DE3306841A1

DE3306841A1 - Verfahren zur bearbeitung eines werkstoffs oder werkstuecks mittels ultraschall und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3306841A1
Application number: DE19833306841
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dipl.-Ing. 7213 Dunningen Haas; Ernst Dipl.-Ing. 7238 Oberndorf Krauss; Herbert 7239 Fluorn-Winzeln Walter
Original assignee: MEY KG MASCHF MAFELL
Current assignee: MEY KG MASCHF MAFELL
Priority date: 1983-02-26
Filing date: 1983-02-26
Publication date: 1984-08-30
Also published as: JPS59161254A; US4616447A; DE3306841C2; JPH032627B2

Description

Firma

Mafell-Maschinenfabrik Rudolf Mey GmbH & Co KG

7238 Oberndorf-Aistaig

Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstoffs oder Werkstücks mittels Ultraschall und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstoffs oder Werkstücks, insbesondere aus Ultrahartwerkstoff, mittels Ultraschall, wobei ein zustellbares Bearbeitungswerkzeug auf der zu bearbeitenden Oberfläche aufliegt. Bei der Ultraschallbearbeitung von Werkstoffen oder Werkstücken wird das Bearbeitungswerkzeug auf die zu bearbeitende Fläche

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gedrückt. Dieser Stelle wird außerdem fortlaufend eine Suspension zugeführt, die aus einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, sowie einem Schleifmittel besteht. Wenn das Bearbeitungswerkzeug in den Werkstoff oder das Werkstück eindringt, so führt dies zu einem Nachlassen des Anpreßdrucks. Hieraus resultiert ein verringerter Vorschub des Bearbeitungswerkzeugs bis hin zum Stillstand. Infolgedessen ist es notwendig, das Bearbeitungswerkzeug stets so nachzustellen, daß der Anpreßdruck wieder erreicht wird.

Durch dieses absatzweise Zustellen des Bearbeitungswerkzeugs zur Wiederherstellung des Anpreßdrucks ergibt sich einerseits eine unsaubere Bearbeitung und andererseits eine lange Bearbeitungszeit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß zumindest die Bearbeitungszeit verkürzt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs weitergebildet ist. Einen zumindest weitgehend gleichmäßigen Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs an der Oberfläche des Werkstoffs oder Werkstücks erreicht man durch eine ständige mechanische, magnetische, pneumatische oder hydraulische Belastung der das Bearbeitungswerkzeug

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tragenden Pinole od. dgl., wobei diese Belastung durch eine ihrer Art entsprechende Einrichtung ständig überwacht und im Falle einer Verringerung fortlaufend im Sinne einer Erhöhung nachreguliert wird. Die hydraulische Belastung der Pinole bietet sich in besonderem Maße an, weil das hydraulische Medium inkompresslbel und die Druckregelung problemlos exakt durchführbar ist. Wenn davon ausgegangen wird, daß sich eine Zustellbewegung des Bearbeitungswerkzeugs gegen das Werkstück oder den V/erkstoff in einer Verschiebebewegung und damit einer Vergrößerung des Druckbeaufschlagungsraums äußert, so läßt sich die Konstanthaltung des Anpreßdrucks des Bearbeitungswerkzeugs auf zweierlei Weise erreichen. Entweder man füllt eine der Vergrößerung des Druckbeaufschlagungsraums entspechende Mediummenge nach, oder aber man hält die Größe des Druckbeaufschlagungsraums., d.h. dessen Soll volumen, konstant. Die zweit genannte Methode ist aus verschiedenen Gründen recht vorteilhaft, insbesondere auch bei großer Zustellbewegung des Bearbeitungswerkzeugs während der Bearbeitung. Außerdem läßt sich das Verfahren mit dieser Methode sehr präzise durchführen.

Das Verfahren ist jedoch mit beiden Methoden sowohl einzeln als auch kombiniert geeignet, die Bearbeitung in kürzestmöglicher Zeit durchzuführen. Darüber hinaus ergibt sich auch ein besonders gutes Bearbeitungsergebnis, d.h. eine glatte Bearbeitungsfläche.

In Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Verfahren mit hilfskraft gesteuerter.pneumatischer oder hydraulischer Vorschub-

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bewegung des Werkzeugs vorgeschlagen, daß die Zustellbewegung beim Eindringen des Bearbeitungswerkzeugs in den Werkstoff oder das Werkstück mittels eines VJe gauf nehme rs erfaßt und der Wegwert in einen Druckwert für den Vorschub umgesetzt wird, der den abgefallenen Vorschubdruck auf den Sollwert erhöht. Beim heutigen Stand der Regeltechnik ist es ohne weiteres möglich, selbst geringe Wegstrecken zu erfassen und somit auch minimale Abweichungen vom Soll-Vorschubdruck sofort zu korrigieren, so daß ein quasi konstanter Anpreßdrucck des Bearbeitungswerkzeugs auf dem Werkstoff oder Werkstück erhalten bleibt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Wegwert des Wegaufnehmers in einer Vergleichsvorrichtung mit einem Positions-Sollwert dem Wegaufnehmer-Nullbezugspunkt verglichen wird, daß ein Differenzwert der Vergleichsvorrichtung einem Regler übermittelt wird und durch letzteren die hilfskraft gesteuerte Vorschubeinrichtung, insbesondere der Zylinder od. dgl. der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung im Sinne einer Wiederherstellung eines Soll-Volumens im Zylinder od. dgl. verschoben wird. Die mit dem Eindringen des Bearbeitungswerkzeugs in den Werkstoff oder das Werkstück verbundene Druckänderung im hilfskraft gesteuerten Vorschubsystem, im Zylinder od. dgl. wird hierbei durch eine Veränderung des Ist-Volumens bis zum Erreichen des Soll-Volumens und damit auch des pneumatischen Soll-Drucks od. dgl. kompensiert. Wenn letzterer erreicht ist, stimmt auch der Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs an der Bearbeitungs-Oberfläche wieder.

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Eine andere Variante der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Wegwert des Wegaufnehmers in einer Vergleichsvbrrichtung mit einem Weg-Sollwert verglichen wird, daß ein Differenzwert der Vergleichsvorrichtung einem Regler übermittelt wird und durch letzteren bei pneumatischer oder magnetischer Hilfskraft die hilfskraft gesteuerte Vorschubeinrichtung, der Zylinder od. dgl. der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung im Sinne einer Wiederherstellung eines Soll-Drucks im Druckzylinder od. dgl. verschoben wird. Wenn beim Eindringen des Bearbeitungswerkzeugs in das Werkstück oder den Werkstoff der Druck im Zylinder od. dgl. der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung absinkt, so wird er durch Nachfüllen von Druckmedium auf den Sollwert gebracht, wobei sich die Menge des nachzufüllenden Mediums nach dem Betrag der Volumenänderung im Belastungsdruckraum des Druckzylinders od. dgl. richtet. Der Vorgang bei der Einregulierung des Solidrucks bzw. des SollVolumens läuft stetig oder zumindest in etwa stetig ab, so daß der Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs am Werkstoff oder Werkstück als konstant angesehen werden kann.

Falls der Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs pneumatisch aufgebracht wird, so kann man eine Druckerhöhung in sehr vorteilhafter Welse auf dreierlei Arten erreichen. Entweder man erhöht den Druck im Druckzylinder od. dgl. durch Zuführen weiterer Preßluft, oder aber man verschließt das pneumatische System, so daß sich eine Druckerhöhung durch Verringerung des Volumens im Druckzylin-

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der od. dgl. einstellt. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, daß man in den Druckzylinder od. dgl. ein flüssiges Medium., beispielsweise öl, einfüllt, wodurch sich der für die Druckluft zur Verfügung stehende Raum verringert, was ebenfalls zu einem Druckanstieg führt. Letzteres ist insofern noch besonders vorteilhaft, als sich hier bei geringen Wegänderungen ein großer positiver Pruckgradient ergibt.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Differenzsignal der Vergleichs vorrichtung unter Berücksichtigung der mechanischen Eigenresonanz sowie des Verlaufs des Druckgradienten in der Regelstrecke verstärkt und geformt wird, um ein angepaßtes Differenzsignal für einen Regelverstärker zu bilden. Mit dieser "Aufbereitung" des vom Wegaufnehmer kommenden fiipnals erfolgt zugleich auch eine Verstärkung. Die Vergleichsvorrichtung berücksichtigt auch die Variation des Nullbezugspunkts des Wegaufnehmer8.

Eine weitere Variante der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dal? das angepaßte Differenzsignal im Re gel verstärker in Abhängigkeit von der aktuellen Phase der Bearbeitung in seinem Zeitverhalten variiert und anschließend von einem Signal des Zyklus einer Suspensionszuführung für die Bearbeitung und Kühlung überlagert wird, wobei das hierdurch gebildete optimierte Differenzsignal an den Regler, insbesondere einen Vier-Quadranten-Servoregler, weiter geleitet wird. Dieses optimierte Differenzsignal

berücksichtigt alle für ein sehr präzises Konstanthalten des Sollvolumens oder Solldrucks in der hilfskraft gesteuerten Vorschubeinrichtung, im Zylinder od. dgl. der hydraulischen oder pneumatischen Vorschubeinrichtung für das Werkstück maßgeblichen Größen, so daß man den Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs auf dem Werkstoff oder Werkstück mit höchster Präzision konstant halten kann.

"^ Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wegwert des Wegaufnehmers einer Vorschubeinrichtung für die Konstanthaltung eines Soll-Volumens oder Soll-Drucks in der hilfskraft gesteuerten Vorschubeinrichtung, im Zylinder od. dgl. der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung unmittelbar übermittelt wird. Hierbei müssen der Wegaufnehmer und die Vorschubeinrichtung so ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, daß im Falle der Regelung des Soll-Volumens dieser unmittelbare Vorschub des Vorschubkopfs od. dgl. mög-

„. lieh ist. Beispielsweise kann ein elektrischer Vorschubmotor für den Vorschubkopf od. dgl. direkt durch einen elektrischen Wegaufnehmer gesteuert werden. Ober eine Versehiebebewegung des Vorschubkopfs od. dgl. kann auch der Soll-Druck geregelt werden.

Eine andere Variante der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 9· Dieses Verfahren sieht vor, daß bei magnetischer Vorschubbewegung des Werkzeuges und bei konstanter magnetischer Kraft die Zustellbewegung beim Eindringen des Bearbeitungswerkzeuges in den Werkstoff oder das V/erkstück mittels eines Wegaufnehmers erfaßt und

in einen Nachstellwert umgesetzt wird, der die magnetische Vorschubeinrichtung dem Wert der Eindringtiefe entsprechend nachführt.

Eine weitere Variante der Erfindung geht aus Anspruch 10 hervor. Bei diesem Verfahren mit magnetischer Vorschubbewegung wird die Zustellbewegung beim Eindringen des Bearbeitungswerkzeuges in den Werkstoff oder das Werkstück mittels eines Wegaufnehmers erfaßt und in einen solchen Nachstellwert umgewandelt, der den Translator im Sinne einer Wiederherstellung des Werkzeugsolldruckes beaufschlagt.

Fine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 11 beschrieben. Bei diesem Verfahren mit magnetischer Vorschubbewegung des Werkzeugs wird der zwischen Stator und Translator herrschenden Magnetfluß mittels eines Magnetfluß-Aufnehmers erfaßt und in einem Vergleicher mit einem Magnetfluß-Sollwert verglichen, wobei der Differenzwert des Vergleichers einem Regler übermittelt und durch letzteren der Translator der magnetischen Vorschubeinrichtung im Sinne einer Wiederherstellung eines Sollauflagedruckes des Werkzeuges auf das Werkstück beaufschlagt wird.

Eine weitere Lösung der Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche bis 7 erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine an einem Vorschubkopf od. dgl. verschiebbar gelagerte Pinole mit an deren

freiem Ende angebrachtem Bearbeitungswerkzeug, wobei die Pinole insbesondere an ihrem vom Bearbeitungswerkzeug ab gewandten Ende mit einer von einem Weggeber steuerbaren hilfskraft gesteuerten, insbesondere hydraulischen oder pneumatischen Vorschubeinrichtung für konstanten Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs verbunden ist, und wobei der Wegaufnehmer zwischen den Vorschubkopf und die Pinole geschaltet ist. Hierbei ist es unerheblich, ob der Wegaufnehmer unmittelbar am Vorschubkopf oder an einem fest damit verbundenen Bauteil gehalten ist. Dementsprechend ist es auch gleichwertig, ob sein Tastelement unmittelbar an der Pinole anliegt oder an einem mit letzterer mitbewegten Teil. Des weiteren ist es zumindest vom Prinzip her auch möglich, im Sinne der vorstehenden Ausführungen den Wegaufnehmer an der Pinole zu befestigen und sein Tastelement am Vorschubkopf od. dgl. anliegen zu lassen. Wichtig ist lediglich, daß die Pinole od. dgl. gegenüber dem Vorschubkopf eine Relativverschiebung durchführt, deren Größe präzise erfaßt und als entsprechend umgewandeltes Signal an die Vorschubeinrichtung weiter geleitet wird, welche eine dem gemessenen Wegwert entsprechende Korrektur in dem Sinne vornimmt, daß der Anpreßdruck des Werkzeugs am Werkstück od. dgl. wieder auf den Sollwert gebracht wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß sich am freien Ende der Pinole ein Ultraschallwandler befindet, an dem ein Ultraschall transformator befestigt ist, der seinerseits das Bearbeitungswerkzeug trägt. Zumindest der Ultraschallwandler und der

Ultraschalltransformator können von herkömmlicher Bauart sein, so daß eine nähere Erläuterung ihrer Konstruktion und Wirkungsweise entbehrlich ist. Auch das Bearbeitungwerkzeug kann, wenigstens dem Prinzip nach, gleich oder ähnlich den bekannten Ausführungen sein, wobei sich die genaue Form nach dem jeweiligen Verwendungszweck richtet.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Wegaufnehmer ein am Vorschubkopf befestigter induktiver Wegaufnehmer ist, dessen Taststift od. dgl. Fühlelement am Ultraschallwandler anliegt. Das liegt vor allen Dingen daran, daß sich der Ultraschallwandler in einem relativ geringen Abstand vom Vorschubkopf befindet, so daß der Wegaufnehmer klein gehalten werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das vom Bearbeitungswerkzeug ab gewandte Ende der Pinole mit einer Membrane oder einem Kolben einer Druckkammer der Vorschubeinrichtung verbunden ist. Der Druck in der Druckkammer wird auf einem konstanten Wert gehalten, so daß bei Konstanthaltung der übrigen Größen sowie sich bewegender Pinole der Anpreßdruck den vorgegebenen Wert beibehält. Wenn im Verlauf der Bearbeitung die Pinole verschoben wird, erfolgt auf geeignete Art, beispielsweise durch Nachfahren des Vorsehub-Kopfs, eine Korrektur dieser Relativbewegung. Diese Vorgänge laufen bei einem entsprechend ausgebildetem Regler bzw. Regelsystem sowie Stellmotor und Stellantrieb konti-

nuierlieh ab, so daß der Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs innerhalb des Pinolenhubbereichs quasi konstant ist.

Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Druckkammer durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder gebildet ist. Bei letzterem handelt es sich in bevorzugter Welse um eine doppeltwirkende Ausführung, wobei die beiden durch die Membrane oder den Kolben voneinander getrennten Zylinderräume vorzugsweise mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt sind. Die Anordnung kann man beispielsweise so treffen, daß ein erster Druck einen ersten Zylinderraum, insbesondere Zylinder-Ringraum, mit einem Druck P 1 beaufschlagt, welcher das Gewicht der Pinole mit allen daran befestigten Teilen kompensiert, so daß die Auflagekraft des Bearbeitungswerkzeugs auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstoffs oder Werkstücks den Wert Null annimmt. Das in den zweiten Zylinderraum eingeleitete, unter einem Druck P2 stehende Medium, ermöglicht dann in einfacher Weise die exakte Bestimmung und gegebenenfalls auch Variierung des Anpreßdrucks des Bearb ei tungs Werkzeugs. Die beiden Drücke können, wie gesagt, unterschiedlich groß sein und in der Regel sind sie es auch.

Die Pinole ist vorteilhafterweise mittels einer KugelUmlaufbahn bzw. einem Kugelrollkäfig oder einer ähnlichen Einrichtung verschiebbar im Vorschubkopf od. dgl. geführt, so daß an dieser Stelle keine nennenswerte Reibung zu verzeichnen ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungeform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Wegaufnehmer mit einem Oszillator-Demodulator verbunden ist, der seinerseits mit einem Vergleicher verbunden ist, welcher mit einem Servo-Regler, insbesondere Vierrad ranten-Servore gier, in Verbindung steht, wobei der Servoregler mit einem Antriebsmotor für die Vorschubbewegung des Vorschubkopfs od. dgl. verbunden ist, und daß der Antriebsmotor Über einen Tachometer mit dem Servo-Regler in Verbindung steht. Der Wegwert wird also in Form eines Wegsignals an den Oszillator und Demodulator weitergegeben, von dem aus ein dem Relativwert proportionales Signal an den Servoregler weitergeleitet wird. Letzterer veranlaßt eine Arbeitsbewegung des Motors um einen diesem Sif*ial entsprechenden Betrag, wobei die Ausführungsgeschwindigkeit über den Tachometer vom Servoregler überwacht wird. Der Tachometer liefert zu diesem Zweck eine entsprechende Tachometerspannung an den Servoregler. "Verbunden" wird hier und auch nachstehend im Sinne von "elektrisch leitend verbunden" verstanden, wenn Pe gier, Stellmotor etc. elektrisch betriebene Vorrichtungen sind.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Oszillator-Demodulator über eine Vergleichsvorrichtung mit einem nachgeschalteten ersten Regelverstärker mit dem Servo-Regler verbunden ist, wobei diese Vergleichsvorrichtung zusätzlich noch mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Sollwertsignals, d.h. der Finstellung des Wegaufnehmer-Nullbezugspunkts in Verbindung

steht. Die Vergleichsvorrichtung stellt demnach den einstellbaren Sollwert, d.h. den Taster-Mullbezugspunkt dem dem relativen Wegwert proportionalen Signal gegenüber und gibt ein angepaßtes TIfferenzsignal an den Servoregler weiter. Dabei ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Vergleichs vorrichtung mit nachgeschaltetem erstem Regelverstärker nicht direkt, sondern indirekt über einen zweiten Regelverstärker mit dem Servoregler verbunden ist, wobei der zweite Regelverstärker mit Je einem Signalgeber für den Zyklus der Suspensionszuführung und die Optimierung der aktuellen Phase der Bearbeitung verbunden ist. Dem zweiten Regelverstärker wird ein Signal über die aktuelle Phase der Bearbeitung übermittelt, um das angepaßte Differenzsignal vom ersten Regelverstärker in seinem Zeitverhalten zu variieren, und anschließend wird auch noch ein Signal des Zyklus der Suspensionszuführung überlagert, so daß letztlich den zweiten Ver-stärker ein optimiertes Differenzsignal verläßt, welches unmittelbar dem Servoregler zugeleitet wird.

über das optimierte Differenzsignal wird der Antrieb des Vorschubkopfs od. dgl. so gesteuert, daß der eingestellte Druck in dem genannten Zylinderraum oder das Soll-Volumen des letzteren und damit die Auflagekraft konstant gehalten wird.

Der Sollwert wird mit Hilfe des Sollwerteinstellers manuell eingestellt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 22. Die Pinole ist mit einer Arretiervorrichtung versehen, die Ihrerseits, ebenso wie der zweite Regelverstärker, mit einem Signalgeber verbunden ist. Wenn im Verlauf der Bearbeitung das Werkzeug durch eine Rückfahrbewegung der Vorschubeinheit zum Zweck der Suspensionszuführung vom Werkstück abgehoben wird, blockiert die Arretiervorrichtung während dieser Zeit eine Pinolenbewegung, die infolge des Fehlens der vom Werkstück auf das Werkzeug ausgeübten Gegenkraft einsetzen würde, so, daß unmittelbar nach Beendigung des Abhebevorganges ein Weiterarbeiten mit Solldruck erfolgen kann.

Andere Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 23 bis ?f hervor. Der Signalgeber ist mit dem zweiten Regelverstärker, des weiteren mit einer Zusatz-Arretierungsvorrichtung für den Vorschubkopf und mit einer absperrbaren By-pass-Leitung verbunden. Diese Ausführungsform ermöglicht im Gegensatz zur vorhergehenden eine Abhebbewegung des Werkzeuges bei arretierter Vorschubeinrichtung mit nicht arretierter Pinole durch überhöhung des Druckes P2 im Zylinderraum während der Öffnungszeit der Bypass-Leitung bei gleichzeitiger Aktivierung der Zusatz-Arretierungsvorrichtung und Reduzierung des Druckes Pl im Zylinderraum mittels der zweien einstellbaren Druckregelvorrichtung.

Fine weitere Ausgestaltung der Erfindung entnimmt man Anspruch 27. Im Zylinderraum ist ein Druckaufnehmer installiert, der sei-

nerseits mit einem Druckregler verbunden ist, welcher einerseits mit einem Drucksollwertgeber und andererseits mit einem Druckregelverstärker verbunden ist, der seinerseits mit einer Druckregelvorrichtung in Verbindung steht. Der Druckistwert wird im Zylinderraum direkt aufgenommen und als direkter Druckistwert dem Druckvergleicher zugeführt, der den Druckistwert mit dem Drucksollwert vergleicht und aus der Differenz beider Werte ein Druckdifferenzsignal zur Weiterleitung an den Druckregelverstärker bildet. Letzterer bereitet das Druckdifferenzsignal auf und wandelt es in das Druckstellsignal für die zweite einstellbare Druckregel vorrichtung um. Die Druckregel vorrichtung verändert den Istdruck im Zylinderraum im Sinne der Wiederherstellung des Solldrucks.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei stellen dar:

Figur 1 schematisch die an einem Vorschubkopf verschiebbar gelagerte Pinole mit dem Bearbeitungswerkzeug,

Figur 2 ein Blockschaltbild einer pneumatischen oder hydraulischen Auflagedruckregelung des Bearbeitungswerkzeugs,

Figur 3 ein die Fig. 2 erweiterndes Blockschaltbild dreier Versionen einer magnetischen Auflagedruckregelung des Bearbeitungswerkzeugs.

An einem Vorschubkopf 1 einer nicht näher dargestellten Ultraschall-Bearbeitungsmaschine ist eine Pinole 2 im Sinne des Doppelpfeils 3 auf und ab verschiebbar gelagert. An dem in Fig. 1 unteren Ende trägt die Pinole 2 einen Ultrasehallwandler 4 bekannter Bauart. Daran schließt sich nach unten hin ein ültraschalltransformator 5, vielfach auch "Rüssel" genannt, an, der mit dem Ultraschall-Bearbeitungswerkzeug 6 verbunden ist. Letzteres wird erfindungsgemäß mit konstantem Druck gegen den zu bearbeitenden Werkstoff oder ein Werkstück gepreßt, wobei es sich insbesondere um Ultrahartwerkstoff, wie beispielsweise Keramik, handelt, dessen Härte nahezu diejenige eines Diamanten erreicht. Zur reibungsarmen verschiebbaren Lagerung ist zwischen Pinole 2 und Vorschubkopf 1 ein Kugelvollkäfig 7 vorgesehen.

An dem vom Bearbeitungswerkzeug β ab gewandten Ende der Pinole 2 befindet sich eine Vorschubeinrichtung 8, die hydraulisch oder pneumatisch arbeitet. Sie sorgt für den konstanten Anpreßdruck des Bearbeitungswerkzeugs 6 am Werkstück oder Werkstoff. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen doppeltwirkenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 9 mit Kolben 10. Dem ringförmigen Zylinderraum 11 wird Druckmedium über den ersten An-

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schluß 12 und eine erste Druckregelvorrichtung 46 zugeführt, über einen zweiten Anschluß 14 und eine zweite Druckregelvorrichtung 48 wird der Zylinderraum 13 unter Druck gesetzt. Der Druck im Zylinderraum 11 ist so groß, daß die abwärts gerichtete Kraft aus dem Gewicht der Pinole 2 samt allen daran befestigten Teilen einschließlich des Kolbens 10 kompensiert wird, so daß bei fehlendem Druck im Zylinderraum 13 das Bearbeitungswerkzeug 6 selbst bei einer Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstoff oder Werkstück keine Druckkraft auf letzteres ausübt.

Eine definierte Druckkraft erreicht man durch nachfolgendes Einleiten von Druckmedium in den Zylinderraum 13.

Wenn es sich bei dem Druckmedium um Druckflüssigkeit handelt, also eine hydraulisch arbeitende Vorschubeinrichtung vorliegt, und man mit sogenanntem "offenem System" arbeitet, so kann man einen ganz bestimmten Wert für die Anpreßkraft des Bearbeitungswerkzeuge 6 dadurch erreichen, daß man einen definierten Druck für den Zylinderraum 13 vorgibt.

Wenn das Bearbeitungswerkzeug 6 im Verlaufe der Bearbeitung in das Werkstück od. dgl. eindringt, so verschiebt sich mit der Pinole 2 zugleich auch der Kolben 10 in Pfeilrichtung 15· Infolgedessen vergrößert sich das Volumen des Zylinderraums 13 und der Druck nimmt ab. Nachdem letzterer jedoch erfindungsgemäß konstant gehalten werden soll, muß diese Vergrößerung des Volumens des Zylinderraums 13 verhindert werden.

Zu diesem Zweck befindet sich am Vorschubkopf 1 ein Wegaufnehmer

16 mit einem Tastorgan 17. Vorzugsweise handelt es sich um einen induktiv arbeitenden Wegaufnehmer. Das freie Ende des Tastorgans

17 liegt beispielsweise auf dem Ultraschallwandler 4 auf. Zunächst wird ein Nullbezugspunkt eingestellt, der dem Sollvolumen des Zylinderraums 13 zugeordnet ist. Sobald sich die Plnole 2 im Sinne des Pfeils 15 verschiebt, gibt der Wegaufnehmer 16 ein dieser Wegstrecke bzw. dem Wegwert entsprechendes Signal an eine Auflagedruck-Regel vorrichtung, die nachfolgend noch beschrieben wird. Die Übermittlung dieses Signals erfolgt über die elektrische Leitung 18.

Dieser Wegwert wird insbesondere unter Berücksichtigung weiterer Systemwerte in ein Steuersignal für einen Vorschubmotor umgewandelt, der den Vorschubkopf 1 ebenfalls im Sinne des Pfeils 15 um den Betrag verschiebt, um den sich die Pinole 2 mit dem Bearbeitungswerkzeug 6 nach unten verschoben hat. Aufgrund seiner festen Verbindung mit dem Zylinder 9 der Vorschubeinrichtung 8 wird das Volumen des Zylinderraums 13 wieder auf den Sollwert gebracht. Damit ist dann auch am Wegaufnehmer 16 wieder die Nullstellung erreicht.

Anhand des Blockschaltbildes der Fig. 2 wird nachstehend die Regelung des Auflagedrucks zunächst für das sogenannte "offene System", bei welcheem mit konstantem Volumen im Zylinderraum 13 gearbeitet wird, näher erläutert.

Der Block 19 stellt symbolisch die Vorschubeinrichtung P dar. Mit dieser wirkt der Wegaufnehmer 16 in der geschilderten Welse zusammen. Zu letzterem gehört eine Vorrichtung zum Einstellen des Taststift-Auflageniveuas 20. Der Schwingerkombination 21, bestehend aus dem Ultraschallwandler H, dem Ultraschall transformator 5 sowie dem Ultraschallbearbeitungswerkzeug 6, wird ein Vorschub mit konstantem Auflagedruck am zu bearbeitenden Werkstück oder Werkstoff vermittelt, der durch den Pfeil 22 symbolisiert ist.

Der Wegaufnehmer 16 übermittelt bei einer zurückgelegten Wegstrecke des Ultraschall-Bearbeitungswerkzeugs 6 ein der aktuellen Pinolen-Absolutposition entsprechendes Wegwert-Signal 23 an den Oszillator 24 mit Demodulator 25. Aus letzterem geht ein der Pinolen-Absolutposltion proportionales Signal 26 an einen Vergleicher 27, der seinerseits ein dem Relativweg der Pinole proportionales Signal über die Leitung 49 an den nachgeschalteten ersten Regelverstärker 30 liefert. Der Vergleicher 27 erhält ein SoIlwertsignal 28, mit dem der VJegaufnehmer-Mullbezugspunkt eingestellt wird. Es stammt aus der Einstelleinrichtung 29· Den ersten Re gel verstärker 30 verläßt ein angepaßtes Differenzsignal 3I₅ welches einem zweiten Regelverstärker 32 zugeführt wird. Diesem v/erden außerdem noch ein Signal 33 aus der Optimierung der aktuellen Phase der Bearbeitung sowie ein Signal 34 aus dem Zyklus der Suspensionszuführung zugeleitet. Diese drei Werte ergeben zusammen ein optimiertes Differenzsignal 35, welches an einen Vier-Quadranten-Servoregler 36 weitergeleitet wird. Letzterer ist über

eine Leitung 37 mit einem Vorschubmotor 38 für den Vorschubkopf 1 verbunden. Der Motor 38 bewirkt eine Vorschubbewegung 39 des doppeltwirkenden Zylinders 9 relativ zur Pinole 2 und dem Bearbeitungswerkzeug 6. Sie endigt dann, wenn der Wegaufnehmer 16 ein dem Nullbezugspunkt entsprechendes Signal abgibt. Diese Relativverschiebung des Zylinders 9 bewirkt eine Wiederherstellung des Sollvolumens im Zylinderraum 13. Die Bewe gungs geschwindigkeit des Motors 38 wird über einen Tachometer 40, der eine entsprechende Tachometerspannung 41 liefert, an den Vier-Quadranten-Servoregier 3* gemeldet.

Im Zylinderraum 13 herrscht der Druck Pl, während der Druck im Zylinderraum 11 mit P2 bezeichnet 1st. Letzterer kompensiert, wie bereits erläutert, das Gewicht aller verschiebefest mit dem Bearbeitungswerkzeug 6 verbundenen Teile, so daß der Druck Pl für das Anpressen des BearbeitungsWerkzeugs an das Werkstück oder den Werkstoff allein maßgebend ist.

Eine direkte Messung des Drucks Pl im Zylinderraum 11 wird vom Druckaufnehmer 53 vorgenommen. Letzterer übermittelt den Wert des aktuellen Istdrucks Pl dem Druckvergleicher 55, der ihn mit dem eingestellten Sollwert des Drucks Pl vergleicht und bei vorliegender Differenz beider Werte ein Druckdifferenzsignal 58 bildet, das der Druckregelverstärker 59 zu einem Druckstellsignal 60 aufbereitet, welches durch die zweite einstellbare Druckregelvorrichtung eine zusätzliche Peinregulierung des Druckes Pl vornimmt.

Wird während der Bearbeitungszelt das Werkzeug zum Zwecke der besseren Suspensions-Zuführung auf die Rearbeitungsfläche kurzzeitig vom Werkstück abgehoben, so kann dieser Vorhang auf zweierlei Weise durchgeführt werden. Zum einen durch kurzzeitiges Arretieren der Pinole 2 mittels der Arretiervorrichtung 44 bei gleichzeitiger Durchführung einer kurzzeitigen Rückfahr- und Wlederzustellbewegung des Vorschubkopfes 1 mittels des Antriebmotors 38, zum andern wird diese Abhebe- und Wlederzustellbewegung durchgeführt, indem gleichzeitig der Vorschubkopf mittels der Zusatzarretiervorrichtung 45 arretiert, der Druck Pl mittels der einstellbaren zweiten Druckregelvorrichtung 48 vermindert und der Druck P2 mittels der abschaltbaren By-pass-Leitung 47 erhöht wird. Durch geeignete Wiederherstellung der Sol Ib ed In gun gen für den Bearb el tun gs vor gang wird dieser wieder fortgesetzt.

Beim Arbeiten mit "geschlossenem System" wird dem Vergleicher 27 ein Sollwertsignal 28 als Vorgabe, die den Wegaufnehmer-Nullbezugspunkt bildet, zugeführt. Dieser Sollwert bestimmt den im Zylinderraum 13 herrschenden Kompressionsdruck

Bei geschlossenem System wird das optimierte Differenzsignal 35 dazu benutzt, über den Vier-Quadranten-Servoregler 36 den Kompressionsdruck im Zylinderraum 13 wieder auf den Sollwert zu bringen bzw. konstant zu halten. Weitere grundsätzliche Unterschiede zwischen dem geschlossenen und offenen System sind nicht vorgesehen.

Wird zum Zwecke der besseren Suspensions-Zuführung auf die Bearbeitungsflöche das Werkzeug· während der Bearbeitungszeit kurzzeitig· vom Werkstück abgehoben, kann dieser Vorgang bei "geschlossenem System" im Gegensatz zum "offenen System" nur in der einen Weise durchgeführt werden, daß die Pinole 2 kurzzeitig mittels der Arretiervorrichtung liii arretiert wird und daß gleichzeitig der Vorschubkopf 1 eine Rückfahr- und WiederZustellbewegung mittels des Antriebmotors 38 durchführt. Die Fortsetzung des Bearbeitungsvorganges wird durch geeignete Wiederherstellung der Soll bedingungen für diesen bewirkt.

Soweit Fig. 3 mit Fig. 2 zusammenhängt, ist dies durch Verwendung gleicher Blockschaltbildlinien bzw. Linienteile sowie Bezugszahlen zum Ausdruck gebracht. An dem vom Bearbeitungswerkzeug 6 ab- ^«wandten Ende der Pinole 2 befindet sich bei der in Fig. 3 symbolisch dargestellten Version eine Vorschubeinrichtung 8, die nagnetlsch arbeitet. Sie sorgt für den konstanten Anpreßdruck des Rearbeitungswerkzeugs 6 am Werkstück oder Werkstoff. Es handelt sich um ein doppeltwirkendes Magnetfeld 65 und 67, das auf den mit der Pinole verschiebefest verbundenen Translator wirkt. Die Induktion des Magnetfeldes 67 ist so groß, daß die abwärts gerichtete Kraft aus dem Gewicht der Pinole 2 samt allen daran befestigten Teilen einschließlich des Translators kompensiert wird, so daß bei fehlender Induktion im Magnetfeld 65 das Bearbeitungswerkzeug 6 selbst bei einer Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstoff oder Werkstück keine Druckkraft auf letzteres ausübt.

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Eine definierte Druckkraft erreicht man durch nachfolgendes definiertes Steigern der Induktion im Magnetfeld 65.

Wenn das Bearbeitungswerkzeug 6 im Verlaufe der Bearbeitung in das Werkstück od. dgl. eindringt, so verschiebt sich mit der Pinole 2 zugleich auch der Translator 51 in Pfeilrichtung 15. Infolgedessen vergrößert sich der magnetisch wirksame Luftspalt im Mgnetfeld 65, und die Induktion und damit auch die Druckkraft auf den Translator 51 nehmen ab. Nachdem die Druckkraft jedoch erfindungsgemäß konstant gehalten werden soll, muß diese Vergrößerung des magnetisch wirksamen Luftspalts im Magnetfeld 65 verhindert werden.

Zu diesem Zweck befindet sich am Vorschubkopf 1 ein Wegaufnehmer

17 liegt beispielsweise auf dem ültraschallwandler 4 auf. Zunächst wird ein Nullbezugspunkt eingestellt, der dem magnetisch wirksamen Soll-Luftspalt im Magnetfeld 65 zugeordnet ist. Sobald sich die Pinole 2 im Sinne des Pfeils 15 verschiebt, gibt der Wegaufnehmer 16 ein dieser Wegstrecke bzw. dem Wegwert entsprechendes Signal an eine Auflagedruck-Regel vorrichtung, die nachfolgend noch beschrieben wird. Die Übermittlung dieses Signals erfolgt über die elektrische Leitung 18.

Dieser Wegwert wird insbesondere unter Berücksichtigung weiterer

Systemwerte in ein Steuersignal für einen Vorschubmotor umgewandelt, der den Vorschubkopf 1 ebenfalls im Sinne des Pfeils 15 um den Betrag verschiebt, um den sich die Pinole 2 mit dem Bearbeitungewerkzeug 6 nach unten verschoben hat. Aufgrund seiner festen Verbindung mit dem Stator 50 der Vorschubeinrichtung 8 wird der magnetisch wirksame Luftspalt im Magnetfeld 65 wieder auf den Sollwert gebracht. Damit ist dann auch am Wegaufnehmer 16 wieder die Nullstellung erreicht.

Anhand des Blockschaltbildes der Fig. 3 wird nachstehend die Regelung des Auflagedrucks zunächst für den sogenannten "feststehenden Translator", bei welchem mit konstantem magnetisch wirksamen Luftspalt im Magnetfeld 65 gearbeitet wird, näher erläutert.

Der Block 8 stellt symbolisch die Vorschubeinrichtung 8 dar. Mit dieser wirkt der Wegaufnehmer 16 in der geschilderten Weise zusammen. Zu letzterem gehört eine Vorrichtung zum Einstellen des Taststift-Auflageniveaus 20. Der Schwingerkombination 21, bestehend aus dem Ultraschallwandler H, dem Ultraschalltransformator sowie dem Ultraschallbearbeitungswerkzeug 6, wird ein Vorschub mit konstantem Auflagedruck am zu bearbeitenden Werkstück oder Werkstoff vermittelt, der durch den Pfeil 22 symbolisiert ist.

Der Wegaufnehmer 16 übermittelt bei einer zurückgelegten Wegstrecke des Ultraschall-Bearbeitungswerkzeugs 6, d.h. einer der aktuellen absoluten Plnolenpoeition entsprechendes Wegwert-Signal

23 an den Oszillator 24 mit Demodulator 25. Aus letzterem geht ein der absoluten Pinolenposition proportionales Signal 26 an einen Vergleicher 27> der seinerseits ein dem Relativweg der Pinole proportionales Signal 49 an den nach geschalteten ersten Regelverstärker 30 liefert. Der Vergleicher 27 erhält ein Sollwertsignal 28, mit dem der Wegaufnehmer-Nullbezugspunkt eingestellt wird. Es stammt aus der Einstelleinrichtung 29. Den ersten Regelverstärker 30 verläßt ein angepaßtes Differenzsignal 31, welches einem zweiten Regelverstärker 32 zugeführt wird. In diesen werden außerdem noch ein Signal 33 aus der Optimierung der aktuellen Phase der Bearbeitung sowie ein Signal 34 aus dem Zyklus der Suspensions-Zuführung zugeleitet. Diese drei Werte ergeben zusammen ein optimiertes Differenzsignal 35, welches an einen Vler-Quadranten-Servoregler 36 weitergeleitet wird. Letzterer ist über eine Leitung 37 mit einem Vorschubmotor 38 für den Vorschubkopf 1 verbunden. Der Motor 38 bewirkt eine Vorschubbewegung 39 des Stators 50 relativ zum Translator 51 und damit auch zur Pinole 2 und dem Bearbeitungswerkzeug 6. Sie endigt dann, wenn der Wegaufnehmer 16 ein dem Nullbezugspunkt entsprechendes Signal abgibt. Diese Relativverschiebung des Stators 50 bewirkt eine Wiederherstellung des magnetisch wirksamen Soll-Luftspalte im Magnetfeld 65. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Motors 38 wird über einen Tachometer 40, der eine entsprechende Tachometerspannung 4l liefert, an den Vier-Quadranten-Servoregler 36 gemeldet.

Im Magnetfeld 65 herrscht die Induktion Bl, während die Induktion

im Magnetfeld 67 mit B2 bezeichnet ist. Letztere kompensiert, wie bereits erläutert, das Gewicht aller verschiebefest mit dem Bearbeitungswerkzeug 6 verbundenen Teile, so daß die Induktion Bl für das Anpressen des BearbeitungsWerkzeugs an das Werkstück oder den Werkstoff allein maßgebend ist.

Beim Arbeiten mit "gleitendem Translator" wird dem Vergleicher 27 ein Sollwertsignal 28, das die Vorgabe der Soll-Induktion im Magnetfeld 65 bildet, zugeführt.

Bei "gleitendem Translator" wird das optimierte Differenzsignal 35 dazu benutzt, über den Vier-Quadranten-Servoregler 36 die magnetische Induktion im Magnetfeld 65 wieder auf den Sollwert zu bringen bzw. konstant zu halten.

Claims

14 789 AJl .?..„£. JLJLjlJ?- JL il.y Verfahren 2ur Bearbeitung eines Werkstoffs oder Werk-Stücks, insbesondere aus Ultrahartwerkstoff, mittels Ultraschall, wobei ein zustellbares Bearbeitungswerkzeug auf der zu bearbeitenden Oberfläche aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagedruck des Bearbeitungswerkzeugs (6) auf der Oberfläche des Werkstoffs oder Werkstücks zumindest weitgehend konstant gehalten wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellbewegung beim Eindringen des Bearbeitungswerkzeugs (6) in den Werkstoff oder das Werkstück mittels eines Wegaufnehmers (16) erfaßt und der Wegwert in einen Druckwert für den Vorschub einer hilfskraft gesteuerten, insbesondere hydraulischen oder pneumatischen Vorschubeinrichtung (8) für das Werkzeug umgesetzt wird, der den abgefallenen Auflagedruck auf den Druck-Sollwert erhöht. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch* gekennzeichnet, daß der Wegwert des Wegaufnehmers (16) in einer Vergleichsvorvorrichtung (27) mit einem Weg-Sollwert (28) verglichen wird, daß ein Diffe- renzwert (49) der Vergleichs vorrichtung (27) einem Regler (36) übermittelt wird und durch letzteren bei pneumatischer oder hydraulischer Hilfskraft der Zylinder (9) od. dgl. der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung (8) ira Sinne einer Wiederherstellung eines Soll-Volumens im Zylinder (9) od. dgl. verschoben wird. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegwert des Wegaufnehmers (16) in einer Vergleichsvorrichtung (27) mit einem Weg-Sollwert (28) verglichen wird, daß ein Differenzwert (49) der Vergleichsvorrichtung (27) einem Regler (36) übermittelt wird und durch letzteren bei pneumatischer oder magnetischer Hilfskraft die hilfskraft gesteuerte Vorschubeinrichtung, der Zylinder (9) od. dgl. der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung (8) im Sinne einer Wiederherstellung eines Soll-Drucks im Druckzylinder (9) od. dgl. verschoben wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzsignal (49) der Vergleichsvorrichtung (27) unter Berücksichtigung zumindest der mechanischen Eigenresonanz sowie des Verlaufs des Druckgradienten in der Regelstrecke verstärkt und geformt wird, um ein angepaßtes Differenzsignal (3D für einen Regelverstärker (32) zu bilden. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das angepaßte Differenzsignal (31) im Re gel verstärker (32) in Abhängigkeit von der aktuellen Phase der Bearbeitung (33) in seinem Zeitverhalten variiert und anschließend von einem Signal (3*0 des Zyklus einer Suspension für die Bearbeitung und KfJhlung überlagert wird, wobei das hierdurch gebildete optimierte Differenzsignal (35) an den Regler, insbesondere einen Vier-Quadranten-Servoregier (36). weitergeleitet wird. 7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegwert (23) des Wegaufnehmers (16) einer Vorschubeinrichtung für die Konstanthaltung eines Soll-Volumens oder Soll-Drucks im Zylinder (9) od. dgl. einer pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung (8) unmittelbar übermittelt wird, 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der verschiebefest mit dem Bearbeitungswerkzeug vorbundenen Teile einer Bearbeitungsvorrichtung mittels eines Gegendrucks im Zylinder (9) od. dgl. kompensiert wird. 9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegwert des Wegaufnehmers O6) in einer Verglelchsvorrichtung (27) mit einem Weg-Sollwert (28) vergleichen wird, daß ein Differenzwert (il9) der Vergleichsvorrichtung (27) einem Regler (36) übermittelt wird und durch letzteren bei konstanter magnetischer Hilfskraft ein Stator im Sinne einer Wiederherstellung der Soll-Position zwischen Stator und Translator verschoben wird. • · ♦ • W · · 30. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegwert des Wegaufnehmers (16) in einer Vergleichs vorrichtung (?7) mit einem Weg-Sollwert (28) verglichen wird, daß ein Differenzwert (4Q) der Vergleichsvorrichtung (27) einem Regler (36) übermittelt wird und durch letzteren bei magnetischer Hilfskraft der Translator im Sinne einer Wiederherstellung des Werkzeugsolldruckes auf das Werkstück beaufschlagt wird.

1.1. Verfahren nach Anspruch 2 und mindestens einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des magnetischen Flusses zwischen Stator und Translator von einem Magnetfluß-Aufnehmer (52) in einer Vergleichsvorrichtung (27) mit einem Magnetfluß-Sollwert (28) verglichen wird, daß ein Differenzwert (49) der Vergleichsvorrichtunp (27) einem Regler (36) übermittelt wird und durch letzteren bei magnetischer Hilfskraft der Translator (^Pl) im Sinne einer Wiederherstellung des Werkzeugsolldruckes auf das Werkstück beaufschlagt wird,

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem Vorschubkopf (1) od. dgl. verschiebbar gelagerte Pinole (2), mit an deren freiem Ende angebrachtem Bearbeitungswerkzeug (f>), wobei die Pinole, insbesondere an ihrem vom Bearbeitungswerkzeug abgewandten Ende, mit einer von einem Weggeber (16) steuerbaren, hilfskraft gesteuerten, insbesondere hydraulischen oder pneumatischen Vorschubeinrichtung (8) für konstanten Anpreß-

druck des Bearbeitungs Werkzeugs (6) verbunden 1st und wobei der Wegaufnehmer mechanisch zwischen den Vorschubkopf (1) und die Pinole (2) geschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich am freien Ende der Pinole (2) ein Ultraschallwandler (4) befindet, an dem ein Ultraschall-Transformator (5) befestigt ist, der seinerseits das Bearbeitungswerkzeug (6) trägt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer (16) ein am Vorschubkopf (1) befestigter, induktiver Wegaufnehmer ist, dessen Taststift (17) od. dgl. Fühlelement am Ultraschallwandler (4) anliegt.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14,

mit pneumatischer oder hydraulischer Hilfskraft, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Bearbeitungswerkzeug (6) ab gewandte Ende der Pinole (2) mit einer Membrane oder einem Kolben (10) einer Druckkammer (13) der pneumatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung (8) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (13) durch einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder (9) gebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß

der pneumatische oder hydraulische Zylinder (9) als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet ist und die beiden durch die Membrane oder den Kolben (10) voneinander getrennten Zylinderräume (11, 13) mit vorzugsweise unterschiedlichen Drücken beaufschlagt sind.

18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (2) mittels einer Kugelumlaufbahn (7) verschiebbar im Vorschubkopf (1) od. dgl. geführt ist.

19· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer (16) mit einem Oszillator-Demodulator (24, 25) verbunden ist, der seinerseits mit einem Vergleicher (27) verbunden ist, welcher mit einem Servo-Regler (36), insbesondere Vler-Quadranten-Servoregler, in Verbindung steht, wobei der Servo-Regler mit einem Antriebsmotor (38) für die Vorschubbewegung des Vorschubkopfs (1) od. dgl. verbunden ist, und daß der Antriebsmotor über einen Tachometer (HO) mit dem Servo-Regler (36) in Verbindung steht, wobei der Vergleicher (27) zusätzlich mit einem Sollwertgeber (29) verbunden ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator-Demodulator (24, 25) über eine Vergleichsvorrichtung (27) mit einem nach geschalteten ersten Regierverstärker (30) mit dem Servo-Regler (36) verbunden ist, die zusatz-

lieh noch mit einer Vorrichtung (29) zur Erzeugung eines Sollwertsignals in Verbindung steht.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung (27) mit nachgeschaltetem erstem Regelverstärker (30) indirekt über einen zweiten Regelverstärker (32) mit dem Servo-Regler (36) verbunden ist, wobei der zweite Regelverstärker (32) mit je einem Signalgeber (42, 43) für den Zyklus

^ der Suspensionszuführung und die Optimierung der aktuellen Phase der Bearbeitung verbunden ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine steuerbare Arretierungsvorrichtung (44) für die Pinole (2), wobei der Signalgeber (42) für den Zyklus der Suspensionszuführung mit dem zweiten Regelverstärker (32) einerseits und der Arretierungsvorrichtung (44) andererseits verbunden ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (42) mit dem zweiten Regelverstärker (32) einerseits und einer Zusatz-Arretierungsvorrichtung (45) für den Vorschubkopf (1) andererseits verbunden ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Arretierungsvorrichtung (45) als Bremse für den Motor (38) des Vorschubkopfs (1) ausgebildet ist.

25· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17 sowie Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (12) für das Druckmedium zum Zylinderraum (11) mit einer, insbesondere einstellbaren, ersten Druckregelvorrichtung (46) verbunden ist und parallel zu letzterer eine mittels eines Absperrorgans absperrbare By-pass-Leitung (47) vorhanden ist, wobei das Absperrorgan (47) mit dem Signalgeber (42) verbunden ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (14) für das Druckmedium im Druckraum (13) mit einer, insbesondere einstellbaren, Druckregelvorrichtung (48) verbunden ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckaufnehmer (53) im Zylinderraum (13) installiert ist, der seinerseits mit einem Druckvergleicher (55) verbunden ist, welcher einerseits mit einem Drucksollwertgeber (56) und andererseits mit einem Druckregelverstärker (59) verbunden ist, der seinerseits mit der Druckregelvorrichtung (48) in Verbindung steht.