DE2654404A1

DE2654404A1 - Automatisch steuerbare projektionsformenschleifmaschine

Info

Publication number: DE2654404A1
Application number: DE19762654404
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Kolb
Original assignee: Individual
Current assignee: Werkzeugmaschinenbau Praezisions-Technik 698 GmbH
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1978-06-08
Also published as: IT1085294B; DE2654404C2; CH622457A5; FR2372678A1; US4167082A; JPS5634426B2; GB1549892A; JPS5369996A; FR2372678B1

Description

OK-Ina DIOL.-INS U. SC. Π-L-PKV» OH DIiL-PHVl.

HÖGER -STELLRUCHT -GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTI GARl V l·* ' Δ A I I /t

A. 41 970 m

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3. November 1976

Herr

Dipl.-Ing. Alfred KoIb

Haus am Tannenberg

6980 Wertheim am Main

Automatisch steuerbare Projektionsformenschleifmaschine

Die Erfindung betrifft eine automatisch steuerbare Projektionsformenschleifmaschine mit einem längs zweier senkrecht aufein-^ anderstehender Achsenjve rs chieb liehen Schleifscheibensupport, mit Handbetätigungselementen zum Verschieben dieses Supportes und mit einer optischen Projektionseinrichtung zur Abbildung der Schleifscheibe und des zu bearbeitenden Werkstückes auf einer Projektionsfläche.

Bei bekannten Projektionsformenschleifmaschinen werden ein Bild der Schleifscheibe und ein Bild des Werkstückes vergrößert auf einem Projektionspult abgebildet, so daß man die Eingriffsstelle der Schleifscheibe genau beobachten kann. Auf dem Projektionsbild

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ist auf einem durchsichtigen Träger in entsprechender Vergrosserung die Sollformlinie aufgezeichnet, also die gewünschte Kontur des Werkstückes. Mittels einer Ilandansteuerung, beispielsweise zweier Handräder, wird die Schleifscheibe, etwa auf einem Kreuzsupport, derartig verschoben, daß das Bild der Schleifscheibe auf dem Projektionsschirm genau der Sollformlinie folgt. Dabei wird die Sollform in entsprechender Verkleinerung in das Werkstück eingeschliffen. Die mit derartigen bekannten Projektionsformenschleifmaschinen erzielbaren Genauigkeiten liegen in der Größenordnung von einem l.OOOstel mm, es handelt sich also um hochpräzise Vorrichtungen.

Um das Verschieben der Schleifscheibe während des Bearbeitungsvorganges zu automatisieren, ist es bereits bekannt, die Sollformlinie oder eine entsprechende Steuerlinie mit Hilfe einer Fotozelle abzutasten und deren Bewegung zur Steuerung des Schleifscheibensupportes zu verwenden. Diese Steuerung hat den Nachteil, daß sie für einen programmierten Betrieb einer Projektionsformenschleifmaschine wenig geeignet ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Projektionsformenschleifmaschine der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß eine programmierte Steuerung des Bearbeitungsvorganges möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur automatischen Steuerung der Verschiebung des Supportes eine numerische Steuerung vorgesehen und auf der Projektionsfläche eine Markierung für die Ausgangsstellung der Schleifscheibe aufgezeichnet ist.

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Es ist zwar bereits bekannt, Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise Drehmaschinen oder Fräsmaschinen, numerisch zu steuern. Eine Übertragung einer solchen Steuerung auf eine Projektionsformenschleifmaschine ist jedoch nicht ohne weiteres möglich. Wesentlich für eine numerische Steuerung ist nämlich, daß Werkzeug und Werkstück vor Beginn des automatischen Steuervorganges in einer bestimmten relativen Position zueinanderstehen,damit die numerische Steuerung die Bewegung des Supportes von einer ganz bestimmten Ausgangslage aus steuert. Bei üblichen Werkzeugmaschinen ist es relativ leicht, die relative Stellung von Werkstück und Werkzeug zu Beginn des Arbeitsvorganges auszumessen, zum Beispiel mit Lehren. Bei Projektionsformenschleifmaschinen, bei denen mit einer Genauigkeit von weniger als einem 1.000 stel Millimeter gearbeitet wird, ist eine solche Relativpositionierung zu Beginn des Steuervorganges jedoch nicht möglich.

Der Einsatz der numerischen Steuerung für Projektionsformenschleifmaschinen gemäß der Erfindung wird erst dadurch ermöglicht daß auf dem Projektionsschirm eine Bezugsmarkierung für das Schleifscheibenbild angeordnet ist, welche die Stellung des Schleifscheibenbildes und damit der Schleifscheibe relativ zu der Sollformlinie vor Beginn des Steuervorganges angibt.

Diese Markierung kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dem Umriß des Schleifscheibenbildes entsprechen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Projektionsformenschleifmaschine sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

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Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, vereinfachte Ansicht einer numerisch gesteuerten Projektionsformenschleifmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen auf den Projektionsschirm auflegbaren Träger;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Projektionsschirm nach Fig. 1 mit der Positionierung der Schleifscheibe in die Ausgangsstellung für die numerische Steuerung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Projektionsschirm während des Arbeitsablaufes;

Fig. 5 eine schematische Schaltanordnung zum Betreiben der Projektionsformenschleifmaschine mittels der numerischen Steuerung;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 5 mit einer reinen Handsteuerung und

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6 mit gleichzeitiger numerischer Steuerung und Handsteuerung.

Die Projektionsformenschleifmaschine umfaßt ein auf einem Support 1 befestigtes Werkstück 2, welches von einer auf einem Kreuzsupport 3 gelagerten Schleifscheibe 4 bearbeitet wird (Fig. 1). Die Eingriffsstelle der Schleifscheibe 4 am Werkstück 2 wird mittels einer eine Lichtquelle 5, ein Objektiv 6 sowie Umlenkspiegel 7, 8 und 9 umfassenden Projektionsvorrichtung auf einen Projektionsschirm 10 projiziert. Auf dem Projektionsschirm ist ein durchsichtiger Träger 11 aufgelegt, der eine Sollformlinie 12 und eine Schleifscheibenmarkierung 13 aufweist.

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In dem dargestellten AusführungsbeispM hat die Schleifscheibeninarkierung 13 dieselbe Form wie das Bild 4' der auf der Projektionsfläche abgebildeten Schleifscheibe. - . -

Zum Verschieben der Schleifscheibe 4 gegenüber dem Werkstück ist der Kreuzsupport mit zwei in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Stellmotoren 14, 15 ausgestattet. Diese können beispielsweise als Schrittmotoren oder als Servomotoren ausgebildet sein. Jeder der beiden Stellmotoren ist für die Verschiebung der Schleifscheibe bezüglich einer Richtung zuständig. Gemäß der Erfindung werden die beiden Stellmotoren von einer numerischen Steuerung an sich bekannter Bauart angesteuert und betrieben, die in Fig. 1 summarisch in Form eines Steuerkastens 16 dargestellt ist. Die Stellmotoren 14 und 15 sind über Leitungen 17 bzw. 18 mit dem Steuerkasten 16 verbunden.

Zwei Handbetätigungselemente, im Ausführungsbeispiel zwei Handräder 19 und 20, sind in der Nähe des Projektionsschirmes 10 derart angeordnet, daß eine Bedienungsperson beim Verdrehen der Handräder den Projektionsschirm 10 im Auge haben kann. Jedes der Handräder betätigt einen Winkelschrittgeber 21, 22, die über Leitungen 2 3 bzw. 24 ebenfalls mit dem Steuerkasten 16 verbunden sind. Der Steuerkasten 16 weist in der Zeichnung nicht dargestellte Umschalter auf, mit denen, wie dies in den Fig. 3-5 schematisch dargestellt ist, entv/eder nur die numerische Steuerun oder nur die den Handrädern 19 und 20 zugeordneten Winkelschrittgeber 21 bzw. 22 oder sowohl die numerische Steuerung als auch die Winkelschrittgeber 21 und 22 über die Leitungen 17 und 18 mit den Stellmotoren 14 bzw. 15 verbunden werden können.

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Im Betrieb der erfindungsgemäßen Projektionsformenschleifmaschine wird zunächst ein Träger 11 mit der Sollformlinie 12 und der Schleifscheibenmarkierung 13 auf den Projektionsschirm 10 aufgelegt. Dann wird das vorgeformte Werkstück so auf dem Support 1 festgespannt, daß seine Umrisse 2¹ auf dem Projektionsschirm unterhalb der Sollformlinie 12 erscheinen (Fig. 3 und 4). Als weiterer Schritt erfolgt eine Positionierung der Schleifscheibe 4 und damit des Schleifscheibenbildes 4' relativ zum Werkstück bzw. zum Werkstückbild 2'. Dazu werden die Winkelschrittgeber 21 und 22 in der in Fig. 6 dargestellten Weise mit den Stellmotoren 14 und 15 verbunden, so daß nun durch Drehen der Handräder 19 und 20 eine Verschiebung der Schleifscheibe erfolgt. Diese wird so positioniert, daß sie genau mit der Schleifscheibenmarkierung übereinstimmt, daß also die Markierung den Umriß des Schleifscheibenbildes bildet. Damit befindet sich die Schleifscheibe in der Ausgangsposition, für welche die numerische Steuerung programmiert ist. Die Verbindungen werden nun entsprechend der Darstellung in Fig. 5 derart geschaltet, daß die Stellmotoren 14 und 15 mit der numerischen Steuerung verbunden sind. Diese wird in an sich bekannter Weise in Gang gesetzt und verfährt die Schleifscheibe von der Ausgangsposition in die Bearbeitungsstellung. Auf dem Projektionsschirm 10 kann gleichzeitig beobachtet werden, wie die Schleifscheibe das Werkstück bearbeitet, wobei das Schleifscheibenbild exakt an der Sollformlinie 12 entlangfährt. Bei richtiger Bearbeitung fallen der Rand des bearbeiteten Werkstückes und die Sollformlinie auf dem Projektionsschirm zusammen.

Sollten bei dieser Bearbeitungsweiso Abweichungen von der Sollform auftreten, was beispielsweise auf eine Abnützung der Schlei! scheibe zurückzuführen sein kann, wird die Vorrichtung in den

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in Fig. 7 dargestellten Schaltzustand überführt, die Stellmotoren 14 und 15 werden also gleichzeitig mit der numerischen Steuerung und mit den zugeordneten Winkelschrittgebern verbunden. Es ist dadurch möglich, der numerischen Steuerung durch Handbetätigung der Räder 19 und 20 ein weiteres Steuersignal zu überlagern, also neben der Bewegung der Schleifscheibe aufgrund der numerischen Steuerung eine willkürliche Zusatzbewegung der Schleifscheibe durch Betätigen der Räder 19 und 20 herbeizuführen. Damit können auch während des Bearbeitungsvorganges etwa auftretende Abweichungen von der Sollformlinie sofort korrigiert werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Projektionsformenschleifmaschine liegt darin, daß Abnützungen der Schleifscheibe weitgehend dadurch kompensiert werden, daß vor jedem neuen Bearbeitungsgang die Schleifscheibe in die Ausgangsstellung positioniert wird, wobei eine Deckungsgleichheit von Schleifscheibenbild und Schleifscheibenmarkierung auf dem Projektionsschirm herbeigeführt wird. Dies garantiert, daß auch bei Abnützung der Schleifscheibe beim nächsten BearbeitungsVorgang von der tatsächlichen Schleifscheibenoberfläche ausgegangen wird und nicht von der ursprünglichen.

Dadurch, daß die Anfangsjustierung der Schleifscheibe aufgrund der starken Vergrößerung des Schleifscheibenbildes auf dem Projektionsschirm mit äußerster Genauigkeit durchgeführt werden kann, wird es erst möglich, eine numerische Steuerung der Schleifscheibe mit der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Denn nur dadurch ist der Ausgangspunkt der Steuerung mit der erforderlichen Präzision einstellbar.

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Claims

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Patentansprüche:

1.j Automatisch steuerbare Projektionsformenschleifmaschine mit einem längs zweier senkrecht aufeinanderstehender Achsen verschieblichen Schleifscheibensupport, mit Handbetätigungselementen zum Verschieben dieses Supportes und mit einer optischen Projektionseinrichtung zur Abbildung der Schleifscheibe und des zu bearbeitenden Werkstückes auf einer Projektionsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Steuerung der Verschiebung des Supportes (3) eine numerische Steuerung vorgesehen ist und auf der Projektionsfläche (10) eine Markierung (13) für die Ausgangsstellung der Schleifscheibe (4) aufgezeichnet ist.

2. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (13) dem Umriß des Schleifscheibenbildes entspricht.

3. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollformlinie (12) des Werkstückes (2) und die Markierung (13) für die Ausgangsstellung der Schleifscheibe (4) auf einem gemeinsamen, durchsichtigen, auf die Projektionsfläche (10) auflegbaren Träger (11) aufgezeichnet sind.

4. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schleifscheibensupport (3) Antriebsmittel (14, 15) zugeordnet sind, die wahlweise entweder von den Handbetätigungselementen (19, 20) oder von der numerischen Steuerung oder von beiden gleichzeitig betätigbar sind.

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5. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel Stellmotoren (14, 15) umfassen.

6. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren (14, 15) als Schrittmotoren ausgebildet sind.

7. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren (14, 15) als Servomotoren ausgebildet sind.

8. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche

5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Ilandbetätigungselementen (19, 20) Winkelschrittgeber (21, 22) zugeordnet sind, die elektrische Signale zum Steuern der Stellmotoren (14, 15) erzeugen.

9. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 5- 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren (14, 15) von der numerischen Steuerung betätigbar sind.

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