DE19743139A1

DE19743139A1 - Vorrichtung zum Durchführen eines Schleifvorganges und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE19743139A1
Application number: DE19743139A
Authority: DE
Inventors: Makoto Onoda; Masatoshi Ichikawa; Takehiro Ohashi; Shinji Kuwahara; Takahiro Nakano; Yuzo Hotta
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: US6113461A; DE19743139B4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines Schleifvorganges, insbesondere auf eine Schleifmaschine, wie beispielsweise eine Innenschleifmaschine, eine Rundschleifmaschine oder eine spitzenlose Schleifmaschine bzw. auf eine Feinstschleifmaschine, zudem auf eine Steuerungseinrichtung in einer automatischen Fräsmaschine mit Auflageschuh, eine verbesserte Werkstückaustauscheinrichtung und Stabilisierung der Bearbeitungsgenauigkeit. Auch erfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, bei welchem eine durch die Abnutzung eines Schleifsteins hervorgerufene Änderung der Bearbeitungsleistung des Schleifsteins - einer sogenannten "Schleifsteinschärfe" (grindstone sharpness) - während der Bearbeitung und während des nachfolgenden Fräsens gemäß der vorbestimmten Schleifsteinschärfe kontrolliert wird, und insbesondere auf ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine, die bei kurzen Schleifzyklen wirksam eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine, bei welchem bei einer Schleifmaschinenart mit einem Verarbeitungssystem mit geringer Festigkeit, wie beispielsweise einer Innenschleifmaschine, oder einer Schleifmaschinenart mit einem Werkstück und einem Auflagesystem, das über eine geringe Festigkeit verfügt, die Tiefe des Schnitts reduziert wird, um die Auslenkung nach einem Vorbearbeitungsprozeß zu öffnen, falls die Auslenkung infolge einer Bearbeitungskraft zunimmt. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Schleifverfahren und die Schleifmaschine, die dort wirksam eingesetzt werden, wo eine Anzahl identischer Werkstücke nacheinander bearbeitet werden.

Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine, bei welchem/ welcher selbst im Falle einer Änderung der Bearbeitungstoleranz und auch der Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung) während der Endbearbeitung die Zeitdauer, während welcher die Bearbeitung ausgeführt wird, d. h. die Bearbeitungszeit, auf einen Sollwert eingestellt werden kann, und der Bearbeitungswiderstand so gesteuert wird, daß die Bearbeitungsgenauigkeit stabilisiert wird.

Dem Fachmann ist bekannt, daß der maschinelle Betrieb einer Schleifmaschine mit Hilfe einer Folgesteuerungsanlage gesteuert werden kann. In solch einem Falle folgt auf einen Bearbeitungsschritt ein weiterer, sobald die Beendigung des vorhergehenden Vorgangs durch einen Näherungssensoren oder ähnliches bestätigt wird.

Der dem Stand der Technik entsprechende maschinelle Betrieb wird im Hinblick auf die Fig. 7 und 8 der Zeichnung erläutert. Nach Beendigung der Bearbeitung wird der Schleifstein von einer Schnittposition auf eine zurückgesetzte Position zurückgefahren und ein Sensor, der die Rückführung des Schleifsteines überwacht und neben der Rückführposition plaziert ist, wird eingeschaltet. Ein von diesem Sensor abgegebenes elektrisches Signal wird an eine Folgesteuerungsanlage geleitet und bringt diese dazu, ein Kommando zur Rückführung eines Schleifsteintisches auszusenden. Drückt der Schleifsteintisch daraufhin einen Sensor neben der Rückführposition des Schleifsteintisches nieder, der die Rückführung des Tisches bestätigt, so bestätigt die Folgesteuerungsanlage die Rückfuhr des Schleifsteintisches und gibt dann ein Rückführsignal für das Meßgerät ab. Bei der Innenschleifmaschine, an der sowohl der Schleifstein als auch das Meßgerät aus dem Werkstück zurückgezogen werden, wird die Ladeeinrichtung eingesetzt, um das bearbeitete Werkstück herauszunehmen, damit das im Anschluß zu bearbeitende Werkstück eingesetzt werden kann.

Obwohl die Zufuhreinrichtung an der Abgabestelle tätig wird, um das bearbeitete Werkstück durch das im Anschluß zu bearbeitende Werkstück zu ersetzen, wird letzteres erst eingesetzt, wenn die Ankunft an der Entladeposition bestätigt wird und der Taktgeber daraufhin eingestellt wurde. Beim Beladen des zu bearbeitenden Werkstücks wird der Beladeprozeß durch einen oder mehrere Sensoren überprüft; der Bearbeitungsprozeß wird dann umgekehrt zum Entladen, in der Reihenfolge Meßgerät, Schleifsteintisch und Schleifen, durchgeführt. Die Fig. 6A und 6B zeigen beispielhaft eine Beladeeinrichtung; als Stellglieder für die Durchführung dieser aufeinanderfolgenden Vorgänge werden normalerweise hydraulische und/oder pneumatische Zylinder verwendet.

Gemäß Fig. 6A wird das bearbeitete Werkstück von einem Badearmzylinder entladen, und das Werkstück in einem Fach, welches in einem dabei beteiligten Ladearm enthalten ist, wird zu einer Stellmarke bewegt. Das bereits bearbeitete Werkstück wird von einem nachfolgenden - noch zu bearbeitenden - Werkstück zu einer Halteeinrichtung geschoben, wobei diese immer noch in Kontakt mit dem nachfolgend zu bearbeitenden Werkstück steht. Um zu überprüfen, ob das schon bearbeitete Werkstück durch das nachfolgend zu bearbeitende Werkstück ersetzt wurde, wird der Betrieb des Ladearms durch einen Taktgeber unterbrochen, nachdem die Bestätigung durch einen Sensor erfolgt ist und solange bis der folgende Beladeprozeß begonnen wird.

Handelt es sich um eine Maschine, bei der die Abfolge vom Schnitt eines Werkstücks bis zur Plazierung desselben durch separate Mechanismen durchgeführt wird, so ist bei der beschriebenen Maschine die Verwendung verschiedener Sensoren erforderlich, die einen Plazierungsmechanismus in Gang setzen und die Durchführung der Plazierung überprüfen, nachdem die Bestätigung durch den Sensor sd erfolgt ist.

Gemäß Fig. 6B beginnt der Ladearmzylinder mit der Beladung, sobald der Taktgeber eingestellt ist. Das bearbeitete Werkstück wird aus der Maschine entfernt, nachdem die Haltevorrichtung, die synchron mit der Tätigkeit des Ladearms funktioniert, zu einer zurückgesetzten Position bewegt wurde. Das Werkstück im Fach des Ladearms wird in einer Werkstückrotations-Auflagevorrichtung plaziert. Die Bestätigung, daß das Werkstück geladen wurde, wird durch einen Sensor erbracht, und der Betrieb des Meßgerätes sowie des Schleifsteines wird eingeleitet. Nachdem sie in eine Bearbeitungsposition gebracht wurden, wird ein weiterer Bearbeitungsprozeß ausgelöst. Nach Beendigung des Bearbeitungsprozesses fährt der Ladearmzylinder zurück, nachdem die Bestätigung gegeben wurde, daß der Schleifstein und das Meßgerät vom Werkstück entfernt und der Schleifstein sowie das Meßgerät zurückgefahren wurden.

Im oben erläuterten Fall stellte sich zunächst folgendes Problem:
Beim oben beschriebenen Betrieb, bei dem als Stellglied ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder verwendet wird, ist für das Einschalten eines Ventils und die Übertragung eines Drucks innerhalb der Rohrleitungen eine erhebliche Zeitdauer erforderlich, und es kommt notwendigerweise zu einer Verzögerung, obwohl ein Signal der Folgesteuerung geändert wird. Wegen dieser Verzögerung muß nicht nur gegenüber der Folgeschaltung der Betrieb bestätigt werden, sondern es ist auch schwierig, Grenzschalter einzurichten und zu montieren, die für die Bestätigung des Betriebs erforderlich sind.

Beispielsweise variiert die Verzögerung einer Folgesteuerungsanlage zwischen einigen msec und einigen zehn msec, die Schaltung eines Ventils kann einige zehn msec benötigen, und die Übertragung des Drucks in das Rohrleitungssystem erfolgt nicht nur mit einer Verzögerung von 100 msec, sondern hat auch eine Änderung der Übertragungszeit zur Folge. Im Falle einer solchen Schleifmaschine laufen ungefähr zehn verschiedene Vorgänge ab, so daß - obwohl die Verzögerung eines Reglers minimal ist - die Summe dieser durch die Regler verursachten Verzögerungen schädlich sein kann. Insbesondere ist ein Taktgeber erforderlich, damit das Werkstück während der Bearbeitung sicher an der Stellmarke befestigt werden kann.

Zu den Elementen, die eine Verzögerung hervorrufen können, gehören:

(1) Näherungsschalter zur Überprüfung des Betriebs:
dieser Schalter verursacht normalerweise eine Verzögerung von 1 msec oder weniger und ist in der Lage, auch bei hohen Geschwindigkeiten zu reagieren.
(2) Sequenzer- oder Folgesteuerung-I/O-Signal:
bei einem AC-Relais oder ähnlichem kann sich eine Verzögerung aufgrund der Stromquellenfrequenz ergeben; die Verzögerung von max. 1/60 sec kann sich bei 60 Hz ergeben und sogar bei einem DC-Relais kann es zu einer Verzögerung von einigen zehn msec kommen.
(3) Folgesteuerungszeit (sequencer processing time):
obwohl sich je nach Folgesteuerungsanlage und Methode der Programmkompilierung (compiling a program) Unterschiede ergeben können, ist eine Verzögerung von einigen msec oder mehr möglich.
(4) Reaktion eines elektromagnetischen Ventils:
die Bewegung einer Spule im elektromagnetischen Ventil benötigt mehrere 10 msec.
(5) Übertragung eines unter Druck gesetzten Fluids:
obwohl sich je nach Länge des Rohrleitungssystems, der Steifigkeit der Rohre und der Unterschiede im hydraulischen oder pneumatischen Druck Variationen ergeben können, kann es zu einer Verzögerung von mehreren zehn Sekunden oder länger kommen.

Wie oben erläutert, bewirken der konventionelle Zufuhrmechanismus und andere maschinelle Operationen notwendigerweise eine Verzögerung und Abweichung. Obwohl bisher Versuche unternommen wurden, anstatt des hydraulischen Ventils ein Servoventil zu verwenden, konnte die Verzögerung bei der zugrundeliegenden Folgesteuerung nicht aufgehoben werden. Die Einzelheiten zur Leerzeit (Nicht-Schleifzeit) einer Schleifmaschine, soweit sie die Punkte (2) bis (5) betreffen, entsprechen denen in Fig. 9.

Obwohl die einzelnen Verzögerungselemente klein sind, käme es doch zu einer Verzögerung von 1 Sekunde, wenn die Operation siebenmal wiederholt wird. Somit handelt es sich hier um einen der wichtigsten Punkte, die bei der Bearbeitungsmaschine verbessert werden müssen.

Um die Verzögerungen auf ein Minimum zu bringen, kann man erwägen, ein Servosystem anstelle desjenigen Stellgliedes einzusetzen, welches dazu tendiert, die größte Verzögerung zu bewirken. Gegenwärtig ist ein Modell der Schleifmaschine erhältlich, bei dem Verzögerungen durch die Verwendung eines hydraulischen Servosystems verringert werden können. Jedoch wird mit dem Servosystem lediglich ein Ladearm mit Kraftbedarf versehen, und sogar das hydraulische Servosystem startet die Operation nur mit einigen zehn oder mehr msec Verzögerung.

Nachfolgend wird nun der Stand der Technik zur Schleifsteinschärfe erläutert.

Die Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung) neigt dazu, sich zu ändern, da sie während des Schleifvorgangs verschleißt, und der Wert der Schleifsteinschärfe ist einer der wichtigen Faktoren, die bei der Schnittsteuerung berücksichtigt werden müssen.

Die Schleifsteinschärfe wird mit Λ bezeichnet, welches durch die nachfolgende Formel ausgedrückt wird, sowie mit dem Reziprokwert von Λ.
Λ = (Bearbeitungskraft)/(Bearbeitungsleistung Z)
Λ = (Processing Force)/(Processing Efficiency Z).

Mit anderen Worten, das Verhältnis der Bearbeitungskraft zur Bearbeitungsleistung (Menge der pro Zeiteinheit entladenen Werkstücke), stellt die Schleifsteinschärfe dar. Die oben genannte Bearbeitungskraft wird durch einen Wert, wie beispielsweise die orthogonale Schleifstärke Fn, die tangentiale Schleifstärke Ft(N), die Schleifstärke oder Schleifkraft P(kW) oder dergleichen dargestellt. Die Einheit der Bearbeitungsleistung Z ist mm³/sec oder mm³/mm sec.

Ist der Parameter Λ in der oben dargestellten Formel groß, so ist die Bearbeitungsleistung bei einer gegebenen Bearbeitungskraft gering und somit die Schleifsteinschärfe gering. Ist der Parameter Λ jedoch klein, so kann eine relativ große Menge an Material mit geringem Bearbeitungswiderstand entladen werden; die Schleifsteinschärfe wird als günstig betrachtet.

Um die Schärfe zu ermitteln, müssen sowohl die Bearbeitungskraft als auch die Bearbeitungsleistung festgestellt werden. Die Bearbeitungsleistung kann mit einem Sensorsignal ermittelt werden, welches die Schnittauslenkung oder die Schleifkraft anzeigt. Die Bearbeitungsleistung kann man andererseits mit dem Signal eines Prozeßmeßgeräts feststellen, mit welchem die Maße des in Arbeit befindlichen Werkstückes gemessen werden können.

Zur Ermittlung der Schärfe vgl. Fig. 15 und 16. In Fig. 15 wird die Anordnung der Ausrüstungsteile der in Betrieb befindlichen Innenschleifmaschine dargestellt; Fig. 16 zeigt eine Bedingung des Bearbeitungsverfahrens.

Wie aus Fig. 15 ersichtlich wird, wird das zu bearbeitende Werkstück auf den Werkstückauflagen und auf einer Mitnehmerscheibe montiert, um so alles gemeinsam rotieren zu lassen. Der Schleifstein wird innerhalb des zu bearbeitenden Werkstückes befestigt und führt während der Rotation einen Schnitt in diagonaler Richtung zum Werkstück aus. Die Maße, auf die das Werkstück bearbeitet werden soll, werden während der Bearbeitung von einem Meßkontakt erfaßt (einem Detektorenstützarm) und von einem Prozeßmeßgerät gemessen. Die Bearbeitungskraft (die Schleifkraft) wird durch einen Sensor gemessen, um die Auslenkung einer Schleifsteinantriebsmotorenachse (nicht abgebildet) oder Schleifsteinachse (nicht abgebildet) festzustellen. Zu diesem Zeitpunkt stimmen die Bearbeitungsposition (der Bearbeitungspunkt) des Schleifsteins und der Meßpunkt des Prozeßmeßgeräts nicht überein, so daß möglicherweise ein Fehler bei der Messung des Prozeßmeßgeräts auftreten könnte, der seine Ursache in der Wärmeausdehnung des Werkstückes hat.

Nun wird der Bearbeitungsprozeß erörtert. Wird gemäß Fig. 16 mit der Vorbearbeitung begonnen, während der Schnitt X (= Vorwärtsbewegung des Schleifsteins) stattfindet, steigt die Bearbeitungskraft P, verbunden mit einer Änderung der Bearbeitungsmaße (gemessene Werte) g. Obwohl die Bearbeitungskraft bei Beendigung der Vorbearbeitung einen vorbestimmten Wert erreicht, wird das Werkstück von einer aus dem Schleifprozeß resultierenden Reibungswärme durchdrungen, und somit sind die Bearbeitungsmaße größer als erwartet. Während die meßbaren Bearbeitungsmaße durch g ausgedrückt werden, wird das tatsächliche Bearbeitungsmaß durch g-δ ausgedrückt (gepunktete Linie), da die Maße gemessen werden, welche eine thermische Ausdehnung δ im Werkstück enthalten (vgl. Fig. 16, mit ausgeweiteter Achse der Ordinaten).

Der Betrag der Wärmeausdehnung 8 des Werkstückes bringt eine beträchtliche Zeitverzögerung mit sich, vergleicht man sie mit einer veränderten Bearbeitungskraft und einer beträchtlichen Ausdehnung und Kontraktion, die, wie schon gezeigt, während der Bearbeitung stattfinden. Zum Beispiel betragen thermische Expansion und thermische Kontraktion bei einem ölgestützten Kühlmittel mehr als 10 µm oder 5 µm bei einem wassergestützten Kühlmittel.

Der oben erörterte Fall bringt ein zweites Problem mit sich:
Obwohl die Bearbeitungskraft durch Messung der Schleifstärke und des Schleifwiderstandes gemessen werden kann, kann die Bearbeitungsleistung durch folgende Gleichung ermittelt werden, in der D den Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes darstellt, und jeglicher durch die thermische Expansion des Werkstücks verursachte Einfluß vernachlässigt wird.

Z = π × D × (dg/dt) mm³/(mm·sec)

Aus diesem Grund ist eine genaue Bewertung der Schleifsteinschärfe nicht möglich. Vor allem deswegen, weil die Wärmeausdehnung und Kontraktion im Werkstück sowohl vor Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs als auch während des Endbearbeitungsvorgangs stattfinden und somit die Ungenauigkeit des gemessenen Wertes der Schleifsteinschärfe (der Bearbeitungsleistung) beträchtlich ist.

Obwohl Fehler in der Schleifsteinschärfe bei der niedertourigen Bearbeitung kein großes Problem darstellen, ist eine genaue Messung erforderlich, wenn eine große Anzahl an Werkstücken, wie z. B. Kugellager-Laufringe, bei hoher Geschwindigkeit bearbeitet werden und gleichzeitig strenge Anforderungen an die Genauigkeit erfüllt werden müssen. Vor allem dort, wo die während des Endbearbeitungsvorgangs oder ähnlichem zu erfolgende Schnittkontrolle angepaßt werden muß, ist keine dauerhafte Kontrolle möglich, wenn keine genaue Schleifsteinschärfe erhalten wird.

Im folgenden wird das dem Stand der Technik entsprechende Verfahren des Eingriffrückzuges (bite retraction) erläutert.

Um das einzelne Werkstück mit der Schleifmaschine zu bearbeiten, werden Vorbearbeitung und Nachbearbeitung nacheinander durchgeführt, um die Bearbeitungsleistung und Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen. Wird beispielsweise eine Innenschleifmaschine mit einem Schleifsystem mit relativ geringer Härte verwendet, so wird der Eingriffrückzug in geringem Umfang nach der Vorbearbeitung durchgeführt, und die Endbearbeitung erfolgt dadurch, daß eine Auslenkung im Schleifsystem ausgelöst wird. Wird der Eingriffrückzug vor der Endbearbeitung durchgeführt, so kann die notwendige Bearbeitungszeit verkürzt werden.

Eine Bedingung für die Auslenkung im Schleifsystem wird übertrieben in Fig. 17 dargestellt. Beim Innenschleifen wird die Schleifsteinachse unter dem Einfluß der Bearbeitungskraft ausgelenkt und beim Schnitt X1(t) ergibt sich im Werkstück ein Nichtschnitt in einer Größe, die der Auslenkung δ entspricht. Die Bearbeitungsgröße X2(t) ergibt sich aus der Tiefe des Schnitts x1(t) und der Schleifzeitkonstanten τ und wird wie folgt ausgedrückt:

dX2(t)/dt = (1/τ)·(x1(t)-X2(t) (1)

Die oben erwähnte Schleifzeitkonstante τ variiert je nach Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung), Material des zu bearbeitenden Werkstückes, der Form des Werkstückes, usw.

Die Bearbeitungsbedingungen (-verfahren), bei welchen die Auslenkung durch den Eingriffrückzug ausgelöst bzw. nicht ausgelöst wird, werden beim Vergleich der Fig. 18A und 18B erläutert.

Um die Schleifgenauigkeit sicherzustellen, ist es notwendig, die Auslenkung d bei Beendigung des Schnitts bei einem vorbestimmten Wert oder weniger aufrechtzuerhalten. Wird kein Eingriffrückzug durchgeführt, ist für die Wiederherstellung der Auslenkung während der Endbearbeitung eine Zeitdauer erforderlich, die der dreifachen Zeit der Schleifzeitkonstanten entspricht. Wird jedoch ein Eingriffrückzug durchgeführt, so ist es möglich, während der Vorbearbeitung einen besseren Schnitt als erwartet durchzuführen, und, da die Auslenkung vor der Endbearbeitung wiederhergestellt werden kann, kann sie schnell während der Endbearbeitung wiederhergestellt werden. Somit läßt sich die Bearbeitungszeit verkürzen.

Mit dem bisher erhältlichen Schleifgerät werden zwei Methoden zur Bestimmung der Eingriffrückzugsgröße verwendet: Die eine besteht darin, die Größe des Eingriffrückzugs durch die Wiederholung der Schleifexperimente zu bestimmen, so daß der Bearbeitungszyklus sowie die Bearbeitungsgenauigkeit stabilisiert werden können. Diese Methode wird vielfach angewendet. Die andere Methode besteht darin, einen automatischen Eingriffrückzug durchzuführen, wobei, sofern Bearbeitungskraft und Bearbeitungsleistung kontrolliert werden, wie z. B. bei der Leistungssteuerung, die folgende Gleichung zugrundegelegt wird:

Größe des Eingriffrückzugs Xbo = Kontrollsystem-Konstante × (Pr-Pf),

wobei Pr für die während der Vorbearbeitung aufgebrachte Leistung (kW) und Pf für die während der Endbearbeitung aufgebrachte Leistung (kW) steht.

Jedoch neigt der Zyklus bei diesen Eingriffrückzugsgrößen dazu, instabil zu werden, wenn die Schnittgeschwindigkeit während der Endbearbeitung und/oder die während der Endbearbeitung eingestellte Leistung verringert wird. Dies ist mit einer beträchtlichen Änderung der für die Endbearbeitung erforderlichen Zeit verbunden. Aus diesem Grund müssen die Endbearbeitungszeittoleranz und die Schnitt zeit erhöht werden, so daß die Eingriffrückzugsgröße verringert werden kann. Der Zyklus neigt auch dazu, instabil zu werden, wenn die Schleifsteinschärfe, wie z. B. bei einem CBN-Schleifstein, dazu tendiert, vor und nach der Einstellung und/oder der Bearbeitungstoleranz erheblich zu divergieren.

Der oben erörterte Fall bringt ein drittes Problem mit sich:
Betrachtet man die vorhergehende Situation, so ist es wünschenswert, eine Methode zu entwickeln, mit der die Eingriffrückzugsgröße bestimmt werden kann, mit der sogar unter den oben erläuterten Ursachen für die Instabilität ein stabilisierter Schleifzyklus erreicht werden kann. Deswegen wurde die folgende Methode zur Bestimmung des Eingriffrückzugs entwickelt.

Die grundlegende Eigenschaft des Schleifverfahrens kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

Wachstumsgeschwindigkeit der Werkstückmaße: V(t) = d X2(t)/dt, und
Schleifauslenkung: δ(t) = X1(t)-X2(t).

Somit kann die zuvor erwähnte Gleichung (1) folgendermaßen umgeschrieben werden:

V(t) = δ(t)_τ (2)

Dies kann durch δ(t) = τ·V(t) konstruiert werden; somit ist die Schleifauslenkung gleich dem Produkt aus der Wachstumsgeschwindigkeit der Werkstückmaße (die gleich der Schnittgeschwindigkeit d X1(t)/dt sein kann, wenn die Auslenkung stabilisiert ist) und der Schleifzeitkonstanten.

Die Eingriffrückzugsgröße wird dafür verwendet, die Vorschleifauslenkung in die Endschleifauslenkung zu übertragen. Stehen während der Vorbearbeitung die in der Gleichung (2) verwendete Wachstumsgeschwindigkeit V(t) oder sowohl die Schnittgeschwindigkeit dX1(t)/d als auch die Schleifzeitkonstante τ(t) zur Verfügung, so kann die Auslenkung δ(t) berechnet werden, und auch die Höchstgröße Xbo des Eingriffrückzuges, bei der das Bearbeitungsverfahren in die Endbearbeitung übergeht, kann berechnet werden.

Wird jedoch die Kontrolle durch die Verwendung der so berechneten Eingriffrückzugsgröße Xbo realisiert, so besteht ein drittes Problem darin, daß kein NC-Mechanismus zur Verfügung steht, der in der Lage wäre, die Eingriffrückzugsgröße während des Schnitts zu ändern. Der NC-Mechanismus ist in der Lage, die Geschwindigkeit durch einen Vorschub zu ändern, um so den Pfad bei Beginn des Bearbeitungsprozesses zu bestimmen, es gibt jedoch keine Vorrichtung dafür, die Position während der Bearbeitung zu verändern.

Deswegen ist es notwendig, eine Art NC-Mechanismus zu entwickeln, mit dem die Eingriffrückzugsgröße nach der Vorbearbeitung während der Borbearbeitung verändert werden kann.

Da auch der Endbearbeitungsprozeß voraussetzt, daß die Kontrolle während der Vorbearbeitung erreicht wird, stellt eine Verzögerung im Kontrollsystem und auch im mechanischen System ein beträchtliches Problem dar. Trotzdem kann der Wert des zuvor bearbeiteten Werkstückes während der Bearbeitung eines solchen Werkstückes verwendet werden, da ein abrupter Wechsel der Schleifzeit nicht so oft vorkommt. Es ist jedoch wünschenswert, die Schleifzeitkonstante des im Moment bearbeiteten Werkstückes zu bestimmen, um so eine bessere Genauigkeit zu erreichen.

Angesichts des oben Gesagten wird ein Prozeß-Meßverfahren zur Gewinnung der Schleifzeitkonstanten des gegenwärtig bearbeiteten Werkstückes erörtert. Während des Schleifens neigt die Schleifsteinschärfe dazu, zu variieren, wie in Verbindung mit dem zweiten Problem bereits erläutert wurde. Eine Änderung der Schleifsteinschärfe führt zu einer Änderung der Schleifzeitkonstanten und dadurch zu einer Änderung des Kontrollergebnisses des Schleifsystems. Soll das Bearbeitungsverfahren kontrolliert werden, so ist es notwendig, diese Änderung genau zu erfassen.

Die Schleifzeitkonstante t wird folgendermaßen ausgedrückt:

τ = a/[(Härte des Schleifsystems kg) × (Schleifsteinschärfe Λ)],

wobei α die durch das Werkstück festgelegte Konstante darstellt.

Λ = (Schleifkraft Fn(N))/(Bearbeitungsleistung Z(mm³/sec)). Mit anderen Worten, die Schleifzeitkonstante τ ist umgekehrt proportional zur Schleifsteinschärfe Λ.

Wo ständig gleiche Werkstücke bearbeitet werden, können die Konstanten α und Kg als die jeweilig konstanten Werte betrachtet werden, und sobald die Schleifsteinschärfe Λ bekannt ist, kann die Zeitkonstante τ festgelegt werden.

Nun wird eine Änderung des Schleifsteines berücksichtigt. Geht man davon aus, daß die Schleifzeitkonstante t0 ist, bei einer Referenz-Schleifsteinschärfe A0, so kann, sofern die Schleifsteinstärke Aa während der Bearbeitung erreicht, die Schleifsteinkonstante tt folgendermaßen ausgedrückt werden:

τt = τ0 × (Aa/A0)

Das zweite Problem hängt mit der Weise zusammen, in der die Schleifsteinschärfe während der Bearbeitung ermittelt wird:
Eine Methode, die Schnittgeschwindigkeit V(t) zu berechnen, wird nun beschrieben: Die Schnittgeschwindigkeit V(t) wird schnell als eine Bearbeitungsgeschwindigkeit des Werkstückes verstanden, die durch dX2(t)/dt ausgedrückt wird. Wird ein Prozeßmeßgerät verwendet, so kann die Schnittgeschwindigkeit schnell durch die Differenzierung des Maßsignals ermittelt werden.

Wird kein Prozeßmeßgerät verwendet und nur die Größe der Bearbeitungskraft festgestellt, so ist dies auch auf folgende Weise möglich: Die Auslenkung δ(t) in den Fig. 18A und 18B entspricht nämlich der Schleifleistung und dem Schleifwiderstand und da dX1(t) = dX2 (t), sobald dies zum Normalzustand wird, kann man dX1(t)/dt erhalten, indem man bestimmt, daß die Leistung der Bearbeitungskraft einen Normalzustand erreicht.

Nun wird die Methode zur Gewinnung der Eingriffrückzugsgröße betrachtet. Konnten die Schleifzeitkonstante τ und die Schnittgeschwindigkeit V ermittelt werden, so kann die Schleifauslenkung δ(t) mit der Gleichung δ(t) = τ × V(t) ermittelt werden. Es wird empfohlen, diese Schleifauslenkung δ(t) als Eingriffrückzugsgröße zu verwenden.

Konnte so ein NC-Mechanismus der Art entwickelt werden, daß die Eingriffrückzugsgröße nach Beendigung der Vorbearbeitung während der Vorbearbeitung geändert werden kann, wie in Verbindung mit dem dritten Problem oben erläutert wurde, so wird während der Vorbearbeitung ein vorbestimmter Wert des NC-Mechanismus wiedergespeichert, so daß der Wert der zuvor erläuterten Schleifauslenkung δ(t) die Größe Xbo des Eingriffrückzuges darstellen kann.

Es gibt jedoch noch ein viertes Problem, das darin besteht, daß eine Verzögerung im Schnittsystem auftreten kann. Bei einem allgemeinen NC-Mechanismus kommt es während des Übergangs von der Vorbearbeitung zum Eingriffrückzug oder zur Endbearbeitung zu einer Verzögerung von einigen zehn msec. Obwohl die Änderung gering sein mag, so ist es doch eine zusammengesetzte Verzögerung, bestehend aus einer Verzögerung im mechanischen System und einer Verzögerung im elektrischen System. Auch eine Änderung der Schleifzeitkonstanten ist ein Zusatz und Instabilitätsphänomen des Schleifzyklus, wie z. B. auch eine Änderung in der benötigten Zeitdauer zur Realisierung der Endbearbeitung auftreten kann. Ist der Zyklus instabil, so wird dies durch eine Änderung in der Bearbeitungsgenauigkeit widergespiegelt, und somit wird eine Anpassung nötig, um die Schnittgeschwindigkeit zu verringern.

Nachstehend wird die dem Stand der Technik entsprechende Schleifprozeßzeit erläutert.

Beim Schleifprozeß werden die Vorbearbeitung und die Endbearbeitung in einem Zyklus durchgeführt, um ein einzelnes Werkstück zu bearbeiten. Ist das Bearbeitungssystem beim Schleifen von geringer Härte, wie beispielsweise bei Innenschleifmaschinen und dergleichen, wie schon zuvor erwähnt, so wird der Eingriffrückzug nach der Vorbearbeitung in geringer Menge durchgeführt, um die Auslenkung zu öffnen und dabei die für die Endbearbeitung benötigte Zeit zu verkürzen.

Die Leistung der Vorbearbeitung ist mit der Größenordnung des Verschleißes oder der Trennung des Schleifsteines verknüpft und auf eine Spannbreite beschränkt, in der die Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit minimal ist.

Obwohl für die Reduktion der Bearbeitungszeit die Endbearbeitungstoleranz verringert werden muß, um somit die für die Endbearbeitung erforderliche Zeit zu reduzieren, so kann die für die Endbearbeitung erforderliche Zeit je nach Veränderung der Endbearbeitungstoleranz variieren, wenn die Endschnittgeschwindigkeit gesenkt wird, um so die Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen.

Fig. 13 zeigt eine Tabelle mit einem Bearbeitungsverfahren, welches, in Verbindung mit einer der bevorzugten Darstellungen in dieser Spezifizierung, als neue Methode, wie nachfolgend beschrieben, für die Festsetzung der Eingriffrückzugsgröße nach der Vorbearbeitung dargestellt wird. Probleme, die bei der Endbearbeitung entstehen, werden mit Bezug auf diese Tabelle erläutert.

Gemäß Fig. 13 wird mit dem Beginn des Schnitts X1(t) der Bearbeitungsprozeß des Werkstücks eingeleitet, und die Abmessungen g(t) des Werkstücks variieren in zunehmendem Maße. Zu diesem Zeitpunkt ist die Auslenkung δ(t) gleich X1(t)-g(t), welche langsam wächst und letztendlich zu einem vorbestimmten Wert konvergiert. Die Schleifstärke und die Schleifleistung P(t) sind proportional zu δ(t).

Wenn das Prozeßmeßgerät die Maße des Werkstücks feststellt, nachdem die Endbearbeitungstoleranz g1 erreicht wurde, gibt auf diese Weise der Kontrollmechanismus dem NC-Mechanismus den Befehl, den Eingriffrückzug zu starten. Bevor sich jedoch die Schnittgeschwindigkeit ändert, kommt es zu einer Verzögerung, die der Zeit t1 entspricht, während der das Vorschleifen stattfindet, sowie der Zeit t2, während der es endet bis der initiierte Eingriffrückzug stattfindet. Es kommt sogar zu einer Verzögerung entsprechend der Zeit t3, die vom Endschnitt bis zum Start benötigt wird. Trotzdem kommt es zu einer Verzögerung in Höhe der Zeit t5, sogar nach der Beendigung des Schleifens und bevor das Prozeßmeßgerät das geschaffene Maß g0 feststellt. Deshalb unterscheidet sich das Endmaß vom geschaffenen Maß. Diese Verzögerungen werden für eine gegebene Maschine festgelegt und haben normalerweise einen bekannten Wert.

Nimmt man an, daß die Schleiftoleranz zur Zeit t1 durch r1, die Toleranz zur Zeit t2 durch r2 und die Toleranz zur Zeit t3 durch r3 ausgedrückt wird, dann wird die nach dem Eingriffrückzug verbleibende Toleranz Xf(=g3) durch folgende Gleichung ausgedrückt:

Xf = g1-r1-r2-r3

Das folgende fünfte Problem findet sich im oben erörterten Fall.

Bei der oben erläuterten Zeit werden, wenn auch in einer Größenordnung von µm, Änderungen des Eingriffrückzugs und Fehler bei der Messung durch das Prozeßmeßgerät festgestellt. Obwohl sich der Fehler auf 5 µm beläuft, kann sich die Änderung bei der Bearbeitungszeit auf eine Größe von 1 Sekunde belaufen, wenn die Endbearbeitungsgeschwindigkeit 5 µm/Sek. beträgt. Dies verursacht auch eine Schwierigkeit bei der Handhabung des Bearbeitungsortes und auch bei der Standardisierung der Bearbeitungsbedingungen. Ist die Verzögerung beim Schnitt groß und die Endbearbeitungstoleranz g1 ist reduziert, kann es sein, daß der Endbearbeitungsprozeß nicht durchgeführt werden kann.

Beim bisher durchgeführten Schleifprozeß wurde diesen Problemen mit der Erhöhung der Endbearbeitungstoleranz, einerseits, und durch die Erhöhung der Endschnittgeschwindigkeit, andererseits, begegnet. Da eine Verzögerung beim Schnitt auch beim Ende des Endbearbeitungsprozesses auftreten kann, kann die Bearbeitungsgenauigkeit vermindert werden, wenn der Bearbeitungswiderstand und/oder die Bearbeitungsgeschwindigkeit des Werkstücks hoch ist. Bisher wurde ein sogenanntes Ausfunk-Schleifen durchgeführt, bei dem der Schnitt gestoppt wird, um die Bearbeitungsgenauigkeit beizubehalten. Dieser Prozeß neigt jedoch dazu, eine unnötige Erhöhung der Bearbeitungszeit mit sich zu bringen.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat die vorliegende Erfindung die Lösung des oben beschriebenen ersten Problems zum Ziel und will eine Schleifmaschine schaffen, bei welcher eine Verzögerung, die in einem der Antriebssysteme und dem Steuerungssystem während der Ausführung von Folgeeinsätzen der verschiedenen Komponenten erfolgt, eliminiert und somit eine leichte Steuerung bei hoher Geschwindigkeit erreicht wird.

Um dieses erste Problem im wesentlichen zu lösen, ist eine Schleifmaschine vorgesehen, die folgenden Merkmale umfaßt:
eine von einem Elektromotor angetriebenen Einrichtung zur wahlweisen Hin- und Rückführung eines Werkstücks zu und von einer Bearbeitungsposition; eine von einem Elektromotor angetriebenen Rückführeinrichtung zur wahlweisen Vor- und Rückwärtsbewegung des Schleifsteins; eine von einem Elektromotor angetriebenen Einrichtung zur wahlweisen Vor- und Rückwärtsbewegung eines Meßgeräts zu und von dem Werkstück, jeweils an der Verarbeitungsposition; ein Gerät für Referenzimpulserzeugung zur Erzeugung einer vorbestimmten Anzahl von Referenzimpulsen; ein Einstellgerät für die Positionsänderungskurve, das an jedem der Elektromotoren angebracht ist; und einer Servosteuerung zur Steuerung jeder der Elektromotoren als Reaktion auf den Positionsbefehl, der von dem Einstellgerät für die Positionsänderungskurve gesandt wird. Das oben genannte Einstellgerät für die Positionsänderungskurve reagiert auf den Empfang des Referenzimpulses, um den Positionsbefehl - im Einklang mit der Anzahl der Eingabeimpulse, die repräsentativ sind für eine vorbestimmte Positionsänderungskurve - auszugeben.

Die Einrichtung zur Erzeugung der Referenzimpulse umfaßt eine Folgesteuerungsanlage, einen Personal Computer oder dergleichen, und erzeugt eine vorbestimmte Anzahl von Referenzimpulsen, die beispielsweise mit einem vorbestimmten Schleifzyklus in Einklang stehen können. Diese Referenzimpulse werden von einem Impulsverteiler an verschiedene Einstellgeräte für Positionsänderungskurven verteilt, die anschließend die jeweiligen Positionsbefehle der Positionsänderungskurven an die Servosteuerung der verschiedenen Elektromotoren ausgeben. Die Elektromotoren dienen zum Antrieb der verschiedenen Einrichtungen. Das Einstellgerät für Positionsänderungskurven ist mit Hilfe einer elektronischen Steuerung und Speicherung mit einer sogenannten Kurvenscheibenfunktion in Form einer Positionsänderungskurve ausgerüstet, wobei die Position dem jeweiligen Referenzimpuls entspricht. Als Reaktion auf den Empfang des Referenzimpulses kann der Positionsbefehl - entsprechend der Anzahl der eingegebenen Impulse - ausgegeben werden, und zwar jedes Mal, wenn der Einzelimpuls eingegeben wird. Aus diesem Grunde ist allein durch Formulierung einer Art von Referenzimpulsen mit Hilfe der Einrichtung zur Erzeugung von Referenzimpulsen, bei welcher es sich um eine Steuerungseinrichtung mit hoher Ansprechgeschwindigkeit handelt, eine mehrachsige Synchronsteuerung möglich, und ein mehrachsiger Synchronbetrieb kann bei hoher Geschwindigkeit leicht erreicht werden.

Da die Einrichtung zur Hin- und Rückführung des Werkstücks, die Einrichtung zur Rückführung des Schleifsteins und die Einrichtung zur Rückführung des Meßgeräts alle mit den jeweiligen Elektromotoren betrieben werden, entsteht keine Verzögerung im Rohrleitungssystem, was bei Verwendung von Hydraulik- oder Pneumatikdruck der Fall wäre. Die Ansprechgeschwindigkeit ist daher groß.

Die Einrichtung zur Hin- und Rückführung des Werkstücks, die Einrichtung zur Rückführung des Schleifsteins und die Einrichtung zur Rückführung des Meßgeräts werden vorzugsweise mit Hilfe der jeweiligen Elektromotoren über verbundene Untersetzungsgetriebe angetrieben. Die Intervention des jeweiligen Untersetzungsgetriebes ermöglicht die Verwendung eines Servo-Kompaktmotors, um somit zu einer weiteren Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit zu führen. Aus diesem Grunde ist eine Bestätigung über Näherungsschalter und/oder -Sensoren für die Ermittlung verschiedener Vorgänge nicht erforderlich, um eine Verlustzeit, die sich aus der Summe der für die Bestätigungen erforderlichen Zeiten ergibt, zu eliminieren. Angesichts der Verwendung des Einstellgeräts für Positionsänderungskurven kann die mehrachsige Synchronisierung bei hoher Geschwindigkeit mit einfacher Steuerung ausgeführt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifmaschine umfaßt die Einrichtung zur Hin- und Rückführung des Werkstücks eine Eintrittsrutsche zur Führung eines nicht bearbeiteten Werkstücks zu einer Annahme- und Abgabestelle in der Nähe des Bearbeitungspunkts, eine Abgaberutsche zur Abgabe des bearbeiteten Werkstücks von der Annahme- bzw. Abgabestelle, einen Ladearm mit einer Tasche zur Aufnahme des Werkstücks und eines Stoppers, wobei der Ladearm zwischen einer Verriegelungsstellung wechselseitig beweglich ist, an der der Stopper die Eintrittsrutsche schließt, wobei die Tasche an dem Bearbeitungspunkt gehalten wird, eine Verbindungsstelle, an der das Fach mit der Zufuhr- und Abgaberutsche verbunden ist, sowie eine Schubvorrichtung, um das Werkstück am vorderen Ende der Eintrittsrutsche in Richtung der Annahme- und Abgabestelle zu schieben. Die Schubvorrichtung beginnt mit dem Verschieben des nicht bearbeiteten Werkstücks, während der Ladearm von dem Bearbeitungspunkt zur Annahme- und Abgabestelle zurückgeführt wird, wodurch das nicht bearbeitete Werkstück das bearbeitete Werkstück innerhalb der Tasche verschieben kann, bis das nicht bearbeitete Werkstück in die Tasche geschoben wird.

Da die Schubvorrichtung mit dem Verschieben beginnt, während der Ladearm von der Bearbeitungsposition in Richtung Annahme- und Abgabeposition zurückgeführt wird, kann das bearbeitete Werkstück innerhalb der Tasche durch das nicht bearbeitete Werkstück vollständig ersetzt werden, bis der Ladearm zur Annahme- und Abgabeposition zurückgekehrt ist. Der Ladearm kann folglich, ohne eine Wartezeit einhalten zu müssen, zur Bearbeitungsposition zurückkehren.

Die vorliegende Erfindung ist ferner dazu gedacht, das zweite Problem im wesentlichen zu lösen, und stellt ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine vor, bei welchem/welcher eine durch Abnutzung des Schleifsteins hervorgerufene Änderung der Schleifsteinschärfe während des Schleifens genau berechnet und die Genauigkeit der Steuerung des Bearbeitungsvorgangs - bei hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit - erhöht werden kann.

Um das zweite Problem im wesentlichen lösen zu können, wird die Schleifschärfe genau berechnet. Hierzu wird als Wert für das Bearbeitungsmaß des Werkstücks ein tatsächliches Bearbeitungsmaß des Werkstücks verwendet, das mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts ermittelt und um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks kompensiert wird.

Das erfindungsgemäße Schleifverfahren und die erfindungsgemäße Schleifmaschine sehen demnach vor, daß eine Schleifsteinschärfe A, die von dem Verhältnis oder dessen Reziprokwert zwischen der Bearbeitungskraft - dargestellt durch eine Schleifkraft oder Schleifleistung - und der Bearbeitungsleistung - dargestellt durch das Produkt aus der Änderungsmenge eine Bearbeitungsmaßes pro Zeiteinheit und dem Bearbeitungsumfang - während eines Schleifvorgangs bestimmt und ein Schnitt nach der Schleifsteinschärfe, die bestimmt wurde, gesteuert wird. In diesem System wird ein tatsächliches Bearbeitungsmaß des Werkstücks, bei dem es sich um das Bearbeitungsmaß des Werkstücks handelt, das mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts ermittelt und um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks kompensiert wurde, als Wert des Bearbeitungsmaßes des Werkstücks verwendet. Der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks, wie oben erwähnt, wird aus der Schleifleistung errechnet.

Durch Bestimmung der Bearbeitungsleistung in Bezug auf das tatsächliche Bearbeitungsmaß des Werkstücke kann die tatsächliche Bearbeitungsleistung errechnet werden, aus der sich die genaue Schleifsteinschärfe ergibt. Da der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks aus der Schleifleistung errechnet wird, kann ein Ausgleich um die Wärmeausdehnung während des Schleifvorgangs erfolgen. Aus diesem Grund kann die nachfolgende Schnittsteuerung ausgeführt werden, indem die genaue Schleifsteinschärfe während des Schleifvorgangs ermittelt und der Schnitt dann entsprechend dem Wert der Schleifsteinschärfe gesteuert wird. Daher kann der Schleifvorgang präzise und mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Rückzug des Eingriffs, der im Anschluß an den Vorbearbeitungsvorgang erfolgen soll, und die Schnittsteuerung, die während des Endbearbeitungsvorgangs erfolgen soll, präzise durchgeführt werden, und es ist jede beliebige, komplizierte Steuerung bei hoher Geschwindigkeit möglich.

Die vorliegende Erfindung hat darüber hinaus zum Ziel, das dritte Problem, welches oben beschrieben wurde, im wesentlichen zu lösen. Es soll ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine vorsehen, mit welchem/welcher die Größe des Eingriffrückzugs eingestellt werden kann, bei welcher ein stabilisierter Schleifzyklus selbst bei Vorhandensein instabiler Faktoren, wie beispielsweise einer Änderung der Bearbeitungsschnittgeschwindigkeit und der vorgegebenen Bearbeitungsleistung, erreicht werden kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, das oben beschriebene vierte Problem im wesentlichen zu lösen. Es soll ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine vorsehen, mit welchem/welcher die Größe des Eingriffrückzugs eingestellt werden kann und dabei die Verzögerung bei Ansprechen des mechanischen Systems und des elektrischen Steuerungssystems berücksichtigt wird, und das ferner in der Lage ist, einen Bearbeitungsvorgang mit stabilisierter Genauigkeit und ohne verminderte Bearbeitungsleistung auszuführen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Schleifmaschine einfacher Bauart und mit vielseitiger Verwendungsmöglichkeit vorzusehen, bei welcher während des Vorbearbeitungsvorgangs die Einstellung der Größe des Eingriffrückzugs, welcher nach Beendigung der Vorbearbeitung erfolgen soll, verändert werden kann.

Zur Lösung des oben beschriebenen dritten und vierten Problems führt, daß das erfindungsgemäße Schleifverfahren und die erfindungsgemäße Schleifmaschine so konzipiert sind, daß eine Schnittsteuerung durch den Eingriffrückzug nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs erfolgt, so daß im Anschluß eine Endbearbeitung erfolgen kann. Bei diesem Verfahren und dieser Maschine werden während des Vorbearbeitungsvorgangs jeweils vorbestimmte Punkte in Bezug auf ein Werkstück und einen Schleifapparat gemessen, und, während die vorbestimmten Punkte gemessen werden, wird die Größe des Eingriffrückzugs, um welche der Eingriffrückzug erfolgen soll, anhand der gemessenen vorbestimmten Werte errechnet. Daraufhin wird nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs der Eingriffrückzug entsprechend des errechneten Betrags ausgeführt.

Somit kann durch Errechnen der Größe des Eingriffrückzugs, der nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs in Bezug auf den während des Vorbearbeitungsvorgangs gemessenen Wert erfolgen soll, und anschließendem Eingriffrückzug entsprechend der berechneten Größe, diese Größe so optimiert werden, daß diese an die Änderung der Schleifsteinschärfe angepaßt wird. Selbst ohne eine Beeinträchtigung durch instabile Faktoren, wie beispielsweise eine Änderung der Feinschnittgeschwindigkeit und/oder der voreingestellten Bearbeitungsleistung, kann die Größe des Eingriffrückzugs optimiert und ein stabilisierter Schleifzyklus erreicht werden. Dementsprechend ist eine Erhöhung der Bearbeitungstoleranz nicht notwendigerweise erforderlich, und eine Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit kann realisiert werden. Obwohl die Steuerung der Größe des Eingriffrückzugs durch Voraussage des Endbearbeitungsvorgangs während des Vorbearbeitungsvorgangs erfolgt, wobei sich die Verzögerung beim Ansprechen des Steuerungssystems und des mechanischen Systems jedoch ungünstig auswirken würde, kann die Bearbeitung mit stabilisierter Genauigkeit ferner erreicht werden, ohne die Bearbeitungsleistung zu schmälern, indem die Größe des Eingriffrückzugs unter Berücksichtigung der verschiedenen Verzögerungen bestimmt wird.

Da die Größe, um welche der Eingriffrückzug auszuführen ist, in Bezug auf vorbestimmte Meßwerte errechnet wird, während die jeweiligen vorbestimmten Punkte während des Vorbearbeitungsvorgangs gemessen werden, sind die Einrichtung zur Schnittsteuerung für die Ausführung einer numerischen Steuerung der Schleifmaschine und das Meß- und Steuerungsinstrument zur Errechnung der Größe des Eingriffrückzugs, welches eine der Bearbeitungsbedingungen ist, unabhängig voneinander, und diese Geräte bzw. Instrumente können daher einfacher Bauart und von vielseitiger Verwendungsmöglichkeit sein.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt ferner darin, das oben beschriebene fünfte Problem zu lösen. Die Erfindung stellt ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine vor, bei welcher, sogar bei einer Änderung der Toleranz und/oder der Schleifsteinschärfe, die Dauer des Schleifvorgangs selbst beim Schleifen mit hoher Geschwindigkeit auf einen Sollwert eingestellt und die Bearbeitungsgenauigkeit ebenfalls stabilisiert werden kann.

Um das fünfte Problem im wesentlichen zu lösen, besteht ein hierzu geeignetes erstes Schleifverfahren und eine Schleifmaschine darin, daß eine Bearbeitungstoleranz im Anschluß an ein Vorbearbeitungsvorgang mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts gemessen wird, und eine Bearbeitungsleistung, die vom Start eines Endbearbeitungsvorgangs bis zu dessen Beendigung an einem Gradienten dargestellt wird, der sich zweckmäßig auf einen gemessenen Wert der Endbearbeitungstoleranz bezieht. Da die Bearbeitungsleistung in Form von Energie ausgedrückt wird, kann die Bearbeitungskraft, die in Form von Kraft ausgedrückt wird, an Stelle der Bearbeitungsleistung linear abnehmen.

Während eine Veränderung der Fertigungstoleranz während des Schleifvorgangs unvermeidbar ist, können die stabilisierte Genauigkeit und der stabilisierte Bearbeitungszyklus erreicht werden, und zwar durch Messen der Bearbeitungstoleranz im Anschluß an den Vorbearbeitungsvorgang und anschließender Überprüfung der Bearbeitungszeit, daß diese stabilisiert ist, sowie Überprüfung des Bearbeitungswiderstands bei Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs, daß dieser einen niedrigen Wert aufweist.

Ein zweites Schleifverfahren und eine Schleifmaschine, die zur Lösung des oben beschriebenen fünften Problems führen, sind solcher Art vorgesehen, daß ein vorgegebener Wert einer Endbearbeitungstoleranz für Schleifen, mit welcher die Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, geändert wird, bezogen auf einen mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts während des Vorbearbeitungsvorgangs gemessenen Meßwert eines Bearbeitungsmaßes, mit einem vorbestimmten, errechneten Wert, der sich zweckmäßig auf eine Differenz zwischen einem Sollwert einer Endbearbeitungszeit und einer tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht.

Durch die Änderung des vorgegebenen Wertes einer Endbearbeitungstoleranz, mit welcher die Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, bezogen auf einen gemessenen Wert eines Bearbeitungsmaßes, kann die Zugabe während des Endbearbeitungsvorgangs so angepaßt werden, daß eine Einstellung der Endbearbeitungszeit auf eine gewünschte Zeit ermöglicht wird.

Das erste und zweite Schleifverfahren sowie die erste und zweite Schleifmaschine, die beide im wesentlichen zur Lösung des oben beschriebenen fünften Problems führen, können als Kombination eingesetzt werden. Das Schleifverfahren und die Schleifmaschine, die aus einer Kombination des ersten und zweiten Schleifverfahrens und der ersten und zweiten Schleifmaschine bestehen, sind dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert einer Endbearbeitungstoleranz, mit welchem die Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, bezogen auf einen mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts gemessenen Werts eines Bearbeitungsmaßes, geändert wird in einen vorbestimmten, errechneten Wert, der sich zweckmäßig auf eine Differenz zwischen einem Sollwert einer Endbearbeitungszeit und einer tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht. Die Endbearbeitungstoleranz nach dem Vorbearbeitungsvorgang wird mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts gemessen, so daß die Bearbeitungsleistung bzw. -kraft, die vom Start eines Endbearbeitungsvorgangs bis zu dessen Beendigung dargestellt wird, linear an einem Gradienten verringert werden kann, der sich zweckmäßig auf einen gemessenen Wert der Endbearbeitungstoleranz bezieht.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1A einen Grundriß zu einer bevorzugten Ausführung einer Schleifmaschine (grinding machine);

Fig. 1B ein Planungsdiagramm, das eine verwendete Positionssteuerungseinrichtung darstellt;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung von Kurvenbeispielen zu Positionsänderungen in einem Einstellgerät für Positionsänderungskurven;

Fig. 3A eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Hin- und Rückführung eines Werkstücks;

Fig. 3B einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 3A;

Fig. 4A einen Teil einer Frontansicht mit einem nicht dargestellten Teil, die eine Bahn in einer Austauscheinrichtung für ein Werkstück erkennen läßt;

Fig. 4B eine Draufsicht auf einen Ladearm;

Fig. 4C eine geschnittene Stirnansicht zu Fig. 4B, nach deren Pfeil C;

Fig. 5 einen Teil einer Schnittansicht einer dem Stand der Technik entsprechenden Schleifmaschine;

Fig. 6A, 6B jeweils ein Schema zur Erläuterung der Funktion einer dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtung zum Austausch des Werkstücks;

Fig. 7 ein Schema des Funktionsablaufs verschiedener, dem Stand der Technik entsprechender Komponenten;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm entsprechend dem Stand der Technik;

Fig. 9 ein Zeitdiagramm, in welchem Zusammenhänge der Signalübertragung im Funktionsablauf einer dem Stand der Technik entsprechenden Schleifmaschine dargestellt werden;

Fig. 10 ein Schema zur Erläuterung einer Planungsstruktur einer Steuerungseinrichtung, wie sie bei der Schleifmaschine gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 11 ein Schema zur Erläuterung einer Planungsstruktur mit Komponenten der Steuerungseinrichtung der Schleifmaschine gemäß einer Ausführung der Erfindung, die mit der Steuerung des Eingriffrückzugs in Verbindung stehen;

Fig. 12 ein Schema zur Erläuterung einer Planungsstruktur eines Abschnittes der Steuerungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine, welche die Schleifsteinschärfe (Verfahrenseffizienz oder Bearbeitungsleistung) errechnet;

Fig. 13 ein Schema zur Erläuterung eines Bearbeitungsvorgangs, einschließlich des Eingriffrückzugs (bite retraction);

Fig. 14 ein Schema, in welchem der Endbearbeitungsvorgang (finishing grinding) dargestellt wird;

Fig. 15A eine Frontansicht zur Wiedergabe des Zusammenhanges zwischen Schleifstein und Prozeßmeßgerät;

Fig. 15B eine Schnittansicht aus Fig. 15A;

Fig. 16 ein Schema zur Erläuterung des Schleifvorgangs mit Wärmeausdehnung;

Fig. 17 ein Schema, in welchem die Auslenkung während des Schleifvorgangs überhöht dargestellt ist;

Fig. 18A und 18B jeweils ein Schema zur Erläuterung des Schleifvorgangs, bei welchem das Vorhandensein und das Nichtvorhandensein eines Eingriffrückzugs im Vergleich dargestellt werden.

Der Antrieb und die Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf Fig. 1A bis 4C beschrieben. Es ist zu beachten, daß zum einen - zur Vermeidung einer Verzögerung in Hydraulik- und Pneumatikventilen sowie in einem Rohrleitungssystem, und ferner zur Vermeidung einer durch Bestätigungen verschiedener Sensoren und Folgeanlagen hervorgerufenen Verlustzeit - bei dieser dargestellten Ausführung die in der Schleifmaschine verwendeten Stellglieder in Form eines kompakten Elektromotors und einer Reduziereinheit bzw. eines Untersetzungsgetriebes zur Beschleunigung der Ansprechgeschwindigkeit eingesetzt sind, daß zum anderen die Betätigung eines Vorgangs durch Näherungsschalter nicht erforderlich ist, so daß eine Synchronisierung zwischen einem Servo-Steuerungsgerät und einem Einstellgerät für Positionsänderungskurven, welche einen elektronischen Kurvenscheiben-Mechanismus (cam mechanism) bildet, mit Hilfe einer einfachen Steuerung erreicht werden kann, daß zudem eine Vorrichtung zum Austausch des Werkstücks so konzipiert und gebaut ist, daß eine - an sich während des Austauschens des Werkstücks erforderliche - unnötige Verlustzeit vermieden wird.

In Fig. 1A wird ein Grundriß der Schleifmaschine dargestellt. Diese Schleifmaschine umfaßt einen Schleifapparat 1 und eine Steuerungskonsole 30. Der Schleifapparat 1 ist eine Innenschleifmaschine (internal grinder) und enthält einen Hauptwellenträger 2, der zusammen mit einem zurückschiebbaren Tisch 5 auf ein Untergestell (bed) 1b montiert ist, wobei der Tisch 5 der Verschiebung in Schneidrichtung (Richtung X-Achse) - das heißt nach links und rechts - dient, sowie eine auf das Untergestell 1b montierte Schleifsteinauflage 25 zur Verschiebung in eine Richtung (Richtung Z-Achse) - das heißt vorwärts und rückwärts - bezogen auf die Hauptwelle 3, welche in einer Bearbeitungsposition XO gehalten wird. Die Hauptwelle 3 verfügt über ein vorderes Ende, das mit einer nicht abgebildeten Antriebsplatte versehen ist, bei welcher es sich um ein elektromagnetisches Futter (chuck) handeln kann, mit der ein Werkstück W gehalten wird, welches einer auf dem Untergestell 1b angeordneten drehbaren Auflage 6 aufliegt. Eine Führung (chute) 7A einer Austauscheinrichtung 7 für ein Werkstück W, um dieses relativ zur Hauptwelle 2 in der Bearbeitungsposition XO auszutauschen, ist auf dem Untergestell 1b angeordnet. Das Werkstück W kann ein äußerer Laufring eines Wälzlagers, wie beispielsweise eines Kugellagers, sein. Die Schleifsteinauflage 25 ist der Art, die an einen Schleifstein-Antriebsmotor 4 zum Drehen eines scheibenförmigen Schleifsteins 4a montiert ist. Der rückziehbare Tisch 5 verfügt, zusätzlich zur Hauptwellenauflage 2, über eine Justiereinrichtung 8, einen Ladearm 9 der Austauscheinrichtung 7 sowie über ein Prozeßmeßgerät (in-process gauge) 10, die alle an diesem Tisch montiert sind.

Der Hauptwellenträger 2 ist zurückziehbar und wird mittels einer Rückführeinrichtung 12 für diese Hauptwellenauflage 2 einschließlich eines Elektromotors (cutting drive motor) 11 und einer nicht abgebildeten Zuführschnecke angetrieben. Die Schleifsteinauflage 25 ist zurückziehbar und wird mittels einer Rückführeinrichtung 14 für den Schleifstein, angetrieben, die einen Elektromotor (Schleifsteinantriebsmotor) 13 und eine nicht gezeigte Zuführschnecke enthält. Der Ladearm 9 wird, wie in Fig. 3B gezeigt, mit Hilfe einer - einen Elektromotor 15 und ein Untersetzungsgetriebe oder Zwischenvorgelege 16 aufweisenden - Armantriebseinrichtung 17 um einen vorgegebenen Winkel in jede Richtung um eine horizontale Achse O gedreht. Das Prozeßmeßgerät 10 wird mittels einer Rückführeinrichtung 19 zum Rückführen des Meßgeräts, die einen Elektromotor (gauge inserting and removing device) 18 und ein nicht abgebildetes Untersetzungsgetriebe anbietet, um sich wahlweise dem Werkstück W zu nähern oder sich von diesem zu entfernen. Wie in Fig. 3A abgebildet, enthält das Prozeßmeßgerät 10 ein Detektorelement (nicht abgebildet) an den jeweiligen Enden eines Paares von Detektorauflagearmen (Meßkontakte) 10a zur Messung des Innendurchmessers des Werkstücks W. Die Rotationsauflage 6 für das Werkstück enthält einen Auflageschuh 6a zur Auflage einer unteren Fläche des Werkstücks W und einen Auflageschuh 6b zum Stützen einer Seitenfläche des Werkstücks W, wie in Fig. 3A dargestellt.

Jeder der verschiedenen Elektromotoren 11, 13, 15 und 18 ist in Form eines kompakten, elektrischen Servomotors eingesetzt und ist so ausgelegt, daß er durch Verwendung eines Untersetzungsgetriebes 16 (Fig. 3B) eine Leistungsabgabe liefert. Der kompakte, elektrische Servomotor zeichnet sich durch eine hohe Ansprechge schwindigkeit aus und kann wirksam eingesetzt werden.

Da die Bestimmung eines für den Austausch des Werkstücks W verwendeten Timers in situ schwierig ist, wurde hinsichtlich der Einrichtung 7 zum Austausch des Werkstücks eine Vorrichtung entwickelt, die über einen Mechanismus verfügt, der den Austausch des Werkstücks in einer kurzen Zeit von 0,1 Sekunde oder weniger bewerkstelligt. Ein Beispiel hierfür ist in den Fig. 3A und 3B sowie in den Fig. 4A und 4B dargestellt.

Wie in Fig. 3A zu erkennen, enthält die Vorrichtung 7 zum Austausch des Werkstücks eine Einführrutsche bzw. einen Einführschacht (chute) 21 zur Führung eines unbearbeiteten Werkstücks W zu einer Annahme- und Abgabestelle A in der Nähe des Bearbeitungspunkts, eine Ausgaberutsche bzw. eine Führungsbahn zur Abgabe des bearbeiteten Werkstücks von der Annahme- und Abgabestelle A, den oben beschriebenen Ladearm 9, einen Drücker 23 zum Verschieben des Werkstücks W an einem Ende der Einführrutsche 21 zur Annahme- und Abgabestelle A, und einen Stopper 24. Der Stopper 24 ist verfahrbar zwischen einer Position (dargestellt durch eine durchgezogene Linie), an welcher das Werkstück W an einer oberen Position C innerhalb der Ausgaberutsche 22 gestützt werden kann, und einer Stand-by-Position (dargestellt mit Hilfe der gepunkteten Linie). Die Einführrutsche 21 ist mit einem vertikalen Abschnitt gebildet; ein geneigter Abschnitt erstreckt sich vom unteren Ende dieses vertikalen Abschnitts und ist spitzwinkelig gebogen, so daß er sich diagonal nach unten erstreckt. Die Ausgaberutsche 22 verfügt über einen vertikalen Abschnitt, der winkelig (acutely bent) gebogen ist, so daß er sich von einem geneigten Abschnitt erstreckt, der geradlinig von dem geneigten Abschnitt am Ende der Einführrutsche 21 weitergeführt wird.

Der Ladearm 9 verfügt, wie in Fig. 4B dargestellt, über einen Stopper 9a, der seitlich an einem vorderen Ende in Richtung Rückseite hervorragt (in Richtung Hauptwelle), einen Pin oder Stift 9c, der fest an einer von zwei gegenüberliegenden Kanten - an der vom Stopper 9a entfernteren Seite - montiert ist, und eine Tasche 9b, die zwischen dem Stopper 9a und dem Stift 9b zur Aufnahme des Werkstücks W gebildet wird. Eine freie Endseite eines Arms des Stoppers 9a ist mit einem sich verjüngenden Abschnitt 9d versehen, der an einer Seitenkante in der Nähe der Tasche 9b definiert wird. Ein vorderes Ende des Ladearms 9 weist eine Bohrung 9e auf, die darin abgegrenzt wird und mit der Tasche 9b fluchtet, so daß der Schleifstein 4a und das Detektorelement des Prozeßmeßgeräts 10 in und aus der Bohrung 9e bewegt werden können.

Die Einrichtung 7 zum Austausch des Werkstücks funktioniert folgendermaßen. In einer in Fig. 3A dargestellten Lage (condition), in welcher das Werkstück W in der Bearbeitungsposition XO steht, wird das Werkstück W innerhalb der Tasche 9b (Fig. 4B) im Ladearm 9 durch die Auflageschuhe 6a und 6b gehalten sowie durch die Hauptwelle 3 eingespannt. Es erfolgt ein sogenanntes auflagegestütztes Schleifen. Durch die Bohrung bzw. das Loch 9e am vorderen Ende des Ladearms 9, wie in Fig. 4B dargestellt, berühren der Schleifstein 4 und das Prozeßmeßgerät 10 das Werkstück W und führen einen Bearbeitungs- bzw. Meßvorgang aus.

Das nachfolgend zu bearbeitende Werkstück W wird mit Hilfe der Schubvorrichtung 23 an einer vorderen Endposition B der Einführrutsche 21 in Richtung Stopper 9a des Ladearms 9 geschoben. Ebenso wird das präzise bearbeitete Werkstück W zu der mit durchgezogener Linie dargestellten Position vorgeschoben, nachdem das Werkstück W in eine weiter unten liegende Position D der Ausgaberutsche 22 nachrücken konnte, wenn der Stopper 24 in die mit gepunkteter Linie dargestellte Position zurückgezogen wurde. In dieser Situation befindet sich kein Werkstück W in der oberen Endposition C der Ausgaberutsche 22, die somit leer ist.

Nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs dreht sich der in Fig. 3B dargestellte Kompaktmotor 15 mit hoher Geschwindigkeit, um den Ladearm 9 über das Untersetzungsgetriebe 16 zu veranlassen, sich aus der in Fig. 3A dargestellten Bearbeitungsposition XO in Richtung Annahme- und Abgabeposition A zu drehen. Während dieser Drehung beginnt die Schubeinrichtung 23 das nicht bearbeitete Werkstück W in der Position B zu schieben, und - sobald der Ladearm 9 die Annahme- und Abgabeposition A erreicht hat - wird das zu diesem Zeitpunkt in der Position B gehaltene, nicht bearbeitete Werkstück W in der Annahme- und Abgabeposition A angenommen, d. h. es wird in die Tasche 9b (Fig. 4B) aufgenommen. Zu diesem Zeitpunkt wird das bearbeitete Werkstück W mit Hilfe des Stoppers 24 immer noch in der Position C gehalten, und der Ladearm 9 dreht - ohne Wartezeit - in umgekehrter Richtung von der Position A zur Bearbeitungsposition.

Nachfolgend wird nun das Steuerungssystem beschrieben. Wie in Fig. 1A dargestellt, ist das Steuerpult 30 in der Nähe einer Seite des Untergestells 1b angeordnet und enthält eine Positionssteuerungseinrichtung 31 sowie eine Korrektureinrichtung 32. Letztere dient zur Ausführung einer vorbestimmten Kalkulation unter Verwendung von Meßwerten, die sie von dem Prozeßmeßgerät 10 bzw. von einem Nachlaufmeßgerät (post-process gauge) 40 erhält, um verschiedene Korrekturbefehle an die Positionssteuerungseinrichtung 31 zu senden. Die Positionssteuerungseinrichtung 31 dient der Steuerung der verschiedenen Motoren 11, 13, 15 und 18 und steuert diese in Übereinstimmung mit einem oberen Steuerungsgerät 33, wie beispielsweise einer NC-Vorrichtung oder einer Netzsteuerung oder dergleichen. Die Positionssteuerungseinrichtung 31 verfügt über einen vereinfachten Mechanismus durch Synchronisierung der Servomotoren und auch durch die Vermeidung von Bestätigungseinrichtungen für Bestätigungsvorgänge, wie beispielsweise Näherungsschalter; hierdurch wird eine mögliche Verzögerung im Steuerungssystem vermieden.

In Fig. 1B wird ein Planungsschema (conceptual diagram) der Positionssteuerungseinrichtung 31 vorgestellt. Diese Positionsänderungseinrichtung 31 führt eine synchrone Steuerung oder Kontrolle aus, dies auf einer einzigen Achsenbasis des jeweiligen Motors 15, 18 und 13 der Werkstück-Austauscheinrichtung 7, der Einrichtung 19 zur Rückführung des Meßgeräts bzw. der Rückführeinrichtung 14 für den Schleifstein, die sämtlich in Fig. 1A dargestellt sind. Sie enthält eine Einrichtung 34 zur Erzeugung von Referenzimpulsen, einen Impulsverteiler 35, Einstellgeräte 36A bis 36C für Positionsänderungskurven, die sogenannte elektronische Nocken oder Kurvenscheiben (cam) sein können, sowie die Servosteuerungen 37A bis 37C für diese Achsen.

Die Einrichtung 34 zur Erzeugung von Referenzimpulsen besteht aus einem Sequenzer, einem Personal Computer usw. und erzeugt Referenzimpulse eines vorbestimmten Zyklusses, wobei die Anzahl der Referenzimpulse beispielsweise einem Zyklus des Schleifvorgangs entspricht. Der Impulsverteiler 35 verteilt die Referenzimpulse an die verschiedenen Einstellgeräte 36A bis 36C für Positionsänderungskurven.

Die Einstellgeräte 36A bis 36C für Positionsänderungskurven speichern die jeweiligen, den Referenzimpulsen entsprechenden Positionen in Form von Positionsänderungskurven a bis c und geben - für jeden eingegebenen Impuls - einen Positionsbefehl, entsprechend der Anzahl der eingegebenen Impulse, aus. Dementsprechend enthält der Positionsbefehl einen Geschwindigkeitsbefehl. Der ausgegebene Positionsbefehl kann eine Analogausgabe sein, proportional zu - beispielsweise - einem Spannungswert oder ähnlichem oder eine Folge von Impulsen.

In Fig. 2 wird für jede dieser Positionsänderungskurven a bis c ein spezifisches Beispiel dargestellt. Gemäß den in Fig. 2 gezeigten Positionsänderungskurven a bis c wird vor Beendigung der Werkstückzuführung durch den Ladearm 9 der Vorschub des Prozeßmeßgeräts 10 eingeleitet; die Schleifsteinauflage 25 bewegt sich in Einklang mit dem Ladearm 9 und dem Prozeßmeßgerät 10, ohne dabei von anderen unterbrochen zu werden. Zum Zeitpunkt der Abgabe des Werkstücks führen der Ladearm 9, das Prozeßmeßgerät 10 und die Schleifsteinauflage 4 jeweils die entsprechenden Vorgänge aus in umgekehrter Richtung zu jenen während der Zuführung des Werkstücks. Es ist zu beachten, daß die in Fig. 1B dargestellten Einstellgeräte 36A bis 36C die jeweiligen Positionsbefehle ausgeben, indem sie zu den anfänglichen Positionsänderungskurven a bis c zurückkehren als Reaktion auf den Empfang des nachfolgenden Impulses; dies geschieht falls der Referenzimpuls nicht für eine vorgegebene Zeitdauer eingegeben wurde und/oder ein vorgegebenes Startsignal eingegeben wird.

Die Servosteuerungsgeräte 37A bis 37C steuern die jeweiligen Positionen und Geschwindigkeiten der verschiedenen Servomotoren 15, 18 und 13 als Reaktion auf die zugehörigen Positionsbefehle, die von den entsprechenden Einstellgeräten 36A bis 36C für Positionsänderungskurven ausgegeben wurden, und bestehen aus Servo-Verstärkern od. dgl. Diese Servosteuerungsgeräte 37A bis 37C führen eine Rückführungsregelung (feed-back control) der Position, der Geschwindigkeit und dergleichen aus, und zwar durch Überwachung der jeweiligen Ausgänge von Detektoren (nicht abgebildet), wie beispielsweise einem Impulskodierer oder dergleichen, der in den zugehörigen Servomotoren 15, 18 und 13 vorgesehen ist.

Obwohl in der in Fig. 1A dargestellten Positionssteuerungseinrichtung 31 der Motor 11 zum Antrieb des Hauptwellenträgers 2 mit Hilfe von Einstellgeräten für Positionsänderungskurven (nicht abgebildet) - die mit den oben beschriebenen Einstellgeräten 36A bis 36C Ähnlichkeit haben - und Servosteuerung gesteuert wird, ist dieser Motor 11 über Einrichtungen zur Erzeugung von Referenzimpulsen gesteuert, die sich von der in Fig. 1B dargestellten Einrichtung 34 zur Erzeugung von Referenzimpulsen unterscheiden. Der Grund, weshalb der Antriebsmotor 11 für den in Fig. 1A dargestellten Hauptwellenträger 2 auf diese Weise separat gesteuert wird, liegt darin, daß der Hauptwellenträger 2 äußerst präzise gesteuert werden muß, um eine Steuerung des vom Schleifstein 4a auszuführenden Schnitts ausführen zu können. Der Antriebsmotor 11 für den Hauptwellenträger 2 kann jedoch über die Einstellgeräte für Positionsänderungskurven, die von dem in Fig. 11B dargestellten Impulsverteiler 35 verteilt werden, gesteuert werden.

Die Steuerung der jeweiligen Funktionen der Schubvorrichtung 23 und des Stoppers 24 in der in Fig. 3A dargestellten Werkstückaustauscheinrichtung 7 kann mit Hilfe von Einstellgeräten für Positionsänderungskurven erfolgen, die den oben beschriebenen ähnlich sind.

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise der in Fig. 1B dargestellten Positionssteuerungseinrichtung 31 beschrieben. Die Einrichtung 34 zur Erzeugung von Referenzimpulsen erzeugt synchronisierende Impulse, deren Anzahl zu einem Zyklus des Schleifvorgangs, d. h. einem Referenzimpuls, korrespondiert. Dieser Referenzimpuls wird vom Impulsverteiler 35 an die verschiedenen Einstellgeräte 36A bis 36C für Positionsänderungskurven verteilt, welche im Anschluß entsprechende Positionsbefehle der vorgegebenen Positionsänderungskurven a bis c an die Servosteuerungen 37A bis 37C der Motoren 15, 18 und 13 für die verschiedenen Vorrichtungen ausgeben. Demzufolge kann eine Synchronisiersteuerung hoher Geschwindigkeit leicht erreicht werden, wenn die Positionsänderungskurven a bis c - wie in Fig. 2 und anderen Figuren dargestellt - auf einen gewünschten Kurvenwert eingestellt sind. Mit anderen Worten: es kann eine Mehrachsen-Synchronisiersteuerung leicht erreicht werden, indem lediglich eine Art von Referenzimpuls mittels der Impulserzeugungseinrichtung 34 hergestellt wird.

Wie oben beschrieben, ist diese Schleifmaschine so konzipiert, daß eine Verlustzeit, die für den Austausch des Werkstücks in der Werkstückaustauscheinrichtung 7 erforderlich wäre - wie mit Bezug auf Fig. 3A und 3B beschrieben -, vermieden werden kann, und der kompakte Elektromotor wird für den Antriebsmotor 15 für den Ladearm 9 eingesetzt sowie mit einem Regelungssystem über die in Fig. 1B dargestellte Servosteuerung 37A gesteuert. Es ist demzufolge möglich, die Verlust zeit beim Betrieb des in Fig. 1A dargestellten Ladearms 9 zu minimieren. Auf ähnliche Weise wird der kompakte Elektromotor in Kombination mit dem zugehörigen Untersetzungsgetriebe für jede der jeweiligen Antriebsquellen des Prozeßmeßgeräts 10 und der Schleifsteinauflage 25 eingesetzt, um somit eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen. Wenn eine Mehrachsensteuerung dieser Art mit Hilfe einer Mehrachsen- NC-Steuerung erreicht werden soll, wäre dies durch die Sicherung der NC-Ausrüstung und Entwicklung eines Steuerungsprogramms mit relativ hohen Kosten verbunden. Da die Einstellgeräte 37A bis 37C für Positionsänderungskurven, die als sogenannte elektronische Kurvenscheiben (cams) dienen, in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um die jeweiligen Funktionen der verschiedenen Komponenten in überlappendem Verhältnis zueinander in Folge auszuführen, kann jedoch eine Synchronisierung der verschiedenen Funktionen sowie eine Kostenersparnis mit einer vereinfachten Konstruktion erreicht werden.

Aufgrund der Tatsache, daß der Elektromotor für jede der Werkstückaustauscheinrichtung, für die Vorrichtung zur Rückführung des Schleifsteins sowie für die Einrichtung zur Rückführung des Meßgeräts eingesetzt wird, und daß ferner die Einrichtung zur Referenzimpulserzeugung sowie die Einstellgeräte für Positionsänderungskurven zur Ausgabe der jeweiligen Positionsbefehle an die darin eingegebenen Referenzimpulse verwendet werden, kann nicht nur der mehrachsige Synchronbetrieb mit der einachsigen Steuerung auf einfache Weise und kostengünstig realisiert werden und dies ohne den notwendigen Einsatz einer Mehrachsen-NC- Vorrichtung, sondern es kann auch die mögliche Verlust zeit in jedem der Antriebssysteme und dem Steuerungssystem vermieden werden, um somit eine Hochgeschwindigkeitseigenschaft zu erreichen.

Da die Werkstückaustauscheinrichtung, die Vorrichtung zur Rückführung für den Schleifstein und die Vorrichtung zur Rückführung des Meßgeräts durch die zugehörigen elektrischen Servomotoren über die entsprechenden Untersetzungsgetriebe angetrieben werden, kann ein Kompaktmotor für die Elektromotoren eingesetzt werden, und deshalb kann - durch die weiter verbesserte Ansprechgeschwindigkeit - eine Bestätigung durch Schalter und/oder Sensoren für die verschiedenen Funktionen vermieden werden, wodurch eine Hochgeschwindigkeitseigenschaft erreicht wird. Aus diesem Grunde werden bei einer Schleifmaschine, bei welcher eine Vielzahl von Werkstücken bearbeitet wird, von denen jedes einzelne eine relativ kurze Bearbeitungszeit benötigt, beträchtliche praktische Vorteile erzielt.

Da die Schubvorrichtung das nicht bearbeitete Werkstück zu schieben beginnt, während der Ladearm der Werkstückaustauschvorrichtung von der Bearbeitungsstation zur Annahme- und Abgabeposition zurückgeführt wird und das nicht bearbeitete Werkstück das bearbeitete Werkstück in der Tasche des Ladearms verschiebt, damit das nicht bearbeitete Werkstück in die Tasche geschoben wird, kann eine mögliche Verlustzeit, die für den Austausch des Werkstücks erforderlich ist, vorteilhafterweise verringert werden.

Nachfolgend wird nun die Schleifsteuerung zur Bewerkstelligung des Schnitts gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 1A sowie 10 bis 17 beschrieben.

Das in Fig. 1A dargestellte Werkstück W ist ein Laufring eines Kugel/Rollenlagers, wie beispielsweise eines Kugellagers, und wird auf der Werkstückauflage 6 einschließlich der Auflageschuhe 6a und 6b (Fig. 15A und 15B) für die Unter- und Seitenfläche des Werkstücks drehbar gehalten und wird in einem Winkel zusammen mit der Hauptwelle 3 angetrieben, währenddessen es von einer Mitnehmerscheibe 116 (Fig. 15B) angezogen wird, welche über einen Elektromagneten am vorderen Ende der Hauptwelle 3 verfügt. Der Schleifstein 4a wird innerhalb des Werkstücks W positioniert und führt einen Schnitt in horizontaler Richtung de 39116 00070 552 001000280000000200012000285913900500040 0002019743139 00004 38997s Werkstücks W aus, während dieses sich dreht. Das Bearbeitungsmaß des Werkstücks W wird mit Hilfe der Meßkontakte (Auflagearme des Detektorelements) 10a (Fig. 15A und 15B) innerhalb des Werkstücks W erfaßt und mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts 10 gemessen. Die Bearbeitungskraft (grinding force) wird mit einem Meßinstrument 134 für die Schleifkraft (Fig. 10) des Schleifsteinantriebsmotors 4 (Fig. 1A und 10) und einem Deflektionssensor 119 (Fig. 15A und 15B) für eine Schleifsteinwelle 109a gemessen.

Die Steuerkonsole bzw. das Steuerpult 30 wird zur Steuerung der gesamten Schleifmaschine 1 verwendet, und ein Schleifsteuerungsabschnitt der Steuerungskonsole 30, der eine Schnittsteuerung durchführt, wird in Fig. 10 in Form eines Plans (conceptual representation) dargestellt. Diese Schleifsteuerungseinrichtung umfaßt eine Schnittsteuerung 121 in Form einer rechnergestützten NC-Vorrichtung, eine Meß- und Steuereinrichtung 122 in Form eines anderen Rechners, der als obere Steuerungseinrichtung für die Schnittsteuerung 121 dient.

Bei der Beschreibung der Schleifsteuerung erfolgt zuerst eine Zusammenfassung, und danach werden die einzelnen Komponenten beschrieben. Die Schleifsteuerungseinrichtung löst einen Schleifvorgang aus, indem nach einem Vorbearbeitungsvorgang ein Eingriffrückzug (bite retraction) erfolgt. Dies wird anhand eines Bearbeitungsvorgangs in den Fig. 13 und 14 dargestellt. Die Steuerung umfaßt eine Meß- und Steuereinrichtung 122 einschließlich einer Einrichtung 129 zur Berechnung des genauen Betrags Xbo des Eingriffrückzugs während des Vorbearbeitungsvorgangs (rough grinding process). Um eine hohe Ansprechgeschwindigkeit beim Eingriffrückzug zu erreichen, ist die Schnittsteuerung 121 mit einer Umschreibeinrichtung (bite retraction amount rewriting means) 124 für die Größe des Eingriffrückzugs ausgerüstet, welche eine externe Eingabe der Größe des Eingriffrückzugs während des Vorbearbeitungsvorgangs überwacht, um einen vorgegebenen Betrag zu überschreiben. Es ist zu beachten, daß gemäß der dem Stand der Technik entsprechenden Standardmethode zur Einstellung der Größe des Eingriffrückzugs der Zyklus des Finish- oder Endbearbeitungsvorgangs aufgrund einer Instabilität, wie beispielsweise durch eine Änderung der Geschwindigkeit des Endbearbeitungsvorgangs, Änderung der Schleifsteinschärfe usw. dazu tendiert, instabil zu werden.

Demzufolge wurde in der dargestellten Ausführungsform eine Vorrichtung konzipiert, bei welcher ein Verfahren zur Berechnung der Größe des Eingriffrückzugs angewendet wird, und bei welcher mit der auf diese Weise errechneten Größe des Eingriffrückzugs eine Steuerung mit hoher Ansprechgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Die Meß- und Steuerungseinrichtung 122 ist - als eine Einrichtung zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung zur Ausführung eines Bearbeitungsvorgangs mit hoher Geschwindigkeit, mit welcher die Zeitdauer des Endbearbeitungsvorgangs auf eine Sollzeit reduziert und dabei eine Bearbeitungsgenauigkeit eingehalten wird - mit einer Einrichtung 130 zur Steuerung der Endbearbeitungskraft oder -leistung, einer Toleranzänderungseinrichtung (allowance changing means) 132 zur Änderung der Toleranz entsprechend der Höhe der Verlustzeit, und einer Begrenzungseinrichtung 131 zur Bestimmung der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs ausgerüstet. Die Einrichtung 130 zur Steuerung der Endbearbeitungsleistung ist ein Mittel zur linearen Verringerung der Leistung P(t) während des Endbearbeitungsvorgangs, wie durch den Abschnitt Pt4 in Fig. 14 dargestellt. Eine Toleranzänderungseinrichtung 132 dient der Änderung eines vorgegebenen Wertes der Endbearbeitungstoleranz g1, mit welcher die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, und zwar entsprechend des Differenzbetrages zwischen dem Sollwert der für die Endbearbeitung erforderlichen Zeit und der tatsächlich für die Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs erforderlichen Zeit. Die Einrichtung 131 zur Bestimmung der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs ist eine Einrichtung zur Ausgabe eines Beendigungssignals s1 für den Vorbearbeitungsvorgang an die Schnittsteuerung 121, wenn das Bearbeitungsmaß die Endbearbeitungstoleranz g1, bei welcher es sich um den oben beschriebenen vorgegebenen Wert handelt, zur Bestimmung der Beendigung des Vorgangs erreicht.

Die Einrichtung 129 zur Berechnung des Eingriffrückzugs und die Einrichtung 130 zur Steuerung der Endbearbeitungsleistung machen von der Schleifsteinschärfe Λ und der Schleifzeitkonstanten τ Gebrauch, wie nachfolgend beschrieben wird. Die Einrichtung 129 zur Berechnung des Eingriffrückzugs enthält einen Abschnitt 129a zur Vorberechnung, einen Abschnitt 129b zur Berechnung der Größe des Eingriffrückzugs sowie einen Datenbank-Abschnitt 129c. Der Vorberechnungsabschnitt 129a enthält einen Berechnungsabschnitt 129aa zur Berechnung der Schleifsteinschärfe Λ, einen Berechnungsabschnitt 129ab zur Berechnung der Schleifzeitkonstanten τ und der Schnittgeschwindigkeit. Die Einrichtung 130 zur Steuerung der Endbearbeitungsleistung und die Toleranzänderungseinrichtung 132 wirken zusammen mit dem Vorberechnungsabschnitt und der Datenbank 129c der Einrichtung 129 zur Berechnung des Eingriffrückzugs, oder enthalten eine eigene Einrichtung zur Berechnung der Schleifsteinschärfe Λ und der Schleifzeitkonstanten τ sowie eine eigene Datenbank.

In Fig. 12 ist eine Detailansicht des in Fig. 10 dargestellten Abschnitts 129aa zur Berechnung der Schleifsteinschärfe dargestellt. Dieser Abschnitt 129aa ist so konzipiert, daß er die genaue Schleifsteinschärfe Λ errechnet, bei welcher eine Wärmeausdehnung berücksichtigt wurde. Die Schleifsteinschärfe Λ berechnet sich also durch Dividieren der Bearbeitungskraft (processing force) durch die Bearbeitungsleistung (processing efficiency) - d. h. Λ = (Bearbeitungskraft)/(Bearbeitungsleistung) -, und die Bearbeitungskraft wird durch den Wert der Schleifleistung bzw. der Schleifkraft dargestellt. Die Bearbeitungsleistung ist ein Wert, der durch das Produkt aus dem Änderungsbetrag eines Bearbeitungsmaßes pro Zeiteinheit und dem Bearbeitungsumfang dargestellt wird. Für den Wert des Bearbeitungsmaßes (processing dimension) wird ein tatsächliches Bearbeitungsmaß eines Werkstücks verwendet, bei welchem das mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts (in-process gauge) 10 gemessene Bearbeitungsmaß um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks ausgeglichen wurde, und der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks wird mit Hilfe des Abschnitts 151 zur Messung der Wärmeausdehnung des Werkstücks, bezogen auf die Schleifleistung, errechnet. Außerdem wird der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks unter Verwendung der Wärmemenge berechnet, die das Werkstück W aufnimmt, sowie der Wärmemenge, die aus dem Werkstück austritt. Die Bearbeitungsleistung Z wird mit Hilfe eines Abschnittes 152 zur Berechnung der Bearbeitungsleistung errechnet, und die Schleifsteinschärfe (die Bearbeitungsleistung) Λ wird mit Hilfe des Abschnittes 153 zur Berechnung der Bearbeitungsleistung errechnet.

Demnach kann der Betrag der Wärmeausdehnung des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks auf einer Echtzeitbasis genau berechnet werden, und die tatsächliche Bearbeitungsleistung kann durch Korrektur des während des Bearbeitungsvorgangs gegebenen Meßsignals erhalten werden. Nachfolgend wird dies nun detailliert beschrieben.

Die vom Schleifvorgang abhängige Werkstücktemperatur 0(t) läßt sich mit Hilfe der folgenden Gleichung ausdrücken:

dθ(t)/dt = α·P(t)-β·θ(t)

In dieser Gleichung stellt α eine Konstante der Eintrittstemperatur (heat inflow constant), β eine Konstante der Austrittstemperatur (heat outflow constant) P(t) die Schleifleistung und θ(t) die Werkstücktemperatur dar.

Auf diese Weise ist es möglich, durch Messen der Schleifleistung während der Bearbeitung die Werkstücktemperatur θ(t) entsprechend der obigen Gleichung zu berechnen. Aus dieser Werkstücktemperatur ergibt sich die Wärmeausdehnung des Werkstücks δ(t) durch Multiplizieren des Koeffizienten der Wärmeausdehnung des Werkstücks mit dem Bearbeitungsdurchmesser und mit θ(t), d. h.:

δ(t) = (Koeffizient der Wärmeausdehnung des Werkstücks) × (Bearbeitungsdurchmesser) × θ(t),

und daher kann das tatsächliche Maß g(t)_real bestimmt werden, indem d(t) von der während der Bearbeitung mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts 10 gemessenen Werkstückmaßes g(t) subtrahiert wird, d. h.:

g(t)_real = g(t)-δ(t)

Die Bearbeitungsleistung Z wird mit Hilfe der folgenden Gleichung ermittelt:

Z = π × D × (dg(t)_real/dt)

Daher läßt sich die Schleifsteinschärfe (processing efficiency = Bearbeitungsleistung) L als eine Funktion der Schleifleistung ausdrücken:

Λ = P(t)/Z

Für die orthogonale Schleifkraft Fn gilt:

Λ = Fn/Z

Durch die Korrektur der Wärmeausdehnung des Werkstücks läßt sich somit die Auswertung der Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung) Λ präzise vornehmen und kann als effektiver Parameter für die Auswertung und Steuerung des Bearbeitungsvorgangs verwendet werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß bezüglich des Verfahrens zur Berechnung der Wärmeausdehnung des Werkstücks mit Hilfe der Schleifleistung während des Schleifens, der Wärmezufuhrkonstanten und der Wärmeabfuhrkonstanten, auf ein Verfahren zur Korrektur des Meßsystem-Nullpunkts bei einem Schleifvorgang mit automatisch festgelegter Abmessung verwiesen wird; dieses Verfahren, auf welches sich in diesem Text bezogen wird, ist in der japanischen Patentanmeldung 3 219 728 offenbart, die durch den Bevollmächtigten in vorliegender Erfindung zum Patent angemeldet wurde.

Entsprechend der in Fig. 12 dargestellten Berechnung der Schleifsteinschärfe, bei welcher als Bearbeitungsmaß des Werkstücks zur Berechnung der Schleifsteinschärfe das tatsächliche - durch Ausgleich des mittels Prozeßmeßgerät gemessenen Bearbeitungsmaßes um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks erhaltene - Bearbeitungsmaß verwendet wird, und der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks aus der Schleifleistung errechnet wird, kann eine durch Abnutzung des Schleifsteins hervorgerufene Änderung der Schleifschärfe während des Bearbeitungsvorgangs präzise ausgewertet werden, wodurch die Schnittsteuerung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann, um bei gleichbleibender Genauigkeit eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erzielen.

Da bei der Berechnung des Betrags der Wärmeausdehnung des Werkstücks von der Temperatur θ(t) des Werkstücks ausgegangen wird - unter Berücksichtigung sowohl der auf das Werkstück bezogenen Wärmezufuhr als auch der Wärmeabfuhr - kann die Schnittschärfe zur Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit noch genauer berechnet werden.

Da die Schleifsteinschärfe Λ während des Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt und der Wert der Schleifsteinschärfe, welcher in der oben beschriebenen Weise ermittelt wird, für die Schnittsteuerung im Anschluß an die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs verwendet wird, kann die Schnittsteuerung für den Endbearbeitungsvorgang konstant ausgeführt werden, indem von dem genauen Wert der Schleifsteinschärfe Gebrauch gemacht wird, um hierdurch eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erzielen.

Mit Bezug auf Fig. 10 ist die Vorrichtung 121 zur Schnittsteuerung, welche eine NC-Vorrichtung enthalten kann, mit einer Einrichtung 123 zur Schnittsteuerung und jener Einrichtung 124 zur Umschreibung der Größe des Eingriffrückzugs ausgerüstet. Die Einrichtung 123 zur Schnittsteuerung ist eine Einrichtung zur numerischen Steuerung des Schnitts, wobei ein Eingriffrückzug entsprechend eines vorgegebenen Werts nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs erfolgt und im Anschluß der Endbearbeitungsvorgang durchgeführt wird; diese Einrichtung umfaßt einen Vorbearbeitungssteuerungsabschnitt 125, eine Steuerungseinrichtung 126 für den Eingriffrückzug und einen Steuerungsabschnitt 127 für das Finishing bzw. die Endbearbeitung. Jeder der Steuerungsabschnitte 125, 126 und 127 führt eine Schnittsteuerung durch, und zwar während eines Vorbearbeitungszyklusses, eines Eingriffrückzugzyklusses und eines Endbearbeitungszyklusses. Dies erfolgt entsprechend eines Geschwindigkeitsbefehls und eines Positionsbefehls des entsprechenden Bearbeitungsprogramms, mit möglicher Geschwindigkeitskorrektur. Die Schnittbefehle werden von den jeweiligen Steuerungsabschnitten 125, 126 und 127 über die Servosteuerung 128 an die Antriebsmotoren 11 ausgegeben.

Die Einrichtung 124 zur Umschreibung (rewriting) der Größe des Eingriffrückzugs ist eine Einrichtung zur Überwachung einer externen Eingabe dieser Größe während des Vorbearbeitungsvorgangs, so daß die durch die Eingriffrückzugssteuerung vorgegebene Größe des Eingriffrückzugs bei jeder Änderung des externen Eingabewertes auf diesen umgeschrieben und, wie in Fig. 11 dargestellt, in einen Steuerungszyklus des Vorbearbeitungs- Steuerungsabschnittes 125 einbezogen wird.

In Fig. 11 ist eine Planungsstruktur dargestellt, die nur einen Abschnitt der Schleifsteuerung zeigt, welcher mit der Steuerung des Eingriffrückzugs verbunden ist. Wie darin gezeigt wird, verfügt die Einrichtung 124 zur Umschreibung der Größe des Eingriffrückzugs über einen Schritt S1, bei welchem die Größe Xbo des Eingriffrückzugs - einer externen Eingabe - gelesen wird, einen Schritt S2, bei welchem die durch den Steuerungsabschnitt 126 vorgegebene Größe des Eingriffrückzugs auf die Größe Xbo umgeschrieben wird, die auf die oben beschriebene Weise gelesen wurde, und einen Schritt S3, bei welchem zu Schritt S1 zurückgekehrt wird, bis ein Beendigungssignal des Vorbearbeitungsvorgangs erhalten wird. Eine I/O-Einrichtung 135 liest ständig die Größe Xbo des Eingriffrückzugs, die von der Meßvorrichtung 122 ausgegeben wird, und überträgt diese an die Einrichtung 124 zur Umschreibung der Größe des Eingriffrückzugs.

Der Vorberechnungsabschnitt 129a der in der Meßvorrichtung 122 enthaltenen Einrichtung 129 zum Berechnen der Größe des Eingriffrückzugs ist eine Einrichtung zur Berechnung der Schleifsteingeschwindigkeit, der Schleifzeitkonstanten τt und der Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung) Λ gemäß der nachfolgend beschriebenen Gleichung. Hierzu werden Daten verwendet, die in der Datenbank 129c gespeichert sind, sowie der Meßwert eines vorbestimmten Überwachungspunkts (monitory item) der Schleifmaschine 1. Der Abschnitt 129b zur Berechnung des Eingriffrückzugs ist eine Einrichtung zur Berechnung der Größe Xbo des Eingriffrückzugs, entsprechend der nachfolgend beschriebenen Gleichung, bei welchem in der Datenbank 129c gespeicherte Daten, die Schleifgeschwindigkeit und die Schleifzeitkonstante τ verwendet werden, welche letztere von dem Vorberechnungsabschnitt 129a errechnet wird, sowie zur Ausgabe dieser Größe Xbo an die Schnittsteuerung 121. Die Schleifmaschine 1 ist mit der Meßeinrichtung 140 ausgerüstet, einschließlich des Prozeßmeßgeräts 10 und des Meßinstruments 134 für die Schnittleistung; die Meßeinrichtung 140 führt eine Messung des vorbestimmten Überwachungspunktes durch. Die Datenbank 129c umfaßt eine Einrichtung zum Speichern der für die Berechnung durch die jeweiligen Berechnungsabschnitte 129a und 129b erforderlichen Daten. Hierbei handelt sich beispielsweise um die Schleifzeitkonstante τ0 bei einer Re ferenz-Schleifsteinschärfe, ein verzögertes Ansprechen der Maschine und die Bedingung des Endbearbeitungsvorgangs (die vorgegebene Schnittgeschwindigkeit, Leistung usw.).

Hinsichtlich des Bearbeitungsvorgangs der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Eingriffrückzug hauptsächlich mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben. Wenn das Schneiden X1(t) eingeleitet worden ist, beginnt die Bearbeitung des Werkstücks, und das Werkstückmaß g(t) ändert sich fortlaufend. Da für die Durchbiegung (grinding deflection) gilt δ(t) = X1(t)-g(t), erhöht sich die Auslenkung δ(t) ebenfalls fortlaufend, bevor sie sich einem vorbestimmten Wert annähert.

Wenn das Prozeßmeßgerät 11 erkennt, daß das Werkstückmaß sich der Endbearbeitungstoleranz g1 nähert, mit welcher die Beendigung des Vorgangs bestimmt wird, befiehlt die Meßvorrichtung 122 (Fig. 10 und 11) der Schnittsteuerung 121, vom Schneiden zum Eingriffrückzug zu wechseln. Bevor sich die Schnittgeschwindigkeit jedoch komplett ändert, erfolgt eine Verzögerung entsprechend der Zeitdauer t1, während deren der Vorbearbeitungsvorgang erfolgt, und der Zeitdauer t2, während deren das Anhalten erfolgt, bevor der Eingriffrückzug einsetzt. Eine weiter Verlustzeit, entsprechend der Zeitdauer t3, erfolgt zwischen dem Eingriffrückzug und der Einleitung des Endbearbeitungsvorgangs. Selbst nach Beendigung des Schleifvorgangs gibt es eine Verlustzeit t5 im Anschluß an die Erkennung des geschaffenen Maßes g0 durch das Prozeßmeßgerät 10 und vor Beendigung des Schnitts, und deshalb wird sich das Endmaß ga vom geschaffenen Maß g0 unterscheiden. Diese Verlustzeiten t1 bis t3 werden für eine vorgegebene Maschine festgelegt und können als bekannte Werte für die Berechnung verwendet werden.

Unter der Annahme, daß die Vorbearbeitungsgeschwindigkeit (rough grinding speed), die Endbearbeitungsgeschwindigkeit (finishing grinding speed - ein theoretischer Wert des Schleifzyklusses), die Auslenkung zum Zeitpunkt der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs und die Auslenkung zum Zeitpunkt der Endbearbeitung (ebenfalls ein theoretischer Wert des Schleifzyklusses) durch Vr, Vf δr bzw. δf ausgedrückt werden, gilt für die Schleifzugabe/ toleranz (allowance) r1 und den Betrag der Auslenkung δr mit der Zeit t1:

r1 = Vr × t1, und
δr = Vr × τ.

Für die Toleranz r2 und den Betrag der Auslenkung d2 mit der Zeit t2 gilt:

2 = Vr × τ × (1-exp(-t2/τ), und
δ2 = δr × exp(-t2/τ).

Für die Toleranz r3 und den Betrag der Auslenkung d3 mit der Zeit t3 gilt:

δ3 = (δr × exp(-t2/τ)-Xbo) × exp(-t3/τ) = δf, und
r3 = δ2-δ3-Xbo
Xbo = δr × exp(-t2/τ)-δ3 × exp(t3/τ)
= Vr × τ × exp(-t2/τ)-δf × exp(t3/τ).

δf wird bestimmt durch die Bedingungen des Endbearbeitungsvorgangs und läßt sich mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnen.

δf = Vf × t, falls die Endbear beitungs-Schnittgeschwindigkeit Vf festgelegt wurde, oder
δf = dr × Pf/Pr, falls die Feinschliff-Leistung Pf festgelegt wurde.

Wie vorangehend beschrieben, ist es möglich, die Größe des Eingriffrückzugs unter Berücksichtigung der Ansprechverzögerung des mechanischen Systems und des elektrischen Steuerungssystems zu bestimmen.

Auf diese Weise kann die Größe Xbo des Eingriffrückzugs während des Vorbearbeitungsvorgangs berechnet werden, und es läßt sich ein optimaler Schnittzyklus konfigurieren, indem die Größe Xbo der NC-Steuerungsvorrichtung 121 auf den vorhergehenden Eingriffrückzug umgeschaltet wird.

Die Berechnung und Einstellung der Größe Xbo des Eingriffrückzugs mit Hilfe eines Makro-Anwenderprogramms oder dergleichen als Bearbeitungsprogramm ist von der Schnittsteuerung 121, welche eine NC-Vorrichtung enthält, auszuführen. In einem solchen Fall führt dies zu einer Erhöhung der Verzögerung beim Ansprechen auf das Schneiden und dessen Änderung, und deshalb ist dies nicht wünschenswert, wenn mehrere Werkstücke in Folge zu bearbeiten sind.

Um bei der eine NC-Vorrichtung enthaltenden Schnittsteuerung 121 eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen, werden das oben beschriebene Verfahren zur Berechnung der Größe Xbo des Eingriffrückzugs sowie das Verfahren zur Einstellung der Größe Xbo in ein NC-System zur Ausführung des Bearbeitungsprogramms einbezogen. In einem solchen Falle ist die NC-Vorrichtung nicht mehr vielseitig einsetzbar und wird sehr kostspielig.

Bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung wird im Gegensatz hierzu die Berechnung der Bearbeitungsbedingungen - unabhängig von der NC-Steuerung 121 - durch die Meßvorrichtung 122 mit zugehörigem, separatem Rechner durchgeführt, und die NC-Steuerung 121 überwacht die externe Eingabe des Eingriffrückzugs kontinuierlich während eines Zeitraums, in welchem das Schneiden des Vorbearbeitungsvorgangs durchgeführt wird und führt die Umschreibung der vorbestimmten Größe des Eingriffrückzugs um. Hierfür kann die NC-Steuerung 121 über eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit verfügen, solange eine hohe Ansprechgeschwindigkeit erreicht wird.

Da gemäß der in Fig. 10 dargestellten Schnittsteuerung die Größe des Eingriffrückzugs auf dem während des Vorbearbeitungsvorgangs gemessenen Wert basiert und dieser zum Zeitpunkt der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs zur Ausführung des Eingriffrückzugs berechnet wird, kann die Einstellung der optimalen Größe des Eingriffrückzugs, mit welcher ein konstanter Schleifzyklus gewährleistet werden kann, selbst bei instabilen Faktoren, wie beispielsweise einer Änderung der Schleifsteinschärfe und/oder einer Änderung der Schnittgeschwindigkeit und der vorbestimmten Endbearbeitungsleistung, erfolgen.

Da das tatsächliche Bearbeitungsmaß des Werkstücks, welches dem vom Prozeßmeßgerät gemessenen und um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks kompensierten Bearbeitungsmaß entspricht, als ein Wert für die Berechnung der Schleifsteinschärfe verwendet wurde, die wiederum zur Berechnung der Größe des Eingriffrückzugs eingesetzt wird, kann die genaue Schleifsteinschärfe berechnet werden, und daher ist eine weitere genaue Einstellung der geeigneten Größe des Eingriffrückzugs möglich.

Die Größe des Eingriffrückzugs kann darüber hinaus nicht nur unter Berücksichtigung der Ansprechverzögerung des mechanischen oder elektrischen Steuerungssystems bestimmt werden, sondern die genaue Bearbeitung kann ohne Verminderung der Bearbeitungsleistung erfolgen.

Da die Schnittsteuerung 121 - zusammengesetzt aus der Schnittsteuerung 121 und der Meß- und Steuerungsvorrichtung 122 - die externe Eingabe der Größe des Eingriffrückzugs zu jedem Zeitpunkt während des Vorbearbeitungsvorgangs überwacht und die vorgegebenen Größe des Eingriffrückzugs umschreibt, kann der Eingriffrückzug mit minimierter Ansprechverzögerung des Steuerungssystems erfolgen. Da die Schnittsteuerung zur Ausführung der numerischen Steuerung und die Meß- und Steuerungsvorrichtung zur Berechnung der Größe des Eingriffrückzugs, bei welcher es sich um eine der Bearbeitungsbedingungen handelt, unabhängig voneinander vorgesehen sind, kann jede der Vorrichtungen von einfacher Bauart und vielseitiger Verwendungsmöglichkeit sein.

Nachfolgend wird nun die Steuerung des Endbearbeitungsvorgangs beschrieben. Ein Schleifsteuerungsverfahren für diesen Endbearbeitungsvorgang ist ein Verfahren zur Einstellung der Schleifzeit auf einen Sollwert und zur Steuerung eines Bearbeitungswiderstands zur Stabilisierung der Bearbeitungsgenauigkeit, selbst wenn die Toleranz und die Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung) sich ändern.

Zunächst werden Probleme im Zusammenhang mit dem standardmäßigen Endbearbeitungsvorgang beschrieben. Danach wird das Endbearbeitungs-Steuerungsverfahren gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Mit Bezug auf die Fig. 13 gilt für die verbleibende Toleranz Xf(=g3), nachdem der Eingriffrückzug in oben beschriebener Weise stattgefunden hat:

Xf = g1-r1-r2-r3

Zuweilen treten Schwankungen bezüglich der Größe des Eingriffrückzugs sowie Meßfehler durch das Prozeßmeßgerät, wenn auch im Bereich von µm, auf. Selbst wenn der Fehler etwa 5 µm beträgt, kann dies bei einer Endbearbeitungszeit von 5 µm/sec. eine Änderung der Bearbeitungszeit in einer Größenordnung von 1 Sek. zur Folge haben. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Handhabung des Bearbeitungsortes sowie bei der Standardisierung der Bearbeitungsbedingungen. Ist die Schnittverzögerung groß und die Endbearbeitungstoleranz g1 gering, kann es vorkommen, daß der Endbearbeitungsvorgang nicht ausgeführt werden kann.

In der Praxis wurde beim bisherigen Schleifen solchen Unannehmlichkeiten einerseits mit einer Erhöhung der End bearbeitungstoleranz und anderseits mit der Einstellung eines höheren Wertes für die Endbearbeitungsgeschwindigkeit begegnet.

Da beim Schneiden eine Verzögerung zum Zeitpunkt der Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs erfolgen kann, mag sich die Bearbeitungsgenauigkeit bei einem hohen Bearbeitungswiderstand und/oder einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit vermindern. Bisher wurde durch ein sogenanntes Ausfunk-Schleifen (spark-out grinding) der Schnitt gestoppt, um die Bearbeitungsgenauigkeit beizubehalten. Hierdurch wird die Bearbeitungszeit unnötigerweise verlängert.

Um durch Messen der nach dem Eingriffrückzug verbleibenden Toleranz eine konstante Bearbeitungszeit zur erreichen und um die Präzision des Werkstücks zu erhöhen, erfolgt entsprechend der dargestellten Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Kontrolle, um den Bearbeitungswiderstand bei Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs zu reduzieren. Bei der dargestellten Ausführungsform wird also durch Messen der verbleibenden Toleranz für den Feinschliff des Werkstücks vor dem Start des Endbearbeitungsvorgangs sowie durch Bestimmen eines optimalen Feinschliffmusters ein Schnitt ausgeführt.

Wie anhand der vorhergehend beschriebenen Probleme verdeutlicht wird, entsteht bei der gegenwärtig verwendeten Schleifmaschine zwangsläufig eine Schwankung der Endbearbeitungstoleranz beim Start der Endbearbeitung, und daher ist eine relativ große Endbearbeitungstoleranz erforderlich. Um die große Endbearbeitungstoleranz in kurzer Zeit zu beseitigen, und um die Bearbeitungsgenauigkeit bei Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs zu erhöhen, ist es notwendig, den Bearbeitungswiderstand so gering wie möglich, d. h. gleich Null, zu halten. Die Bearbeitungsbedingung wird, wie in Fig. 14 gezeigt, eingestellt.

Wenn, wie in Fig. 14 dargestellt, der Vorbearbeitungsvorgang durchgeführt wird unter Verwendung der Leistung Pr für die Vorbearbeitung und der Schnittgeschwindigkeit Vr (=dX2(t)/dt), wird die Vorbearbeitung gesteuert, so daß der Vorbearbeitungsvorgang bei einem Signal des Prozeßmeßgeräts g(t) = g1 endet, und der Zyklus wechselt vom Eingriffrückzug zum Endbearbeitungsvorgang. Obwohl das Signal g(t) = g1 erzeugt wird, gibt es die Verlustzeiten t1, t2 und t3, und daher folgt der Endbearbeitungsvorgang nicht unmittelbar. Aufgrund von Schwankungen bei der Messung und Steuerung unterliegt die Endbearbeitungstoleranz g3 ebenfalls Schwankungen. Es tritt außerdem eine Situation auf, in welcher der Endbearbeitungsvorgang nicht erfolgt, da die Endbearbeitungstoleranz g3 geringer ist als das Bearbeitungsmaß g0.

Daher steuert der Endbearbeitungsvorgang den Schnitt, so daß die Bearbeitungsleistung linear abnehmen kann, und zwar von der Bearbeitungsleistung Ph zum Zeitpunkt des Starts des Endbearbeitungsvorgangs bis zur Bearbeitungsleistung P1 in der Endstufe des Endbearbeitungsvorgangs.

Der Schnitt, bei welchem die Bearbeitungsleistung (Schnitt leistung) während des Endbearbeitungsvorgangs linear von Ph bis P1 abnimmt, stellt sich wie folgt dar. Die Gleichung der grundlegenden Eigenschaften des Schleifsystems:

dX2(t)/dt = (X1(t)-X2(t))/t

und wenn dP(t)/dt = (Ph-P1)/t4 = feststehend,

d²X2(t)/d²t = k × (Ph-P1)/t4.

Die Lösung der Gleichung unter Verwendung der anfänglichen Bedingung t = 0, X1(0) = Xr, und dX2(t)/dt = Vr, ergibt:

X1(t) = {(P1-Ph)/(2k·t4)} × t²
+ {Vr + (P1-Ph)π/(k·t4)} × t + Xr
X2(t) = {(P1-Ph)/(2k·t4)} × t²
+ Vr × t + Xr-Vr × τ.

Hieraus wird deutlich, daß der Schnitt in Form einer quadratischen Kurve dargestellt wird.

Die Größe Xbo des Eingriffrückzugs wird mit Hilfe der nachfolgenden, oben beschriebenen Gleichung ausgedrückt:

Xbo = δr × exp(-t2/t)-δ3 × exp(t3/t)
= Vr × τ × exp(-t2/t)-δf × τ × exp(t3/t).

Das Vorbearbeitungsmaß g1 wird folgendermaßen ausgedrückt:
g1 = Vr × t1 + (Vr-Vf) × t-Xbo
+ {(Ph + P1)/2k} × t4.

Bei der abgebildeten Ausführungsform wird der Wert des Bearbeitungsmaßes g3 nach dem Eingriffrückzug mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts 10 gemessen sowie - durch Steuerung des Endbearbeitungsvorgangs gemäß der folgenden Gleichung - die stabilisierte Genauigkeit und der Bearbeitungszyklus realisiert.

Vf(t) = {(P1²-Ph²)/(k² × g3)} × (t2 + t) + Ph/k

Wird der Schnitt auf diese Weise ausgeführt, kann er in einem Zustand stabilisiert werden, in welchem der Bearbeitungswiderstand bei Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs gering ist. Es ist jedoch zu beachten, daß bei fortlaufender Änderung der Schleifsteinschärfe (Bearbeitungsleistung) Λ der in den obigen Gleichungen verwendete Wert k sich ändert, und daher die Bearbeitungszeit entsprechend geändert wird. Um dies zu vermeiden, wird empfohlen, für k einen relativ hohen Wert einzusetzen, wenn die Schleifsteinschärfe Λ verbessert wird. Die Schleifsteinschärfe Λ kann mit hoher Genauigkeit während des Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt werden. Eine Änderung des Wertes k kann daher leicht erreicht werden.

Wie oben erläutert, dient als Einrichtung zur Durchführung der Schnittsteuerung durch Messen des Wertes des Bearbeitungsmaßes g3 und lineare Abnahme der Bearbeitungsleistung (Schleifleistung) von Ph bis P1 die Steuerungseinrichtung 130 für die Endbearbeitungsleistung, welche in der Meß- und Steuerungsvorrichtung 127 der Schnittsteuerungsvorrichtung 121 enthalten ist.

Wo durch Steuerung der Schnittgeschwindigkeit während der Endbearbeitung, wie in den vorangegangenen Gleichungen dargestellt, die Bearbeitungszeit durch Rückzug des Eingriffs nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs reduziert wird, ist es möglich, die Bearbeitungsgenauigkeit zu stabilisieren und ein optimales Schleifmuster herbeizuführen. Die Stabilisierung der Bearbeitungszeit und der Bearbeitungsgenauigkeit können sichergestellt werden, indem die für den Endbearbeitungsvorgang benötigte Zeit auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.

Da gemäß des in Fig. 14 dargestellten Feinschliffs das Verfahren solcher Art ist, daß die Endbearbeitungstoleranz nach dem Vorbearbeitungsvorgang mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts gemessen und danach die Bearbeitungsleistung bzw. Bearbeitungskraft, die vom Start der Endbearbeitung bis zur Beendigung des Schleifvorgangs eingesetzt wird, an einem Gradienten linear abnimmt, der sich zweckmäßigerweise auf den Meßwert der Endbearbeitungstoleranz bezieht, kann nicht nur die Bearbeitungszeit während der Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit auf einen Sollwert eingestellt werden, sondern es ist ebenfalls möglich, die Bearbeitungsgenauigkeit zu stabilisieren.

Gemäß der dargestellten Ausführung ist es ferner möglich, die Endbearbeitungszeit auf eine gewünschte Zeit einzustellen. Dies ist leicht zu erreichen, indem dem Maß g1 zum Zeitpunkt der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs ein Korrekturbetrag beigefügt wird.

Entsprechend dieser Steuerung wird der eingestellte Wert g1 der Endbearbeitungstoleranz, mit welcher die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs erfolgt, in einen vorbestimmten, berechneten Wert geändert, der sich auf die Differenz Dsec zwischen dem Sollwert Tsec der Endbearbeitungszeit und der tatsächlichen Endbearbeitungszeit Ta bezieht, bezogen auf den Meßwert g(t) des Bearbeitungsmaßes, welcher mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts 10 während des Vorbearbeitungsvorgangs gemessen wurde. Wo, beispielsweise, die tatsächliche Endbearbeitungszeit Ta länger ist als der Sollwert Δsec der Endbearbeitungszeit, ist die zur Differenz Dsec proportionale Menge vom vorbestimmten Wert g1 zu subtrahieren. Für den Wert g1 gilt:

g1 = Vr × t1 + (Vr-Vf) × t-Xbo
+ {(Ph+P1)/(2k)} × t4 +/- α × Δ.

Der Wert der Konstanten a wird gleich oder kleiner als 1 gewählt, um ein Schwingen (hunting) zu vermeiden. Die Differenz Δ wird als vorbestimmter, statistisch berechneter Wert gewählt wie beispielsweise die Endbearbeitungszeit des vorhergehend bearbeiteten Werkstücks oder eine durchschnittliche Endbearbeitungszeit; die aus einer vorherbestimmten Anzahl von bereits bearbeiteten Werkstücken ermittelt wurde.

Die in Fig. 10 dargestellte Einrichtung 132 zur Änderung der Toleranz ist eine Einrichtung zur Messung der Differenz Δ zwischen dem Sollwert Tsec der Endbearbeitungszeit und der tatsächlichen Endbearbeitungszeit Ta, sowie zur Änderung des vorbestimmten Werts g1 der Einrichtung 131 zur Bestimmung der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs entsprechend der oben genannten Gleichung. Die Einrichtung 131 zur Bestimmung der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs ist eine Einrichtung zur Überwachung des Meßwertes g(t) des während des Vorbearbeitungsvorgangs vom Prozeßmeßgerät 10 gemessenen Bearbeitungsmaßes, sowie zur Sendung eines Stopp-Signals an den Steuerungsabschnitt 127 des Endbearbeitungsvorgangs der Schnittsteuerung 121, sobald der vorbestimmte Wert g1 erreicht worden ist.

Auf diese Weise hätte die Tatsache, daß die Bearbeitungszeit innerhalb der gewünschten Bearbeitungszeit angenähert werden kann, während die stabilisierte Genauigkeit sichergestellt wird, durch Bestimmen des vorbestimmten Wertes der Endbearbeitungstoleranz g1, womit die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, proportional zur Differenz Δ in der Endbearbeitungszeit, wie in der obigen Gleichung dargestellt, anhand einer tatsächlichen Bearbeitung dargestellt werden können. Es ist demzufolge möglich, die Bearbeitungszeit auf die gewünschte Bearbeitungszeit einzustellen und dabei die Bearbeitungsgenauigkeit weiter zu stabilisieren.

Da entsprechend dem mit der in Fig. 10 dargestellten Schleifmaschine durchgeführten Einbearbeitungsvorgang der vorbestimmte Wert der Endbearbeitungstoleranz, mit welcher die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, bezogen auf den Meßwert des Bearbeitungsmaßes, das während des Vorbearbeitungsvorgangs mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts ermittelt wird, in einen vorbestimmten, errechneten Wert geändert wird, der sich zweckmäßig auf die Differenz zwischen dem Sollwert der Endbearbeitungszeit und der tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht, ist selbst dies ein wirksames Mittel, um die Bearbeitungszeit auf einen Sollwert einzustellen und dabei die stabilisierte Genauigkeit zu sichern.

Sofern das Schleifverfahren bzw. die Schleifmaschine, bei welchem/welcher die Bearbeitungsleistung bzw. -kraft linear an einem Gradienten abnimmt, der sich zweckmäßig auf den Meßwert der Endbearbeitungstoleranz bezieht, in Kombination mit der Schleifverfahren bzw. der Schleifmaschine eingesetzt wird, bei welchem/welcher der vorbestimmte Wert der Endbearbeitungstoleranz in den vorbestimmten, errechneten Wert geändert wird, der sich zweckmäßig auf die Differenz zwischen dem Sollwert der Endbearbeitungszeit und der tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht, ist es möglich, die Bearbeitungszeit noch genauer auf den Sollwert einzustellen und dabei die Bearbeitungsgenauigkeit während des Schleifvorgangs mit hoher Geschwindigkeit noch weiter zu stabilisieren.

Die Ausführungsbeispiele und Zeichnungsfiguren werden nur zum Zwecke der näheren Darstellung und Erläuterung vorgelegt und sind in keiner Weise als einschränkend in Bezug auf den Umfang der vorliegenden Erfindung zu betrachten. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen zum Zwecke der Veranschaulichung ausführlich beschrieben wurde, wird ein Fachmann beim Lesen der Beschreibung zur vorliegenden Erfindung daraus Änderungen und Modifikationen innerhalb des Rahmens der Erfindung entwickeln. Solche Änderungen bzw. Modifikationen, sofern sie nicht von dem anhand der beigefügten Patentansprüche dargelegten Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen, gelten als in dieser Beschreibung enthalten.

Claims

1. Vorrichtung zum Durchführen eines Schleifvorganges, insbesondere Schleifmaschine, mit:
einer von einem Elektromotor (15) angetriebenen Einrichtung (7) zur wahlweisen Hin- und Rückführung eines Werkstücks (W) zu und von einer Bearbeitungsposition (XO);
einer von einem Elektromotor (13) angetriebenen Einrichtung (14) zur wahlweisen Vor- und Rückwärtsbewegung eines Schleifsteins (4a);
einer von einem Elektromotor (18) angetriebenen Einrichtung (19) zur wahlweisen Vor- und Rückwärtsbewegung eines Meßgeräts (10) zu und von dem Werkstück (W) in Relation zur Bearbeitungsposition (XO);
einem Gerät (34) für Bezugsimpulserzeugung zur Generierung einer vorbestimmten Anzahl von Bezugsimpulsen;
einem Einstellgerät (36A, 36B, 36C) für eine Positionsänderungskurve, das an jedem der Elektromotoren (15, 18, 13) angebracht und auf den Empfang des Bezugsimpulses reagierbar ausgebildet ist, um einen Positionsbefehl in Einklang mit einer festgelegten Positionsänderungskurve (a, b, c) zu senden; und
einer Servosteuerung (37A, 37B, 37C) zur Steuerung der jeweiligen Elektromotoren (15, 18, 13) in Abhängigkeit von den Positionsbefehl, der von dem Einstellgerät (36A, 36B, 36C) für die Positionsänderungskurve aussendbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zur wahlweisen Hin- und Rückführung des Werkstücks (W), die Einrichtung (14) zur Rückführung des Schleifsteins (4a) sowie die Einrichtung (19) zur Rückführung des Meßgeräts jeweils mittels der entsprechenden Elektromotoren (15, 13, 18) über damit verbundene Untersetzungsgetriebe antreibbar ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zur wahlweisen Hin- und Rückführung des Werkstücks (W) folgende Teile umfaßt: eine Einführrutsche oder Einführbahn (21) zum Führen eines nicht bearbeiteten Werkstücks (W) zu einer Annahme- und Abgabestelle (A) nahe der Bearbeitungsposition (XO), eine Abgaberutsche oder Ausgabebahn (22) zum Führen des bearbeiteten Werkstücks (W) von der Annahme- bzw. Abgabestelle (A), einen Ladearm (9) mit einer Tasche (9b) zur Aufnahme des Werkstücks (W) und eines Stoppers (9a), wobei der Ladearm (9) zwischen einer Verriegelungsstellung wechselweise beweglich ist, an welcher der Stopper (9a) die Einführrutsche (21) schließt, wobei die Tasche (9b) an der Bearbeitungsposition (XO) gehalten ist, eine Verbindungsstelle, an der die Tasche (9b) mit der Zuführ- und Abgaberutsche oder -bahn (21, 22) verbunden ist, eine Schubeinrichtung (23), um das Werkstück (W) am vorderen Ende (B) der Einführrutsche oder -bahn (21) in Richtung der Annahme- und Abgabestelle (10) zu schieben, wobei die Schubeinrichtung (23) auf das nicht bearbeitete Werkstück (W) einwirkbar angeordnet ist, während der Ladearm (9) von der Bearbeitungsposition (XO) zu der Annahme- und Abgabestelle (A) zurückführbar ist, damit das bearbeitete Werkstück (W) vom nicht bearbeiteten Werkstück (W) innerhalb der Tasche (9b) verschiebbar ist, bis das nicht bearbeitete Werkstück (W) in die Tasche (9b) eingeschoben ist.

4. Vorrichtung zum Durchführen eines Schleifvorganges, insbesondere Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zur Steuerung eines Schnitts nach der Schleifsteinschärfe Λ mit:
einem Rechner (152) zum Berechnen der Bearbeitungsleistung, die durch das Produkt aus dem Änderungsbetrag eines Bearbeitungsmaßes pro Zeiteinheit und dem Bearbeitungsumfang darstellbar ist;
einem Rechner (153) zum Berechnen der Schleifsteinschärfe Λ während eines Schleifverfahrens, die durch das Verhältnis oder dessen reziproken Wert einer Bearbeitungskraft darstellbar ist, welche durch eine auf die Bearbeitungsleistung bezogene Schleifkraft ausdrückbar ist; und
einem Prozeßmeßgerät (10) zur Messung des Maßes eines Werkstücks (W);
wobei der Rechner (153) zum Berechnen der Schleifsteinschärfe als Wert des Bearbeitungsmaßes ein tatsächliches Bearbeitungsmaß des Werkstücks (W) verwendet, das durch das Prozeßmeßgerät (10) bestimmt und um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks (W) ausgeglichen ist und wobei der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks aus der Schleifkraft errechenbar ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Schleifvorganges, insbesondere Schleifmaschine, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zum Steuern eines Schnitts durch einen Eingriffrückzug nach Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs, so daß anschließend ein Endbearbeitungsvorgang erfolgen kann, mit:
einer Meßeinrichtung (140) zum Messen jeweils vorbestimmter Punkte während des Vorbearbeitungsvorgangs bezogen auf ein Werkstück (W) und ein Schleifgerät (1);
einem Rechner (129b) zur Berechnung des Eingriffrückzugs während der Messung der vorbestimmten Punkte, wobei die Größe des vorzunehmenden Eingriffrückzugs bezogen auf die gemessenen, vorbestimmten Werte errechenbar ist; und
einem Steuergerät (123) für die Schnittkontrolle, zur Vornahme eines Eingriffrückzugs, dessen Größe der errechneten Größe des Eingriffrückzugs nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Umschreibgerät (124) für die Größe des Eingriffrückzugs, zur Überwachung einer externen Eingabe der Größe des Eingriffrückzugs während des Vorbearbeitungsvorgangs, um eine vorbestimmte Größe des Eingriffrückzugs des Schnittsteuerungsgerätes (123) jedesmal auf den externen Eingabewert nach dessen Änderung umschreibbar zu halten.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Schnittsteuerungseinrichtung (121), die enthält:
ein Schnittsteuerungsgerät zur Kontrolle, daß ein Eingriffrückzug der Größe nach so erfolgt, daß diese einer vorbestimmten Größe zum Zeitpunkt der Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs entspricht; und
ein Gerät (124) zur Umschreibung der Größe des Eingriffrückzugs, um eine externe Eingabe während des Vorbearbeitungsvorgangs zu überwachen, so daß eine Umschreibung einer vorbestimmten Größe des Eingriffrückzugs des Schnittsteuerungsgeräts (123) auf den externen Eingabewert jedesmal erfolgt, wenn sich dieser ändert.

8. Vorrichtung zur Durchführung eines Schleifvorganges, insbesondere Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Prozeßmeßgerät (10) zum Rückzug eines Eingriffs nach Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs, um anschließend einen Endbearbeitungsvorgang durchzuführen, welche enthält eine Meßeinrichtung (140) zur Messung einer Endbearbeitungstoleranz nach dem Vorbearbeitungsvorgang mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts (10); und
ein Kontrollgerät (130) für die Endbearbeitungsleistung für die lineare Abnahme einer Bearbeitungsleistung bzw. -kraft, welche sich vom Start eines Endbearbeitungsvorgangs bis zur Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs zeigt, an einem Gradienten, der sich zweckmäßig auf einen gemessenen Wert der Endbear beitungstoleranz bezieht.

9. Vorrichtung zur Durchführung eines Schleifvorganges, insbesondere Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Prozeßmeßgerät (10) zum Rückzug eines Eingriffs nach Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs, um anschließend einen Endbearbeitungsvorgang durchzuführen, welche enthält:
eine Meßeinrichtung (140) für die Messung eines Bearbeitungsmaßes während des Vorbearbeitungsvorgangs mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts (10); und
ein Gerät (132) zur Änderung eines vorgegebenen Wertes einer Endbearbeitungstoleranz, mit welcher die Beendigung des Vorbearbeitungsvorganges, bezogen auf einen so erhaltenen Meßwert, bestimmt wird, in einen vorgegebenen, errechneten Wert, der sich zweckmäßig auf die Differenz zwischen einem Sollwert einer Endbearbeitungszeit und einer tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht.

10. Vorrichtung zur Durchführung eines Schleifvorganges, insbesondere Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Prozeßmeßgerät (10) zum Rückzug eines Eingriffs nach Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs, um anschließend einen Endbearbeitungsvorgang durchzuführen, welche enthält:
eine Meßeinrichtung (140) für die Messung eines Bearbeitungsmaßes während des Vorbearbeitungsvorgangs mit Hilfe des Prozeßmeßgeräts (10);
ein Gerät (132) zur Änderung eines vorgegebenen Wertes einer Endbearbeitungstoleranz, mit welcher die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs, bezogen auf einen so erhaltenen Meßwert, bestimmt wird, in einen vorgegebenen, errechneten Wert, der sich zweckmäßig auf die Differenz zwischen einem Sollwert einer Endbearbeitungszeit und einer tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht; und
ein Kontrollgerät (130) für die Endbearbeitungsleistung für die lineare Abnahme einer Bearbeitungsleistung oder -kraft, welche sich vom Start eines Endbearbeitungsvorgangs bis zur Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs zeigt, an einem Gradienten, der sich zweckmäßig auf einen gemessenen Wert der Endbearbeitungstoleranz bezieht.

11. Schutzsteuerungseinrichtung, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Schnittsteuerungsgerät zur Kontrolle, daß ein Eingriffsrückzug der Größe nach so erfolgt, daß diese einer vorbestimmten Größe zum Zeitpunkt der Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs entspricht; und
ein Gerät (124) zur Umschreibung der Größe des Eingriffrückzugs, um eine externe Eingabe während des Vorbearbeitungsvorgangs zu überwachen, so daß eine Umschreibung einer vorbestimmten Größe des Eingriffrückzugs des Schnittsteuerungsgeräts (123) auf den externen Eingabewert jedesmal erfolgt, wenn sich dieser ändert.

12. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Bestimmung einer Schleifsteinschärfe Λ, die von dem Verhältnis oder dessen reziprokem Wert zwischen der Bearbeitungskraft einerseits und der Bearbeitungsleistung während eines Schleifverfahrens anderseits dargestellt wird, wobei die Bearbeitungsleistung durch das Produkt aus dem Änderungsmaß einer Bearbeitungsdimension je Zeiteinheit sowie dem Bearbeitungsumfang und die Bearbeitungskraft durch die Schleifkraft dargestellt wird und
Steuerung eines Schnitts nach der vorab bestimmten Schleifsteinschärfe Λ,
wobei das tatsächliche Bearbeitungsmaß des Werkstücks (W), das mit einem Prozeßmeßgerät (10) gemessen und um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks (W) kompensiert wird, als Wert des Bearbeitungsmaßes des Werkstücks (W) eingesetzt sowie die Wärmeausdehnung des Werkstücks (W) aus der Schleifkraft errechnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Schritt zur Berechnung einer Werkstücktemperatur Θ(t) mit Hilfe der folgenden Gleichung: dθ(t)/dt = α·P(t) - β·θ(t),wobei a, b und P(t) jeweils eine Wärmezufuhr-, eine Wärmeabfuhrkonstante und die Schleifkraft darstellen,
sowie einen Schritt zur Berechnung des Betrags der Wärmeausdehnung des Werkstücks (W) zur Angleichung unter Einsatz der errechneten Werkstücktemperatur θ(t).

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsteinschärfe Λ während eines Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt und der ermittelte Wert der Schleifsteinschärfe Λ bei der Berechnung zu der nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs erfolgenden Schnittkontrolle verwendet wird.

15. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung eines Schnitts durch Bewirken eines Eingriffrückzugs nach Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs, so daß anschließend ein Endbearbeitungsvorgang erfolgen kann, die folgenden Schritte durchgeführt werden:
Messung der jeweiligen vorbestimmten Punkte während des Vorbearbeitungsvorgangs, bezogen auf ein Werkstück (W) und ein Schleifgerät (1);
Berechnung der Größe des Eingriffrückzugs während der Messung der vorbestimmten Punkte, um den der Rückzug im Verhältnis zu den gemessenen vorbestimmten Werten durchgeführt werden soll; und
Durchführung des Eingriffrückzugs, dessen Größe der errechneten Größe des Eingriffrückzugs nach Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs entspricht.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während der Ausführung des Schrittes zur Berechnung der Größe des Eingriffrückzugs eine Schleifzeitkonstante T durch die Verwendung der folgenden Formel ausgedrückt wird: τ = α/[(Steifigkeit im Schleifsystem) × (Schleifsteinschärfe Λ)],wobei α eine von dem Werkstück (W) bestimmte Konstante und die Schleifsteinschärfe Λ einen aus dem Verhältnis zwischen der Bearbeitungskraft (einem Wert der Schleifkraft bzw. -leistung) und der Bearbeitungsleistung beschriebenen Wert darstellt, welche einen Wert aus dem Produkt des Änderungsbetrags eines Bearbeitungsmaßes pro Zeiteinheit und dem Bearbeitungsumfang darstellt. In diesem Zusammenhang wird ein tatsächliches Bearbeitungsmaß des Werkstücks (W), das mit dem Prozeßmeßgerät (10) gemessene und um den Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks (W) kompensierte Bearbeitungsmaß als Wert des Bearbeitungsmaßes verwendet, wobei der Betrag der Wärmeausdehnung des Werkstücks (W) aus der Schleifleistung errechnet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe Xbo des Eingriffrückzugs durch die folgende Gleichung Xbo = δr × exp(-t2/τ)-δ3 × exp(t3/τ)
= Vr × τ × exp/-t2/τ)-δf × exp(t3/τ)bestimmt wird, wobei τ, Vr, t2 und t3 Vf und Pf jeweils eine Schleifzeitkonstante, eine Vorbearbeitungsgeschwindigkeit, Verzögerungen bei der Reaktion der Maschine, eine Endbearbeitungsgeschwindigkeit und eine vorbestimmte Endbearbeitungsleistung darstellen;
wobei δf mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet wird.

δf = Vf × τ, wobei die Endbearbeitungsgeschwindigkeit Vf eingestellt wird, oder
δf = δr × Pf/Pr, wobei die Endbearbeitungsleistung Pf eingestellt wird; und worin:

t2: Verzögerung vor der Bewerkstelligung des Eingriffrückzugs im Anschluß an den Vorbearbeitungsvorgang,
t3: Verzögerung vor dem Start des Endbearbeitungsvorgangs im Anschluß an den Eingriffrückzug,
δr: Auslenkung zum Zeitpunkt der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs,
δf: Auslenkung zum Zeitpunkt des Starts des Endbearbeitungsvorgangs, und
Pr: die festgelegte Vorbearbeitungsleistung darstellt.

18. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bestehend aus den Schritten:

Messung einer Endbearbeitungstoleranz nach einem Vorbearbeitungsvorgang mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts (10); und
lineare Abnahme einer Bearbeitungsleistung bzw. -kraft, die vom Start eines Endbearbeitungsvorgangs bis zu dessen Beendigung an einem Gradienten dargestellt wird, der sich zweckmäßig auf einen gemessenen Wert der Endbearbeitungstoleranz bezieht.

19. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bestehend aus einem Schritt, der einen vorbestimmten Wert einer Endbearbeitungstoleranz für Schleifen, mit der die Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, bezogen auf einen Meßwert einer mittels eines Prozeßmeßgeräts während des Vorbearbeitungsvorgangs gemessenen Bearbeitungsmaßes, in einen vorbestimmten, errechneten Wert ändert, der sich zweckmäßig auf die Differenz zwischen einem Sollwert der Endbearbeitungszeit und einer tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht.

20. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bestehend aus den Schritten:
Ändern eines vorbestimmten Wertes einer Endbearbeitungstoleranz für Schleifen, mit der die Beendigung eines Vorbearbeitungsvorgangs bestimmt wird, bezogen auf einen Meßwert eines mittels eines Prozeßmeßgeräts gemessenen Bearbeitungsmaßes, in einen vorbestimmten, errechneten Wert, der sich zweckmäßig auf die Differenz zwischen einem Sollwert der Endbearbeitungszeit und einer tatsächlichen Endbearbeitungszeit bezieht;
Messen einer Endbearbeitungstoleranz im Anschluß an den Vorbearbeitungsvorgang mit Hilfe des Prozeßmeßgerätes (10); und
lineare Abnahme einer Bearbeitungsleistung bzw. -kraft, die vom Start eines Endbearbeitungsvorgangs bis zu dessen Beendigung an einem Gradienten dargestellt wird, der sich zweckmäßig auf einen gemessenen Wert der Endbearbeitungstoleranz bezieht.

21. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Schritt, bei welchem ein Eingriffrückzug zum Zeitpunkt des Vorbearbeitungsvorgangs bewerkstelligt wird, sowie einen Schritt, bei welchem die Messung der Fertigungstoleranz g3 mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts (10) erfolgt, und wobei eine Schnittgeschwindigkeit Vf(t) zum Zeitpunkt des Endbearbeitungsvorgangs nach der folgenden Gleichung gesteuert wird: Vf(t) = (P1²-Ph²)/(k² × g3) × (t2 + t) + Ph/kwobei Ph, P1 und t2 eine Leistung zum Zeitpunkt des Starts des Endbearbeitungsvorgangs, eine Leistung zum Zeitpunkt der Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs und eine Verzögerung vor dem Start des Eingriffrückzugs im Anschluß an die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs und k eine von einem Werkstück und einer Schleifsteinschärfe Λ bestimmte Konstante ist, die durch [(Bearbeitungskraft P (N oder kW)/(Bearbeitungsleistung Z (mm³/sec.) ausgedrückt wird.

22. Schleifverfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Rückzug des Eingriffs zum Zeitpunkt der Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs, sowie einem Schritt für die Messung der Fertigungstoleranz g3 mit Hilfe eines Prozeßmeßgeräts (10), wobei eine Schnittgeschwindigkeit (Vf(t) zum Zeitpunkt des Endbearbeitungsvorgangs nach der folgenden Gleichung gesteuert wird: Vf(t) = (P1²-Ph²)/(k2 × g³) × (t² + t) + Ph/kwobei Ph, P1 und t2 eine Leistung zum Zeitpunkt des Starts des Endbearbeitungsvorgangs, eine Leistung zum Zeitpunkt der Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs und eine Verzögerung vor dem Start des Eingriffrückzugs im Anschluß an die Beendigung des Vorbearbeitungsvorgangs und k eine von einem Werkstück und einer Schleifsteinschärfe Λ bestimmte Konstante ist, die durch [(Bearbeitungskraft P (N oder kW)/(Bearbeitungsleistung Z (mm³/Sek.) ausgedrückt wird.

23. Schleifverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmter Wert der Endbearbeitungstoleranz beim Schleifen g1 nach der folgenden Gleichung im Verhältnis zu der Differenz Δ zwischen dem Sollwert der Endbearbeitungszeit und der tatsächlichen Endbearbeitungszeit verändert wird: g1 = Vr × t1 + (Vr-Vf)× τ-Xbo
+ (Ph+P1)/(2·k)× t4 +/- α × Δwobei Vr eine Vorbearbeitungsgeschwindigkeit, t1 eine Verzögerung während des Zeitraums zwischen dem Beendigungssignal des Vorbearbeitungsvorgangs und dem Zeitpunkt, an dem der Vorbearbeitungsvorgang tatsächlich endet, Vf eine Endbearbeitungszeit, τ eine Schleifzeitkonstante, Xbo die Größe, um welche der Eingriffrückzug nach dem Vorbearbeitungsvorgang ausgeführt wird, Ph die Leistung zum Zeitpunkt des Starts des Endbearbeitungsvorgangs, P1 die Leistung zum Zeitpunkt der Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs, t4 eine Endbearbeitungszeit und α eine Konstante darstellen.

24. Schleifverfahren nach Anspruch 20 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmter Wert der Endbearbeitungstoleranz für Schleifen g1 nach der folgenden Gleichung im Verhältnis zu der Differenz Δ zwischen dem Sollwert der Endbearbeitungszeit und der tatsächlichen Endbearbeitungszeit verändert wird: g1 = Vr × t1 + (Vr-vf)× τ-Xbo
+ (Ph+P1)/(2·k)× t4 +/- α × Δwobei Vr eine Vorbearbeitungsgeschwindigkeit, t1 eine Verzögerung während des Zeitraums zwischen dem Beendigungssignal des Vorbearbeitungsvorgangs und dem Zeitpunkt, an dem der Vorbearbeitungsvorgang tatsächlich endet, Vf eine Feinschnittzeit, τ eine Schleifzeitkonstante, Xbo die Größe, um welche der Rückzug des Eingriffs nach dem Vorbearbeitungsvorgang ausgeführt wird, Ph die Leistung zum Zeitpunkt des Starts des Endbearbeitungsvorgangs, P1 die Leistung zum Zeitpunkt der Beendigung des Endbearbeitungsvorgangs, t4 eine Endbearbeitungszeit und α eine Konstante darstellen.