DE102009009222A1 - Method for external grinding of rod-shaped work-piece utilized as piezo-actuator, involves scanning point of longituitinal sides of work-piece, before grinding processing, and considering position of work-piece relative to machine-axis - Google Patents

Method for external grinding of rod-shaped work-piece utilized as piezo-actuator, involves scanning point of longituitinal sides of work-piece, before grinding processing, and considering position of work-piece relative to machine-axis Download PDF

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Abstract

The method involves fixing a work-piece (1) in clamping devices (2, 2') in a force-fit manner for processing longitudinal sides (6) of the work-piece. A measuring device scans a point of the longitutinal sides of the work-piece, before grinding processing. Position of the work-piece relative to a machine-axis (5) is considered, during feeding of a grinding disk (8) i.e. cubic boron nitride grinding disk. Distances of a work-piece center to the machine axis are determined. Distances are compensated via a machine control, during feeding of the grinding disk. An independent claim is also included for a grinding machine for implementing the method for external grinding of the work-piece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schleifmaschine zum Schleifen von stabförmigen Werkstücken mit parallelen Stirnseiten. Derartige Werkstücke werden häufig als mechanische Stellglieder wie z. B. Piezo Aktuatoren verwendet und in großen Stückzahlen hergestellt.The The invention relates to a method and a grinding machine for grinding of rod-shaped workpieces with parallel end faces. Such workpieces are often called mechanical Actuators such. B. piezo actuators used and in large Quantities produced.

Aus der DE 10 2006 007 055 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Komplettbearbeitung derartiger Werkstücke bekannt. Dabei werden zuerst die Stirnseiten der Werkstücke geschliffen und anschließend die Längsseiten, wobei das Werkstück zwischen zwei Spannbacken an seinen Stirnseiten eingespannt wird. Durch die kraftschlüssige Fixierung ist die Werkstücklage relativ zur C-Achse der Schleifmaschine mit Toleranzen behaftet. Deshalb muss ein minimales Schleifaufmaß vorhanden sein um diese Toleranzen zu kompensieren. Besonders bei hochwertigen Werkstoffen ist die Reduzierung der Schleifzugabe von Bedeutung, zumal dadurch auch die Bearbeitungszeit verkürzt wird.From the DE 10 2006 007 055 A1 For example, a method and an apparatus for a complete machining of such workpieces are known. In this case, first the faces of the workpieces are ground and then the longitudinal sides, wherein the workpiece is clamped between two clamping jaws at its end faces. Due to the non-positive fixing, the workpiece position is subject to tolerances relative to the C-axis of the grinding machine. Therefore, a minimum Schleifaufmaß must be present to compensate for these tolerances. Reduction of the grinding allowance is particularly important for high-quality materials, especially since this also shortens the processing time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein optimiertes Verfahren mit verkürzter Bearbeitungszeit zum Schleifen stabförmiger Werkstücke anzugeben. Es ist auch Aufgabe der Erfindung eine Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen.Of the Invention is the object of an optimized method with shortened processing time for grinding rod-shaped Specify workpieces. It is also an object of the invention to show a grinding machine for performing the method.

Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, nach dem Einspannen des Werkstücks an den Stirnseiten die Lage bezogen auf eine Achse der Schleifmaschine messtechnisch zu erfassen und Abweichungen von der zentrischen Lage bei der Zustellung der Schleifwerkzeugs zu berücksichtigen. Dieses Verfahren erlaubt extrem geringe Schleifaufmaße. Besonders geeignet sind Werkstücke mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt. Wie bei der DE 10 2006 007 055 A1 eignet sich das Verfahren jedoch auch für Werkstückquerschnitte mit Rundungen, Fasen oder balligen Konturen. Bei einer vorteilhaften Ausführung sind zwei spiegelbildlich angeordnete Schleifwerkzeuge vorgesehen, die gleichzeitig auf einander gegenüberliegende Werkstückflächen einwirken. Während ein Werkzeug eine Längsfläche bearbeitet, kann das gegenüberliegende Werkzeug z. B. die gegenüberliegende Längsfläche bearbeiten oder z. B. Werkstückkanten mit Rundungen oder Fasen versehen.An important aspect of the invention is to detect the position relative to an axis of the grinding machine after clamping the workpiece on the end faces by measurement and to take into account deviations from the central position in the delivery of the grinding tool. This method allows extremely low grinding allowances. Particularly suitable are workpieces with square or rectangular cross-section. As with the DE 10 2006 007 055 A1 However, the method is also suitable for workpiece cross-sections with curves, chamfers or convex contours. In an advantageous embodiment, two mirror-image arranged grinding tools are provided, which act simultaneously on opposing workpiece surfaces. While a tool works on a longitudinal surface, the opposite tool z. B. edit the opposite longitudinal surface or z. B. workpiece edges provided with curves or chamfers.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.in the The invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail.

1 zeigt ein Werkstück in der Spannvorrichtung 1 shows a workpiece in the clamping device

2 zeigt den Messvorgang 2 shows the measuring process

3 zeigt eine Ausführung mit zwei spiegelbildlich angeordneten Schleifwerkzeugen 3 shows an embodiment with two mirror-image grinding tools

In 1 wird das Werkstück 1 an seinen Stirnseiten in der Spannvorrichtung 2, 2' über die Spannbacken 3, 3' fixiert. Das superharte Schleifwerkzeug 8 ist als CBN Schleifscheibe ausgeführt und weist an der Umfangsfläche 10 und an der Stirnfläche 11 jeweils einen Schleifbelag auf. Zu Bearbeitung der Längsflächen 6 kann das Werkstück 1 in der Spannvorrichtung 2, 2' um die Maschinenachse 5 geschwenkt werden. 2 zeigt den Messvorgang an einem außermittig eingespannten Werkstück 1 mit quadratischem Querschnitt. Das Schleifaufmaß ist durch eine Schraffur gekennzeichnet. Die Werkstückmitte 7 ist in vertikaler Richtung um den Abstand A zur Maschinenachse 5 versetzt. Die Messeinrichtung 9 tastet mit den beiden Tastköpfen 4, 4' das Werkstück 1 an seinem ersten Längsseitenpaar 6, 6' ab und ermittelt dabei den Abstand A. Dann wird das Werkstück 1 mit der Spannvorrichtung 2, 2' um 90° verschwenkt. Bei einem zweiten Messvorgang wird das zweite Längsseitenpaar abgetastet und der Abstand B ermittelt. Da bei der Zustellung des Schleifwerkzeugs 8 der ermittelte Abstand berücksichtigt wird, kann mit extrem geringen Schleifzugaben gearbeitet werden und die Bearbeitungszeit wird deutlich verkürzt. In der Ausführung nach 3 sind zwei spiegelbildlich angeordnete Schleifwerkzeuge 8, 8' vorgesehen. Damit können einander gegenüberliegende Werkstückflächen sowohl an den Längsseiten als auch an den Stirnseiten gleichzeitig bearbeitet werden. Während das Werkstück 1 von der Längsspannvorrichtung 12 gehalten wird, sind die beiden Schleifwerkzeuge 8, 8' mit ihren Stirnflächen 11, 11' gleichzeitig in Eingriff.In 1 becomes the workpiece 1 at its front ends in the tensioning device 2 . 2 ' over the jaws 3 . 3 ' fixed. The superhard grinding tool 8th is designed as a CBN grinding wheel and points to the peripheral surface 10 and on the face 11 each an abrasive coating on. For processing the longitudinal surfaces 6 can the workpiece 1 in the tensioning device 2 . 2 ' around the machine axis 5 be panned. 2 shows the measuring process on an eccentrically clamped workpiece 1 with square cross section. The grinding allowance is indicated by hatching. The workpiece center 7 is in the vertical direction by the distance A to the machine axis 5 added. The measuring device 9 gropes with the two probes 4 . 4 ' the workpiece 1 at its first longitudinal side pair 6 . 6 ' and determines the distance A. Then the workpiece 1 with the clamping device 2 . 2 ' swiveled by 90 °. In a second measuring operation, the second longitudinal side pair is scanned and determines the distance B. As at the delivery of the grinding tool 8th The determined distance is taken into account, can be used with extremely low grinding allowances and the processing time is significantly reduced. In the execution after 3 are two mirror-image arranged grinding tools 8th . 8th' intended. This allows opposing workpiece surfaces to be processed simultaneously both on the longitudinal sides and on the end faces. While the workpiece 1 from the longitudinal tensioning device 12 held are the two grinding tools 8th . 8th' with their faces 11 . 11 ' simultaneously engaged.

11
Werkstückworkpiece
2, 2'2, 2 '
Spannvorrichtungjig
3, 3'3, 3 '
Spannbackenjaws
4, 4'4, 4 '
Tastkopfprobe
55
Maschinenachsemachine axis
6, 6'6 6 '
Längsseitenlong sides
77
WerkstückmitteWorkpiece center
8, 8'8th, 8th'
Schleifwerkzeuggrinding tool
99
Messeinrichtungmeasuring device
1010
Umfangsflächeperipheral surface
11, 11'11 11 '
Stirnflächeface
1212
LängsspannvorrichtungLongitudinal jig
A, BA, B
Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102006007055 A1 [0002, 0004] - DE 102006007055 A1 [0002, 0004]

Claims (7)

Verfahren zum Außenschleifen von Werkstücken (1) mit mindestens einem Schleifwerkzeug (8) einer Messeinrichtung (9) und einer Spannvorrichtung (2, 2'), wobei das Werkstück (1) zur Bearbeitung der Längsseiten (6, 6') an seinen Stirnseiten kraftschlüssig in der Spannvorrichtung (2, 2') fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Schleifbearbeitung die Messeinrichtung (9) zumindest einen Punkt der Längsseite (6, 6') des Werkstücks (1) abtastet und dass beim Zustellen der Schleifscheibe (8) die Lage des Werkstücks (1) relativ zur Maschinenachse (5) berücksichtigt wird.Method for external grinding of workpieces ( 1 ) with at least one grinding tool ( 8th ) of a measuring device ( 9 ) and a tensioning device ( 2 . 2 ' ), whereby the workpiece ( 1 ) for processing the long sides ( 6 . 6 ' ) at its end faces frictionally in the clamping device ( 2 . 2 ' ) is fixed, characterized in that prior to grinding, the measuring device ( 9 ) at least one point of the long side ( 6 . 6 ' ) of the workpiece ( 1 ) and that when the grinding wheel ( 8th ) the position of the workpiece ( 1 ) relative to the machine axis ( 5 ) is taken into account. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bearbeitung von Werkstücken (1) mit mindestens zwei einander gegenüberliegenden zu bearbeitenden Längsseiten (6, 6') dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder der beiden Längsseiten (6, 6') zumindest ein Punkt mit der Messeinrichtung (9) abgetastet wird.Method according to Claim 1 for machining workpieces ( 1 ) with at least two opposite longitudinal sides to be machined ( 6 . 6 ' ) characterized in that on each of the two longitudinal sides ( 6 . 6 ' ) at least one point with the measuring device ( 9 ) is scanned. Verfahren nach Anspruch 2 mit mindestens vier einander paarweise gegenüberliegenden zu bearbeitenden Längsseiten (6, 6'), dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Messung der Abstand (A) der Werkstückmitte (7) zur Maschinenachse (5) ermittelt wird und dass in einer zweiten Messung der Abstand (B) der Werkstückmitte (7) zur Maschinenachse (5) ermittelt wird.Method according to Claim 2, with at least four longitudinal sides facing one another in pairs ( 6 . 6 ' ), characterized in that in a first measurement the distance (A) of the workpiece center ( 7 ) to the machine axis ( 5 ) is determined and that in a second measurement, the distance (B) of the workpiece center ( 7 ) to the machine axis ( 5 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur allseitigen Bearbeitung eines Werkstücks (1), wobei das mindestens eine Schleifwerkzeug (8) sowohl an der Umfangsfläche (10) als auch an der Stirnfläche (11) mit Schleifbelag versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Längsseiten (6, 6') des Werkstücks (1) mit der Umfangsfläche (10) des Schleifwerkzeugs (8) erfolgt und dass das Werkstück (1) zur Bearbeitung der Stirnflächen mit der Längsspannvorrichtung (12) an seinen Längsseiten (6, 6') eingespannt wird und das Schleifwerkzeug (8) mit der Stirnfläche (11) auf das Werkstück (1) einwirkt.Method according to one of claims 1 to 3 for all-round machining of a workpiece ( 1 ), wherein the at least one grinding tool ( 8th ) both on the peripheral surface ( 10 ) as well as on the front surface ( 11 ) is provided with abrasive coating, characterized in that the processing of the longitudinal sides ( 6 . 6 ' ) of the workpiece ( 1 ) with the peripheral surface ( 10 ) of the grinding tool ( 8th ) and that the workpiece ( 1 ) for machining the end faces with the longitudinal tensioning device ( 12 ) on its longitudinal sides ( 6 . 6 ' ) and the grinding tool ( 8th ) with the end face ( 11 ) on the workpiece ( 1 ) acts. Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Maschinensteuerung, mit mindestens einem Schleifwerkzeug (8), mit einer Spannvorrichtung (2, 2') zum kraftschlüssigen Einspannen von stabförmigen Werkstücken (1) an deren Stirnseiten und mit einer Messeinrichtung (9), wobei die Lage der Werkstücke (1) relativ zu einer Maschinenachse (5) von der Messeinrichtung (9) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (A, B) der Werkstückmitte (7) zur Maschinenachse (5) bei der Zustellung des Schleifwerkzeugs (8) über die Maschinensteuerung kompensierbar sind.Grinding machine for carrying out the method according to one of claims 1 to 4 with a machine control, with at least one grinding tool ( 8th ), with a tensioning device ( 2 . 2 ' ) for non-positive clamping of rod-shaped workpieces ( 1 ) at their end faces and with a measuring device ( 9 ), whereby the position of the workpieces ( 1 ) relative to a machine axis ( 5 ) of the measuring device ( 9 ) is detectable, characterized in that the distances (A, B) of the workpiece center ( 7 ) to the machine axis ( 5 ) during the delivery of the grinding tool ( 8th ) can be compensated via the machine control. Schleifmaschine nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine Schleifwerkzeug (8) als CBN-Schleifscheibe ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifwerkzeug (8) an der Umfangsfläche (10) und an der Stirnfläche (11) mit Schleifbelag versehen ist.Grinding machine according to claim 5, wherein the at least one grinding tool ( 8th ) is designed as a CBN grinding wheel, characterized in that the grinding tool ( 8th ) on the peripheral surface ( 10 ) and on the front surface ( 11 ) is provided with abrasive coating. Schleifmaschine nach Anspruch 5 oder 6 mit zwei spiegelbildlich angeordneten Schleifwerkzeugen (8, 8'), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) von den beiden Stirnflächen (11, 11') gleichzeitig beaufschlagbar ist.Grinding machine according to claim 5 or 6 with two mirror-image grinding tools ( 8th . 8th' ), characterized in that the workpiece ( 1 ) from the two end faces ( 11 . 11 ' ) can be acted upon simultaneously.
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