DE1427485C - Einrichtung an einer Walzenschleif maschine zur Bestimmung der erforderlichen Schleifzugabe - Google Patents

Description

zu schaffen, durch die das Bestimmen der Schleifzugabe selbsttätig vorgenommen werden kann und die besonders für eine programmgesteuerte Walzenschleifmaschine geeignet ist.

Durch die deutsche Patentschrift 211 990 ist eine Vorrichtung zur selbsttätigen Unterbrechung der Vorschubbewegung an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Schleifmaschinen, bekannt, bei der ein

Diese bekannte Vorrichtung ist nicht geeignet, um die erforderliche Schleifzugabe für das Schleifen einer Walze zu bestimmen, deren Durchmesser, beinutzungszustand bemessen. Da aber ebenfalls nicht io spielsweise infolge Abnutzung im Betrieb, an zuvon vornherein festliegt, ob sich die Walze genau in nächst unbekannter Stelle und um einen unbekannder Mitte oder an einer zwischen ihrer Mitte und ten Betrag vermindert ist. Die beiden von einem einem ihrer Enden liegenden Stelle am meisten ab- gemeinsamen Taster gesteuerten Kontaktpaare der genutzt hat, ist es erforderlich, vor dem Nach- bekannten Vorrichtung können nur bei zwei durch schleifen den gesamten Zustand der Walze festzu- 15 die Einstellung des ersten und dritten Kontaktstücks stellen. Die Prüfung der auf der Maschine gelagerten vorher festgelegten Stellungen des Tasters ein Signal Walze auf Abnutzung oder Oberflächenunregel- abgeben. Man könnte daher eine nachzuschleifende mäßigkeiten wurde bisher mittels geeigneter Meß- Walze mit der bekannten Vorrichtung allenfalls dareinrichtungen von Hand durchgeführt. Der Erfindung aufhin abtasten, ob sie zwischen verschiedenen Stelliegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine dem ein- 20 len Durchmesserunterschiede hat, die einen vorgegangs beschriebenen Zweck dienende Einrichtung gebenen Wert überschreiten; wollte man aber den

Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Walzendurchmesser, also die erforderliche Schleifzugabe, feststellen, dann müßte man mit der be-25 kannten Vorrichtung die Walze mehrfach vollständig abtasten und nach jeder Abtastung die Einstellung eines der Kontakte ändern, um sich allmählich dem gesuchten Ergebnis zu nähern. Ein solcher Arbeitsund Zeitaufwand ist aber besonders an einer pro-• Taster in einem parallel und im rechten Winkel zur 30 grammgesteuerten Walzenschleifmaschine nicht trag-Achse des zylindrischen Werkstücks bewegbaren Ge- bar.

häuse sitzt und zum Werkstück hin vorgespannt ist. Die eingangs beschriebene Aufgabe ist erfindungs-

Der Taster steht während der Spanabnahme ständig gemäß dadurch gelöst, daß auf einem quer zur WaI-mit der Werkstückoberfläche in Berührung und hat zenachse zustellbaren Schlitten ein erster Taster in die Aufgabe, die Zustellbewegung des Werkzeugs, 35 einem Gehäuse geführt und zur Walze hin vorinsbesondere der Schleifscheibe, abzuschalten, wenn gespannt ist und das Gehäuse auf dem Schlitten der Durchmesser des Werkstücks an einer vorbe- parallel zur Walzenachse verschiebbar ist und daß stimmten Stelle, an der der Taster angreift, einen am Schlitten mindestens ein zweiter Taster mit gegenvorgegebenen Wert unterschreitet. Am Taster ist ein über dem Schlitten ortsfestem Gehäuse angeordnet Arm befestigt, an dem ein erstes Kontaktstück in 40 ist, der bei Berührung der Walze infolge der Zu-Richtung der Tasterbewegung einstellbar angeordnet Stellbewegung des Schlittens eine Bezugsstellung einist. Dem ersten Kontaktstück steht in einem von des- nimmt, von der unter Verschiebung des ersten Tasen Einstellung abhängigen Abstand ein zweites sters längs der Walze jede weitere Zustellung des Kontaktstück gegenüber, das in einem Gehäuse in nun vom ersten Taster gesteuerten Schlittens und Richtung der Tasterbewegung verschiebbar geführt 45 damit die maximale Abweichung vom Sollprofil der und in Richtung zu seiner dem ersten Kontaktstück Walze meßbar ist.

benachbarten Endstellung hin vorgespannt ist. Das Im allgemeinen weiß man schon vor dem AbGehäuse des zweiten Kontaktstücks und das Gehäuse tasten einer Walze ungefähr, an welchen Stellen mit des Tasters sind beide auf einem im rechten Winkel der größten und kleinsten Profilabweichung zu rechzur Achse der Walze verschiebbaren Schlitten be- 50 nen ist; meist sind die Walzen in der Mitte am festigt. Dem vom ersten Kontaktstück abgewandten stärksten abgenutzt, während an den Enden selbst Ende des zweiten Kontaktstücks steht ein drittes
Konaktstück gegenüber, das auf demselben Schlitten
in Richtung der Tasterbewegung einstellbar gehalten

ist. 55 ten Taster abzutasten und kann das Abtasten der

Der während des Schleifcns ständig am Werkstück Walze mit dem ersten Taster auf den Walzenbereich anliegende Taster der bekannten Vorrichtung hält beschränken, in dem mit der größten Abweichung die Kontaktstücke im gegenseitigen Abstand, solange vom Sollprofil zu rechnen ist.

der Werkstückdurchmesser größer ist als ein be- Wenn die Bestimmung der erforderlichen Schleif-

stimmter, vorgegebener Durchmesser. Bei im Laufe 60 zugabe automatisch, beispielsweise von einem Lochder Bearbeitung abnehmendem Werkstückdurch- streifen gesteuert stattfinden soll, ist es zweckmäßig, messer nähert sich das erste Kontaktstück dem zwei- wenn der zweite bzw. jeder weitere Taster mit einem ten; wenn sich diese beiden Kontaktstücke berühren, den Schlitten zur Walze hin bewegenden Antrieb so schließt sich ein Stromkreis, der die bisher einge- zusammengeschaltet ist, daß er den Antrieb beim

Schleif- 65 Erreichen einer vorbestimmten Nullstellung gegen-

kaum eine Abnutzung auftritt. Man braucht daher die Enden oder eines der Enden der Walzen nur für die Bestimmung eines Bezugspunktes""mit dem zwei

schaltete schnelle Zustcllbewegung der
scheibe unterbricht und einen Antrieb für eine
langsame Zuslellbcwegung in Gang setzt. Das ersio
Kontaktstück nimmt bei seiner der weiteren Durcli-

über seinem Gehäuse abschaltet und der erste Taster den Antrieb in Gang setzt bzw. hält, wenn bzw. solange er von seiner Vorspannung in Richtung zur

Walze hin aus einer Nullstellung gegenüber seinem Gehäuse ausgelenkt wird bzw. ist. In der Nullstellung liefert der zweite bzw. weitere Taster, der mit der Walze zuerst in Berührung gekommen ist, einen Bezugspunkt, von dem aus jede Bewegung des Schlittens beim Abtasten der Walze durch den ersten Taster gemessen wird. Jede weitere Bewegung des Schlittens zur Walze hin wird nun von dem sich auf dem Schlitten parallel zur Walzenachse bewegenden ersten Taster selbsttätig gesteuert.

Es ist nicht in allen Fällen sicher, daß beispielsweise bei einer zylindrisch zu schleifenden Walze der größte Walzendurchmesser und damit der richtige Bezugspunkt für die Messung des ersten Tasters sich einer nachfolgenden Walze an den festen Anschlag anstößt, einen Schalter betätigt, durch den die Zustellbewegung des Schlittens und damit der Abtastvorgang auch dann abschaltbar ist, wenn der erste Taster die Stelle der Walze mit der größten Abweichung vom Sollprofil noch nicht erreicht hat.

Auf diese Weise kann der Zeitpunkt für das Abtasten von Stellen einer nachfolgenden Walze, die wegen der Bindung an den Durchmesser der vorher ίο abgetasteten und geschliffenen Walze ohnehin nicht geschliffen werden können, eingespart werden, sofern man sich nicht entschließt, die nachfolgende Walze auf einen um soviel geringeren Durchmesser als die erste Walze abzuschleifen, daß auch bei die-

mit einem einzigen weiteren Taster ermitteln läßt. 15 ser nachfolgenden Walze alle schadhaften Stellen ohne daß der zweite Taster in Längsrichtung der vollständig verschwinden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Walze 14 mit zylindrischer Grundform dargestellt. Die Walze 14 ist mit ihren beiden Lagerzapfen 24, 26 in bekannter Weiss zwischen den Spitzen einer nicht dargestellten Wal-

Walze bewegt wird. Es ist daher im Hinblick auf die meist nur im mittleren Bereich stattfindende Abnutzung der Walze vorteilhaft, wenn als zweiter und dritter Taster zwei je an einem Ende der Walze angreifende Taster vorgesehen sind.

Der tatsächliche Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Walzendurchmesser ist nur

dann von Bedeutung, wenn die Walze zylindrisch zenschleifmaschine drehbar gehalten und gegebenengeschliffen werden soll. Wenn die Walze dagegen »5 falls auf Setzstöcken zusätzlich abgestützt. Die Einbeispielsweise im Hinblick auf ihre im Betrieb auf- richtung zur Bestimmung der erforderlichen Schleiftretende Durchbiegung ballig oder aus anderen zugabe ist in der Zeichnung in Draufsicht dargestellt; Gründen konkav geschliffen werden soll, ist es vor- sie umfaßt einen Tisch 62, der auf einem parallel zur teilhaft, wenn die gemessene Schleifzugabe auf die Achse der Walze 14 verstellbaren Unterbau 63 quer Abweichungen von der gewünschten balligen oder 30 zur Walzenachse verschiebbar abgestützt ist. Auf konkaven Form der Walze bezogen ist. Um dies zu dem Tisch 62 sind zwei Führungsstangen 66, 67 beerreichen, kann gemäß einer Weiterbildung der Er- festigt, die sich im gegenseitigen Abstand und paralfindung vorgesehen sein, daß zum Schleifen nicht- IeI zum Tisch im rechten Winkel zur Walzenachse zylindrischer Walzen den Tastern eine Korrektur- erstrecken und einen Schlitten 68 führen. Für die vorrichtung zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von 35 Verstellung des Schlittens 68 längs der, Führungen der jeweiligen Stellung des Gehäuses des ersten 66, 67' ist eine am. Tisch 62 gelagerte Gewindespin-Tasters der zu erzeugenden Walzenform entspre- del 69 vorgesehen, die an einem Muttergewinde 71 chende Signale liefert, die sich den Signalen der
anderen Taster überlagern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes umfaßt die Korrekturvorrichtung einen die Korrektursignale erzeugenden Taster, der an einer sich synchron mit dem Gehäuse des ersten Tasters bewegenden Steuerkurve angreift.

Die Steuerkurve ist zweckmäßigerweise als Kur- 45 gehäuse70 sitzt auf einer sich parallel zur'Walzen-·

venscheibe ausgebildet und über ein ausschaltbares achse erstreckenden Gewindespindel 74, die auf dem

des Schlittens angreift und mit einem umsteuerbaren Motor 72 verbunden ist.

Auf dem Schlitten 68 ist parallel zur Achse der Walze 14 ein erstes Tastergehäuse 70 verschiebbar; in diesem Tastergehäuse ist ein Taster 73 in einer zur Richtung der Führungsstangen 66, 67 parallelen Richtung verschiebbar geführt. Das erste Taster-

Getriebe mit einer auf dem Schlitten gelagerten Gewindespindel verbunden, deren Drehbewegung die zur Walzenachse parallele Bewegung des ersten Tastergehäuses erzeugt.

Besonders genaue Messungen ergeben sich, wenn die Taster jeweils am Anker eines linear-variablen Differenzialtransformators ausgebildet sind, der bei jeder Auslenkung des Tasters aus seiner Nullstellung ein elektrisches Signal abgibt. '

Wenn nacheinander mehrere Walzen abgetastet und anschließend auf den gleichen Durchmesser abgeschliffen werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn zum Festhalten der ermittelten Schleifzugabe für das Schlitten 68 gelagert und von einem umsteuerbaren Motor 76 antreibbar ist. An den beiden seitlichen Enden des Schlittens 68 sind zwei weitere Taster 77 und 78 vorgesehen, die, ebenfalls parallel zu den Führungsstangen 66, 67 verschiebbar, in am Schlitten befestigten Gehäusen 75 bzw. 80 geführt sind.

Die Tastergehäuse 70, 75 und 80 enthalten jeweils einen linear-variablen Differentialtransformator, an dessen Anker der zugehörige Taster 73, 77, 78 befestigt ist. Die Taster nehmen, soweit sie nicht durch die Berührung mit der Walze 14 daran gehindert sind, eine Stellung ein, bei der der Anker des zugehörigen Differentialtransformators in Richtung zur

nachfolgende Schleifen weiterer Walzen am Schiit- 60 Walze hin aus einer vorbestimmten Nullstellung ten eine sich in Richtung der Zustellbewegung des ausgelenkt ist. Die drei Differentialtransformatoren

Schlittens erstreckende Stange vorgesehen ist, auf der ein Anschlagarm festgeklemmt ist, der bei der Zustellbewegung von einem ortsfesten Anschlag gegen Reibungswiderstand längs der Stange in eine Stellung verschiebbar ist, die der größten Abweichung vom Sollprofil der gerade abgetasteten Walze entspricht und der, wenn er beim Abtasten sind an eine gemeinsame Auswertschaltung angeschlossen.

Mit der Gewindespindel 74 ist über ein ausschaltbares Getriebe 82 eine Kurvenscheibe 79 verbunden, an der ein Taster 81 angreift. Der Taster 81 gibt je nach seiner Stellung, die ihm von der Kurvenscheibe 79 aufgezwungen wird, ein Korrektursignal ab, das

sich den Signalen der Taster 73, 77 und 78 überlagert.

Am Schlitten 68 ist schließlich rechts in der Zeichnung eine sich ebenfalls parallel zu den Führungsstangen 66, 67 erstreckende Stange 55 befestigt, auf der ein Anschlagarm 50 festgeklemmt ist. Dem Anschlagarm 50 sind ein Anschlag 60 sowie ein Schalter 65 zugeordnet, die beide am Tisch 62 befestigt sind.

Mit der beschriebenen Einrichtung läßt sich die Schlcifzugabe folgendermaßen bestimmen: Wenn die Walze 14 in die Schleifmaschine eingesetzt worden ist, nimmt der Schlitten 68 zunächst eine Stellung ein, bei der keiner der Taster 73, 77, 78 die Walze berührt. Durch ein von außen, beispielsweise von einem Programmstreifen eingegebenes Signal wird der Motor 72 in einer solchen Drehrichtung in Gang ■ gesetzt, daß sich der Schlitten 68 der Walze 14 nähert. Die Taster 77, 78 und ihre Gehäuse 75, 80 sind derart angeordnet, daß einer dieser Taster die Walze vor dem Taster 73 berührt. Normalerweise werden die beiden äußeren Taster 77 und 78 die Walze 14 nicht gleichzeitig berühren, weil die Walze an ihren beiden Enden nicht genau den gleichen Durchmesser hat oder weil die Richtung ihrer Achse etwas von der Richtung abweicht, in der sich der nicht dargestellte Schleifspindelschlitten bewegt und zu der die Richtung der Zustellbewegung des Schlittens 68 eine Normale bildet. Der zuerst mit der Walze 14 in Berührung kommende Taster 77 oder 78 wird infolge der fortgesetzten Bewegung des Schlittens 78 zur Walze hin derart verdrängt, daß sich der zugehörige Anker seiner Nullstellung nähert. Sobald dieser Anker seine Nullstellung erreicht hat, geht die Steuerung des Schlittens 68 auf den Taster 73 über, der jetzt beginnt, die Walze in Längsrichtung abzutasten, wobei sein Gehäuse 70 von dem Motor 76 und der Spindel 74 parallel zur Walzenachse bewegt wird.

Der vom Motor 72 angetriebene Schlitten 68 folgt dem Taster 73 in der Weise, daß er nur auf die Signale dieses Tasters reagiert, die einen Radius der Walze 14 anzeigen, der kleiner ist als alle zuvor abgetasteten Radien. Der Schlitten 68 nähert sich der Walze 14 jeweils soweit, bis der dem Taster 73 zugeordnete Anker seine Nullstellung einnimmt. Eine Bewegung des Schlittens 68 von der Walze weg findet während des Abtastens auch dann nicht statt, wenn der Taster 73 wieder Stellen der Walze mit größerem Radius abtastet.

Die beim Abtasten erreichte endgültige Stellung des Schlittens 68 und die Stellung, die der Schlitten eingenommen hatte, als der zuerst mit der Walze 14 in Berührung gekommene Taster 77 oder 78 seine Nullstellung erreicht hatte, unterscheiden sich um einen Betrag, der dem größten Unterschied der Radien an den verschiedenen Stellen der Walze entspricht. Ein Signal für diesen Betrag gibt der zuerst mit der Walze in Berührung gekommene Taster 77 oder 78 ab, der während des Abtastens von der Walze über seine Nullstellung hinaus in das Innere des zugehörigen Tastergehäuses 75 bzw. 80 gedrängt worden ist. Diesem Signal kann, wenn nicht die Abweichung der Walze von einer zylindrischen Kontur, sondern ihre.Abweichung von einer gcwollten konkavcn oder konvexen Kontur interessiert, ein Korrektursignal überlagert werden, das von dem Taste! 81 abgegeben wird. Die Art dieses Korrcklursignals hängt von dem Radius ab, den die Kurvenscheibe 79 an der jeweils den Taster 81 berührenden Stelle hat; die Kurvenscheibe ist so gestaltet, daß ihr Radius an dieser Stelle dem Radius entspricht, den die Walze an der gleichzeitig von dem Taster 73 abgetasteten Stelle haben soll. Zur Anpassung an unterschiedliche Walzenformen läßt sich die Exzentrizität der Kurvenscheibe 79 verstellen oder die Kurvenscheibe auswechseln.

Bei der Zustellbewegung des Schlittens 68 wird der auf der Stange 55 sitzende Anschlagarm 50 von dem ortsfesten Anschlag 60 längs der Stange in eine Endstellung verschoben, die der vom Schlitten schließlich erreichten Stellung und somit auch dem geringsten Radius der Walze entspricht. Die Stellung des Anschlagarms 50 auf der Stange 55 bildet somit ein Maß für die Abnutzung der Walze und den Durchmesser, auf den die Walze zur Beseitigung des durch die Abnutzung entstandenen Fehlers abgeschliffen werden muß. Wenn anschließend weitere Walzen abgetastet und geschliffen werden, die den gleichen Durchmesser erhalten sollen, wie die erste Walze, dann läßt sich der Arm 50 als Endanschlag verwenden, der den Schalter 65 betätigt und damit den Motor 72 abschaltet und somit die Zustellbewegung des Schlittens 68 unterbricht, wenn sich beim Abtasten der oder einer nachfolgenden Walze ergibt, daß diese Walze an einer Stelle so stark abgenutzt ist, daß sie durch Abschleifen auf denselben Durchmesser wie die erste Walze nicht vollständig geglättet werden kann.

Claims (8)

, Patentansprüche:

1. Einrichtung an einer Walzenschleifmaschine zur Bestimmung der erforderlichen Schleifzugabe für das Schleifen einer auf der Maschine gelagerten Walze mit vom vorgegebenenen zu schleifenden Profil abweichender Form, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem quer zur Walzenachse zustellbaren Schjitten (68) ein erster Taster (73) in einem Gehäuse (70) geführt und zur Walze (14) hin vorgespannt ist und das Gehäuse (70) auf dem Schlitten (68) parallel zur Walzenachse verschiebbar ist und daß am Schlitten (68) mindestens ein zweiter Taster (77 oder 78) mit gegenüber dem Schlitten (68) ortsfestem Gehäuse (75 oder 80) angeordnet ist, der bei Berührung der Walze infolge der Zustellbewegung des Schlittens (68) eine Bezugsstellung einnimmt, von der unter Verschiebung des ersten Tasters (73 J längs der Walze jede weitere Verstellung des nun vom ersten Taster (73) gesteuerten Schlittens (68) und damit die maximale Abweichung vom Sollprofil der Walze meßbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bzw. jeder weitere . Taster (77 bzw. 78) mit einem den Schlitten (68) zur Walze (14) hin bewegenden Antrieb (72) so zusammengeschaltet ist, daß der Antrieb (72) beim Erreichen einer vorbestimmten Nullstellung gegenüber seinem Gehäuse (75 bzw. 80) abschaltbar ist und der erste Taster (73) den Antrieb (72) in Gang setzt bzw. hält, wenn bzw. solange er von seiner Vorspannung in Richtung zur Walze (14) hin aus einer Nullstellung gegenüber seinem Gehäuse (70) ausgelenkt wird bzw. ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter

und dritter Taster (77, 78) zwei je an einem Ende der Walze (14) angreifende Taster vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schleifen nichtzylindrischer Walzen den Tastern (73, 77, 78) eine Korrekturvorrichtung (79, 81, 82) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Gehäuses (70) des ersten Tasters (73) der zu erzeugenden WalzenfoTm entsprechende Signale liefert, die sich den Signalen der anderen Taster (77, 78) überlagern.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorrichtung einen die Korrektursignale erzeugenden Taster (81) umfaßt, der an einer sich synchron mit dem Gehäuse (70) des ersten Tasters (73) bewegenden Steuerkurve (79) angreift.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (79) als Kurvenscheibe ausgebildet und über ein ausschaltbares Getriebe (82) mit einer auf dem Schlitten (68) gelagerten Gewindespindel (74) verbunden ist, deren Drehbewegung die zur Walzenachse parallele Bewegung des ersten Tastergehäuses (70) erzeugt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche L bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taster (73, 77, 78, 81) jeweils am Anker eines linear variablen Differentialtransformators befestigt sind, der bei jeder Auslenkung des Tasters aus seiner Nullstellung ein elektrisches Signal abgibt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der ermittelten Schleifzugabe für das nachfolgende Schleifen weiterer Walzen am Schlitten (68) eine sich in Richtung der Zustellbewegung des Schlittens (68) erstreckende Stange (55) vorgesehen ist, auf der ein Anschlagarm (50) festgeklemmt ist, der bei der Zustellbewegung von einem ortsfesten Anschlag (60) gegen Reibungswiderstand längs der Stange in eine Stellung verschiebbar ist, die der größten Abweichung vom Sollprofil der gerade abgetasteten Walze (14) entspricht und der, wenn er beim Abtasten einer nachfolgenden Walze an den festen Anschlag (60) anstößt, einen Schalter (65) betätigt, durch den die Zustellbewegung des Schlittens (68) und damit der Abtastvorgang auch dann abschaltbar ist, wenn der erste Taster (73) die Stelle der Walze mit der größten Abweichung vom Sollprofil noch nicht erreicht hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 617/28