 38 und
dem Werkstück 9 festgestellt wird. In dieser Schlittenposition
wird die zweite Referenzmessung durchgeführt, wobei wiederum
entweder die Stellung des in NC-gesteuerten Horizontalschlittenantriebs 19 und/oder
der Stellungsmesswert des horizontalen Glasmaßstabs 16 herangezogen wird.
Der Durchmesser der Passung am Werkstück 9 ergibt
sich nun aufgrund der Differenz der beiden Referenzmessungen.
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Eine
solche Referenzmessung zum Bestimmen des Durchmessers wird vorzugsweise
nach Beendigung des Schleifvorgangs durchgeführt. Liegt der
Messwert in einem ersten Toleranzbereich, so kann mit dieser Feststellung
festgelegt werden, dass sowohl die Passung im Toleranzbereich liegt,
als auch das für das Schleifen des nächsten Werkstücks an
der Grundeinstellung zum Ansteuern der Schleifspindeln (Schlittenpositionen)
keine Anpassung vorzunehmen ist. Wird festgestellt, dass der Durchmesserwert
in einem zweiten Toleranzbereich liegt, so kann entschieden werden,
dass die Toleranz der Passung, d. h. des geschliffenen Durchmessers, noch
im Normbereich liegt, jedoch zur Schleifbearbeitung des nächsten
Werkstücks eine Nachjustierung der Grundstellung der Schleifspindeln 12, 14 vorzunehmen
ist – d. h. der zum Schleifen angefahrenen Anfangs- und/oder
Endstellung der Schleifspindelschlitten (hier vor allem des Schlittens 20). Damit
wird bewirkt, dass beim Schleifen des nächsten Werkstücks
mit der Schleifspindel dichter an die Drehachse des Werkstücks
herangefahren wird, so dass nach dem Schleifen des nächsten
Werkstücks dessen Durchmesser wieder im ersten Toleranzbereich
liegen sollte. Wird dagegen festgestellt, dass auch der zweite Toleranzbereich überschritten
ist, so kann die soeben geschliffene Passung des Werkstücks
noch einmal mit neuen Grundeinstellungen für die Schleifspindel
nachgeschliffen werden, so dass nach dem Nachschleifen der Durchmesser
wieder im vorgegebenen Toleranzbereich liegen sollte. Vorzugsweise
wird dies durch erneute Nachmessung des nachgeschliffenen Bereichs
verifiziert. Ein solches Nachschleifen kann vor allem dann erforderlich sein,
wenn die Schleifscheibe 16 mittels der Abrichteinheit 52 plan
geschliffen wurde und nach dem Schleifen eines weiteren Werkstücks überprüft
werden muss, in wieweit das Plandrehen der Schleifscheibe 16 eine
Nachstellung der Grundeinstellungen für die Schleifspindel
erforderlich macht (z. B. Anfangs-/Endposition des Horizontalschlittens 20). Auch
falls mit den Durchmessermessungen ein Untermaß festgestellt
wurde, kann beispielsweise das Werkstück als außerhalb
des Toleranzbereichs liegend verworfen werden und gleichzeitig die
Grundeinstellungen der Schleifspindel derart korrigiert werden,
dass beim nächsten Schleifvorgang anstelle des Untermaßes
wieder eine Maßschleifung im ersten Toleranzbereich vorliegt.
-
Oben
wurde bereits erwähnt, dass von Zeit zu Zeit und in Abhängigkeit
des Schleifeinsatzes die Schleifscheibe 16 durch Zustellen
an die Abrichteinheit 52 plan geschliffen wird. Vorteilhaft
wird die Diamantscheibe 54 der Abrichteinheit 52 während
der Bearbeitung des Werkstücks 9 durch eine in
den Figuren nicht dargestellte Abdeckung gegen Schleifflüssigkeit,
Rückstände und andere Bearbeitungsverunreinigungen
abgedeckt. Vorteilhaft hat die Abdeckung einen Zapfen oder einen
anderen Griffabschnitt, bei dem die an der Schleifspindel 12 oder 14 angeordnete
Handhabungseinrichtung angreifen kann und die Abdeckung durch Anheben
der Schleifspindeln 12, 14 in Z-Richtung abheben
und durch seitliches Wegschwenken des Greifarms 28 von
der Abrichtscheibe 54 entfernt werden kann. Damit ist zum
Abrichten die Abrichtscheibe 54 frei gegeben, der Abrichtvorgang
kann ablaufen und danach wird der Greifarm wieder in die entsprechende
Position gefahren, in der die nach wie vor durch den Greifer 30 gehaltene
Abdeckung durch Nachuntenfahren in Z-Richtung auf der Abrichtscheibe 54 abgesetzt
wird. Danach gibt der Greifer 30 den Zapfen oder den Greifabschnitt
frei, der Greifarm wird durch Anheben der Spindel in Z-Richtung
vom Zapfen entfernt und wieder in die in 1D gezeigte,
in Y-Richtung weisende Stellung geschwenkt, in der der Greifer während
der Bearbeitungsphasen bzw. Messphasen ruht (Ruhestellung).
-
2A zeigt
die Vertikalschleifmaschine 2 mit einer rechts angeordneten
Fördereinrichtung 70. Die Fördereinrichtung
dient bei dem exemplarisch beschriebenen Ablauf dem Abtransport
bearbeiteter Werkstücke, wobei die bearbeiteten Werkstücke durch
die Handhabungseinrichtung 26 der zweiten Schleifspindel 14 auf
einen Förderschlitten 74 abgesetzt wird. Die Förderschlitten 74 der
Fördereinrichtung 70 sind durch ein Förderband 72 miteinander verbunden
und werden durch dieses angetrieben. Nach dem Absetzen des bearbeiteten
Werkstücks 9 auf einem Förderschlitten 74 wird
das Förderband 72 einen Takt weiterbewegt, so
dass zum Absetzen des nächsten bearbeiteten Werkstücks
wieder ein freier Förderschlitten 74 bereit steht.
In Ausgestaltung ist lediglich eine Fördereinrichtung 70 vorgesehen,
mit der unbearbeitete Werkstücke antransportiert und bearbeitete
Werkstücke abtransportiert werden. Hierzu reicht es aus,
dass beispielsweise nur an einer der Schleifspindeln 12, 14 eine
Handhabungseinrichtung 26 angeordnet ist, die sowohl vor
der Bearbeitung das unbearbeitete Werkstück dem Spannkopf 8 der Werkstückspindel 6 zuführt,
als auch nach der Bearbeitung das bearbeitete Werkstück 9 aus
dem Spannkopf 8 entnimmt und der Fördereinrichtung 70 zuführt.
-
Die
Fördereinrichtung 70 kann jede Art von Fördereinrichtung
sein. Im dargestellten Beispiel würde das unbearbeitete
Werkstück von einem Förderschlitten 74 entnommen
und nach der Bearbeitung dort wieder abgesetzt werden. Bei weiterer
Ausgestaltung sind der Vertikalschleifmaschine 2 zwei Fördereinrichtungen
zugeordnet, wobei die erste Fördereinrichtung unbearbeitete
Werkstücke anliefert und die zweite Fördereinrichtung
bearbeitete Werkstücke abtransportiert. In weiterer Ausgestaltung
kann anstelle von einem oder von zwei Fördereinrichtungen
links und/oder rechts der Vertikalschleifmaschine 2 eine
weitere Bearbeitungsmaschine vor- und/oder nachgeschaltet sein,
so dass die Handhabungseinrichtung 26 das unbearbeitete Werkstück
(in Bezug auf die Schleifmaschine) aus einer vorgeschalteten Bearbeitungsmaschine
entnimmt und/oder das bearbeitete Werkstück an eine nachgeschaltete
Bearbeitungsmaschine übergibt.
-
Wie
in den 2A bis 2C dargestellt, wird
hier ein bearbeitetes Werkstück 9 von der Handhabungseinrichtung 26 der
zweiten Schleifspindel 14 ergriffen, und dann wie in 3A und 3B dargestellt,
durch Schwenken des Greifarms 28 und X-Verfahren des Spindelschlittens 20 entlang
der Horizontalführung 18 von der Drehspindelachse
in Richtung Förderschlitten 74 der Fördereinrichtung 70 überführt. 2B zeigt
den Detailausschnitt der 2A, bei
dem das Werkstück 9 noch zwischen dem Spannkopf 8 und
der Pinolenspitze eingespannt ist (wie oben erwähnt, sind
zur Veranschaulichung die Spannbacken des Spannkopfes 8 in
zurückgezogener Stellung dargestellt). In 2C ist
die Pinole 40 nach oben zurückgefahren, so dass
das obere Ende des Werkstücks 9 freigegeben ist.
Der Greifarm 28 ist aus seiner Ruhestellung (wie z. B.
in 1C dargestellt) in seine Arbeitsposition geschwenkt,
bei der die auseinander gefahrenen Zangen des Greifers 30 mittig
zur Drehspindelachse positioniert sind. Dann wird der Spindelschlitten 20 entlang
der Horizontalführung 18 in X-Richtung verfahren
(in der in 2B und 2C gezeigten
Darstellung wird der Spindelschlitten 20 nach links verfahren).
Sobald das Werkstück 9 zwischen den Greiferzangen
liegt, wird der Spindelschlitten 20 angehalten und die
Greiferzangen schließen sich. Danach öffnen sich
die Spannbacken des Spannkopfes 8 und das Werkstück 9 wird
nur noch durch den Greifer 30 gehalten. Der Greifer 30 wird angehoben,
in dem die Schleifspindel (hier 14) in Z-Richtung entlang
der Vertikalführung 22 angehoben wird. Damit sind
beide Enden des Werkstücks 9 frei und ein Abtransport
vom Drehachsenbereich erfolgt durch Schwenken des Greifarms 28 um
seinen Lagerpunkt am Greiferantrieb 29, während
gleichzeitig die zweite Schleifspindel 14 an ihrer Horizontalführung 18 nach
rechts in X-Richtung Richtung Fördereinrichtung 70 verfahren
wird. Das bearbeitete Werkstück 9 wird mittels
Greifarm 28 und X-Position des Spindelschlittens 20 genau über
einer Leeraufnahme eines Förderschlittens 74 positioniert,
die Schleifspindel 14 entlang der Vertikalführung 22 nach unten
verfahren, so dass das bearbeitete Werkstück 9 in
der Halterung des Förderschlittens 74 zu liegen kommt.
Dort werden die Zangen des Greifers 30 geöffnet
und der Greifer durch X-Verfahren der Schleifspindel 14 vom
bearbeiteten Werkstück zurückgezogen.
-
Das
Zuführen eines unbearbeiteten Werkstücks erfolgt
in umgekehrter Reihenfolge, wie erwähnt bei Verwendung
nur einer Fördereinrichtung ebenfalls mit der Handhabungseinrichtung 26 der zweiten
Schleifspindel 14 oder bei Verwendung von zwei Fördereinrichtungen
durch Verwendung der Handhabungseinrichtung 26 der ersten
Schleifspindel 12. Für die Übernahme
und Abgabe des unbearbeiteten bzw. bearbeiteten Werkstücks
von einer seitlich angeordneten, weiteren Bearbeitungsmaschine gilt
Entsprechendes für das Greifen des Werkstücks mittels
des Greifers 30.
-
- 2
- Vertikalschleifmaschine
- 4
- Maschinengestell
- 6
- Werkstückspindel
- 8
- Spannkopf
- 9
- Werkstück
- 10
- Wanne
- 12
- erste
Schleifspindel
- 14
- zweite
Schleifspindel
- 16
- Schleifscheibe
- 18
- Horizontalführung
- 19
- Horizontalschlittenantrieb
- 20
- Spindelschlitten
- 22
- Vertikalführung
- 23
- Vertikalschlitten
- 24
- Schlittenantrieb
- 25
- Führungsabdeckung
- 26
- Handhabungseinrichtung
- 29
- Greiferantrieb
- 28
- Greifarm
- 30
- Greifer
- 32
- Messeinrichtung
- 34
- Messarm
- 36
- Messkopf
- 38
- Messelement
- 40
- Pinole
- 42
- Pinolenschlitten
(Konsole)
- 44
- Schlittenantrieb
- 46
- Schlittenführung
(Kugelumlaufspindel)
- 48
- Lünettenantrieb
- 52
- Abrichteinheit
- 54
- Abrichtscheibe
- 60
- Schwenklager
- 62
- Strebe
- 64
- Antriebsbogen
- 66
- horizontaler
Glassmaßstab
- 68
- vertikaler
Glasmaßstab
- 70
- Fördereinrichtung
- 72
- Förderband
- 74
- Förderschlitten
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10246150
A1 [0002]
- - DE 102004052342 A1 [0003]