DE1477902A1

DE1477902A1 - Verfahren zum Einzelschleifen verschiedener Durchmesser an demselben Werkstueck in einer Aufspannung

Info

Publication number: DE1477902A1
Application number: DE19651477902
Authority: DE
Inventors: Ulrich Vetter
Original assignee: Schaudt Maschinenbau GmbH
Current assignee: Schaudt Maschinenbau GmbH
Priority date: 1965-09-01
Filing date: 1965-09-01
Publication date: 1969-07-10
Also published as: DE1477902B2

Description

Verfahren zum Einzelschleifen verschiedener Durchmesser an demselben Werkstück in einer Auf spannung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einzelschleifen verschiedener Durchmesser an demselben Werkstück in einer Rufspannung, wobei das Werkstück in Längsrichtung (Tischbewegung) und die Schleifscheibe quer dazu (Zustellung) bewegt wird.
Es ist bekannt, an demselben Werkstück in einer Rufspannung bei verschiedenen Stellungen des Werkzeugschlittens verschiedene a,urchmesser mit Hilfe von jeweils am Werkzeugschlitten anzubringenden Anzeigeeinrichtungen, z. B. Meßuhren, mit Elektronenröhren arbeitende Anzeigeeinrichtungen und dgl. zu schleifen. Die Abnützung der Schleifscheibe und unbeabsichtigte Veränderungen ' der Lage 'von Werkstück und Werkzeug zueinander, wie sie z. B. unter der Einfluß von Temperaturänderungen eintreten können, machen ein häufiges Messen des Durchmessers und ständiges Eingreifen des Bedienungsmannes notwendig. Es ist weiter bekannt, die Schleifvorgänge von einem Einpunktmeßkopf aus selbsttätig zu steuern, der von einem maschinenfesten Punkt aus, z. B. von der Wange oder von dem Schleifbock aus, den Werkstückdurchmesser mißt und sich je nach der Stellung des Tisches entsprechend dem zu schleifenden Durchmesser verstellt. Hierbei ergibt jede Verlagerung zwischen Werkstück und Meßeinrichtung einen Meßfehler, außerdem mißt der Einpunktmeßkopf auch die Schlagfehler mit. ' Es ist auch bekannt, für jeden zu schleifenden Durchmesser je einen besonderen Zweipunktmeßkopf anzuordnen. Hierbei ist aber der Aufwand sehr groß und nur bei großen Werkstückserien tragbar, weil beim Umrüsten der Maschine jedesmal so viele Meßköpfe neu eingestellt werden müssen, wie Durchmesser geschliffen werden sollen. Schließlich ist es auch schon bekannt, das'Schleifen verschiedener Durchmesser an verschiedenen Stellen des Werstückes von ein und demselben Zweipunktmeßkopf aus zusteuern. Dabei lassen sich aber nur Meßköpfe für Durchmesserunterschiede von etwa 10 mm ohne Schwierigkeit bauen. Für große Durchmesserunterschiede von z. B. 1-5U mm werden die Meßköpfe im Aufbau sehr kompliziert und groß und behindern das Einlegen und Herausnehmen des Werkstückes; auch wird die Führung der Meßbacken für große Durchmesserunterschiede schwierig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das sich auch mit einer nach Zahlenangaben steuerbaren, automatischen Schleifmaschine durchführen lädt. Als an sieh be- kannte Hilfsmittel für das bestimmten Zahlenwerten entsprechende Einstellen bestimmter Lagen des Werkstückes (Tischbewegung) und der Schleifscheibe (Zustellung) stehen dabei z. B. mechanische und optische Maßstäbe, kapazitive und induktive Wegmeßsysteme u. a. zur Verfügung, ferner über solche Hilfsmittel steuerbare Antriebe. Hinsichtlich der Maschine hat sich der Erfinder die Aufgabe ge- stellt, sie als Universalmaschine für die Durchführung vielfäl- tiger Programme für kleinere und mittlere Stückzahlen auszubilden und dabei verschiedene Grade der Programmdurch- führung von der Handverstellung bis zur Programmeingabe durch Loch- karten, Lochbänder oder dgl. zu ermöglichen. Dabei soll die Bewegung des Tisches (des WerkatüekSChlittens), mittels der die jewei- lige Sohleifstelle am Werkstück vor die Schleifscheibe gebracht wird, sowohl als bloße Fortechaltbewegung als auch oszillierend zum Längeeohleifen ausgeführt werden können, wobei gegebenenfalls beide Bewegungsarten an demselben Werkstück ausführbar sein sollen. Das erfindungsgemäße Verfähren besteht darin, daß die Zustellung der Schleifsoheibe.über zwei getrennt angeordnete Meßsysteme ge- steuert wird, und zwar a) für den ersten zu schleifenden Durchmesser von einem an sich bekannten, den Durchmesser des Werkstückes kontinuierlich messenden Meßkopf aus und b) für die übrigen Durchmesser von einem Wegmeßsystem aus (das am Werkzeugschlitten angebracht ist und die Stellung der Schleif Scheibe relativ zum Unterbau mißt), und daß das Wegmeßsystem mit einer Suchautomatik ausgestattet ist, die es in Abhängigkeit vom Erreichen des Fertigmaßes des ersten Durchmessers selbsttätig auf den Ausgangszustand für den Ablauf der Steuerung der Schleifscheibe für die übrigen Durchmesser nach einem voreingestellten Programm einstellt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Wegmeßsystem auch für die'Steuerung der Sehnellveretellwege und für die Festlegung der äußeren Wegbegrenzung eingerichtet. ' Die Erfindung liegt ferner in einer Maschine .zur Durchführung des genannten Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für die Zustellung der Schleifscheibe ein elektromechanischer Zustellantrieb mit Schrittmotor vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil,-daß in Gestalt der jedesmaligen Neueinstellung der Ausgangslage des Wegmeßsystems in Abhängigkeit von dem Erreichen des Fertigmaßes an der ersten Schleifstelle das Wegmeßsystem für die Zustellung bei jedem Werkstück neu justiert wird. Einflüsse von zeitabhängigen Temperaturänderungen, die die Zage sowohl des Schleifbockes als auch des Wegmeßsystems beeinflussen, werden ausgeglichen und wirken sich nicht auf die Genauigkeit aus. Auch die Schleifscheibenabnützung und 1ldas Abrichten der Schleifscheibe werden nach jedem Werkstück selbsttätig ausgeglichen. Gegenüber der bekannten Verwendung je eines Zweipunktmeßkopfes an jeder Schleifstelle braucht das erfindungsgemäße Verfahren nur einen einzigen Zweipunktmeßkopf, der beim Umrüsten der Maschine für ein anderes Werkstück neu eingestellt werden muß, so Saß sich wesentlich kleinere Umrüstzeiten ergeben. Das das Schleifen der anderen Dirohmesser an a'dpren Stellen steuernde

nicht die Bedienung und den Arbeitsablauf der Maschine.
Wenn das Wegmeßsystem auch für die Steuerung der Schnellverstellwege und für die Festlegung der äußeren"Wegbegrenzungen eingerichtet ist, so bedeutet das, daß z:B. auch der Eilrücklauf in Abhängigkeit von den Durohmessersollwerten, nicht aber von einer Endlage des Schleifbockes aus ausgelöst wird, so daß der Eilrücklauf und die anderen, in Abhängigkeit von den Durchmesser-Sollwerten ausgelösten Weginformationen durch die Schleifsoheibenabnützung nicht beeinflußt werden; die Nebenzeiten bleiben konstant.
Daß für die Zustellung der Schleifscheibe ein elektromechanischer Zustellantrieb mit Sohrittmotor vorgesehen ist, hat den Vorteil, da2 in Verbindung mit dem Wegmeßsystem der hohe Regelbereich des Schrittmotors durch beliebig viele Geschwindigkeitawechsel.während des Schleifens ausgenutzt werden kann. Dabei erlaubt es die hohe Abachaltgenauigkeit des Schrittmotors, die Wegbegrenzungen sehr genau einzuhalten. Diese können dementsprechend eng toleriert werden, so dab sich die Nebenzeiten verkürzen. Wenn der Zustellantrieb mit einem das Ausfunken ersetzenden feinstvorschub ausgerüstet ist, läßt sich eine bessere Oberflächengüte erzielen; die Maß- und Zeitstreuungen, die sonst mit dem sogenannt;en Ausfunken verbunden sind, fallen weg. Die Schleifgenauigkeit entspricht damit dem Auflösungsvermögen des Wegmeßsystems. Für die Tischfortaehaltung ist zweckmäßig ebenfalls ein elektromechanischer Antrieb vorgesehen. Gegebenenfalls sind zwei wahlweise benutzbare elektromechanische Antriebe. verschiedener Art vorgesehen, von denen der eine z. B. einen vollumschaltbaren Asynchronmotor und der andere einen Schrittmotor wie zur Zustellung der Schleifscheibe aufweist. Auch können wahlweise verschiedene Wegmeßsysteme verwendet werden, so z. B. Nockenbahnen oder Wegmeßsysteme wie bei der Zustellung. Bei entsprechender Auslegung ist z. B. das Schleifen von Planschultern und dgl. möglich. Sonstige Weiterbildungen der Erfindung und Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Fig. 1 zeigt ein Steuerungsschema, Fig. 2 ein Funktionsdiagramm der Werkstückachlittenbewegung für das Bearbeiten zweier Schleifstellen verschiedener Durchmesaer unter Verwendung einer Meßsteuerung für die erste zu bearbeitende Schleifstelle und eines Wegmeßsystems für die zweite zu bearbeitende Schleifstelle; Fig. 3 ist ein Schema, das die Einstellbarkeit der Steuerwerte nach Zahlenangaben erläutert. In dem Steuerschema nach Fig. 1 trägt der Werkzeugschlitten 1 den Schleifbock mit der Schleifscheibe und der in seiner Längsrichtung bewegliche Werkstückschlitten 2 einen Tisch mit dem Werkstück 3, welches vier Schleifstellen verschiedener Durchmesser I bis IV aufweist. Die Längsstriche in dem den Werkstückschlitten 2 darstellenden Rechteck in Fig. 1 deuten an, daß auf dem Werkstückschlitten durch Leisten gebildete Nockenbahnen angeordnet sind, auf denen Schaltnocken, die die verschiedenen Schaltvorgänge steuern, einstellbar geführt sind. Zum Antrieb des Werkstückschlittens ist ein Vorschubmotor und ein Eilgangmotor vorgesehen, die über ein.Schnecken- und Planetenradgetriebe und eine Bremskupplung auf eine Antriebsspindel-einwirken. Wenn das Werkstück gewechselt ist und die Maschine zum Schleifen des ersten Durchmessers eingeschaltet wird, wird dieser erste Durchmesser an der Schleifstelle I mittels eines Zweipunktmeßkopfes 7 in an sich bekannter Weise selbsttätig geschliffen, wobei die Schleifscheibe zunächst im Eilgang an die Schleifstelle herangefahren, dann der eigentliche Schleifvorgang zunächst im Grobvorschub, dann im Feinvorschub und schließlich in einem das Ausfunken ersetzenden Feinstvorschub durchgeführt wird. Zu dem Zweipunktmeßkopf 7 gehört eine Verteil- und Steuereinrichtung B. In diese werden vor dem Schleifen Werte eingegeben, die die Umschaltpunkte U I für das Schleifen an der Schleifstelle I für die Vorschubgänge 4 bis 6, also die Umschaltpunkte U I 4 bis U I 6 festlegen. Die Umschaltpunkte U I 1, UI 2, Ui 3 und U I 7 werden an der Verteil- und Steuereinrichtung 6 für das Wegmeßsystem am Werkzeugschlitten eingestellt, das nachfolgend näher beschrieben wird. Der Werkzeugschlitten 1 hat einen elektrischen Antrieb mit Schrittmotor 4. Er ist mit dem Wegmeßsystem 5 ausgerüstet, zu dem eine-Verteil- und Steuereinrichtung 6 gehört.. Diese ist auch für die Eilbewegung und die Wegbegrenzung eingerichtet. Wenn der Meßkopf 7 über die Steuereinrichtung 8 das Erreichen des Fertigmaßes an der Schleifstelle I anzeigt, wird diese Anzeige über 12 in die Verteil- und Steuereinrichtung 6 eingegeben, die dadurch selbsttätig auf ihren Null-Punkt gestellt wird. Die Sollwerte für die Sehleifscheibengänge an den Schleifstellen II bis IV werden der Verteil- und Steuereinrichtung 6 bei 13@.eingegeben, die Werte für die Eilbewegung bei 14 und die Werte für die Wegbegrenzung bei 15: Welche Schleifstelle an der Reihe ist, erfährt die Eineiehtung 6 über die Eingabe 10 in Abhängigkeit von der Stellung des Werkstückschlittens 2. Solange die Stelle I geschliffen wird, beeinflußt die Verteil-und Steuereinrichtung 8 in Abhängigkeit vom Meßkopf 7 dt-n elektrischen Antrieb 4 des Werkzeugschlittens 1 unmittelbar über 17. Heim Schleifen der übrigen Stellen beeinflußt die Verteil-und Steuereinrichtung 6 des Weßmeßsystems 5 den Antrieb 4 über In dem Diagramm nach fig. 2 gibt die Ordinate die Geschwindigkeit und die Abszisse den Weg des Werkstückschlittens bezogen auf einen maschinenfesten Punkt an. Die Vorlaufrichtung geht in Pig. 2 von links nach rechts, die Rücklaufrichtung von rechte nach links. Das Diagramm ist aus zwei, entsprechend dem Durchmesserunterschied in der Weglage gegeneinander versetzten Diaararunen zusammengesetzt, wobei der gestrichelte

Schleifstelle I und der stark ausgezogene Linienverlauf dem Diagramm für Üe vom Wegmeßsystem aus behandelte Schleifstelle II entspricht. Die Umaohaltpunkte für die Schleifstelle I heißen wieder U z- ,bis U tie j enigez für die Schleifstelle iI' U 1I 1 bis U 1I 7. U I 1 bis U T 2 entspricht dem Eilgang, U I 2 bis U I 3 dem Eilvorschub, U I 3 bis I 4 dem Grobvorschub, U i 4 bis U I 5 dem Feinvorschub, U I 5 bis U I 6 dem Feinstvorachup und U I 6 bis U I 7 dem Rücklauf. Entsprechendes gilt für die U II -Bereiche.
Bei dem Werkstück 3' nach Fig. 3 ist wieder der MeBkopf 7 an der Schleifstelle I angesetzt. Hier hat aber die Schleifstelle III denselben Durchmesser und dieselben sonstigen Abmessungen, wie die Schleifstelle I, so daß beide Stellen in gleicher Weise geschliffen werden können und statt des Meßkopfee 7 an der' Stelle I auch der Meßkopf 7' an der Stelle III angesetzt sein könnte. Dafür ist hier im Gegensatz zu dem Werkstück 3 der .Fig. 1 noch eine Schleifstelle V vorhanden. Die Schleifstellen II., IV und V werden also wieder unter Steuerung des Werkzeug- schlittens vom Wegmeßsyetem aus geschliffen. Die den Verteil- und Steuereinrichtungen 8 und 6 einzugebenden Wertelassen sich mittels Ziffernschalter 18 einstellen, und zwar läßt sich jeder Umschaltpunkt für jede Schleifstelle gesondert festlegen. Bei dem gezeichneten Beispiel nach Fig. 3 ist vereinfachend an- genommen, daß der Schnellverstellungsweg und das Schleifaufmaß für alle Schleifstellen, bezogen auf das Fertigmaß, gleich sind, so daß die Umschaltpunkte U 3, U 4, U 5 und U 7 einmal für alle Schleifstellen von I bis V .eingestellt werden, während U 6 dem jeweiligen Fertigmaß an jeder Schleifstelle entspricht. Die Per; tigmaße lassen sioh.unmittelbar nach der Zeichnung einstellen, so daß sie in den Anzeigewerken von Addier- und Anzeigewerken 19 als Zahlenangaben für jede Schleifstelle erscheinen. Die verschiedenen Durchmesser an den einzelnen Schleifstellen können infolge der zahlenmäßigen Anzeige der Durchmesserwerte auch von Hand'gesahliffen werden, ohne daß darauf verzichtet werden müßte, von dem beim Erreichen des Fertigmaßes an einer ersten Schleifstelle über einen Meßkopf angegebenen Ausgangs-Punkt auszugehen. Die Stellung des Werkzeugschlittens wird dann durch besondere, in der Zeichnung nicht dargestellte Ziffern- anzeigeröhren sichtbar gemacht. Die Einstellung des Antriebs des Werkzeugschlittens erfolgt dabei zweckmäßig über zwei Dreh-knöpfe, von denen der eine für Grobverstellung mit hohen Ge- schwindigkeiten und der andere für Feinverstellung mit kleinen Geschwindigkeiten vorgesehen ist, derart, daß sich die Geschwin- digkeiten im Maa der Drehung der Knöpfe vorzugsweise kontinuier- lich ändern. Die Verstellung des Verkstüoksehlittene kann dabei ebenfalls von Hand erfolgen.

Claims

Patentansprüche 1) verfahren zum Einzelschleifen verschiedener Durchmesser an demselben Werkstück in einer Aufspannung, wobei das Werkstück in Längsrichtung (Tischbewegung) und die Schleifscheibe quer dazu (Zustellung) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung.der Schleifscheibe über zwei getrennt angeord- nete Meßsysteme gesteuert wird, und zwar a) für den ersten zu schleifenden Durchmesser von einem an sich bekannten, den Durchmesser des Werkstückes'kontinuierlich mes- senden Meßkopf aus und b) für die übrigen Durchmesser von einem Wegmeßsystem aus, (das am Werkzeugschlitten angebracht ist und die Stellung der Schleif- Scheibe relativ zum Unterbau mißt), und daß das Wegmeßsystem mit einer Suchautomatik ausgestattet ist, die es in Abhängigkeit vom Erreichen des Fertigmaßes des ersten Durchmessers selbsttätig auf den Ausgangszustand für den Ablauf der Steuerung der Schleifscheibe für die übrigen Durchmesser nach einem voreingestellten Programm einstellt. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegmeßsystem auch für die Steuerung der Schnellverstellwege und für die Festlegung der äußeren Wegbegrenzungen eingerichtet ist. 3) Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zustellung der Schleifscheibe ein elektromechanischer Zustellantrieb mit Schritt- motor vorgesehen.ist. 4) Schleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustellantrieb mit einem das Ausfunken ersetzenden Peinst- vorschub ausgerüstet ist. 5) Schleifmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Tischfortsohaltung ebenfalls ein elektromechanischer Antrieb vorgesehen ist. 6) Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, vorzugsweise nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch ge- kennzeichnet, daß zum Eingeben der die Umschaltpunkte für die einzelnen Arbeitsstufen festlegenden Werte Ziffernschalter vorgesehen sind und daß Addier- und Anzeigewerke vorgesehen sind, in denen die eingestellten Fertigmaße, gegebenenfalls auch die sonstigen einge- gebenen Werte, zahlenmäßig sichtbar sind.