DE3207107A1

DE3207107A1 - Optische projektions-formen-schleifmaschine

Info

Publication number: DE3207107A1
Application number: DE19823207107
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 6980 Wertheim Kolb
Original assignee: Individual
Current assignee: Werkzeugmaschinenbau Praezisions-Technik 698 GmbH
Priority date: 1982-02-27
Filing date: 1982-02-27
Publication date: 1983-09-08
Also published as: US4557077A; JPS58155160A; DE3207107C2

Description

HOEGER, SXE£Lk£.£aT &-PARTNER³*⁰ ' ^ιυ/

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c D 7OOO STUTTGART 1

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30. Dezember 1981 _{6980 Werthein}

Beschreibung

Optische Projektions-Formen-Schleifmaschine

Die Erfindung betrifft eine optische Projektions-Formen-Schleifmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei derartigen optischen Projektions-Formen-Schleifmaschinen wird die Eingriffsstelle auf einen Projektionsschirm projiziert, üblicherweise in vergrößertem Maßstab. Der Projektionsschirm trägt eine entsprechend dem Vergrößerungsmaßstab der optischen Abbildung vergrößerte Sollformlinie, die beispielsweise auf einem transparenten Träger aufgezeichnet ist, der unmittelbar auf den Projektionsschirm aufgelegt wird. Grundsätzlich wäre auch möglich, die Sollformlinie unmittelbar auf den Projektionsschirm aufzuzeichnen, die Verwendung eines transparenten Sollformträgers ist jedoch vorteilhaft, da auf diese Weise die Sollformlinie rasch ausgetauscht werden kann.

Wenn Werkstücke mit geschlossenen Kurven geschliffen werden sollen, hat man die Werkstücke bisher bereichsweise

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geschliffen und anschließend in anderer Lage in einem Werkstückhalter wieder eingespannt. Auf dem Projektionsschirm wurde für jede Stellung einer Weiterteilung ein weiterer Sollformabschnitt aufgelegt, wobei darauf zu achten war, daß das Werkstück derart weitergeteilt wird, daß seine Abbildung mit den auf dem Projektionsschirm aufgelegten Sollformlinien in Übereinstimmung kam. Hierzu war Voraussetzung, daß die Sollformlinien auf der Sollformzeichnung in der Stellung, der Weiterteilung gezeichnet wurden, daß sie mit dem Weiterteilen des Werkstückes an demselben sich stetig aneinander anschließen konnten.

Dieses Verfahren war außerordentlich zeitaufwendig, und es bestand zudem die Gefahr, daß durch das Umspannen Fehler auftreten

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Projektions-Formen-Schleifmaschine derart zu verbessern, daß in Werkstücke auch geschlossene Kurven mit geringem Aufwand und großer Genauigkeit eingeschliffen werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer optischen Projektions-Formen-Schleifmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es wird also gemäß der Vorrichtung vorgesehen, sowohl das Werkstück als auch den Projektionsschirm bzw. den Sollformlinienträger um die optische Achse der Projektionseinrichtung drehbar auszugestalten und sowohl Werkstück als auch Sollformlinie synchron mit gleicher Winkelgeschwindigkeit zu verdrehen.

Die Verdrehung kann dabei in größeren Abständen erfolgen, so daß jeweils ein Bereich des Werkstückes geschliffen wird, nach Fertigstellung dieses Bereichs werden Werkstück und

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Sollformlinie um einen bestimmten Winkel gedreht, so daß daraufhin ein neuer Bereich bearbeitet werden kann.

Es ist auch möglich, die Drehung in sehr kleinen Schritten vorzunehmen, die kurz aufeinander folgen. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn bei einer eine oszillierende Hubbewegung parallel zur optischen Achse ausführenden Schleifscheibe ein Körper kreiszylindrisch geschliffen werden soll. Bei dieser Betriebsweise ist gewährleistet, daß die Schleifscheibe immer in radialer Richtung an das Werkstück herangeführt wird.

Besonders vorteilhaft ist diese Betriebsweise dann, wenn ein kegelförmiger Schliff des Werkstückes erwünscht ist. Dies läßt sich bei dieser Betriebsweise einfach dadurch erreichen, daß die oszillierende Hubbewegung der Schleifscheibe nicht genau parallel zur optischen Achse der Projektionseinrichtung erfolgt, sondern unter einem der gewünschten Konizität entsprechenden Winkel.

Beispielsweise kann bei einem SchleifVorgang nach jeder Hubbewegung der Schleifscheibe eine geringfügige Drehung des Werkstückes und der Sollformlinie erfolgen, wobei der Abstand des Schleifscheibenträgers von der optischen Achse während der gesamten Umdrehung konstant bleibt.

Günstig ist es, wenn der Drehantrieb des Werkstückes und der· Drehantrieb des Projektionsschirmes bzw. des Trägers über Getriebemittel miteinander gekoppelt sind; auf dieser Weise ist die synchrone Drehung des Werkstückes der Sollformlinie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in einfacher Weise sichergestellt.

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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehantriebe des Werkstückes und dies Projektionsschirmes bzw. des Trägers Stellmotoren umfassen, die von einer numerischen Steuerung synchron betätigbar sind. Diese numerische Steuerung kann gleichzeitig die Zustellung der Schleifscheibe in Richtung auf das Werkstück steuern, so daß insgesamt eine vollautomatische Bearbeitung gewährleistet ist, die an dem Projektionsschirm verfolgbar ist.

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

Figur 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile einer optischen Projektions-Formen-Schleifmaschine mit um die optische Achse drehbarem Werkstück sowie um die optische Achse drehbarem Projektionsschirm und

Figur 2 eine Teilansicht einer geänderten Ausführung einer optischen Projektions-Formen-Schleifmaschine mit Durchlichtprojektion und abgewandeltem Werkzeughalter.

Die in Figur 1 nur schematisch dargestellte Projektions-Formen-Schleifmaschine umfaßt einen Kreuzsupport 1 , dessen oberer Tisch 2 einen Schleifscheibenhalter 3 aufnimmt. An diesem ist eine drehbare Schleifscheibe 4 gelagert.

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Ein zu bearbeitendes Werkstück 5 ist einseitig an einem Werkstückhalter 6 befestigt, der in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise drehbar an einem auch den Kreuzsupport

I aufnehmenden Maschinengestell gelagert ist. Die Drehachse des Werkstückhalters 6 fällt dabei zusammen mit der optischen Achse 7 einer Projektionseinrichtung, welche eine das Werkstück 5 stirnseitig beleuchtende Lichtquelle 8, ein Objektiv 9, mehrere Umlenkspiegel 10 sowie einen Projektionsschirm 11 umfaßt. Diese Projektionseinrichtung bildet die Eingriffsstelle des Werkstückes 5 mit der Schleifscheibe 4 auf dem Projektionsschirm 11 ab. Auf diesem befindet sich eine Sollformlinie 12, die in der Vergrößerung der Projektionseinrichtung entsprechend vergrößertem Maßstab die gewünschte Werkstückkontur widergibt. Die Sollform kann dabei beispielsweise auf einen durchsichtigen Träger aufgezeichnet sein, der auf dem Projektionsschirm

II aufgelegt ist.

Gemäß der Erfindung ist der Projektionsschirm 11 zusammen mit der auf ihm angeordneten Sollformlinie 12 um die optische Achse 7 der Projektionseinrichtung drehbar an dem Maschinengestell gelagert.

Die Drehung des Werkstückes 5 und des Projektionsschirmes 11 um die optische Achse 7 erfolgt dabei durch geeignete Mittel synchron und mit identischer Winkelgeschwindigkeit, beispielsweise durch geeignete Getriebemittel, die die Drehantriebe der beiden Elemente miteinander koppeln. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Drehantriebe durch Stellmotoren 13 und 14 gebildet, die über Getriebemittel (Schnecke und Zahnkranz) Werkstück-

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halter mit Werkstück einerseits und Projektionsschirm mit Sollformlinie andererseits verdrehen. Die Ansteuerung dieser beiden Stellmotoren erfolgt synchron und derart, daß Werkstück und Sollformlinie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit verdreht werden. Die Ansteuerung kann dabei beispielsweise über eine numerische Steuerung 15 erfolgen. Diese numerische Steuerung 15 kann auch Stellmotoren 16 und 17 steuern, welche die Bewegung des Kreuzsupportes 1 bewirken und somit die relative Position der Schleifscheibe gegenüber dem Werkstück.

Mit der zuletzt erörterten numerischen Steuerung läßt sich der SchleifVorgang vollautomatisch durchführen, in einer ersten Stellung des Werkstückes und des Sollformträgers bearbeitet die Schleifscheibe entsprechend einem vorgegebenen Programm eine Kontur des Werkstückes, anschließend werden Werkstück und Sollformlinie polar synchron gedreht. Nach dieser Drehung kann die Schleifscheibe erneut einen weiteren ümfangsbereich des Werkstückes bearbeiten. Den Fortschritt der Bearbeitung kann man dabei in. jeder Phase am Projektionsschirm beobachten, es genügt dabei die Verwendung einer einzigen geschlossenen Sollformlinie, die während des gesamten Bearbeitungsvorganges beibehalten werden kann; ein Umspannen des Werkstückes für verschiedene Bearbeitungsbereiche ist nicht mehr notwendig.

Selbstverständlich läßt sich die Bearbeitung auch manuell durchführen, zu diesem Zwecke sind in an sich bekannter Weise Handräder 18 vorgesehen, mit welchen die Stellmotoren 16 und 17 des KreuzSupportes betätigbar sind. Auch in diesem Falle kann nach Bearbeitung eines ümfangsabschnittes durch eine entsprechende synchrone Verdrehung des Werkstückes und der Sollformlinie ein gewünschter ümfangsbe-

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reich in Bearbeitungsstellung gebracht werden. Diese Verdrehung kann gegebenenfalls auch manuell erfolgen. Wesentlich ist dabei lediglich, daß die Verdrehung des Werkstückes und der Sollformlinie synchron und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit erfolgt, so daß die Winkelbeziehung von Werkstück und Sollformlinie während des gesamten Bearbeitungsvorganges streng erhalten bleibt.

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet die Projektionseinrichtung im Auflichtbetrieb.

In Figur 2 sind Teile einer solchen Vorrichtung dargestellt, wobei die Vorrichtung im Durchiichtbetrieb arbeitet. Einander entsprechende Teile tragen dieselben Bezugszeichen wie in der Darstellung des Figur 1. Abweichend zur Ausführung der Figur 1, bei welcher das Werkstück einseitig an einem drehbaren Werkstückhalter befestigt war, ist bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 das Werkstück an den beiden Schenkeln des U-förmigen Werkstückhalters 6' um die optische Achse drehbar gelagert. Während im Ausführungsbeispiel der Figur 1 die Drehung des Werkstückes um die optische Achse der Projektionseinrichtung durch Drehung des Werkstückhalters hervorgehoben wurde, ist der Werkstückhalter im Ausführungsbeispiel der Figur 2 ortsfest, während das Werkstück im Werkstückhalter drehbar gelagert ist. Durch eine in Figur 2 nicht dargestellte, geeignete Vorrichtung läßt sich das Werkstück im Werkstückhalter entsprechend der Drehung der Sollformlinie verdrehen, beispielsweise durch einen entsprechenden Drehantrieb eines am Werkstück anliegenden Lagerwellenstückes.

- JO . Leerseite

Claims

HOEGER,

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c D 70OO STUTTGART ι

A 44 732 u Anmelder : _{H n}. ,

30. Dezember 1981 ™ τ^'ί?* *^{lfred K}°^lb

_1cn Carl-Jacob-Kolb-Weg

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Patentansprüche

Optische Projektions-Formen-Schleifmaschine mit einem das zu bearbeitende Werkstück aufnehmenden Werkstückhalter, einer in ihrer Relativposition zum Werkstück verfahrbaren Schleifscheibe, einer Projektionseinrichtung zur gegebenenfalls vergrößerten Abbildung der Eingriffsstelle zwischen Werkstück und Schleifscheibe auf einen Projektionsschirm und mit einer auf dem Projektionsschirm angeordneten Sollformlinie,

dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (5) um die optische Achse (7) der Projektionseinrichtung drehbar und in verschiedenen Winkelstellungen fixierbar ist, daß der Projektionsschirm (11) mit der Sollformlinie (12) oder ein die Sollformlinie (12) aufnehmender, auf dem Projektionsschirm (11) angeordneter Träger ebenfalls um die optische Achse (7) der Projektionseinrichtung drehbar ist und daß das Werkstück (5) einerseits und der Projektionsschirm (11) bzw. der Träger andererseits synchron und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit verdrehbar sind.

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2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Drehantrieb des Werkstückes (5) und der Drehantrieb des Projektionsschirms (11) bzw. des Trägers über Getriebemittel miteinander gekoppelt sind.
3. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebe des Werkstückes (5) und des Projektionsschirmes (11) bzw. des Trägers Stellmotoren (13, 14) umfassen, die von einer numerischen Steuerung (15) synchron betätigbar sind.