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Vorrichtung zum Kopierschleifen od.dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopierschleifen od.
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dgl., bei welcher in einer Ebene mit unterschiedlich markiertem Licht
ein Sollkurvenbild und ein Bild eines Werkstückprofils erzeugt werden und ein Werkzeug
nach Maßgabe der Abweichung derselben bewegt wird.
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Es sind Verfahren zum Kopierschleifen bekannt, bei denen eine zu bearbeitende
Werkstückkontur (Istkurve) mit Licht einer bestimmten Spektralfarbe# in der Ebene
einer in einer anderen Spektralfarbe dargestellten oder abgebildeten Sollkurve auf
einem Abbildungsschirm abgebildet wird, wobei durch Vergleich beider Kurven Steuersignale
für die Vorschübe des Schleifwerkzuges bzw, Werkstückes gewonnen werden. Die Kontur
eines vorgefertigten Werkstückes wird somit mit einer Sollkontur verglichen-und
Abweichungen von der Sollkontur nachgeschliffen. Die bekannten Kopierschleifvorrichtungen
arbeiten so, daß die Kontur des Werkatückes mit Hilfe eines Profilprojektors auf
einem Abbildungsschirm mit dem Sollprofil visuell verglichen wird.
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Die Vorschübe der Schleifmaschine werden von der Bedienungsperson
so gesteuert, daß die Werkstückkontur mit der Sollkontur zur Deckung kommt. Dieses
Verfahren zum Kopierschleifen stellt an die Bedienungsperson sehr hohe Anforderungen.
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Es ist schon eine halbautomatische Kopierschleifmaschine beschrieben
(DAS 1 139 769), bei welcher mittels optischer Systeme und in die Beleuchtungsstrahlengänge
eingeschalteter Farbfilter auf einem Abbildungsschirm ein verschiedenfarbiges Mischbild
von Sollkurven, Werkstück und Werkzeug entworfen wird. Die Überwachung des Bearbeitungsfortschritts
soll dabei unter Verwendung einer Photozelle erfolgen. Diese vorbekannte Anordnung
ist jedoch nicht für die automatische Steuerung des Schleifscheibenvorschubs geeignet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatisch arbeitende
Kopierschleifvorrichtung zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das Sollkurvenbild
mittels eines photoelektrischen Kurvensteuergeräts nachgefahren wird, welches auf
Licht einer Markierung anspricht, und daß das Werkzeug relativ dazu in einer Beistellrichtung
von einem Steuersignal gesteuert ist, das mittels einer an dem Kurvensteuergerät
vorgesehenen Abtastanordnung aus dem Licht der anderen Markierung gewonnen wird.
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Nach der Erfindung wird also die.Sollkurve durch ein Kurvensteuergerät
nachgefahren. Solche Kurvensteuergeräte sind an sich bekannt. Sie enthalten einen
photoelektrischen Tastkopf, der einmal die Tangentenrichtung der abgetasteten Kurve
und zum anderen die seitliche Ablage der Tastkopfachse von dieser Kurve erfaßt.
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Der Tastkopf wird dabei der Tangentenrichtung der Kurve nachgedreht.
illit dem tastkopf wird ein Sinus-Kosinus-Geber verdreht, dem ein konstantes Vorschubsignal
zugeführt wird. Die beiden Ausgangssignale des Sinus-Kosinus-Gebers werden auf einen
Koordinatenantrieb gegeben, der den Tastkopf in X- und-r-Richtung nach Maßgabe dieser
Signale bewegt. Auf diese Weise bewegt sich der Tastkopf mit konstanter Geschwindigkeit
in jedem Punkt in Tangetenrichtun der abzutastenden Kurve. Die seitliche Ablage
des Tastkopfes von der Kurve wird durch ein Korrektursignal laufend korrigiert,
welches ebenfalls in geeigneter Weise über einen Sinus-Kosinus-Geber den Koordinatenantrieb
des Kurvensteuergerätes beaufschlagt. Ein Beispiel eines solchen Kurvensteuergerätes
zeigt die DAS 1 104 592. Durch eine an diesem Kurvensteuergerät vorgesehene Abtastanordnung,
die natürlich mit der Abtastanordnung des Kurvensteuergerätes selbst teilweise übereinstimmen
kann, wird mittels des Lichts der anderen Markierung ein Steuersignal für das Werkzeug
gewonnen.
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Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, daß zur Markierung
des Lichts in die Abbildungsstrahlengänge für Sollkurve und Werkstückprofil unterschiedliche
Farbfilter eingeschaltet sind und entsprechende Farbfiltermittel vor je einen photoelektrischen
Empfänger an dem Kurvensteuergerät vorgesehen sind, von denen einer ein erstes Ablagesignal
für das Kurvensteuergerät zum Nachfaiiren der Sollkurve und der andere ein zweites
Ablage signal für die Steuerung des Werkzeuges liefert.
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Das Werkzeug kann in einer Ebene mittels eines Koordinatenantriebes
verstellbar sein, der in einer Richtung synchron mit einem Koordinatenantrieb des
Kurvensteuergerätes und in einer
dazu senkrechten Richtung (Beistellrichtung)
von der Differenz des ersten und des zweiten Ablagesignals steuerbar ist.
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Es kann ein Abtastlichtbündel des Kurvensteuergerätes über bzw.
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durch einen zur Bündelachse geneigten Parbteilerspiegel auf je einen
photoelektrischen Empfänger zur Bildung des ersten und des zweiten Ablagesignals
geleitet werden.
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Die Markierung kann auch durch unterschiedliche Polarisation des Lichtes
in den beiden Abbildungsstrahlengängen erfolgen.
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Eine andere Möglichkeit bestünde darin, daß die beiden Abbildungsstrahlengänge
mit unterschiedlichen Frequenzen zerhackt, also amplitudenmoduliert werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Figur 1 ist eine Prinzipdarstellung
des optischen Abbildungssystems, Figur 2 ist eine Prinzipdarstellung der Köpierschleifvorrichtung
nach der Erfindung.
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Gemäß Figur 1 wird die Kontur eines Werkstückes 6 über ein optisches
Abbildungssystem 5, 7 und einen halbdurchlässigen Spiegel 8 auf einen Projektionsschirm
9 abgebildet (Istkurve). Die auf einer Vorlage 3 aufgetragene Sollkurve wird über
ein Abbildungssystem 2, 4 und den halbdurchlässigen Spiegel 8 ebenfalls auf den
Projektionsschirm 9 abgebildet. Dabei erfolgt die Abbildung der Sollkurve in einer
anderen Spektralfarbe als die der Istkurve.
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Zu diesem Zweck ist vor die Lichtquelle 4 des Abbildungsstrahlenganges
der Istkurve, also des Werkstückprofils, ein Filter 11 vorgesehen, welches nur den
grünen Anteil des Spektrums durchläßt. Vor die Lichtquelle 1 im Abbildungsstrahlengang
der Sollkurve ist ein Filter 10 angeordnet, welches nur den roten Anteil des Spektrums
durchläßt. Mit 10 ist in Figur 1 generell die die Kurven abtastende photoelektrische
Abtasteinrichtung bezeichnet.
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In Figur 1 ist ein Abbildungssystem dargestellt, bei welchem sowohl
die Werkstückkontur als auch die Sollkurve im Durchlicht projiziert werden. Es ist
auch möglich, eine Vorlage mit der Sollkurve unmittelbar auf den Abbildungsschirm
aufzuspannen. In diesem Falle muß die Zeichnung für grünes Licht (Istkurve) transparent
sein. Die Istkurve (Werkstückkontur) wird mit grünem Licht projiziert, während die
Sollkurve rot beleuchtet wird.
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In Figur 2 sind auf dem Projektionsschirm 9 die Sollkurve mit 3a (rot)
und die Istkurve mit 6a (grün) bezeichnet. Die Abtasteinrichtung 10 tastet gleichzeitig
die beiden Kurven 3a und 6a ab. Dabei ist der gerade abgetastete Bildbereich durch
den Kreis 20 angedeutet.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, wird das Abtastlichtbündel mittels
eines Farbteilerspiegels 12 spektral getrennt. Das unterßchiedlich gefärbte Licht
gelangt zur Auswertung auf zwei getrennte photoelektrische Empfänger 13 und 14.
Der Empfänger 13 erhält das rote Licht, während der Empfänger 14 mit dem grünen
Licht beaufschlagt ist. Das Kurvensteuergerät 10 ist durch einen Koordinatenantrieb
mit den Antriebsaggregaten 15 (X-Richtung) und 16 (Y-Richtung) verstellbar, die
in geeigneter Weise
von den Signalen des photoelektrischen Empfängers
bei 10 gesteuert werden. Das Kurvensteuergerät fährt also der Sollkurve 3a nach.
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Mit der Vorschubbewegung in X-Richtung für das Kurvensteuergerät 10
ist die Vorschubbewegung in X-Richtung für ein=Schleifwerkzeug 11 gekuppelt, gegebenenfalls
über ein Getriebe 17. Das Schleifwerkzeug 11 kann beispielsweise eine rotierende
Schleifscheibe sein.
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Die Steuerung und Regelung der Vorschubbewegung des Werkzeuges 11
in Y-Richtung (Beistellrichtung) wird aus einem Vergleich zwischen Soll- und Istkurve
gewonnen. Zu diesem Zweck ist eine Auswerterschaltung 19 vorgesehen, die beispielsweise
die Differenz der Signale von den Empfängern 13 und 14 bildet. Diese Differenz entspricht
der Abweichung von Ist- und Sollkurve, und zwar unabhängig davon, ob das Kurvensteuergerät
selbst schon genau auf die Sollkurve eingeregelt ist oder noch eine Abweichung von
der Sollkurve zeigt. Die von der Auswerterschaltung 19 gebildete Differenz wird
als Steuersignal auf das Antriebsaggregat 18 für den Vorschub des Schleifwerkzeuges
11 in Y-Richtung gegeben. Der Vorschub für die Y-Koordinate des Werkzeugs 11 bzw.
des Werkstückes 6 wird also mittels der Differenz zwischen Soll- und Istkurve so
gesteuert, daß diese Differenz zu Null wird. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung
wird also der Einfluß der Werkzeugabnutzung ausgeschaltet.