DE2211081A1 - Device for the automatic control of a centerless cylindrical grinding machine for cylindrical workpieces provided with a flange - Google Patents
Device for the automatic control of a centerless cylindrical grinding machine for cylindrical workpieces provided with a flangeInfo
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Description
Dipl.-Ing. V/.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.JochemDipl.-Ing. V / .Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem
6 Prankfurt am Main. · Freiherr-vom-Stein Str.6 Prankfurt am Main. · Freiherr-vom-Stein Str.
In Sachen:In matters:
Lidköpings Mekaniska Verkstads AB 531 OO LidköpingLidköpings Mekaniska Verkstads AB 531 OO Lidköping
Einrichtung zur selbstätigen Steuerung einer spitzenlosen Rundschleifmaschine für mit einem Flansch versehene zylindrische WerkstückeDevice for the automatic control of a centerless cylindrical grinding machine for with one Flanged cylindrical workpieces
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbstätigen Steuerung einer spitzenlosen Rundschleifmaschine für mit einem Flansch versehene zylindrische Werkstücke, insbesondere Zylinderfutter für Brennkraftmaschinen.The invention relates to a device for automatic Control of a centerless cylindrical grinding machine for cylindrical workpieces provided with a flange, in particular Cylinder liners for internal combustion engines.
Bei derartigen Werkstücken kommt es häufig nicht nur darauf an, die zylindrische Mantelfläche auf den gewünschten Durchmesser zu bearbeiten, sondern es muß auch der Flansch auf eine bestimmte Dicke geschniffen werden. Bisher wurde das Schleifen des Flansches in Etappen vorgenommen. Von Zeit zu Zeit vrurde das Werkstück aus der Maschine gehoben, und es vrurde die Dicke des Flansches gemessen. Ein solches Verfahren ist umständlich und erfordert bis zur Erzielung der gewünschten Flanschdicke viel Zeit. Auch besteht die Gefahr, daß der SchleifVorgang zu spät beendet wird und hierdurch der Flansch bis auf ein Untermaß abgeschliffen wird, wodurch sich Ausschuß ergibt.In the case of workpieces of this type, it is often not just a matter of adjusting the cylindrical surface area to the desired one To machine the diameter, the flange must also be ground to a certain thickness will. So far, the grinding of the flange has been done in stages. From time to time the workpiece will be removed lifted out of the machine and measured the thickness of the flange. Such a procedure is cumbersome and takes a long time to achieve the desired flange thickness. There is also the There is a risk that the grinding process will be ended too late and the flange will be ground down to an undersize as a result becomes, resulting in scrap.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung bei einer spitzenlosen Rundschleifmaschine zu schaffen, durch welche der Plansch zusammen mit der Mantelfläche des zylindrischen Werkstückes in einem Arbeitsgang und ohne Unterbrechung bis genau auf das vorbestimmte Dickenmaß geschliffen werden kann. Erfindungsgeraäß wird diese Aufgabe gelöst " durch eine Verstelleinrichtung, durch welche die Schleifscheibe während des Schleifens axial gegen die eine Stirnfläche des an seiner anderen Stirnfläche von einem Anschlag gehaltenen Flansches verschiebbar ist, und eine die Dicke des Flansches messende Tasteinrichtung, durch welche die Verstelleinrichtung steuerbar ist.The object of the invention is to create a device in a centerless cylindrical grinding machine through which the splash together with the outer surface of the cylindrical workpiece in one operation and without interruption can be ground exactly to the predetermined thickness. According to the invention, this object is achieved " by an adjusting device through which the grinding wheel axially counteracts during grinding one end face of the flange held on its other end face by a stop is displaceable is, and the thickness of the flange measuring sensing device through which the adjusting device is controllable.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Verstelleinrichtung ein Schraubgetriebe, das durch einen Stellmotor antreibbar ist. Hierzu ist es wiederum besonders vorteilhaft, wenn die Tasteinrichtung .zwei sich gegen je eine Stirrseite des Flansches anlegende elektrische Meßtaste'r auf weist, deren Ausgangsignale einer Differenzmeßeinheit zuführbar sind, an welche eine Steuereinheit für den Stellmotor angeschlossen ist. In der Differenzmeßeinheit wird die von den Meßtasten gemessene Differenz mit einem Sollwert verglichen. Sowie der von der Differenz der Meßergebnisse gelieferte Istwert den Sollwert erreicht hat, wird der Stellmotor abgeschaltet, und es erfolgt dann nur noch eine radiale Zustellungsbewegung der Schleifscheibe gegen das Werkstück, sofern nicht bereits der Solldurchmesser für die zylindrische Mantelfläche des Werkstückes erreicht ist.In an advantageous embodiment of the invention, the adjusting device comprises a helical gear, which by a servomotor can be driven. For this purpose, it is again particularly advantageous if the sensing device .two lying against each front end of the flange electrical Meßtaste'r has, the output signals of which can be fed to a differential measuring unit, to which a control unit for the servomotor is connected. In the difference measuring unit, the Measuring keys measured difference compared with a target value. As well as that of the difference in the measurement results If the actual value delivered has reached the setpoint, the servomotor is switched off and it takes place then only a radial infeed movement of the grinding wheel against the workpiece, unless the target diameter for the cylindrical surface of the workpiece has already been reached is.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail below in connection with the drawing. Show it:
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Fig. 1 . schematised, und in perspektivischer Darstellung eine spitzenlose Rundschleifmaschine mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung ohne das zu schleifende Werkstück, · >Fig. 1. schematised, and in perspective representation a centerless cylindrical grinding machine with a device according to the invention without that grinding workpiece, ·>
Fig. 2 die gleiche perspektivische Darstellung wie in Fig. 1 mit dem Werkstück, jedoch ohne die Verstelleinrichtung für die Schleifscheibe ,FIG. 2 shows the same perspective illustration as in FIG. 1 with the workpiece, but without the adjustment device for the grinding wheel,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Schleifmaschine mit der Verstelleinrichtung für die Schleifscheibe im Schnitt undFig. 5 is a plan view of the grinding machine the adjustment device for the grinding wheel in section and
Fig. 4- in schematischer Darstellung die Tasteinrichtung für die Steuerung des Stellmotors.Fig. 4- the sensing device in a schematic representation for controlling the servomotor.
In Fig. 1 und 2 ist ein Führungsbett 1 gezeigt, an de ssen-.linkem Stirnende ein Anschlag 2 angeordnet ist. Das Führungsbett 1 dient zur Aufnahme eines zylindrischen Werkstückes' 3» beispielsweise eines Zylinderfutters für einen Dieselmotor, dessen Mantelfläche 4 geschliffen werden soll. Das zylindrische Werkstück 3 ist an seinem linken Ende mit einem FlanschIn Fig. 1 and 2, a guide bed 1 is shown, on the left-hand end a stop 2 is arranged is. The guide bed 1 serves to hold a cylindrical workpiece '3', for example one Cylinder chuck for a diesel engine, the outer surface 4 of which is to be ground. The cylindrical Workpiece 3 is at its left end with a flange
5 versehen, der zwei Stirnflächen 6 und 7 hat, von denen die Stirnfläche 7 gleichzeitig mit der Mantelfläche des Werkstückes geschliffen werden soll. Hierzu ist das zylindrische Werkstück 3 auf dem Führungsbett 1 in solcher Weise abgestützt, daß die Stirnfläche 5 provided, which has two end faces 6 and 7, of which the end face 7 is simultaneously with the lateral surface of the workpiece is to be ground. For this purpose, the cylindrical workpiece 3 is supported on the guide bed 1 in such a way that the end face
6 gegen den Anschlag 2 zur Anlage gelangt.6 comes to rest against the stop 2.
An der einen Seite des zylindrischen Werkstücks 3 ist eine Treibrolle 8 angeordnet, die von einem nicht gezeigten Motor antreibbar ist. Die Welle der Treibrolle 8 ist im Verhältnis zur Achse des Werkstückes 3 etwas schräg gestellt, um zu erreichen, daß das Werkstück 3 bei seiner Mitnahme durch die Treibrolle 8 zugleich gegen den Anschlag 2 bewegt wird. Auf der anderen Seite des "Werkstückes 3 ist eine zylindrische Schleifscheibe 9 angeordnet, die in bekannter WeiseOn one side of the cylindrical workpiece 3, a drive roller 8 is arranged, which is not of one shown motor is drivable. The shaft of the drive roller 8 is in relation to the axis of the workpiece 3 slightly inclined in order to achieve that the workpiece 3 when it is taken along by the drive roller 8 is moved against the stop 2 at the same time. On the other side of the "workpiece 3 is a cylindrical Grinding wheel 9 arranged in a known manner
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drehend angetrieben wird und eine Schleiffläche zum Schleifen der Mantelfläche des zylindrischen Werkstückes aufweist.is driven in rotation and a grinding surface for grinding the outer surface of the cylindrical Has workpiece.
Die Schleifscheibe 9 hat stirnseitig noch eine weitere* Schleiffläche 11 zum Schleifen der Stirnfläche 7 des Flansches 5· Aus Pig. 3 ist zu entnehmen, daß am linken Stirnende der Schleifscheibe 9 ein Lagerbock 12 angeordnet ist. Die Welle der Schleifscheibe 9 ist drehbar, jedoch axial unverschieblich innerhalb einer zylindrischen Hohlwelle gelagert, die an ihrem vorderen Ende mit einer Gewindebohrung 14· versehen und undrehbar, aber axial verschieblich in einem Lagergehäuse 15 an dem Lagerbock 12 geführt ist. In die Gewindebohrung 14 ist eine Stellspindel 16 mit einem Gewinde eingeschraubt. Die Stellspindel 16 ist im Lagergehäuse 15 beispielsweise mittels eines Kugellagers drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert und trägt am freien Ende oin Stirnrad 18, dan über ein Zahnrad.-vorgelego 19 mit dem .Ritzel 20 eines Stellmotors 21 in Antriebsverbindung atoht. Der Stollmotor 21 orhält Strom über oino Leitung 22, in welcher eine Steuereinheit 23 angeordnet ist, die mit einem Stellglied 24 versehen ist. Die Steuereinheit 23 ist über zi^ei Leitungen 25 und 26 an zwei elektrische . Meßköpfe 29, 30 angeschlossen, dir mit je einem Meßtaster 27 bzw. 28 mechanisch verbunden sind. Die Meßtaster27, sind derart ausgebildet, daß ihre freien Enden in .Anlage gegen die eine Stirnfläche 6 bzw. 7 des Werkstuckflansch.es 5 in Anlage gehalten werden.The end face of the grinding wheel 9 has yet another * grinding surface 11 for grinding the end face 7 of the flange 5 · Made of Pig. 3 it can be seen that a bearing block 12 is arranged on the left front end of the grinding wheel 9. The shaft of the grinding wheel 9 is rotatably but axially immovable within a cylindrical hollow shaft which is provided with a threaded hole 14 at its front end and is guided in a bearing housing 15 on the bearing block 12 in a non-rotatable but axially displaceable manner. An adjusting spindle 16 with a thread is screwed into the threaded bore 14. The adjusting spindle 16 is rotatably but axially immovable in the bearing housing 15, for example by means of a ball bearing, and carries at the free end oin spur gear 18, then via a gear wheel 19 with the pinion 20 of a servomotor 21 in drive connection. The Stoll motor 21 receives power via line 22 in which a control unit 23 is arranged, which is provided with an actuator 24. The control unit 23 is connected to two electrical lines via two lines 25 and 26. Measuring heads 29, 30 connected, you are mechanically connected to a probe 27 and 28, respectively. The measuring button r 27 are designed in such a way that their free ends in .Anlage against the one end face 6 and 7 of the Werkstuckflansch.es 5 are held in contact.
Die vorstehend beschriebene spitzenlose Rundschleifmaschine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung arbeitet ,wie folgt:The centerless cylindrical grinding machine described above works with the device according to the invention ,as follows:
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Das zu schleifende Werkstück 3 wird, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, auf das Führungsbebt 1 der Maschine aufgesetzt. Zuvor ist die Hohlwelle 13 mit der Schleifscheibenwelle durch Einschaltung des Stellmotors 21 in umgekehrter Drehrichtung nach rechts mit Bezug auf Fig. 3 verfahren worden. Nun werden die Drehantriebe für die Treibrolle O und die Schleifscheibe 9 eingeschaltet, und es xd.rd die Schleifscheibe 9 radial gegen das Werkstück 3 angestellt. Durch die oben erwähnte Schrägstellung der Welle der Treibrolle 8 .zur Achse des Werkstückes 3 wird diese während des Schleifens der Mantelfläche 4· in Anlage der Stirnfläche 6 des Flansches 5 gegen den Anschlag 2 bewegt. Nun werden die beiden Meßtaster27» 28 gegen die Stirnflächen 6 bzw. 7 des Flansches 5 geschwenkt,-und die Meßköpfe 29» 30 liefern zur Steuereinheit 23 einen Istwert'für die Dicke des Flansches, der mit dem am Stellknopf 24 eingestellten Sollwert verglichen wird. Solange der Istwert mit dem Sollwert nicht überein stimmt, hält die'Steuereinheit 23 den Stellmotor 21 unter Spannung und bewirkt, daß die Schleifscheibe 9 eine Axialbewegung gegen die Stirnfläche 7 des Werkstückflansches 5 ausführt, bis die gewünschte Dicke erreicht worden ist.The workpiece 3 to be ground is, as in Figures 2 and 3 shown, placed on the guide plate 1 of the machine. Before that is the hollow shaft 13 with the grinding wheel shaft by switching on the servomotor 21 in the opposite direction of rotation proceeded on the right with reference to FIG. 3. Now the rotary drives for the drive roller O and the grinding wheel 9 switched on, and it xd.rd the grinding wheel 9 is positioned radially against the workpiece 3. Due to the above-mentioned inclination the shaft of the drive roller 8 .to the axis of the workpiece 3, this becomes during the grinding of the outer surface 4 · moved against the stop 2 in contact with the end face 6 of the flange 5. Now the two will Probe 27 »28 against the end faces 6 resp. 7 of the flange 5 pivoted, -and the measuring heads 29 »30 supply the control unit 23 with an actual value for the thickness of the flange, which is compared with the setpoint set on the adjusting knob 24. As long as the actual value does not match the setpoint, the control unit 23 holds the servomotor 21 under tension and causes the grinding wheel 9 to move axially against the End face 7 of the workpiece flange 5 executes until the desired thickness has been achieved.
Die vorerwähnte Axialbeitfegung wird dadurch erhalten, daß die Stellspindel 16 über das Getriebe 18, 19, 20 vom Stellmotor 21 angetrieben wird und mit Hilfe des Gewindes 17 eine Zugkraft auf die Hohlwelle 13 ausübt, durch welche diese mit der Schleifscheibenwelle nach links mit Bezug auf Fig. 3 bewegt wird. Wenn die gewünschte Dicke des Flansches 5 erreicht ist5 doh® wenn der von den Meßköpfen 29? 30 gelieferte,IstwertThe aforementioned axial work is obtained in that the adjusting spindle 16 is driven by the servomotor 21 via the gear 18, 19, 20 and, with the help of the thread 17, exerts a tensile force on the hollow shaft 13, through which it moves with the grinding wheel shaft to the left with reference to FIG 3 is moved. When the desired thickness of the flange 5 is reached 5 d o h® when that of the measuring heads 29? 30 actual value delivered
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rait dem am Stellknopf 24 eingestellten Sollwert übereinstimmt, schaltet die Steuereinheit 23 den Stellmotorrait corresponds to the setpoint set on adjusting knob 24, the control unit 23 switches the servomotor
21 ab oder p^lt diesen um, so daß sich die Schleifscheibe 9 wieder von der Stirnfläche 7 des Flansches , 5 entfernt.21 from or p ^ lt this around so that the grinding wheel 9 again from the end face 7 of the flange, 5 removed.
Auf eine genaue Einstellung des Anschlages 2, der in den Figuren 1 und 2 in verschiedener Ausführung dargestellt ist, kommt es nicht an. Der Anschlag 2 hat allein die Aufgabe, die Axialverschiebung des Werkstücks 3 nach links mit Bezug auf Fig. 3 zu begrenzen und die Reaktionskraft beim Schleifen der Stirnfläche 7 des Flansches 5 aufzunehmen.On a precise setting of the stop 2, which is shown in Figures 1 and 2 in different versions is, it does not arrive. The stop 2 has the sole task of axially displacing the workpiece 3 to the left with reference to Fig. 3 and limit the reaction force when grinding the To receive the end face 7 of the flange 5.
Fig. 4 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Steuereinheit für den Stellmotor 21. Am unteren Endn der Figur ist das Werkstück mit dem Flansch und den Stirnflächen 6 und 7 dieses Flansches angedeutet, gegen welche die Meßtaster27 und 28 anliegen. Die Meßtaster 27 und 28 sind als doppelarmige Hebel eingezeichnet, die um Achsen 21 bzw.Fig. 4 shows a somewhat modified embodiment of the control unit for the servomotor 21. At the bottom At the end of the figure, the workpiece with the flange and the end faces 6 and 7 of this flange is indicated, against which the probes 27 and 28 are applied. The probes 27 and 28 are shown as double-armed levers that are positioned around axes 21 and
22 vei schwenkbar sind. An den freien Hebelarmen der Meßtaster27, 28 greifen je eine Zugfeder 23 bzw. 24 an, welche bestrebt sind, die Meßtaster gegen die Stirnflächen 6 bzw. 7 aes Flansches 5 in Anlage zu halten.22 vei are pivotable. A tension spring 23 each grip the free lever arms of the probes 27, 28 and 24, which strive to hold the probe against the end faces 6 and 7 of the flange 5 to keep in plant.
An die Meßtaster27, 28 ist ferner tje ein Anker 35 bzw. 36 angelenkte, der in eine Magnebspule 37 bzw. 38 eintaucht. Die Magnetspulen 37* 38 bilden zusammen mit ihren Ankern 35 bzw. 36 und den Zugfedern 33 tozw. 34 je einen der Meßköpfe 29, 30 nach Fig. 2,The Meßtaster27, 28 is also t a respective armature 35 and 36, respectively hinged, the or immersed in a 37 Magnebspule 38th The solenoids 37 * 38 form together with their armatures 35 and 36 and the tension springs 33 tozw. 34 each one of the measuring heads 29, 30 according to FIG. 2,
Die Magnetspulen 37» 38 sind über Leitungen 39 bzw. 40 an eine Meßeinheit ^1 angeschlossen, die mit einem Zeigerinstrument; ■]■'-"· versehen ir.t. Die Meßeinheit i\s\ The magnetic coils 37 »38 are connected via lines 39 and 40 to a measuring unit ^ 1, which with a pointer instrument; ■] ■ '- "· provided ir.t. The unit of measurement i \ s \
ermittelt die Differenz zwischen den Stellungen der Meßtaster 27j 28, die der Dicke Λ des Flansches 5 entspricht und am Zeigerinstrument 42 unmitterbar abgelesen werden kann. Weiterhin überträgt die Meßeinheit 41 diese Differenz in Form einer Spannung zur Steuereinheit 251 in welcher der erwähnte Vergleich mit dem am ' Stellknopf 24 eingestellten Sollwert erfolgt und "bei Erreichen desselben der Stellmotor 21 ausgeschaltet "bzw. reversiert wird.determines the difference between the positions of the probes 27j 28, which corresponds to the thickness Λ of the flange 5 and can be read directly on the pointer instrument 42. The measuring unit 41 also transmits this Difference in the form of a voltage to the control unit 251 in which the mentioned comparison with the one on ' Adjusting button 24 setpoint value takes place and "when it is reached, the servomotor 21 is switched off "or is reversed.
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