DE2047927A1

DE2047927A1 - Digitalgesteuerte Schleifmaschine

Info

Publication number: DE2047927A1
Application number: DE19702047927
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kanya Aichi Asano (Jjapan) P
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1970-09-29
Publication date: 1971-04-22
Also published as: FR2062735A5; US3653854A

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann 2047 927 Dr. R. KoenJgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

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TOYODA KOKI KABUSHIKI KAISHA, AICHI-KEI, JAPAN

Digitalgesteuerte Schleifmaschine

Die Erfindung betrifft eine digitalgesteuerte Schleifmaschine, bei der die Bewegungen des Schleifscheibenschlittens, eines Arbeitstisches und anderer Bauteile der Maschine entsprechend gegebenen digitalen Daten zur Bearbeitung eines Werkstückes mit wenigstens einem zylindrischen und wenigstens einem verjüngten Teil zur gewünschten Form und Größe gesteuert werden.

Damit die Mitten des zylindrischen Teils und des verjüngten bzw. konischen Teils eines auf einer Schleifmaschine bearbeiteten Werkstückes genau mit einander fluchten, ist es zweckmäßig, das Werkstück nicht aus seiner Befestigung an der Schleifmaschine zwischen der Spindelstockspitze und der Seitstockspitze der Maschine zu lösen. Aus diesem Grund wird beim Schleifen eines Werkstückes mit einem konischen Teil üblicherweise der zylindrische Teil und darauf der konische Teil geschliffen, indem der Werktisch oder der Schleifscheibenschlitten geschwenkt wird. Dieses Arbeitsverfahren, bei dem der Arbeitstisch oder der

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Schleifscheibenschlitten für jede Sohleifoperation des konischen Teils geschwenkt wird, ist jedoch arbeitsaufwendig und, erfor-. dert viel Zeit für die Einstellung des Schwenkwinkels des Arbeitstisches und dergleichen. Ferner ist es äußerst schwierig, den Arbeitstisch usw. wieder richtig in die ursprüngliche Lage zurückzustellen, so daß Schwierigkeiten bestehen, den konischen und den zylindrischen Teil mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten.

Versucht man, sämtliche Schleifoperationen durch eine digitale Steuerung automatisch auszuführen, so besteht die größte Schwierigkeit beim Schleifen des konischen Teils. Insbesondere bestehen beim Schleifen des konischen Teils bei der erwähnten Schwenkbewegung des Arbeitstisches oder des Schelifschelbenschlittens vielerlei Schwierigkeiten, so z. B. die Korrektur der Stellung des Sohleifscheibenschlittens zum Ausgleich der Veränderungen des Schleifscheibendurchmessers, der Durchbiegung des Arbeitstisches oder Ungenauigkeit der Rückstellung des Tisches in die Ausgangs-lage usw. Diese Schwierigkeiten machen es fast unmöglich, den konischen Teil mit einer digitalgesteuerten Schleifmaschine genau zu bearbeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine digitalgesteuerte Schleifmaschine mit einer digitalen Steuerung anzugeben, mit der automatisch und kontinuierlich die konischen und zylindrischen Teile des Werkstückes bearbeitet werden können. Die Schleifmaschine soll eine Einrichtung zur Messung bestimmter Abmessungen des fertigen Werkstückes aufweisen.

Die erfindungsgeraäße, digitalgesteuerte Schleifmaschine zum Schelfen eines Werkstückes mit wenigstens einem zylindrischen und wenigstens einem konischen Teil enthält einen gleitend angebrachten Arbeltstisch, eine Tisch-Vorschubeinrichtung und eine Einrichtung zur Befestigung des Werkstückes am Arbeitstisch. Sie zeichnet

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sich aus durch, einen ersten Schleifscheibenschlitten zur Halterung einer ersten Schleifscheibe zur Bearbeitung des zylindrischen Teils, durch eine erste Vorschubeinrichtung zur Bewegung des ersten Schleifscheiben^ chi it tens, durch eine zweite Schleifscheibe zur Bearbeitung des leonischen Teils, durch einen gleitend angebrachten zweiten Schleifscheibenschlitten zur Halterung der zweiten Schleifscheibe, durch eine zweite Vorschubeinrichtung zur Bewegung des zweiten Schleifscheibenschlittens in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Arbeitstisches, durch mehrere Servomotoren, die auf Steuersignale die Tisch-Vorschubeinrichtung und die Vorschubeinrichtung für den ersten und zweiten Schleifscheibenschlitten steuern, und durch eine digitale Steuereinrichtung für die Servomotoren, mit einem Speicher zur Speicherung von Informationen zur Bearbeitung des zylindrischen und konischen Teils des Werkstückes, und mit einem Steuerkreis, der auf die gespeicherten Informationen anspricht und die Vorschubeinrichtungen des ersten Schleifscheibenschlittens zur Bearbeitung des zylindrischen Teils und gleichzeitig, mit einem bestimmten Gschwindigkeitsverhältnls, die Tisch-Vorschubeinrich tung und die zweite Vorschubeinrichtung für den zweiten Schleifscheibenschlitten zur Bearbeitung des konischen Teils betätigt.

Anhand der In der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen digitalgesteuerten

Schleifmaschine;
]?ig. 2 einen Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten Maschine mit

der Darstellung eines Mechanismus zum Schleifen des zylindrischen Teils unter Benutzung einer Schleifscheibe; Fig. 3 einen ähnlichen Querschnitt mit der Darstellung eines Mechanismus zum Schleifen des konischen Teils unter Verwendung einer weiteren Schelifscheibe;

Fig. 4 eine zum Teil in Längsrichtung geschnittene Ansicht des Spindelstocks j

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Fig. 5 einen Längsschnitt eines Mechanismus zur Fertigbearbeitung des Werkstückes auf bestimmte, über einen weiten Bereich.

variable Endabmessungen;
Fig. 6 einen Längsschnitt eines Mechanismus zur Fertigbearbeitung

des konischen Teils auf eine bestimmte Abmessung; Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie IIV-IIV in Fig. 6; und Fig. 8 ein Blockdiagramm einer digitalen Steuerung und eine schematische Ansicht der Schleifmaschine.

Die in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Schleifmaschine weist ein Maschinenbett 1 auf, eine Tisch-Gleitfläche 2 an der vorderen oberen Oberfläche und zwei in einem Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnete Hilfs-Gleitflachen 101 und 102, die sich, in einer Richtung senkrecht zur Gleitfläche 2 erstreck ken und an der hinteren oberen Oberfläche des Maschinenbettes 1 angeordnet sind. An den Gleitflächen 101 und 102 sind Gleitblöcke 103 bzw. 104 angebracht. An den unteren Oberflächen der Gleitblökke 103 bzw. 104 sind Muttern 105 und 106 befestigt, die mit Spindeln 107 und 108 in Eingriff stehen, welche drehbar am Maschinenbett 1 gelagert sind. Diese Spindeln werden durch einen intermittierend arbeitenden Vorschubmechanismus angetrieben, der aus Zahnstangen-Ritzel-Einheiten 109 und 110 besteht,_ä welche mit einer nicht gezeigten hydraulischen Antriebseinrichtung verbunden sind, sowie ferner aus Klinkmechanismen 1Ϊ1 bzw. 112. Durch diese

Einrichtungen werden die Gleitblöcke 103 und 104 intermittierend um eine bestimmte Strecke vorgeschoben. An der oberen Oberfläche der beiden Gleitblöcke 103 und 104 sind jeweils Schlitten-Gleitflächen 3 bzw. 4 ausgebildet, die sich parallel zur Bewegungsrichtung der Gleitblöcke 103 und 104 erstrecken. Zwei Sehleifschdbenschlitten 5 und 6 für unterschiedliche Schleifoperationen sind an den Gleitflächen 3 bzw. 4 gleitend befestigt. An den unteren Oberflächen der Schleifscheibenschlitten 5 und 6 sind Muttern 7 bzw. 8 befestigt, die mit Spindeln 9 bzw. 10 in Eingriff stehen, welche in den Gleitblöcken 103 bzw. 104 gelagert sind. Die Spindeln 9 und 10 sind mit elektro-hydraulischen Impulsmotoren

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11 bzw. 12 verbunden, durch die die Schleifscheibenschlitten 5 und 6 mit hoher und niedriger Geschwindigkeit gleitend bewegt werden. Auf den Schleifscheibenschlitten 5 und 6 sind Schleif- · Scheibenwellen 13 bzw. 14 gelagert, die durch auf den Schlitten befestigte Elektromotoren 15 bzw. \6 angetrieben werden. Eine Schleifscheibe 17 mit einer runden Umfangskante zur Bearbeitung des konischen Teils ist an einem Ende der Welle 13 befestigt, während eine weitere Schleifscheibe 18 zur Bearbeitung des zylindrischen Teils mit einer rechteckigen Umfangskante am Ende der Welle 14 befestigt ist.

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Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, ist an der Tisch-Gleitfläche 2 ein Arbeitstisch 19 gleitend befestigt. Am Arbeitstisch 19 sind mit einem bestimmten Abstand zueinander ein Spindelstock 20 und ein Reitstock 21 angebracht. Eine Mutter 22 ist an der unteren Oberfläche des Arbeitstisches 19 befestigt, in die eine drehbar am Maschinenbett 1 gelagerte Spindel 23 eingreift. Die Spindel 23 ist mit einem elektro-hydraulischen Impulsmotor 24 verbunden und treibt den Tisch 19 in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schleifscheibenschlitten 5 ^un& 6 an, so daß der Arbeitstisch 19 in eine gewünschte Lage gebracht wird. Im Spindelstock 20 ist eine Hülse 25 aufgenommen^ die allein in axialer Richtung beweglich ist. Sie trägt an einem Ende eine Spindelstockspitze 26. Die Spitze 26 arbeitet mit einer Reitstockspitze 28 zusammen, die an einem Ende eines Halters 27 befestigt ist. Dieser wiederum ist zur Halterung eines Werkstückes W gleitend im Reitstock 21 aufgenommen. Eine drehbar am Spindelstock 20 befestigte Spindel 29 ist in das rückwärtige Ende der Hülse 25 geschraubt. Die Spindel 29 wird durch einen hydraulischen Antriebsmechanismus, hier durch einen^ylInder 30 und einen Kolben 31, über Zahnstangen-Ritzel-Mechanismen 32 und 33 angetrieben, so daß die Hülse 25 gleitend bewegt wird. Ferner ist am Spindelstock 20 eine Antriebs-Riemenscheibe 34 drehbar gelagert, die durch einen Elektromotor 35 über eine geeignete Antriebsverbindung angetrieben

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wird. Die Riemenscheibe 34 ist über einen Antriebsstift 36 zum Antrieb des Werkstückes W mit diesem verbunden.

Wie in Pig. 4 gezeigt, ist am Arbeitstisch 19 zur Positionierung des Werkstückes W in Axialrichtung eine Bndflächen-Meßeinrichtung 37 vorgesehen. Die Meßeinrichtung besitzt'einen Taststift 38, der sich in Axialrichtung am Plansch W1 des Werkstückes W anlegen und verschoben werdenkann. Durch den Taststift wird ein Kontakt eines nicht gezeigten elektrischen Schalters geschlossen, wenn der Taststift um einen vorherbestimmten Abstand bewegt wird. Hierdurch wird die Axialbewegung des Werkstückes Vi unterbrochen, so daß dasselbe in der noch zu beschreibenden Weise am Arbeitstisch 19 in die gewünschte Lage, gelangt.

Ferner ist an dem Arbeitstisch 19 ein Mechanismus 39 zur Feirtigbearbeitung des konischen Teils auf eine bestimmte Abmessung= durch Messung des Durchmessers des konischen Teils W2 des Werkstückes W befestigt. Anhand der Figuren 6 und 7 soll der Mechanismus 39 im folgenden im einzelnen beschrieben werden. Ein einen Kolben 42 aufnehmender Zylinder 41 ist in einer Basis 40 ausgebildet, die am Arbeitstisch 19 befestigt ist . Ferner ist in der Basis 40 eine Steuerstange 43 aufgenommen, die parallel zum Kolben 42 liegt. Die äußeren Enden der Kolbenstange 44 des Kolbens 42 und die Steuerstange 43 sind mit einem Halteblock 45 verbunden. Eine vertikale Welle 46 erstreckt sich durch eine Öffnung im Halteblock 45, am oberen und unteren Ende der vertikalen Welle 46 ist ein Arm 49 drehbar befestigt. Zwei einander gegenüberliegende Taststifte 47 und 48 sind einstellbar am Arm 49 befestigt, so daß sie am konischen Teil W2 des Werkstückes W anliegen. Zwischen den jeweiligen Enden des Arms 49 und der oberen und unteren Fläche des Halteblocks 45 liegen Federn 113 und 114, so daß der Arm 49 in vertikaler Richtung federnd gehalten wird. Der Arm 49 ist mit einem daran angeformten vorstehenden Hebel 50 versehen, der einer Seite des Halteblockes 45 gegenübersteht. Der Arm 49 ist normalerweise in Fig. 7 im Gegenuhr-

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zeigersinn um die Welle 46 vorgespannt, und zwar mittels einer Zugfeder 51, die zwischen dem Arm 49 und dem Halteblock 45 befer stigt ist. Ein Differentialwandler 115 erzeug-t eine zum Drehwinkel des Halteblocks 45 proportionale Spannung, so daß ein Signal erzeugt wird, das den Durchmesser des konischen Teils mit einer vorherbestimmten Höhe der Ausgangsspannung wiedergibt. Der Block 45 enthält ferner einen hydraulischen Antriebsmechanismus mit einem Zylinder 5»2 und einem Kolben 53, durch den der Hebel 50 gegen die Kraft der Zugfeder 51 im Uhrzeigersinn ge.__dreht wird.

Wird die Meßeinrichtung 39 durch den Zylinder 41 vorgeschoben, um den Durchmesser des konischen Teils W2 des Werkstückes W zu messen, so wird der Kolben 53 betätigt und dreht den Arm 49 gegen die Kraft der Feder 51 im Gegenuhrzeigersinn. Darauf wird der Kolben 53 in entgegengesetzter Richtung betätigt und dreht den Arm 49 durch die Feder 51 in entgegengesetzter Richtung, bis die Taststifte 47 und 48 sich am konischen Teil W2 anlegen. Nimmt der Durchmesser des konischen Teils W2 infolge der Bearbeitung durch die Schleifscheibe 17 ab, so folgen die Taststifte 47 und 48 dieser Durchmesserverringerung und der Arm 49 wird weiter um die Welle 46 zur Steuerung des Differentialwandlers 115 gedreht. Hierdurch wird ein die Abmessung bzw. den Durchmesser wiedergebendes Signal erzeugt. Vor dem Zurückziehen der Meßeinrichtung 39 wird der Kolben 53 betätigt, so daß sich der Arm 49 im Uhrzeigersinn dreht und die Taststifte 47 und 43 vom konischen Teil gelöst werden.

Eine Meßeinrichtung 55 zur Messung der fertigen Durchmesser verschiedener zylindrischer Teile, W3, W4 und W5 des Werkstükkes W ist an einer Stütze 54 befestigt, die an der vorderen Oberfläche des Maschinenbettes 1 angebracht ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Meßeinrichtung 55 soll anhand der Figuren 2 und 5 beschrieben werden. Ein an der Stütze 54 fest angebrachter Block 56 ist mit einem Zylinder 57 versehen, in

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dem ein Kolben 58 gleiten kann. Der Block 56.nimmt eine Steuerstange 59 gleitend auf, die parallel liegt zum Kolben 58. Die äußeren Enden der Steuerstange 59 und aer Kolbenstange 6O des Kolbens 58 sind mit einer Kreuzschiene 61 verbunden. An der Kreuzschiene 61 ist ein Meßkopf 62 mit einer Vorschubspindel und einer Steurstange 64 angelenkt, die parallel hierzu angeordnet sind. Die Vorschubspindel 63 besitzt ein Rechtsgewinde 63R und ein Linksgewinde 63L. Das obere Ende der Spindel 63 ist mit einem elektrischen Impulsmotor 65 verbunden, der am Meßkopf über ein geeignetes Getriebe angebracht ist. Das Rechtsgewinde 63R und das Linksgewinde 63L der Vorschubspindel 63 nehmen Muttern 66 bzw. 67 auf, die in Haltern 68 bzw. 69 liegen, die wiederum durch die Steuerstange 64 geführt und bei Drehung der Vorschubspindel 63 in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden. Am oberen Halter 68 ist ein Taststift 70 einstellbar befestigt, während an einem Block 73 ein weiterer Taststift 71 angdenkt ist, der einen eingebauten Differentialwandler 72 enthält und einstellbar am unteren Halter 69 befestigt ist. Hierdurch kann die Verschiebung des schwenkbaren Taststiftes 71 gemessen werden. Der Differentialwandler 72 erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional ist der Schwenkbewegung des Taststiftes 71. Hierdurch entsteht ein Signal, das eine bestimmte Abmessung mit einer vorherbestimmten Höhe der Ausgangsspannung wiedergibt.

Werden dem elektrischen Impulsmotor 65 vorherbestimmte Steuerimpulse zugeführt, so werden die Taststifte 70 und 71 vertikal um einen bestimmten Abstand bewegt, um den Bezugsdurchmesser oder die Bezugsabmessung zu variieren. Aus diesem Grund ist es möglich, bestimmte Abmessungen mehrerer zylindrischer Teile W3, W4 und ¥5 mittels einer einzigen Meßeinrichtung 55 zu messen.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, enthält das erfindungsgemäße Steuersystem ein Eingabeband 74 zur Speicherung numerischer Werte oder anderer Daten, ein Bandlesegerät 75 zum Lesen von im Eingabeband 74 gespeicherten Daten, einen Dekoder 76 zur Unter-

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scheidung der numerischen Werte oder der anderen Daten, einen Informationsspeicher 77 zur Speicherung der Aus gangssignale vom Dekoder und einen numerischen Speicher 78, der ebenfalls Ausgangssignale vom Dekoder öpeichert. ferner ist eine Hauptsteuerschaltung 79 vorgesehen, die eine Ausgabesteuerschaltung 82 entsprechend den vom Eingabeband zugeführten Daten und den Steuersignalen von einer Funktionsschlatung 80 und einer Steu=rtafel 81 steuert. Durch die Ausgabesteuerschaltung 82 wird die Zufuhr von Ausgangsimpulsen von einem Impulsgenerator 83 an nachfolgende Impulsmotor-Antriebsschaltungen 84, 85, 86 und 87 gesteuert. DerenAusgänge sind an die ülektro-hydraulischen Impulsmotoren 11, 12 und 24 bzw. den elektrischen Impulsmotor 65 geführt. Die Motoren drehen sich bei jedem empfangenen Impuls um einen Schritt. Die elektro-hydraulischen Impulsmotoren 11 und 12 werden zur Bewegung der Schleifscheibenschlifcten 5 bzw. 6 verwendet. Ihre Vor-■ Schubgeschwindigkeiten werden entsprechend den Frequenzen der angelegten Impulse gesteuert und ihre Vorschublänge entsprechend der Anzahl der angelegten Impulse. Der elektro-hydraulische Impulsmotor 24 wird zur Querbewegung des Arbeitstisches 19 verwendet, dessen Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der Frequenz der angelegten Impulse gesteuert wirjl. Der Vorschub ist abhängig von der Anzahl der zugeführten Impulse. Hierdurch wird der Arbeitstisch in die gewünschte Lage gebracht. Der elektrische Impulsmotor 65 variiert den Arbeitspunkt der in einem großen Bereich arbeitenden Meßeinrichtung 25 entsprechend den Steuersignalen vom Eingabeband 74. Die Meßeinrichtung 55 erzeugt Steuersignale für vorherbestimmte Abmessungen oder Durchmesser der jeweiligen zylindrischen Teile W3, W4 und ¥5 des Werkstückes während des Schleifens. Diese Steuersignale werden zur Steuerung der elektro-hydraulischen Impulsmotoren 12 und 24 an die Hauptsteuerschaltung 79 geführt, so daß der Schleifscheibenschlitten 6 und der Arbeitstisch 19 vorgeschoben und angehalten werden.

Die Meßeinrichtung 39 zu* Messung der Größe des konischen Teils W2 erzeugt während des Schleifens in Abhängigkeit von der Ab-

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messung ein Steuersignal. Dieses Steuersignal wird an die Hauptsteuerschaltung 79 geführt, um den Schleifscheibenschlitten 5 und den Arbeitstisch 19 über die elektro-hydraulischen Impulsmotoren 11.bzw. 24 zu bewegen. Das A usgangssignal von der Endflächen-Meßeinrichtung 37 wird an die Hauptsteuerschaltung 79 geführt. Hierdurch wird ein Schaltventil 116 zur Steuerung der Zufuhr von unter Druck stehendem Öl vom bzw. aus dem Zylinder 30 betätigt und somit die axiale Stellung des Werkstückes Vi bestimmt. Der Zweck dieser Positionierung besteht in der Kompensation von Stellungsänderungen der Bezugsfläche des Werkstückes infolge Änderungen der Größe oder der Form der Zentrieröffnungen des Werkstückes.

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, daß die Seitenfläche des Flansches W1, die zylindrischen Teile W3, W4 und W5 und der konische Teil W2 geschliffen werden sollen, und daß die zylindrischen Teile W3, W4 und W5 durch Schleifen in Querrichtung bearbeitet werden sollen. Nachdem das Werkstück W am nicht gezeigten Halteblock am Arbeitstisch 19 befestigt ist, wobei ein Ende des Werkstückes mit dem Antriebsstift 36 in Eingriff steht, wird ein Reitstock-Vorschubknopf (nicht gezeigt) auf der Steuertafel 81 niedergedrückt, um den Halter 27 im Reitstock 21 mittels eines nicht gezeigten hydraulischen Antriebsmechanismus vorzuschieben. Hierdurch wird die Reitstockspitze 28 mit der Zentrieröffnung des Werkstückes W in Eingriff gebracht und dieses in Axialrichtung bewegt, so daß es zwischen die Spitzen 26 und 28 gelangt. Erreicht der Halter 27 seine vorderste Stellung,- so wird das Schaltventil 116 betätigt und unter Druck stehendes Öl in₍ den Zylinder 30 eingeleitet, um die Spindel 29 über die Zahnstange und das Ritzel 32 bzw. 33 anzutreiben. Somit wird die Hülse bewegt und drückt das Werkstück W gegen die Kraft des Halters 27. Die Axialbewegung des Werkstückes W läßt den Flansch W1 sich am Taststift 38 anlegen und diesen von der Endflächen-Meßeinrichtung 37 "verschieben. Wird der Taststift 38 um aine

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bestimmte Strecke verschoben, so wird der oben beschriebene elektrische Kontakt (nicht gezeigt) geschlossen, und das Schaltventil 116 geschaltet. Hierdurch wird die Zufuhr bzw. Entnahme von unter Druck stehendem Öl in bzw. aus dem Zylinder 30 unterbrochen, so daß das Werkstück in einer bestimmten axialen Lage gegenüber dem Arbeitstisch 19 in Lage gebracht wird.

Befindet sich das Werkstück W in einer vorherbestimmten Lage, so wird das Bandlesegerät 75 durch ein Signal von der Hauptsteuerschaltung 79 gestartet. Das erste Bandsteuersignal steuert den Arbeitstisch 19 an und die Bewegungsstrecke desselben wird im numerischen Speicher 78 voreingestellt. Hierdurch werden Impulse den elektro-hydraulischen Impulsmotor 24 zugeführt, so daß der Arbeitstisch 19 bewegt wird, und zwar gesteuert durch die Schaltung 80, die die Anzahl der zugeführten Impulse mit dem im numerischen Speicher 78 voreingestellten Wert vergleicht. Wird die Differenz zwischen diesen Werten gleich Null, so wird ein Koinzidenzsignal erzeugt, durch das der Tisch 19 in einer bestimmten Stellung angehalten wird. Hierdurch wird der erste zylindrische Teil ¥3 des Werkstückes W vor die Schleifscheibe 18 gebracht, die zum Schleifen zylindrischer Teile dient. Darauf wird das zweite Bandkommando ausgelesen und die Endabmessung des ersten zylindrischen Teils W3 im numerischen Speieher 78 gespeichert. Darauf werden dem elektrischen Impulsmotor 65 Impulse zugeführt, der den Arbeitspunkt der Meßeinrichtung 55 zum Messen einer bestimmten Abmessung einstellt. Darauf wird das dritte Bandkommando ausgelesen, um die Vorschubstrecke des Schleifscheibenschlittens 6 im numerischen Datenspeicher 78 zu speichern. Gleichzeitig hierzu wird der Schnellvorschub des Schleifscheibenschlittens 6 durch hochfrequente Impulse zum elektro-hydraulischen Impulsmotor 12 gesteuert und der Schlitten 6 mit hoher Geschwindigkeit vorgeschoben. Die Anzahl der an den

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elektro-hydraulischen Impulsmotor 12 angelegten Impulse wird ~ durch die Punktionsschaltung 80 mit dem gespeicherten Wert v&rglichen. Ein hiervon erzeugtes Koinzidenzsignal läßt die Hauptsteuerschaltung 79 die Schaltung durchführen. Bas Schaltsignal von der Hauptsteuerschaltung 79 steuert die Ausgabesteuerschaltung 82 so, daß unter Druck stehendes Öl zu einem nicht gezeigten Öldruck-Antriebsmechanismus geleitet und die Spindel 108 über den Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus 110 und den Klinkmechanismus 112 um eine bestimmte Anzhal von Umdrehungen gedreht wird. Dadurch werden der Gleitblock 104 und* der Schleifscheibenschlitten β um eine bestimmte Strecke zum ersten zylindrischen Teil W3 des Werkstückes W vorgeschoben. Ist der Schleifscheibenschlitten 6 auf diese Weise um eine bestimmte Länge vorgeschoben worden, so wird das vierte Bandkommando ausgelesen und die Bewegungsgröße des Arbeitstisches 19 in den numerischen Speicher 78 eingesen. Zur gleichen Zeit wird die Querbewegung des Arbeitstisches 19 gesteuert. Somit werden an den elektro-hydraulischen Impulsmotor 24 Impulse angelegt, um den Arbeitstisch 19 in Querrichtung zu bewegen. Die Anzahl der an den Impulsmotor 24 angelegten Impulse wird in der Punkt ions se härtung 80 mit dem Steuerwert verglichen. Durch ein Koinzidenzsignal von der Punktionsschaltung 80 wird der Arbeitstisch angehalten. Darauf wird das fünfte Bandkommando ausgelesen, so daß sich der Arbeitstisch in Querrichtung um die gleiche Strecke, jedoch in entgegengesetzter Richtung bewegt. Darauf werden in der gleichen Weise wie oben beschrieben, der Gleitblock 104 und der Schleifscheibenschlitten 6 um eine bestimmte Strecke zum Werkstück W vorgeschoben und darauf der Arbeitstisch 19 in Querrichtung bewegt. Auf diese Weise wird der erste zylindrische Teil W3 durch den intermittierenden Vorschub des SGhleifscheibenschlittens 6 und die Querbewegung des Arbeitstisches 19 geschliffen. Während dieser Schleifoperation wird die Meßeinrichtung 55 durch ein Kommandosignal von deT Hauptsteuerschaltung 79 vorgeschoben, um den Durchmesser des ersten zylindrischen Teils W3 zu messen. Ist der Durchmesser des

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ersten zylindrischen Teils auf den voreingestellten Wert vermindert, so wird von der Meßeinrichtung 55 ein Steuersignal erzeugt und der Tisch 19 am Ende seiner Querbewegung angehalten.

Wenn der erste zylindrische Teil W3 in dieser Weise auf den gewünschten Durchmesser bearbeitet würde, wird ein sechstes Bandkommando ausgelesen, durch das die Länge der Axialbewegung des Tisches 19 im Speicher 79 eingestellt und die Vorschuboperation des Tisches 19 gesteuert werden kann. Somit werden also dem' elektro-hydraulischen Impulsmotor 24 elektrische Impulse zugeführt.. Die Anzahl der Impulse wird in der FunktionsschaItung 80 mit dem eingestellten Wert verglichen. Während dieser Zeit wird die Endfläche des Flansches W1 des Werkstückes W durch die Schleifscheibe 18 mit der rechteckigen Umfangskante geschliffen. Wird die Differenz zwischen den in der Funktionsschaltung 8O verglichenen Werten gleich Null, so wird der Arbeitstisch 19 angehalten und der Schleifscheibenschlitten 6 schnell zurückgeführt. Erreicht der Schlitten 6 die am weitesten zurückgezogene Stellung, so wird das siebte Bandkommando ausgelöst und ein Tisch-Steuersignal erzeugt, wodurch die Bewegungslänge des Arbeitstisches 19 im numerischen Speicher 78 voreingestellt wird. Hierdurch werden in der oben beschriebenen Weise an den elektrohydraulischen Impulsmotor 24 Impulse angelegt und der Arbeitstisch 19 in eine Stellung vorgeschoben, in der der zweite zylindrische Teil Vi gegenüber der Schleifscheibe 18 liegt. Durch eine der oben beschriebenen ähnliche Steuerung wird der zylindrische Teil W4 auf den eingestellten Durchmesser geschliffen. Auf die gleiche Weise wird der dritte zylindrische Teil W5 auf seine Abmessungen gebracht. Sind der zweite und dritte zylindrische Teil W4 bzw. W5 bearbeitet, so werden die Arbeitspunkte der Meßeinrichtung 55 entsprechend den eingestellten Abmessungen gespeichert.

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Da in dieser Ausführungsform die zylindrischen Teile W3, W4 und W5 durch Quer-Schleifbewegungen bearbeitet werden, wurde der Schleifscheibenschlitten 6 als Doppelschlitten gezeigt und der Schlitten 6 durch intermittierende Vorschübe durch den Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus 110 und den Klinkmechanismus 112 vorgeschoben. Werden die zylindrischen Teile durch änschlagschnittschliff geschliffen, so kann diese Operation durch eine Reihe von Funktionen vorgenommen werden, wobei ein Schnellvorschub, ein Vorschliff-Vorschub, ein Feinschliff-Vorschub und eine SchnellrUckführung des Schleifscheibenschlittens 6 entsprechend der Frequenz der an den elektro-hydraulischen Impulsmotor 12 angelegten Impulse erfolgt. Beim Querschnitt ist es ebenso möglich, mittels des elektro-hydraulischen Impulsmotors 12 intermittierend vorzuschieben.

Ist der dritte zylindrische Teil W5 auf den vorgeschriebenen Durchmesser geschliffen und der Schlitten 6 schnell in seine äußerste Stellung zurückgeführt, so wird zur Steuerung eines < weiteren Tischvorsehubs ein weiteres Bandkommando ausgelesen und die Bewegungslänge des Arbeitstisches 19 im Speicher 78 voreingestellt. Somit werden an den elektro-hydraulischen Impulsmotor 24 Impulse geführt und der Tisch 19 in eine Stellung vorgeschoben, in der der konische Teil W2 des Werkstückes W gegenüber der für diesen Zweck konstruierten Schleifscheibe 17 zu liegen kommt. Ist der Tisch 19 in dieser Weisö vorgeschoben, so wird ein Steuersignal erzeugt, um den die Schleifscheibe 17 zum Schleifen des konischen Teils tragenden Schlitten 5 schnell- vorzuschieben. Die Bewegungslänge des Schlittens 5 ist lim Speicher 78 voreingestellt_r so daß dem elektrohydraulischen Impulsmotor 11 hochfrequente Impulse zugeführt werden und der Schleifscheibenschlitten 5 schnell vorgeschoben wird. Die Anzahl der an den elektro-hydraulischen Impulsmotor 11 angelegten Impulse wird in der Puntionsschaltung 80 mit dem

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eingestellten ¥ert verglichen. Wird die Differenz zwischen diesen Werten gleich UuIl, so wird ein Koinzidenzsignal erzeugt und hierdurch die Hauptsteuerschaltung 79 zum Schalten veranlaßt. Dieses Signal steuert einen nicht gezeigten hydraulischen Antrieb, durch den die Spindel 107 um eine bestirnte Anzahl von Umdrehungen mittels des Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus 111 gedreht wird. Der Schleifscheibenschlitten 5 wird daher zusammen mit dem Gleitblock 103 um eine vorgeschriebene Strecke bewegt". Ist der Schlitten 5 um die vorgeschriebene Länge vorgeschoben, so wird ein weiteres Bandkommando ausgelesen und die Bewegungslänge des Schleifscheibenschlittens 5 und des Arbeitstisches 19 im Speicher 78 voreingestellt, während gleichzeitig ein Kommando für den Langsamgang des Schlejfscheibenschlittens 5 und die Querbewegung des Arbeitstisches I9 erfolgt. ■

Den elektro-hydraulischen Impulsmotoren 11 und 24 werden also ■ gleichzeitig Impulse rüge:?' hr*. und die Bewegungen des Schleifscheibenschlittens 5 und de--=* Arbeitstisches 19 eingeleitet. Die Anzahl der diesen Motoren zugeführten Impulse wird in der Punktionsschaltung 80 mit dem eingestellten Wert verglichen. Die Frequenzen der zur Steuerung der Bewegung des Schleifscheibenschlittens 5 und des Arbeitstisches 19 an die elektro-hydraulischen Impulsmotoren 11 und 24 angelegten Impulse verhalten sich entsprechend der Neigung des zu schleifenden konischen Teils W2. Auf diese Weise wird der konische Teil ¥2 auf die gewünschte Weise bearbeitet, wobei gleichzeitig die Bewegungen des Schleifscheibenschlittens 5 und des Arbeitstisches 19 längs zweier zueinander senkrechter Achsen gesteuert werden. Wird die Differenz der in der iunktionsschaltung 80 miteinander zu vergleichenden Werte gleich Null, so wird ein Koinzidenzsignal erzeugt und das nächste Bandkommando ausgelesen. Hierdurch wird der Schleifscheibenschlitten 5 schnell um eine Strecke zurückgezogen, die gleich ist der langsamen Vorwärtsbewegung, so daS

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auch der Arbeitstisch 19 in Querrichtung bewegt und der Schleifscheibenschlitten 5 und der Arbeitstisch 19 in ihre ursprünglichen Lagen gebracht werden, bevor der Konusschliff eingeleitet wird. In diesem Zustand wird der oben beschriebene Öldruck-Antrieb wiederum gesteuert und der SchleifscheibensclüLtten 5 durch den Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus 109 und den Klinkmechanisinus 111 um eine bestimmte Strecke vorgeschoben. Danach wird ein weiteres Bandkommando ausgelesen, um den Schleifscheibenschlitten 5 und den Arbeitstisch 19 mit der gleichen Geschwindigkeit und um die gleiche Strecke wie oben beschrieben, vorzuschieben bzw. in Querrichtung zu bewegen. Hierdurch wird der konische Teil ¥2 entsprechend dem Vorschub durch den hydraulischen Antriebsmechanismus geschliffen. Auf diese Weise wird der konische Teil ¥2 durch gleichzeitigen Vorschub des Schleifscheibenschlittens 5 und des Arbeitstisches 19 bearbeitet. Während· des Schleifens des Konus wird die Meßeinrichtung 39 zum Messen der Abmessungen des konischen Teils in die Arbeitsstellung durch ein Steuersignal von der Hauptsteuerschaltung 79 vorgeschoben. Ist der konische Teil ¥2 auf die gegebene Form und Abmessung geschliffen, so wird ein Steuersignal erzeugt, das mit einem Signal zusammenarbeitet, das bestätigt, daß der Schleifscheibenschlitten 5 und der Arbeitstisch 19 in ihre äußersten Enden bewegt wurden. Durch diese beiden Signale wird der Schlitten 5 zurückgezogen. Erreicht der Schlitten 5 die zurückgezogene Stellung, so wird der Tisch 19 in Querrichtung in seine Ausgangslage bewegt, wo das Werkstück zuerst zwischen den Spitzen befestigt war. Darauf wird der Tisch 19 in dieser Stellung angehalten.

Wie oben beschrieben wurde sind erfindungsgemäß zwei von einander unabhängige Schleifscheibenschlitten vorgesehen, auf denen eine Schleifscheibe zur Bearbeitung des zylindrischen Teils bzw. eine Schleifscheibe zur Bearbeitung des konischen Teils drehbar gelagert sind. Die Schleifmaschine ist so aufgebaut, daß der konische

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Teil durch gleichzeitige Steuerung der einen Schleifscheibe und des Arbeitstisches zur Halterung des Werkstückes bearbeitet wird. Aus diesem Grunde braucht im Gegensatz, zu bekannten Maschinen weder der Arbeitstisch noch der Schleifscheibenschlitten zum Schleifen des konischen Teils geschwenkt zu werden, so daß mit der erfindungsgemäßen digitalgesteuerten Schleifmaschine mit hohem Wirkungsgrad und hoher Genauigkeit gearbeitet werden kann.

Es sei erwähnt, daß die Erfindung,nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und innerhalb des Rahmens der Erfindung vielerlei Änderungen und Abwandlungen möglich sind. So kann z. B. der elektro-hydraulische Impulsmotor aus einem bekannten Servomotor bestehen, der auf ein digitales · Steuersignal anspricht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.JDigitalgesteuerte Schleifmaschine zum Schleifen eines Werk-Stückes mit wenigstens einem zylindrischen Teil und wenigstens einem konischen Teil, gekennzei cn η et durch einen Arbeitstisch (19) auf einem Maschinenbett (1), durch einen Tischvorschub zum Vorschub des Arbeitstisches (19) in einer Richtung, durch einen ersten Schleifscheibenschlitten (6) zur Halterung einer ersten Schleifscheibe (18) zur Bearbeitung des zylindrischen Teils, durch eine erste Vorschubeinrichtung zur Bewegung des ersten Schleifscheibenschlittens auf dem Maschinenbett senkrecht zur ersten Richtung, durch eine zweite Schleifscheibe (17) zur Bearbeitung des konischen Teils, durch'einen zweiten Schleifscheibenschlitten (5), der die zweite Schleifscheibe trägt und am Maschinenbett (1) gleitend befestigt ist, durch eine zweite Vorschubeinrichtung zur Bewegung des zweiten Schleif-? Scheibenschlittens in der gleichen Richtung wie der des ersten Schleifscheibenschlittens, durch mehrere Servomotoren, die auf digitale Steuersignale die Tisch-Vorschubeinrichtung und die Vorschubeinrichtungen für den ersten und zweiten Schleifscheibenschlitten betätigen, durch eine digitale Steuerung für die Servomotoren mit einem Speicher (78) zur Speicherung von Informationen bezüglich der Bearbeitung der zylindrischen und konischen Teile des Werkstückes, und durch eine Steuerschaltung (79), die auf diese Informationen die erste Vorschubeinrichtung des ersten Schleifscheibenschlittens und gleichzeitig in einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis die Tischvorschubeinrichtung und die zweite Vorschubeinrichtung des zweiten Schleifscheibenschlittens zur Bearbeitung des konischen Teils betätigt.

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2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Schleifscheibe (1B) eine eckige TJmfangskante besitzt,und daß die zweite Schleifscheibe eine runde Umfangskante besitzt.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die digitale Steuerung für die Servomotoren ein Eingabeband enthält, das eine erste Information zur Bearbeitung des zylindrischen Teils und eine zweite Information zur Bearbeitung des konischen Teils speichert, und daß die digitale Steuerung weiter eine Einrichtung zum Auslesen dieser Information enthält.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Meßeinrichtungen zur Messung der durchmesser des zylindrischen Teils und des konischen Teils.

5. Schleifmaschine nach Anspruch' 4> ge kenn ze ichn e t durch eiae Einrichtung zur Bewegung der Meßeinrichtungen zwischen einer Arbeitsstellung-und einer Ruhestellung.

6. Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bewegung des Werkstückes gegenüber dem Arbeitstisch, durch eine Einrichtung zur Positionierung des Werkstückes gegenüber dem Arbeitstisch einschließlich eines Meß-Taststiftes, der an eine Bezugsfläche auf dem Werkstück angelegt werden kann, und durch eine Meßeinrichtung zur Messung von Durchmessern des zylindrischen Teils und des konischen Teils.

7. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßeinrichtung für den konischen Teil des Werkstückes eine am Arbeitstisch befestigte Meßbasis enthält, sowie ferner einen mit der Meßbasis zur Bewegung zu und vom konischen Teil des Werkstückes verbunde-

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nen Halteblock, einen am Halteblock in einer horizontalen Ebene schwenkbaren Arm, zwei einstellbar am Arm befestigte Taststifte, eine federnde Einrichtung zur Drehung der zwei Taststifte, so daß diese sich an den'konischen Teil des Werkstückes anlegen, und eine Einrichtung zur Messung der Verschiebung der Taststifte.

8. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßeinrichtung für den zylindrischen Teil des Werkstückes eine am Maschinenbett beweglich befestigte Kreuzstange enthält, sowie ferner einen an der Kreuzstange schwenkbar befestigten Meßkopf, einen am Meßkopf befestigten Elektromotor, eine durch den Motor drehbare Spindel, zwei Meßstifte, die sich an den zylindrischen Teil des Werkstückes anlegen können,und eine Einrichtung zur Messung des Abstandes zwischen den Taststiften.

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