DE112017006773B4 - Schleifvorrichtung und schleifverfahren - Google Patents

Abstract

Spitzenlose Schleifvorrichtung, umfassend: eine Schleifscheibe (202); eine Regelscheibe (201); eine Klinge (204), die zwischen der Schleifscheibe (202) und der Regelscheibe (201) angeordnet ist; eine Arbeitsauflage (206), welche die Klinge (204) trägt; einen Belastungssensor, der auf der Arbeitsauflage (206) angeordnet ist; mindestens einen von einem ersten Antriebsmechanismus(2411), der die Regelscheibe (201) antreibt, und einem zweiten Antriebsmechanismus (2421), der die Schleifscheibe (201) antreibt; und eine Steuervorrichtung (220), welche die Bewegung des mindestens einen der Antriebsmechanismen (2411, 2421) steuert,wobei jeder eines Paars von Belastungssensoren (S1, S2), die als der Belastungssensor dienen, an einem unterschiedlichen Ort in der Klinge oder der Arbeitsauflage (206) in einer longitudinalen Richtung der Klinge (204) angeordnet ist,die Steuervorrichtung (220) einen Speicher umfasst, der als die Korrelationsinformation Information speichert, die eine Korrelation zwischen einer Last, die auf die Klinge (204) wirkt, einer Last, die auf die Position in der Klinge (204) wirkt, und einer Ausgabe von jedem des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) angibt, unddie Steuervorrichtung (220) eine Last, die auf die Klinge (204) wirkt, und eine Last, die auf die Position in der Klinge (204) wirkt, basierend auf einer Ausgabe von jedem des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) gemäß der im Speicher gespeicherten Korrelationsinformation misst, dadurch gekennzeichnet, dassder Speicher gemäß der Korrelationsinformation Ausdrücke s = g1(f, y) und s = g2(f, y) speichert, die eine gekrümmte Oberfläche in einem dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem angeben, das eine auf die Klinge (204) wirkende Last f, eine Lastwirkposition y in der Klinge (204) und eine Ausgabe s von jedem des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) als die Koordinatenachsen davon aufweist, unddie Steuervorrichtung (220) die auf die Klinge (204) wirkende Last f und die Lastwirkposition y in der Klinge (204) als die Koordinatenwerte von Schnittpunkten von Kurven S1= g1(f, y) und s2= g2(f, y) in einer f - y Ebene basierend auf den Ausgaben s1 und s2 des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) gemäß der Korrelationsinformation misst.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schleifen von Werkstücken.
• Stand der Technik
• Es wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine im Wesentlichen säulenförmige Schleifscheibe mit der inneren Oberfläche eines im Wesentlichen zylindrischen Werkstücks in Kontakt gebracht und um die Achse davon gedreht und in der Richtung senkrecht zu der Achse translatiert wird, um dadurch das Werkstück von der inneren Oberfläche davon zu schleifen (siehe japanische offengelegte Patentanmeldung JP 2015 - 58 481 A ).
• Eine spitzenlose Durchlaufschleifvorrichtung wurde vorgeschlagen (siehe japanische offengelegte Patentanmeldung JP 2008 - 149 387 A . Gemäß dieser spitzenlosen Schleifvorrichtung sind eine Schleifscheibe und eine Regelscheibe einander gegenüberliegend so angeordnet, dass die Drehachsen davon nicht parallel sind. Wenn ein Werkstück zwischen der Schleifscheibe und der Regelscheibe, die sich drehen, zugeführt wird, wird das Werkstück vorwärts in der axialen Richtung der Schleifscheibe bewegt, während es durch die Regelscheibe und eine Klinge getragen wird. Somit wird die äußere Oberfläche des Werkstücks geschliffen. Wenn der Schleifprozess durchgeführt wird, ist es wichtig, die an das Werkstück von der Schleifscheibe und der Regelscheibe angelegte Last mit dem primären Zweck des Verbesserns der Bearbeitungsgenauigkeit zu erfassen. Die US 5 643 051 A offenbart ein Verfahren zum Minimieren des Rundheitsfehlers in einem Werkstück mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Umfang während eines spitzenlosen Schleifens des Werkstücks, wobei das Werkstück drehbar auf einer oberen Oberfläche einer ersten Werkstückhalterung zwischen einer Schleifscheibe und einer zweiten Werkstückhalterung mit der ersten gehalten Stütze gelagert ist, die das Werkstück in Kontakt mit der Schleifscheibe und der zweiten Stütze drehbar hält, wobei das Werkstück gegen die rotierende Schleiffläche der Schleifscheibe gedreht wird, und die Größe und Häufigkeit von Schleifstörungen, die den Rundheitsfehler im Werkstück verursachen, erfasst werden, und wobei ein Winkel modifiziert wird, um den Rundheitsfehler des Werkstücks zu minimieren, indem das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe zur Drehgeschwindigkeit des Werkstücks angepasst wird.
• Die JP H09-323 244 A offenbart ein Verfahren zur Bestimmung von Schleifwiderstandsberechnungsdaten beim spitzenlosen Schleifen und einen Detektor dazu, wobei ein unterer Teil einer Klinge an einer Schwimmerbasis befestigt ist, und diese Schwimmerbasis auf einem Außenrahmen mit insgesamt acht vertikalen blattfederähnlichen Elementen getragen wird, wobei ein Y-axial-Dehnungsmesser, ein Z-axial-Dehnungsmesser und ein axialer Kreuz-Dehnungsmesser an jedem dieser blattfederähnlichen Elemente befestigt sind, die elastische Verformung und Verschiebung der Schwimmerbasis erfassen und die dreidimensionalen Schleifwiderstandsberechnungsdaten berechnen.
• Die JP 2006-281 402 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beurteilen von Zuständen eines Schleifvorgangs, wobei ein Schleifgeräusch mittels eines Schallemissionssensors erfasst wird, der an einem stationären Element angeordnet ist, das ein zylindrisches Werkstück trägt, und der Verschleißzustand einer Schleifscheibe beurteilt wird, indem die erfassten elektrischen Signale über eine Wellenhöhenanalyseschaltung und/oder eine Frequenzanalyseschaltung an eine Schleifscheibenverschleiß-Beurteilungsschaltung übertragen werden, die beurteilten Ergebnisse auf einem Display angezeigt werden, und, wenn Probleme aufgetreten sind und die Abnutzung der Schleifscheibe ein bestimmtes Niveau erreicht hat, eine Alarmlampe zum Leuchten gebracht wird.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Wenn der Druck (Schleifdruck), mit dem die Schleifscheibe gegen ein Werkstück gedrückt wird, ungeeignet ist, dann ist es jedoch schwierig, das Werkstück in einem gewünschten Zustand zu bearbeiten. Ferner zeigt die Schärfe einer Schleifscheibe den intrinsischen individuellen Unterschied und ebenfalls einen erfassten individuellen Unterschied auf, der hauptsächlich den Nutzungsbedingungen zuzuschreiben ist. Ferner ändert sich die Schärfe fortwährend durch wiederholtes Schleifen und die Änderungsrate nimmt zu, wenn der Schleifscheibendurchmesser abnimmt. Sogar wenn der Schleifdruck unverändert bleibt, macht es darüber hinaus ein Unterschied in der Schärfe der Schleifscheibe ebenfalls schwierig, den Bearbeitungszustand zu steuern. Sogar wenn beispielsweise eine scharfe Schleifscheibe verwendet wird, kann die Bearbeitung länger dauern, wenn der Schleifdruck zu niedrig ist. Wenn der Schleifdruck zu hoch ist, dann biegt sich andererseits die Schleifscheibenwelle, was bewirkt, dass es eine geschliffene Oberfläche nicht schafft, eine gewünschte geometrische Genauigkeit zu erfüllen.
• Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schleifvorrichtung und dergleichen bereitzustellen, die es möglich macht, die Schärfe einer Schleifscheibe als eine Verstärkung (Empfindlichkeit) zu einer tatsächlichen Schleifgeschwindigkeit in Bezug auf den Schleifscheibenvorschub zu erkennen, einen geeigneten Schleifdruck auf ein Werkstück von der Schleifscheibe anzulegen und stabile Schleifzyklen mit einem konstanten Bearbeitungsdruck über einen längeren Zeitraum beizubehalten.
• Lösung des Problems
• Eine Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft eine spitzenlose Schleifvorrichtung, die umfasst: eine Schleifscheibe; eine Regelscheibe; eine Klinge, die zwischen der Schleifscheibe und der Regelscheibe angeordnet ist; eine Arbeitsauflage, welche die Klinge trägt; einen Belastungssensor, der auf der Arbeitsauflage angeordnet ist; mindestens einen von einem ersten Antriebsmechanismus, der die Regelscheibe antreibt, und einem zweiten Antriebsmechanismus, der die Schleifscheibe antreibt; und eine Steuervorrichtung, welche die Bewegung von mindestens einem der Antriebsmechanismen steuert.
• Die Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner, dass jeder eines Paars von Stresssensoren, die als der Stresssensor dienen, an einem unterschiedlichen Ort in der Klinge oder der Arbeitsauflage in der longitudinalen Richtung der Klinge angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung einen Speicher umfasst, der die Korrelationsinformation speichert, welche die Korrelation zwischen einer Last, die auf die Klinge wirkt, einer Last, die auf die Position in der Klinge wirkt, und einer Ausgabe von jedem des Paars von Stresssensoren angibt, und die auf die Klinge wirkende Last und die auf die Position der Klinge wirkende Last auf der Grundlage einer Ausgabe von jedem des Paars von Stresssensoren gemäß der im Speicher gespeicherten Korrelationsinformation misst, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher gemäß der Korrelationsinformation Ausdrücke s = g₁(f, y) und s = g₂(f, y) speichert, die eine gekrümmte Oberfläche in einem dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem angeben, das eine auf die Klinge wirkende Last f, eine Lastwirkposition y in der Klinge und eine Ausgabe s von jedem des Paars von Belastungssensoren als die Koordinatenachsen davon aufweist, und die Steuervorrichtung die auf die Klinge wirkende Last f und die Lastwirkposition y in der Klinge als die Koordinatenwerte von Schnittpunkten von Kurven s₁ = g₁(f, y) und s₂ = g₂(f, y) in einer f - y Ebene basierend auf den Ausgaben s1 und s2 des Paars von Belastungssensoren gemäß der Korrelationsinformation misst..
• Die Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung berücksichtigt eine Änderung der Ausgabe eines Belastungssensors gemäß einer Änderung der Lastwirkposition in der Klinge, selbst wenn eine Last unverändert bleibt, und verwendet die Ausgabe eines weiteren Belastungssensors, der an einem von dem Ort des vorhergehenden Belastungssensors unterschiedlichen Ort angeordnet ist, um dadurch die Genauigkeit der Messung der auf die Klinge wirkenden Last zu verbessern.
• Figurenliste
• 1 ist ein schematisches Diagramm, das sich auf die Konfiguration einer Schleifvorrichtung, die nicht unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt, bezieht;
• 2 ist ein schematisches Diagramm, das sich auf den Steuerblock der nicht erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung aus 1 bezieht;
• 3 ist ein schematisches Diagramm, das sich auf die Konfiguration einer Schleifvorrichtung (spitzenlose Schleifvorrichtung) der vorliegenden Erfindung bezieht;
• 4 ist ein schematisches Diagramm, das sich auf die Anordnung von Stresssensoren in der Schleifvorrichtung der vorliegenden Erfindung bezieht;
• 5 ist ein schematisches Diagramm, das sich auf die Ausgabeformen von Sensorsignalen eines Paars von Stresssensoren auf Basis der Lastwirkpositionen bezieht; und
• 6 ist ein schematisches Diagramm, das sich auf die Ausgabeformen der Sensorsignale des Paars von Stresssensoren auf Basis der Lasten und der Wirkpositionen davon bezieht.
• Beschreibung
• (Konfiguration)
• Die in 3 veranschaulichte spitzenlose Schleifvorrichtung, die eine Schleifvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, umfasst eine Regelscheibe 201, eine Schleifscheibe 202, eine Klinge 204, eine Steuervorrichtung 220, einen ersten Drehantriebsmechanismus 2411, einen ersten Translationsantriebsmechanismus 2412, einen zweiten Drehantriebsmechanismus 2421 und einen zweiten Translationsantriebsmechanismus 2422.
• Die Regelscheibe 201 wird getragen, so dass die Regelscheibe 201 um eine Achse O₁ durch den ersten Drehantriebsmechanismus 2411 gedreht werden kann. Wenn die spitzenlose Schleifvorrichtung eine vom Durchlauftyp ist, dann erstreckt sich die Achse O₁, wobei sie einen Neigungswinkel in Bezug auf eine Achse O₂ der Schleifscheibe 202 bildet, und die Regelscheibe 201 wird so ausgebildet, dass sie einen im Wesentlichen einschaligen Hyperboloid aufweist (eine im Wesentlichen zylindrische Form, bei welcher der Durchmesser von einem Ende in Richtung der Mitte in der axialen Richtung allmählich abnimmt und dann von der Mitte in Richtung des anderen Endes in der axialen Richtung allmählich zunimmt). Mit dieser Anordnung wird eine Drehkraft um die y-Achse (oder eine Achse im Wesentlichen parallel zu der y-Achse) und eine translatorische Kraft in einer ±y-Richtung (z.B. +y-Richtung) an das Werkstück W (z.B. ein im Wesentlichen zylindrisches oder im Wesentlichen säulenförmiges Werkstück) angelegt, das zwischen der Regelscheibe 201 und der Schleifscheibe 202 geführt wird.
• Der erste Drehantriebsmechanismus 2411 wird durch ein Regelscheibengleitstück 211 getragen, so dass sich der erste Drehantriebsmechanismus 2411 entlang einer Ebene, die in Bezug auf eine horizontale Richtung (±x-Richtung (±y-Richtung ebenfalls, nach Bedarf)) oder eine horizontale Ebene geneigt ist, hin- und herbewegen kann. Das Regelscheibengleitstück 211 wird durch den ersten Translationsantriebsmechanismus 2412 angetrieben. Das Regelscheibengleitstück 211 ist auf einem Bett durch eine Basis 210 angebracht. Das Regelscheibengleitstück 211 ist so konfiguriert, dass das Regelscheibengleitstück 211 um eine Achse (Schwenkzapfen) parallel zu einer z-Achse schwenkt, um es möglich zu machen, den Winkel einzustellen, der durch die Achse O₁ der Regelscheibe 201 in Bezug auf die y-Achse gebildet wird. Das Regelscheibengleitstück 211 wird durch den ersten Translationsantriebsmechanismus 2412 angetrieben. Das Regelscheibengleitstück 211 ist auf dem Bett durch die Basis 210 (oder ein unteres Gleitstück) angebracht. Alternativ kann das Regelscheibengleitstück 211 direkt auf dem Bett angebracht sein. Eine Regelscheiben-Abrichtungsvorrichtung, welche die Außenumfangsoberfläche der Regelscheibe 201 abrichtet, kann in der Nähe der Regelscheibe 201 bereitgestellt sein.
• Die Schleifscheibe 202, die eine im Wesentlichen säulenförmige Form aufweist, ist so angeordnet, dass die äußere Oberfläche davon der äußeren Oberfläche der Regelscheibe 201 gegenüberliegt, und wird so getragen, so dass die Schleifscheibe 202 um eine Achse O₂ (eine Achse parallel zu der y-Achse) durch den zweiten Drehantriebsmechanismus 2421 gedreht werden kann. Der zweite Drehantriebsmechanismus 2421 wird so getragen, dass der zweite Drehantriebsmechanismus 2421 entlang einer Ebene, die beispielsweise in Bezug auf eine horizontale Richtung (±x-Richtung (±y-Richtung ebenfalls, nach Bedarf)) geneigt ist, oder eine horizontale Ebene durch ein auf dem Bett angebrachtes Schleifscheibengleitstück 212 hin- und herbewegt werden kann. Das Schleifscheibengleitstück 212 wird durch den zweiten Translationsantriebsmechanismus 2422 angetrieben. Eine Schleifscheiben-Abrichtungsvorrichtung, welche die Außenumfangsoberfläche der Schleifscheibe 202 abrichtet, kann in der Nähe der Schleifscheibe 202 bereitgestellt sein.
• Die Klinge 204 ist zwischen der Regelscheibe 201 und der Schleifscheibe 202 angeordnet. Die Klinge 204 ist an einer Arbeitsauflage 206 befestigt, die auf dem Bett angebracht ist. Die Arbeitsauflage 206 ist mit einem ersten Belastungssensor S₁ und einem zweiten Belastungssensor S₂ versehen, die Signale basierend auf einer externen Kraft, die auf die Klinge 204 wirken (oder dem Dehnungsbetrag der Arbeitsauflage 206) ausgeben. Der erste Belastungssensor S₁ und der zweite Belastungssensor S₂ sind beispielsweise aus Dehnungsmessstreifen mit den gleichen Spezifikationen zusammengesetzt. Alternativ kann mindestens einer des ersten Belastungssensors S₁ und des zweiten Belastungssensors S₂ an der Klinge 204 bereitgestellt werden.
• Wie in 4 veranschaulicht, ist der erste Belastungssensor S₁ in der y-Richtung an einer Position angeordnet, die in der -y Richtung von einer Zielregion (y | -D ≤ y ≤ D) abweicht, welche die Region überlappt, in der sich die Regelscheibe 201 und die Schleifscheibe 202 in der Region erstrecken, in der sich die Klinge 204 erstreckt, wobei die Position durch (x, y, z) = (x₀, -D - d₁, z₀) bezeichnet wird. Der zweite Belastungssensor S₂ ist an einer Position angeordnet, die in der +y Richtung von der Zielregion abweicht, d.h. (x, y, z) = (x₀, D + d2, z₀). Die Positionen des ersten Belastungssensors S₁ und des zweiten Belastungssensors S₂ können in jeweils der x-Richtung und der z-Richtung (oder der vertikalen Richtung) unterschiedlich sein.
• Die Steuervorrichtung 220 ist aus einem Computer (der aus einer CPU (arithmetischen Verarbeitungseinheit), einem Speicher (Speicherung), wie beispielsweise einem ROM oder einem RAM, Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltungen und dergleichen zusammengesetzt ist) aufgebaut. Die Steuervorrichtung 220 steuert die Bewegungen des ersten Drehantriebsmechanismus 2411, des ersten Translationsantriebsmechanismus 2412, des zweiten Drehantriebsmechanismus 2421 und des zweiten Translationsantriebsmechanismus 2422.
• (Funktionen)
• In der spitzenlosen Vorschubschleifvorrichtung wird das Werkstück W zwischen der Regelscheibe 201 und der Schleifscheibe 202 so zugeführt, dass die drei Kontaktpunkte des Werkstücks W mit der Regelscheibe 201, der Schleifscheibe 202 und der Klinge 204 geeignet positioniert werden, und die Regelscheibe 201 oder die Schleifscheibe 202 schneidet in der radialen Richtung des Werkstücks W, um dadurch das gewünschte Schleifen zu erreichen. Das Intervall zwischen der Regelscheibe 201 und der Schleifscheibe 202 wird im Voraus durch Steuern der Bewegung von mindestens einem des ersten Translationsantriebsmechanismus 2412 und des zweiten Translationsantriebsmechanismus 2422 eingestellt. Wie in 3 veranschaulicht, ist ein Segment L, das die Mitte (die Achse O₁) der Regelscheibe 201 und die Mitte (die Achse O₂) der Schleifscheibe 202 in einer x-z Ebene verbindet, parallel zu der x-Achse, und eine Mitte O_w des Werkstücks W ist über dem Segment L positioniert.
• Die Bewegungen des ersten Drehantriebsmechanismus 2411 und des zweiten Drehantriebsmechanismus 2421 werden so gesteuert, dass sich die Regelscheibe 201 im Uhrzeigersinn um die Achse O₁ dreht und sich die Schleifscheibe 202 im Uhrzeigersinn um die Achse O₂ dreht. In diesem Prozess wird, während sich das Werkstück W entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse O_w dreht, das Werkstück W geschliffen oder eingeschnitten vom Außenumfang durch die Schleifscheibe 202, deren Vorschubgeschwindigkeit aufgrund des Kontakts mit dem Werkstück W verringert wurde. Das Schleifverfahren, bei dem das Werkstück W und die Schleifscheibe 202 rasch nahe aneinander gebracht werden und die Geschwindigkeit im Moment des Kontakts verringert wird, benötigt eine längere Bearbeitungszeit, weil ein langer Hub für einen sehr langsamen Vorschub aus Sicherheitsgründen unter der Annahme einer größten Dehnung insbesondere in dem Fall eingestellt wird, in dem das Werkstück W erhebliche Schwankungen in der Dehnung zeigt. Im Gegensatz dazu führt das Verfahren, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit im Moment des Kontakts mit dem Werkstück W verringert wird, zu einer kürzeren Bearbeitungszeit.
• Im Fall der spitzenlosen Durchlaufschleifvorrichtung kann in dem Prozess, in dem sich das Werkstück W auf eine translatorische Art und Weise von den einen Enden der Regelscheibe 201 und der Schleifscheibe 202 zu den anderen Enden davon in der axialen Richtung des Werkstücks W bewegt, gemäß obiger Beschreibung die Änderung des Schleifwiderstands gemessen werden, während die äußere Oberfläche des Werkstücks W geschliffen wird. Durch Finden der Änderung des Schleifwiderstands an dem Werkstück W, das geschliffen wird, während es sich zwischen den Schleifscheiben 201 und 202 bewegt, kann eine Änderung im Abstand zwischen der Regelscheibe 201 und Schleifscheibe 202, d.h. eine Änderung der Schleifmenge, bekannt sein, womit es möglich gemacht wird, die Verschleißzustände der Regelscheibe 201 und der Schleifscheibe 202 zu verwalten.
• Basierend auf den Ausgaben des ersten Belastungssensors S1 und des zweiten Belastungssensors S2 misst die Steuervorrichtung 220 eine auf die Klinge 204 wirkende Last f zu einer zufällig gewählten Zeit, die Last, die auf das Werkstück W wirkt, das durch die Klinge 204 getragen wird, und eine Lastwirkposition y in der Klinge 204 gemäß der im Speicher gespeicherten Korrelationsinformation.
• Der die Steuervorrichtung 220 bildende Speicher speichert die Korrelationsinformation, welche die Korrelation zwischen der auf die Klinge 204 wirkenden Last f, der Wirkposition (einem y-Koordinatenwert) der Last f in der Klinge 204 und einer Ausgabe s des ersten Stresssensors S₁ angibt. Die Korrelation wird durch einen Ausdruck s = g₁ (f, y) dargestellt, der eine gekrümmte Oberfläche in einem f - y - s‛‛ Raum angibt. Der die Steuervorrichtung 220 bildende Speicher speichert die Korrelation zwischen der auf die Klinge 204 wirkenden Last f, der Wirkposition (einem y-Koordinatenwert) der Last f in der Klinge 204 und der Ausgabe s des zweiten Belastungssensors S₂. Die Korrelation wird durch einen Ausdruck s = g₂ (f, y) dargestellt, der eine gekrümmte Oberfläche im „f - y - s“ Raum darstellt.
• Die Spezifikationen des ersten Belastungssensors S₁ und des zweiten Belastungssensors S₂ sind die gleichen. Ferner ist in der y-Richtung der erste Belastungssensor S₁ in einer negativen Region angeordnet, während der zweite Belastungssensor S₂ in einer positiven Region angeordnet ist (siehe 4). Demgemäß hält eine Beziehung, die durch einen Beziehungsausdruck (21) bezeichnet wird, zwischen den Funktionen g₁ (f, y) und g₂ (f, y), wobei y und f die Variablen davon sind. $${\text{g}}_1\left({\text{f}}_0,\text{y}-\left({\text{d}}_2-{\text{d}}_1\right)/2\right)={\text{g}}_2\left({\text{f}}_0,-\text{y}+\left({\text{d}}_2-{\text{d}}_1\right)/2\right)$$

  
• Der Beziehungsausdruck (21) gibt an, dass eine Kurve s = g₁(f, y₀) und eine Kurve s = g₂(f, y₀) Änderungscharakteristiken aufweisen, die reflexionsmäßig symmetrisch in Bezug auf eine gerade Linie y = (d₂ - d₁) / 2 in einer zufällig ausgewählten Ebene f = f₀ sind, die parallel zu einer s - y Ebene ist. Wenn d₁ = d₂, dann wird der Beziehungsausdruck (21) in einer einfacheren Form wie ein Beziehungsausdruck (21') bezeichnet. $${\text{g}}_1\left({\text{f}}_0,\text{y}\right)={\text{g}}_2\left({\text{f}}_0,-\text{y}\right)$$

  
• 5 veranschaulicht ein Beispiel, wie sich die Ausgabe s von jedem des ersten Belastungssensors S₁ und des zweiten Belastungssensors S₂ gemäß der Wirkposition y der optionalen Last f in der Klinge 204 in dem Fall ändern, in dem d₁ = d₂ ist. Die Ausgabe s des ersten Belastungssensors S₁ wird durch eine lineare Funktion g₁(f, y) = - c(f) y + s₀(f) bezeichnet. Die Ausgabe s des zweiten Belastungssensors s₂ wird durch eine lineare Funktion g₂(f, y) = c(f) y + s₀(f) bezeichnet. „c(f) (> 0)“ bezeichnet eine Neigung, die sich gemäß der Größe der Last f ändert, und „s₀ (f) (> 0)“ bezeichnet einen Schnittpunkt, der sich gemäß der Größe der Last f ändert.
• Die Funktion g₁(f, y) und die Funktion g₂(f, y) weisen die Eigenschaften auf, die durch die Beziehungsausdrücke (22) und (23) dargestellt werden. $$\left(\partial {\text{g}}_1/\partial \text{y}\right)<\mathrm{0,}\left(\partial {\text{g}}_2/\partial \text{y}\right)>0$$

  
• Der Beziehungsausdruck (22) bezeichnet, dass die Funktion g₁ (f, y) eine abnehmende Funktion an der Variablen y ist und die Funktion g₂ (f, y) eine zunehmende Funktion an der Variablen y ist. In dem in 5 veranschaulichten Beispiel nimmt die Neigung -c (f) der linearen Funktion g₁(f, y) einen negativen Wert an, während die Neigung c(f) der linearen Funktion g₂(f, y) einen positiven Wert annimmt. $$\left(\partial {\text{g}}_1/\partial \text{f}\right)>\mathrm{0,}\left(\partial {\text{g}}_2/\partial \text{f}\right)>0$$

  
• Der Beziehungsausdruck (23) bezeichnet, dass die Funktion g₁(f, y) und die Funktion g₂(f, y) zunehmende Funktionen an der Variable f sind. 6 veranschaulicht ein Beispiel, wie sich die Ausgabe s von jedem des ersten Belastungssensors S₁ und des zweiten Belastungssensors S₂ gemäß der Last f zusätzlich zu der Lastwirkposition y in der Klinge 204 ändert. Die gestrichelte Linie bezeichnet, wie sich jede einer Funktion s = g₁(f = f₁, y) und einer Funktion s = g₂(f = f₁, y) ändert, wenn die auf die Klinge 204 wirkende Last f gleich „f₁“ ist. Dies entspricht der Schnittlinie von jeder der gekrümmten Oberflächen s = g₁(f, y) und s = g₂(f, y) und einer Ebene f = f₁. Die durchgezogene Linie bezeichnet, wie sich jede einer Funktion s = g₁(f = f₂, y) und einer Funktion s = g₂(f = f₂, y) ändert, wenn die auf die Klinge 204 wirkende Last f gleich „f₂( > f1)“ ist. Es ist erkennbar, dass der Schnittpunkt s₀(f) und die Ausgabe s von jeweils dem ersten Belastungssensor S₁ und dem zweiten Belastungssensor S₂ dazu neigen, anzusteigen, wenn die Last f ansteigt.
• In dem Fall, in dem die Ausgabe s des ersten Belastungssensors S₁ gleich „s₁“ und die Ausgabe s des zweiten Belastungssensors S₂ gleich „s₂“ zu einer zufällig gewählten Zeit ist, werden die Koordinatenwerte (f, y) der Schnittpunkte der Kurven s₁ = g₁(f, y) und s₂ = g₂(f, y) in einer f - y Ebene als die auf die Klinge 204 wirkende Last f und die Wirkposition y davon zu der zufällig ausgewählten Zeit gemessen.
• Basierend auf den Messergebnissen steuert die Steuervorrichtung 220 beispielsweise die Bewegung des zweiten Translationsantriebsmechanismus 2422, um dadurch das Intervall der Schleifscheibe 202 in Bezug auf die Regelscheibe 201 einzustellen.
• (Modifikationsbeispiel)
• Die Platzierung (und die Spezifikationen) des ersten Belastungssensors S₁ und des zweiten Belastungssensors s₂ kann so eingestellt werden, dass die Funktionen g₁(f, y) und g₂(f, y) eine angenäherte Beziehung aufweisen, die durch einen Beziehungsausdruck (24) zusätzlich zu dem vorhergehenden Beziehungsausdruck (21) dargestellt wird. $${\text{g}}_1\left(\text{f}\text{, y}\right)+{\text{g}}_2\left(\text{f}\text{, y}\right)=\text{f}$$

  
• In diesem Fall wird die auf die Klinge 204 wirkende Last f sofort von den Ausgaben des ersten Belastungssensors S1 und des zweiten Belastungssensors S2 gemessen.
• Bezugszeichenliste

101

Schleifscheibe;

112

Schleifscheibenbasis;

120

Steuervorrichtung;

121

Drehantriebsmechanismus;

122

Translationsantriebsmechanismus;

201

Regelscheibe;

202

Schleifscheibe;

204

Klinge;

206

Arbeitsauflage;

210

Basis;

211

Regelscheibengleitstück;

212

Schleifscheibengleitstück;

220

Steuervorrichtung;

2411

erster Drehantriebsmechanismus;

2412

erster Translationsantriebsmechanismus;

2421

zweiter Drehantriebsmechanismus;

2422

zweiter Translationsantriebsmechanismus;

S

Schleifdrucksensor;

S1

erster Belastungssensor;

S2

zweiter Belastungssensor; und

W

Werkstück.

Claims (2)

1. Spitzenlose Schleifvorrichtung, umfassend: eine Schleifscheibe (202); eine Regelscheibe (201); eine Klinge (204), die zwischen der Schleifscheibe (202) und der Regelscheibe (201) angeordnet ist; eine Arbeitsauflage (206), welche die Klinge (204) trägt; einen Belastungssensor, der auf der Arbeitsauflage (206) angeordnet ist; mindestens einen von einem ersten Antriebsmechanismus(2411), der die Regelscheibe (201) antreibt, und einem zweiten Antriebsmechanismus (2421), der die Schleifscheibe (201) antreibt; und eine Steuervorrichtung (220), welche die Bewegung des mindestens einen der Antriebsmechanismen (2411, 2421) steuert, wobei jeder eines Paars von Belastungssensoren (S1, S2), die als der Belastungssensor dienen, an einem unterschiedlichen Ort in der Klinge oder der Arbeitsauflage (206) in einer longitudinalen Richtung der Klinge (204) angeordnet ist, die Steuervorrichtung (220) einen Speicher umfasst, der als die Korrelationsinformation Information speichert, die eine Korrelation zwischen einer Last, die auf die Klinge (204) wirkt, einer Last, die auf die Position in der Klinge (204) wirkt, und einer Ausgabe von jedem des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) angibt, und die Steuervorrichtung (220) eine Last, die auf die Klinge (204) wirkt, und eine Last, die auf die Position in der Klinge (204) wirkt, basierend auf einer Ausgabe von jedem des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) gemäß der im Speicher gespeicherten Korrelationsinformation misst, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher gemäß der Korrelationsinformation Ausdrücke s = g₁(f, y) und s = g₂(f, y) speichert, die eine gekrümmte Oberfläche in einem dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem angeben, das eine auf die Klinge (204) wirkende Last f, eine Lastwirkposition y in der Klinge (204) und eine Ausgabe s von jedem des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) als die Koordinatenachsen davon aufweist, und die Steuervorrichtung (220) die auf die Klinge (204) wirkende Last f und die Lastwirkposition y in der Klinge (204) als die Koordinatenwerte von Schnittpunkten von Kurven S₁ = g₁(f, y) und s₂ = g₂(f, y) in einer f - y Ebene basierend auf den Ausgaben s1 und s2 des Paars von Belastungssensoren (S1, S2) gemäß der Korrelationsinformation misst.
2. Spitzenlose Schleifvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Paar von Belastungssensoren (S1, S2) symmetrisch in Bezug auf die Klinge (204) angeordnet ist.

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