DE1134915B

DE1134915B - Control device for fine alignment of workpieces on grinding machines

Info

Publication number: DE1134915B
Application number: DEF33510A
Authority: DE
Inventors: Georg Koppenwallner
Original assignee: Fortuna Werke Spezialmaschinenfabrik AG
Current assignee: Fortuna Werke Spezialmaschinenfabrik AG
Priority date: 1961-03-25
Filing date: 1961-03-25
Publication date: 1962-08-16
Also published as: GB942108A; FR1318272A; US3112583A

Description

Steuervorrichtung zum Feinausrichten vonWerkstücken auf Schleifmaschinen Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung an einer im Einstechverfahren arbeitenden Rundschleifmaschine zum Einstellen der Mittelebene einer umlaufenden Vertiefung eines Werkstücks, z.B. einer Kurbelwelle, auf die Mittelebene der Schleifscheibe.Control device for fine alignment of workpieces on grinding machines The invention relates to a control device on a piercing method Cylindrical grinding machine for setting the center plane of a circumferential recess of a workpiece, e.g. a crankshaft, on the center plane of the grinding wheel.

Es ist bekannt, daß man Werkstücke, deren Schleifstelle, z. B. ein Bund, in bestimmter Beziehung oder Abstand zu einer anderen Werkstückfläche, z. B. einem Absatz oder einem Ende des Werkstückes, stehen soll, dadurch ausrichtet, daß man diese Bezugsfläche gegen einen zur Schleifscheibe ausgerichteten festen Anschlag anstoßen läßt, oder daß man beim Längsverschieben des Schleifmaschinentisches diese Bezugsfläche mit einem Tastfühler abtastet und bei einer vorbestimmten Tastfühlerstellung einen elektrischen Impuls an die Maschinensteuerung zum Anhalten der Tischbewegung, gibt.It is known that workpieces whose grinding point, e.g. B. a Federal government, in a certain relationship or distance to another workpiece surface, z. B. a paragraph or an end of the workpiece should be, thereby aligns, that this reference surface against a fixed to the grinding wheel Abut the stop, or that you can move the grinding machine table longitudinally this reference surface is scanned with a touch probe and at a predetermined touch probe position an electrical impulse to the machine control to stop the table movement, gives.

Beim Bundeinstechschleifen, bei dem gleichzeitig zwei sich gegenüberliegende Bunde auf genauen Ab- stand geschliffen werden sollen, bei dem also die Breite der Schleifscheibe diesem Abstand entspricht, ist diese Art des Ausrichtens nicht anwendbar; denn es kann vorkommen, daß die Schleifzugaben an den beiden Bunden des Rohrwerkstücks nicht gleich groß ausfallen, so daß an dem einen Bund mehr, an dem anderen Bund weniger weggeschliffen würde. Es kann sogar möglich sein, daß die Rohrabmessungen des Werkstücks derart verzerrt sind, daß bei einer Ausrichtung nach dem bekannten Verfahren am einen Bund gar nichts abgeschliffen wird. Dies darf natürlich nicht sein. Es muß also, damit an beiden Bunden nach Möglichkeit gleichviel abgeschEffen werden kann, die Mitte der Schleifstelle auf die Mitte der Schleifscheibe ausgerichtet werden. Das hat noch den an sich bekannten Vorteil, daß die Schleifscheiben auf beiden Seiten gleichmäßig beansprucht und abgenutzt werden, so daß eine längere Standzeit der Schleifscheibe erreicht werden kann gegenüber ungleichmäßiger Beanspruchung.When Bundeinstechschleifen in which two opposing coils are to be ground to precise distance at the same time, in which therefore the width of the grinding wheel corresponding to this distance, this type is not applicable of alignment; because it can happen that the grinding allowances on the two collars of the pipe workpiece do not turn out to be the same, so that more would be grinded away on one collar and less on the other collar. It may even be possible that the pipe dimensions of the workpiece are distorted in such a way that nothing at all is abraded on one collar when the known method is used. Of course, this must not be the case. So that the same amount can be abraded on both collars if possible, the center of the grinding point must be aligned with the center of the grinding wheel. This also has the advantage, known per se, that the grinding wheels are stressed and worn evenly on both sides, so that a longer service life of the grinding wheel can be achieved with respect to uneven stress.

Das Verfahren des Ausrichtens wird erfindungsgemäß unter Verwendung eines neuen Ausrichtgeräts durchgeführt wie folgt: Zunächst wird das Werkstück beim Einspannen mit an der Maschine vorhandenen Mitteln, z. B. einem Anschlag od. dgl., ähnlich roh ausgerichtet, wie es üblich war, wenn nur eine Bezugskante ausgerichtet zu werden brauchte. Es ist dies notwendig, damit eine bestimmte, und zwar immer die gleiche Bezugsfläche des Werkstücks, also z. B. eine Wange einer Kurbelwelle, in die gleiche Beziehung zu einem vorbestimmten von zwei Tasthebeln des Ausrichtgeräts gelangen kann.The method of alignment is used in accordance with the invention of a new alignment device is carried out as follows: First, the workpiece is Clamping with means available on the machine, e.g. B. a stop or the like., roughly aligned similarly as it was usual when only one reference edge aligned needed to be. It is necessary to do this in order to be certain, and always the same reference surface of the workpiece, e.g. B. a cheek of a crankshaft, in the same relation to a predetermined one of two feeler levers of the alignment device can get.

Bei diesem Roheinstellen wird die Mittelebene der Schleifstelle in stets gleicher bestimmter Richtung um ein geringes Maß von der Mittelebene der Schleifscheibe bzw. des auf die Mittelebene der Schleifscheibe eingestellten Ausrichtgerätes ausgerichtet. Das Ausrichtgerät kann nach Art der Maschine ständig sich in Wirklage befinden oder in diese eingeschwenkt werden, wobei die beiden Tasthebel sich in einer Ruhestellung befinden, in der sie ohne Gefahr eines vorzeitigen Anstoßens zwischen die beiden Bezugsflächen. des Werkstücks gelangen können. In der Ruhestellung sind die wirksamen Fühler der Tasthebel so dicht wie möglich zusammengerückt, etwa unter der Wirkung einer Feder. Sobald sich die Tasthebel zwischen den zu schleifenden Werkstückflächen befinden, werden die beiden Tasthebel gespreizt, bis einer der Tastfühler eine vorbestimmte zugehörige Werkstückfläche berührt. Die Tasthebel sind kraftschlüssig miteinander gekuppelt und mit ihrer Mittelebene auf die Mittelebene der Schleifscheibe ausgerichtet. Anschließend wird das Werkstück mittels einer von der Maschinensteuerung geregelten Längsbewegung entgegen der Bewegungsrichtung beim Rohausrichten in Richtung auf den zweiten Tastfühler zu verschoben. Es kann dabei z. B. in bekannter Weise die eine Pinolenspitze federnd gelagert sein, während die andere Spitze unter der Wirkung eines hydraulischen Kolbens steht.In this rough setting, the center plane of the grinding point is always aligned in the same specific direction by a small amount from the center plane of the grinding wheel or the alignment device set on the center plane of the grinding wheel. The aligner may be the type of machine constantly be located in operative position or is pivoted into this, wherein the two sensing levers are in a rest position in which it without risk of premature abutment between the two reference surfaces. of the workpiece. In the rest position, the active feelers of the feeler levers are moved as close as possible, for example under the action of a spring. As soon as the feeler levers are between the workpiece surfaces to be ground, the two feeler levers are spread apart until one of the feeler sensors touches a predetermined associated workpiece surface. The feeler levers are non-positively coupled with one another and their center plane is aligned with the center plane of the grinding wheel. The workpiece is then moved in the direction of the second probe against the direction of movement during rough alignment by means of a longitudinal movement regulated by the machine control. It can, for. B. be resiliently mounted in a known manner the one quill tip, while the other tip is under the action of a hydraulic piston.

Hierbei macht der erste Tastfühler unter Weiterwirken der Spreizkraft die Längsbewegung des Werkstücks mit und stüt7t sich weiter gegen die zugehörige Bezugsfläche ab. Sobald die zweite Bezugsfläche des Werkstücks und der zweite Tastfühler sich berühren, wird ein Impuls an die Maschinensteuerung zum Anhalten der Werkstückbewegung gegeben, womit das Ausrichten beendet ist.Here, the first touch probe continues to act with the spreading force along with the longitudinal movement of the workpiece and continues to support itself against the associated one Reference area. As soon as the second reference surface of the workpiece and the second touch probe touch, an impulse is sent to the machine control system to stop given the movement of the workpiece, which ends the alignment.

Nach Wegnahme der Spreizkraft lösen sich die Tastfühler von den Bezugsflächen und gehen unter Federwirkung wieder in Ruhestellung. Das Ausrichtgerät besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem die beiden Tasthebel gelagert sind, der Spreizvorrichtung und dem Impulsgäher. Die Tasthebel ragen aus dem Gehäuse heraus, sie sind derart miteinander gekuppelt, daß sie aus der Ruhelage immer um gleiche Winkel in entgegengesetztem Drehsinn schwenkbar sind. Sie sind als zweiarmige Hebel ausgebildet. Das innere Ende des einen Tasthebels steht ständig unter der Wirkung einer Kraft, die bestrebt ist, die Tasthebel in Ruhestellung zu bringen. Dieser eine Tasthebel besteht aus zwei Teilen, von denen der eine, aus dem Gehäuse herausragend, an seinem Ende den einen Tastfühler trägt, während am inneren Ende sich ein Einstellglied befindet, das mit dem zweiten, den Impulsgeber tragenden und mit dem anderen Tasthebel gekuppelten Teil zusammenwirkt, zur Einstellung und Auslösung des Impulses, wenn sein Tastfühler die zweite Bezugsfläche des Werkstücks berührt. Der andere Tasthebel trägt an seinem aus dem Gehäuse herausragenden Ende ebenfalls einen Tastfühler, wird aber an seinem anderen inneren Ende von einer Spreizeinrichtung beeinflußt. Die Konstruktion und deren Einzelheiten werden am besten verständlich an einem Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert wird. Es zeigt Fig. 1 eine fertig ausgerichtete, schematisch dargestellte Bundwelle mit dem Ausrichtgerät in Ausrichtstellung, Fig. 2 die Schleifscheibe der Bundwelle nach dem Grobausrichten und vor dem Beginn des Feinausrichtens mit in der Schleifstelle befindlichen Tastfühlern, Tasthebel in Ruhestellung, Fig. 3 die Schleifstelle der Bundwelle mit in der Schleifstelle befindlichen Tastfühlern, ein Tastfühler berührt die zugehörige Bezugsfläche des Bundes.After the expansion force is removed, the feeler sensors detach themselves from the reference surfaces and return to the rest position under the action of a spring. The alignment device essentially consists of a housing in which the two feeler levers are mounted, the spreading device and the pulse generator. The feeler levers protrude from the housing, they are coupled to one another in such a way that they can always be pivoted from the rest position by the same angle in opposite directions of rotation. They are designed as two-armed levers. The inner end of a tactile lever is constantly under the action of a force which strives to bring the tactile lever into the rest position. This one feeler lever consists of two parts, one of which, protruding from the housing, carries the one feeler probe at its end, while at the inner end there is an adjusting member that is coupled to the second, the pulse generator and the other probe lever cooperates to set and trigger the pulse when its probe touches the second reference surface of the workpiece. The other tactile lever also carries a tactile sensor at its end protruding from the housing, but is influenced by a spreading device at its other inner end. The construction and its details can best be understood using an exemplary embodiment which is illustrated in the drawing and explained below. 1 shows a fully aligned, schematically illustrated collar shaft with the aligning device in the alignment position, FIG. 2 shows the grinding wheel of the collar shaft after rough alignment and before the start of fine alignment with feelers located in the grinding point, feeler levers in the rest position, FIG. 3 the grinding point the collar shaft with touch sensors located in the grinding point, one touch sensor touches the associated reference surface of the collar.

Im nach einem Werkstück 21 (Bundwelle) zu gerichteten Teil des Gehäuses 16 der Steuervorrichtung sind zwei Lagerbolzen 17, 18 angeordnet. Auf dem Lagerbolzen 18 ist ein Hebel 6 gelagert, dessen nach außen ragender Teil den ersten Tasthebel 7 mit dem ersten Tastfühler 20 und dessen im Innem des Gehäuses 16 befindlicher Teil den Hebelarm 8 mit dem an seinem Ende angeordneten Nocken 29 bildet. Auf dem Lagerbolzen 17 ist ein Hebel 10 gelagert, dessen nach außen ragender Teil den zweiten Tasthebel 13 mit dem zweiten Tastfühler 19 bildet, während an seinem im Innern des Gehäuses 16 befindlichen Ende eine Feineinstellschraube 14 angeordnet ist. Ferner ist auf dem Lagerbolzen 17 im Innern des Gehäuses ein einariniger Hebel 2 gelagert, der an seinem Ende einen Mikroschalter 3, auf beiden Seiten je einen Anschlag 12, 1.5 und eine Verlängerung 34 trägt. In the part of the housing 16 of the control device directed towards a workpiece 21 (collar shaft), two bearing bolts 17, 18 are arranged. A lever 6 is mounted on the bearing pin 18 , the outwardly protruding part of which forms the first probe lever 7 with the first probe 20 and the part located inside the housing 16 forms the lever arm 8 with the cam 29 arranged at its end. A lever 10 is mounted on the bearing pin 17 , the outwardly protruding part of which forms the second feeler lever 13 with the second feeler sensor 19 , while a fine adjustment screw 14 is arranged at its end located in the interior of the housing 16. Further, inside the housing a einariniger lever 2 is mounted on the bearing pin 17, which at its end a micro-switch 3, carrying on each side an abutment 12, 1.5 and a renewal 34th

Der Schaltstift 30 des Mikroschalters 3 wird vom Ende 31. der Feineinstellschraube 14 beeinflußt. Zwischen Hebel 2 und Hebel 10 wirkt eine Zugfeder 11, so daß sich bis zum Ende der Spreizbewegung der Tasthebel 7, 13 beim Anliegen der Tastfühler 19, 20 an den Bunden 32, 33 der Hebel 10 gegen den Anschlag 12 am einarmigen Hebel 2 abstützen kann, während sich Hebel 8 gegen den Anschlag 15 abstützen kann zur Begrenzung einer Spreizbewegung, falls der Abstand der Bunde 32, 33 voneinander größer ist als die größte mögliche Spreizweite.The switching pin 30 of the microswitch 3 is influenced by the end 31 of the fine adjustment screw 14. Between the lever 2 and lever 10 acts a tension spring 11, so that by the end of the expanding movement of the sensing levers 7, 13 are supported when in position against the feelers 19, 20 on the collars 32, 33 of the lever 10 against the stop 12 on the rocker arm 2 can , while lever 8 can be supported against the stop 15 to limit a spreading movement if the distance between the collars 32, 33 is greater than the largest possible spread.

Am Hebel 6 ist eine Verzahnung 5 angebracht, die mit einer am einarmigen Hebel 2 angeordneten Verzahnung 4 kämmt; hierdurch ergibt sich eine gleich große gegenläufige Verschwenkung der beiden Hebel 2 und 6, sowie auch des Hebels 10, 13, da Hebel 10 mittels Feder 11 über den Anschlag 12 mit Hebel 2 kraftschlüssig gekuppelt ist. Eine Feder 1 ist bei 22 am Gehäuse befestigt und greift an der Verlängerung 34 des Hebels 2 an, so daß über die Verzahnungen 4, 5 die beiden Tasthebel 7, 13 gleichmäßig zusammen in Ruhestellung gebracht werden. In der Ruhelage der Tasthebel beträgt der Abstand zwischen den Tastfühlem 19, 20 ein Minimum. Die Mittellinie 23 des Gehäuses 16 ist auf die Mitte 24 der Schleifscheibe 25 ausgerichtet. Der Abstand der Tastfühler 19, 20 von der Gehäusemittellinie 23 ist infolge der Kupplung durch die Verzahnungen 4, 5 immer gleich groß. An der einen Seite des Gehäuses 16 ist ein Zylinder 27 mit Kolben 9 und Anschlußleitung 28 an die automatische Steuerung der Maschine angeordnet. A toothing 5 is attached to the lever 6 , which meshes with a toothing 4 arranged on the one-armed lever 2; This results in an equally large counter-rotating pivoting of the two levers 2 and 6, as well as of the lever 10, 13, since lever 10 is non-positively coupled to lever 2 by means of spring 11 via stop 12. A spring 1 is attached to the housing at 22 and engages the extension 34 of the lever 2, so that the two sensing levers 7, 13 are brought together evenly into the rest position via the teeth 4, 5. In the rest position of the tactile lever, the distance between the tactile sensors 19, 20 is a minimum. The center line 23 of the housing 16 is aligned with the center 24 of the grinding wheel 25. The distance between the touch sensors 19, 20 from the housing center line 23 is always the same as a result of the coupling by the toothings 4, 5. On one side of the housing 16 there is a cylinder 27 with a piston 9 and a connecting line 28 to the automatic control of the machine.

Wenn der Kolben 9 mit Druckmittel beaufschlagt wird, drückt er gegen den am Ende des Hebelarmes 8 angebrachten Nocken 29 und treibt dieses Ende der Hebelarm-Tasthebel-Kombination so vor sich her, daß die Tasthebel 7, 13 gleichmäßig auseinandergespreizt werden. Das Auseinanderspreizen wird von dem Anschlag 15 am Hebel 2 begrenzt, gegen den das Ende des Hebelarms 9 in der Grenzlage anstößt.When the piston 9 is pressurized with pressure medium, it presses against the cam 29 attached to the end of the lever arm 8 and drives this end of the lever arm / probe lever combination in front of it so that the probe levers 7, 13 are spread apart evenly. The spreading apart is limited by the stop 15 on the lever 2, against which the end of the lever arm 9 strikes in the limit position.

Zur Vorbereitung des Ausrichtens wird mit an der Maschine vorhandenen Mitteln (Anschlag, Tastersteuerung od. dgl.) das Werkstück bereits beim Einspannen in eine derartige Lage gebracht, daß die Mitte 26 der Schleifstelle sich in einem Abstand b von der Mitte 23 des Ausrichtgeräts entsprechend der Mitte 24 der Schleifscheibe befindet. Geringe Ab- weichungen in der Größe dieses Ausrichtens stören nicht. Das Ausrichtgerät ist entweder fest in der Maschine eingebaut, oder es wird an einem (nicht dargestellten) Halter von Hand oder automatisch so an die Schleifstelle herangeführt, daß die in Ruhestellung befindlichen Tasthebel sich mit Abstand zwischen den zu schleifenden Bundflächen befinden. Das Maß a zwischen der ersten Bundfläche 32 und dem Tastfühler 20 ist kleiner als der Abstand b zwischen den Mitten'des Ausrichtgerätes und der Schleifstelle, der wiederum kleiner ist als der Ab- stand c zwischen dem Tastfühler 19 und der zweiten Bundfläche 33. To prepare for alignment, the workpiece is already placed in such a position during clamping with the means available on the machine (stop, button control or the like) that the center 26 of the grinding point is at a distance b from the center 23 of the alignment device according to the Center 24 of the grinding wheel is located. Small deviations in the size of alignment do not interfere. The alignment device is either permanently installed in the machine, or it is brought to the grinding point on a holder (not shown) by hand or automatically so that the feeler levers in the rest position are at a distance between the collar surfaces to be ground. The dimension a between the first collar surface 32 and the feeler 20 is smaller than the distance b between the Mitten'des aligner and the grinding location, which in turn is smaller than the distance c between the feeler 19 and the second collar surface 33rd

Zum genauen Ausrichten wird nun Druckmittel in den Zylinder 27 gegeben, und der Kolben 9 schiebt über den Nocken 29 den Hebelarm 8 vor sich her. Infolgedessen werden die Tasthebel 7, 13 gleichmäßig gespreizt, bis als erster der Tastfühler 20 an der zugehörigen ersten Bundfläche 32 anliegt. In diesem Augenblick ist der Abstand d zwischen der Mitte der Schleifstelle und der Mitte des Meßkopfes halb so groß wie der Abstand e zwischen dem Tastfühler 19 und der Bundfläche 33. Anschließend wird das Werkstück von der Maschinensteuerung so verschoben, daß sich die zweite Bundfläche 33 dem zweiten Tastfühler 19 nähert. Hierbei wirkt die Spreizkraft des Kolbens 9 weiter, der erste Tastfühler 20 folgt der Werkstückbewegung und bleibt in Berührung mit Bundfläche 32. Sobald der zweite Tastfühler 19 die zweite Bundfläche 33 berührt, wird der zweite Tasthebel 13 mit dem Hebel 10 an einer weiteren Spreizbewegung gehemmt, während der einarmige Hebel 2 infolge der Kupplung durch die Verzahnungen 4, 5 den Spreizbewegungen noch folgen kann. Hierdurch ergibt sich eine gegenseitige Verschwenkung der Hebel 2 und 10, so daß sich das Ende 31 der Feineinstellschraube 14 vom Schaltstift 30 löst und der Mikroschalter 3 betätigt wird. Der Impuls des Mikroschalters 3 wirkt auf die Maschinensteuerung und beendet den Ausrichtvorgang, indem das Druckmittel für den Zylinder 27 abgeschaltet und die erreichte Einspannstellung festgelegt wird.For precise alignment, pressure medium is now fed into the cylinder 27 , and the piston 9 pushes the lever arm 8 in front of it via the cam 29. As a result, the feeler levers 7, 13 are spread evenly until the feeler 20 is the first to contact the associated first collar surface 32 . At this moment, the distance d between the center of the grinding point and the center of the measuring head half as large as the distance e between the feeler 19 and the collar surface 33. Subsequently, the workpiece is moved by the machine control so that the second land surface 33 of the second touch probe 19 approaches. The spreading force of the piston 9 continues to act, the first probe 20 follows the workpiece movement and remains in contact with the collar surface 32. As soon as the second probe 19 touches the second collar surface 33 , the second probe lever 13 with the lever 10 is inhibited from any further spreading movement, while the one-armed lever 2 can still follow the spreading movements due to the coupling through the toothings 4, 5. This results in a mutual pivoting of the levers 2 and 10, so that the end 31 of the fine adjustment screw 14 is released from the switching pin 30 and the microswitch 3 is actuated. The pulse of the microswitch 3 acts on the machine control and ends the alignment process in that the pressure medium for the cylinder 27 is switched off and the clamping position reached is established.

Die Ausführung der an die vorhandene Maschinensteuerung anzuschließenden Steuereinrichtung für die Werkstückbewegungen, die Spreizvorrichtung und das Beenden des Ausrichtvorganges ist nach den bekannten Regeln der Steuerungstechnik vorzusehen, gleichgültig, ob es sich dabei um eine hydraulische, elektrische oder andere Arbeitsweise handelt.The execution of the to be connected to the existing machine control Control device for the workpiece movements, the spreading device and the termination the alignment process is to be provided according to the known rules of control technology, irrespective of whether it is a hydraulic, electrical or other mode of operation acts.

Die Feineinstellschraube dient vor allem dazu, Wärmedehnungen in der Maschine, die sich während des Betriebes im Laufe des Tages einstellen können, auszugleichen, indem der Augenblick des Abschaltens der Ausrichtbewegung verschoben werden kann.The main purpose of the fine adjustment screw is to reduce thermal expansion in the To compensate for the machine that may occur during the day during operation, in that the moment at which the alignment movement is switched off can be postponed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control device on a cylindrical grinding machine working in the plunge-cut process for setting the center plane of a circumferential recess of a workpiece on the center plane of the grinding wheel, characterized by two mutually rotatable, non-positively coupled feeler levers (7, 13), of which the first to rest against the workpiece upcoming, expandable feeler lever (7) is positively coupled to a control lever (2) which is non-positively connected to the second feeler lever (13) and is arranged with this on the same bearing pin (17) .

2. Control device according to claim 1, characterized in that face-toothed segments (4, 5) are provided as a positive coupling between the first feeler lever (7) and the control lever (2). 3. Control device according to claim 1 and 2, characterized in that a tension spring (11) between the control lever (2) and the second feeler lever (13) is provided as a non-positive connection. 4. Control device according to claim 1 to 3, characterized in that a fine adjustment screw (14) acting on a microswitch (3) acting on the control lever (2) is provided on the second touch lever (13). 5. Control device according to claim 1 to 4, characterized in that a control piston (9) and cylinder (27) is provided as a spreading device. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 575 979, 576 105; German utility model No. 1810 218.