DE2427244C3 - Schleifscheiben-Zustellvorrichtung fur Schleifmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifscheiben-Zustellvorrichtung für Schleifmaschinen unter Verwendung eines elektromotorischen Antriebs mit mechanischem Zustellsystem hoher Untersetzung, insbesondere Pinolenzustellung, wobei ein digitales Wegmeßsystem für die Zustellbeträge vorgesehen ist.

Bei Schleifmaschinen, insbesondere Flachschleifmaschinen, erfolgt die Zustellung der Schleifscheiben neben hydraulischen Schrittschaltwerken oder elektri sehen Schrittmotoren vor allem bei Pinolenverstellung mittels Elektromotoren zur Schnellverstellung oder zur kontinuierlichen Zustellung mit entsprechender Untersetzung, sowie Handzustellung, was zwei verschiedene Antriebe erfordert und keine gemeinsame Digital- und Analog-Steuerung ermöglicht.

Nach der DT-PS 16 52 025 ist es bei Zustell vorrichtungen bekannt, ein digitales Wegmeßsystem in Form einer Zahnscheibe für die Zustellbeträge vorzusehen, das auf der Welle des Zustellsystems angeordnet ist, wobei jedoch getrennte Antriebe für die hydraulische Schrittzustellung und die elektromotorische kontinuierliche Verstellung notwendig sind. Die bekannten digitalgesteuerten elektrischen Schrittmotore haben f>5 den Nachteil, daß mit zunehmender Drehzahl das verfügbare Drehmoment stark abfällt. Die erreichbaren Leistungen der elektrischen Schrittmotore sind z. Zt. für

Pinolenverstellsysteme zu gering.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Zuteilvorrichtung für den automatischen Ablauf vdn Schleifvorgängen zu schaffen, bei denen die Zustellvorrichtung gleichzeitig zur Steuerung bzw. Regelung der Wegstrecke und Zustellgeschwindigkeit von analogen und digitalen Eingabesignalen dienen kann.

Die Schleifscheiben-Zustellvorrichtung für Schleifmaschinen unter Verwendung eines elektromotorischen Antriebs mit mechanischem Zustellsystem hoher Untersetzung, insbesondere Pinolenzustellung, wobei ein digitales Wegmeßsystem für die Zustellbeträge vorgesehen ist, kennzeichnet sich hierzu dadurch, daß als elektromotorischer Antrieb für die Zustellgeschwindigkeitsregelung ein Drchstrom-Regelmotor mit Weg- und Drehzahlgeber und Drehstromsteller vorgesehen ist, wobei durch den Weg- und Drehzahlgeber auf der gleichen Molorwelle sowohl die vorgewählte Wegstrekke als auch die vorgewählte Zustellgeschwindigkeit am Drehstromsteller gemeinsam steuerbar sind, derart, daß kleinere Zustellbeträge mit geringer Geschwindigkeit und größere mit größerer Geschwindigkeit gefahren werden.

Hierdurch können die Verstellzeiten der Schleifscheibe bei Einhaltung hoher Positionierungsgenauigkeit verkürzt werden. Da ein einziger Drehstrom-Regel-Antrieb für die verschiedenen Stellgeschwindigkeiten, Eilgang, kontinuierliche Zustellung und feinstufige Schrittzustellung, von digitalen und analogen Signalen gesteuert wird, können die verschiedenen Schleifprozeß-Meßwerte zur Optimierung des automatischen Ablaufs von Schleifvorgängen gleichzeitig benutzt werden.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind Weg- und Drehzahlgeber von einem Meßsteuergerät für die Werkstücke und einem Belastungsregelgerät für den Schleifscheibenantriebsmotor über ein Zustell-Steuergerät insteuerbar.

Im einzelnen ist bei Schleifvorgängen bekannt, bei Zustellung der Schleifwerkzeuge auf Fertigmaß jeweils auch die Schleifkörperabnutzung auszugleichen, was durch Meßsteuergeräte mit Meßtaster, z. B. nach der DT-PS 1042 -ti7. erfolgt. Ferner ist nach der DT-PS 19 29 518 bekannt, die Zustellung der Schleifwerkzeuge für den Schleifvorgang von einem Belastungsregelkreis abhängig von der Motorbelastung bzw. vom Schleifdruck zu steuern, was jedoch bei gleichzeitiger Anwendung einer Meßsteuerung und einem Belastungsregelgerät zu einer gemischten Signalgabe aus dem Schleifprozeß führt, indem z. B. digitale Signale der Meßsteuerung und analoge Signale der Schleifscheiben-Belastung vorliegen, die jedoch nur bei gleichzeitiger Wirkung auf eine Zustellvorrichtung, nach dem Erfindungsgedanken den Schleifprozeß optimal führen können.

Eine Ausführungsform der Schleifscheiben-Zustellvorrichtung sowie eine zugehörige Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 und 2 die Ansicht und Draufsicht der Gesamtanordnung und

Fig. 3 Schaltungsanordnung /ur Gesamtanordnung nach F i g. 1 und 2.

Am Zustellsteuergerät 1 werden die verschiedenen Eingangssignale, digitale und analoge Informationen, der peripheren Geräte, und zwar des Meßsteuergei äts 2 mit Meßtaster 3 einerseits und des Belastungsregelgeräts 4 andererseits, wie auch Signale manuell betätigter

Geräte 5 verarbeitet. Das Zustell-Steuergerät 1 bewirkt über den Drehstromcteller 6 eine Drehzahländerung beim Drehstrom-Regelmotor 7, welcher über ein Stellgetriebe 8 und die Pinole 9 die Vorschub- oder Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe 10 verändert.

Mach der Schaltung entsprechend Fig.3 wird bei Unterbelastung des Antriebsmotors 11 für die Schleifscheibe 10 von einem an sich bekannten Belastungsregelgerät 4 ein analoges Belastungssignal über die Leitungen 22 und 23 an den Differenzverstärker 12 des Zustell-Steuergeräts 1 gegeben. Der Ausgang des Differenzverstärkers 12 steuert den Transistor 13 und dieser die Induktivität 14 an. Die Phasenanschnittschaltung 15 vergrößert dabei den Stromflußwinkel, wobei die Thyristoren 16 (triacs) der Ständerwicklung 17 des Drehstrom-Regelmotors 7 eine höhere Spannung liefern. Der Regelmotor 7 läuft sodann mit höherer Drehzahl, wodurch die Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe 10 zum Werkstück 18 erhöht wird, bis durch den größeren Eingriff der Schleifscheibe 10 in die Werkstücke 18 die Unterbelastung des Antriebsmotors Π beendet wird.

Zum Zweck der Regelung dieser Belastungsvorgänge wird die Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe 10 über die Drehzahl der Welle 20 des Regelmotors 7 gemessen. Der »Ist-Wert«-Geber für die Drehzahl ist ein Generator mit Dauermagneterregung 19 auf der Weile 20 des Drehstrom-Regelmotors 7. Über die I eitung 21 wird der »Ist-Wert« analog der Zustellgeschwindigkeit an den Differenzverstärker 12 gegeben.

Gleichzeitig liefert das ßelastungsregelgerät 4 über die Leitungen 22 und 23 den Belastungswert des Antriebsmotors 11 an den Differenzverstärker 12. Die Differenzwerte auf den Leitungen 21 und 23 regeln über den Differenzvers'.ärker 12 den Transistor 13, mit dem die bekannten Phasenanschniit-Steuerungs- und Drehstromstellergeräte gesteuert werden.

Bei Überlastung des Antriebsmotors 11 wird ein Grenzwertkontakt 24 im Belastungsregelgerät 4 betätigt und damit ein Schaltgerät 25 umgeschaltet. Der Phasenwechsel in der Drehstromzuleitung 26 bewirkt in bekannter Weise einen Drehrichtungswechsel des Drehstrom-Regelmotors 7. Dabei wird die Zustellbewegung der Schleifscheibe 10 umgekehrt, bis der Antriebsmotor 11 wieder normale Belastung erreicht. Der Sollwert der Belastung wird im Bereich von etwa 10% bis 100% am Belastungspotenliometer vorgewählt.

Gleichzeitig, vorzugsweise bei »adaptiven Steuerungen«, oder auch ohne Belastungsregelgerät 4 wird die Zustellgeschwindigkeit auch von dem Meßsteuergerät überwacht und geregelt. Am Meßsteuergerät 2 wird mit einem »Soll-Maßw-Potentiomeier 31 der Abschaltpunkt bei Wert »0« des Meßsteuergeräts 2 eingestellt, wenn unter dem Meßtaster 3 ein Meisterstück mit »Soll-Maß« liegt. Bei der Schleifbearbeitung der Werkstücke 18 gibt der induktive Meßtaster 3 ein Signal analog dem Übermaß 27 der Werkstücke in den Meßverstärker Der Meßverstärker 28 gibt ein analoges Signal über die Leitungen 29 und 23 an den Differenzverstärker 12 des Zustellsteuergeräts 1 und bewirkt bei großem Übermaß eine hohe Geschwindigkeit der Zustellbewegung und bei geringem Übermaß eine kleine Geschwindigkeit der Zustellbewegung der Schleifscheibe 10.

Somit wird die Zustellgcschwindigkeil der Schleifscheibe durch Belastung und Übermaß gleichzeitig, d. h. optimal geregelt. Nach der Hrfindung werden auch noch gleichzeitig die Vorschub- oder Zustellbeträge gesteuert, damit eine hohe Maßgenauigkeit an den Werkstücken erreicht wird und die Glieder der Regelstrecke für die Zustellgeschwindigkeit durch ungleiche Belastung, z. B. bei .ungleichen oder lückenden Werkstücke-Belegungen nicht überschwingen.

Zu diesem Zwecke hat das Zusteüsteuergerät 1 neben dem Analog-Teil 12,13 und 14 für die Zustellgeschwindigkeitsregelung noch einen Digital-Teil 32, 33 und 34 für die Steuerung der Vorschub- oder Zustellbeträgc der Schleifscheibe. Am Vorwahl-Zähler werden die Grob-Zustellbeträge 33 und die Fein-Zustellbeträge 32 vorgewählt. Über die Leitung 35 für die Grob-Zustellbeträge und über die Leitung 36 für Fein-Zustellbeträge wird über bekannte Torschaltungen für elektronische Zähler mit Dominanz für die Signale der Leitung 36 der Zähler aufnahmefähig für digitale Eingangssignale über die Leitung 37. Über die Ausgangslogik 34 des Zahlers wird der Regeltransistor 13 freigegeben, wobei die Signale aus dem Differenzverstärker 12 zur Geschwindigkeitsregelung wirksam werden.

Die digitalen Eingangssignale werden durch die Zahnscheibe 38 und den Initiator 39 erzeugt. Auf der Motorwelle 20 des Drehstrom-Regelmotors 7 ist die Zahnscheibe 38 angeordnet, die vermittels der großen Pinolenuntersetzung durch das Stellgetriebe 8 eine große Zahnteilung aufweist, wobei eine Zahnteilung jedoch nur eine Stellstrecke von 0,001 mm an der Schleifscheibe beträgt. Der Initiator 39 gibt bei drehender Motorwelle 20 pro Zahn, d. h. pro 0,001 mm Zustellstrecke der Schleifscheibe, ein inkremental Signal in den Zähler 32,33 über die Leitung 37.

Bei Koinzidenz zwischen der Anzahl der Eingangssignale und dem vorgewählten und vorgesteuerten Zustellbetrag 32 oder 33 wird über die Ausgangslogik 34 der Regeltransistor 13 gesperrt. Die Geschwindigkeitsregelglieder 14, 15 und der Drehstromsteller wirken stromsperrend. Somit ist der Drehstrom-Regelmotor / ausgeschaltet und die Zustellung beendet.

Im einzelnen werden Zustellschritte eingeleitet bei großem Übermaß über die Leitung 40 (Grobzustellung) und bei kleinem Übermaß über die Leitung 43 (Feinzustellung) sowie bei großer Belastungsabweichung über die Leitung 41 (Grobzustellung) und bei kleiner Belastungsabweichung über die Leitung

(Feinzustellung). .^u

Bei gleichzeitiger S'gnalgabe an Fein- und Grobzustellung bewirkt eine Verriegelung in der Torschaltung die Wirksamkeit der Fein-Signale bei Unterdrückung der Grob-Signale. Neue Zustellschritte werden dann so lange eingeleitet, bis am Meßsteuergerät 2 die »O«-Wert-Anzeige erreicht ist, d. h. kein Übermaß mehr vorhanden ist, wobei dieses Grenzsignal über die beiden Entkopplungsdioden 44, 45 die Zählereingänge 36,

sperrt. . ,

Im übrigen kann das Zusteüsteuergerät 1 auch mit manueller Eingabe 5 gesteuert werden. Eine hohe Zustellgeschwindigkeit wird am Spannungsteiler 46 und eine kleine Zustellgeschwindigkeit wird am Spannungste^;'er 47 vorgewählt, und zwar wird die Drucktaste für Grobzustellungen betätigt. Dabei gelangt die Geschwindigkeits-Information vom Spannungsteiler 4b über die Leitungen 50, 23 zum Analogie.) des Zustellstcucrgeräts 1. Gleichzeitig wird ein Signal bi vom allgemeinen Spanmingsversorgungsteil über die Leitung 35 an den Grobzusteller 33 des Dignalteils /um Zustellsteuergerät gegeben.

Für Feinzustellung wird die Drucktaste 49 betätigt. Dabei wird die Geschwindigkeits-Information vom

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Spannungsteiler 47 über die Leitungen 50, 23 zum Analogteil des Zustellsteuergeräts 1 gegeben. Gleichzeitig wird ein Signal 52 über die Leitung 36 an den Feinzusteller 32 des Digitalteils zum Zustellsteuergerät 1 gegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schleifscheiben-Zustellvorrichtung für Schleifmaschinen unter Verwendung eines elektromotor!- sehen Antriebs mit mechanischem Zustellsystem hoher Untersetzung, insbesondere Pinolenzustellung, wobei ein digitales Wegmeßsystem für die Zustellbeträge vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromotorischer Antrieb für die Zustellgeschwindigkeitsregelung ein Drehstrqm-RegelmotQr (7) mit Weg- und Drehzahlgeber (38, 39 bzw. 19) und Drehstromsteller (6) vorgesehen ist, wobei durch den Weg- und Drehzahlgeber (38, 39 bzw. 19) auf der gleichen Motorwelle (20) sowohl die vorgewählte Wegstrekke als auch die vorgewählte Zustellgeschwindigkeit am Drehstromsteller (6) gemeinsam steuerbar sind, derart, daß kleinere Zustellbeträge mit geringer Geschwindigkeit und größere mit größerer Geschwindigkeit gefahren werden.

2. Schleifscheiben-Zustellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Weg- und Drehzahlgeber (38, 39 bzw. 19) von einem Meßsteuergerät (2) für die Werkstücke (18) und einem Belastungsregelgerät (4) für den Schleifscheibenantriebsmotor (11) über ein Zustell-Steuergerät (1) ansteuerbar ist.

3. Schleifscheiben-Zustellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrom-Regelmotor (7) über das Belastungsregelgerät (4) bei Überlastung des Schleifscheibenantriebsmotors (11) vermittels eines Schalters (25) umstellbar ist.

4. Schleifscheiben-Zustellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zustell-Steuergerät (1) eine Handversiellung (48,49) für die Vorwahl der Zustellbcträge und Zustellgeschwindigkeit zugeordnet ist.

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