DE3321852A1

DE3321852A1 - Schleif- und poliervorrichtung

Info

Publication number: DE3321852A1
Application number: DE19833321852
Authority: DE
Inventors: Haruo Yamatotakada Nara Arahori; Toshimasa Amagasaki Hyogo Minamiyama
Original assignee: Fuji Kuki KK; Fuji Air Tools Co Ltd
Current assignee: Fuji Kuki KK; Fuji Air Tools Co Ltd
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1984-03-01
Also published as: SE447884B; GB8315229D0; SE8303203D0; GB2125715B; SE8303203L; JPS6246295B2; GB2125715A; JPS5942230A; US4485595A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleif- und Poliervorrichtung und ..insbesondere auf eine Schleif- und Poliervor*- richtung, die als ein Werkzeug in einer Bearbeitungsmaschine einen Luftdruckschleifer in einer Welle beinhaltet, um Schleifund Polierarbeiten auszuführen.

Werkzeugmaschinen des Typs, die als Bearbeitungszentralen bezeichnet werden und bei denen zur Steigerung der Produktivität der Maschinenarbeit und zur Förderung der Arbeitseinsparung in der Fertigung, z.B. durch bedienungsfreien Betrieb, eine einzige Werkzeugmaschine angewandt wird, werden im großen Umfang eingesetzt. Diese eine Werkzeugmaschine ist so ausgelegt, daß sie automatisch nacheinander in der Bearbeitungsreihenfolge in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Programm die Werkzeuge auswechselt, ohne daß es nötig ist, ein Werkstück im Ablauf einer Reihe von Bearbeitungsschritten zu montieren und zu demontieren, und sie ist weiterhin so ausgelegt, daß sie dabei eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten durchführt. Herkömmliche Werkzeugmaschinen dieses Typs verwenden hauptsächlich ein mit Schneidewerkzeugen arbeitendes System zur Ausführung von Schneidearb.eiten, wobei rotierende Schneidewerkzeuge wie Fräser und Bohrer auf die Welle aufmontiert und von der Welle abmontiert werden. Natürlich macht die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung durch Schneiden einen Großteil der Bearbeitung von Werkstücken aus*, und fast alle erforderlichen Bearbeitungsgänge können einfach ausgeführt werden, indem ein Werkstück auf dem Tisch fixiert wird, so daß eingewandt werden könnte, daß das angestrebte Ziel auf irgendeine Art und Weise zu erreichen ist. Um jedoch für eine erhöhte Bearbeitungsgenauigkeit und Arbeitseinsparung zu sorgen, ist es wünschenswert, daß nicht nur Arbeitsgänge mit Schneidewerkzeugen sondern auch Schleif- und Polierarbeitsgänge in ein Programm einbezogen werden können, so daß solche zusätzlichen Arbeitsgänge in Verbindung mit den oben genannten Schneidearbeitsgängen durchgeführt werden können.

Dementsprechend ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, innerhalb einer Bearbeitungszentrale eine Schleifund Poliervorrichtung anzugeben, die es gestattet, einen Luftdruckschleifer auf die gleiche Art und Weise

wie gewöhnlich Schneidewerkzeuge zu montieren;', um Schleif- und Polierarbeitsgänge zu ermöglichen, die unabhängig von den Anordnungen und den Bereichen der zu bearbeiteiiden Werkstücke durchgeführt werden sollen, und die dazu geeignet ist, die Schleif- und Polierwerkzeuge auf die gleiche lArt und 'Weise wie andere Werkzeuge automatisch auswechseln.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schleif- und Poliervorrichtung anzubieten, bei der wahlweise festgelegt werden kann, ob die Bearbeitung allein durch die Rotation eines Luftdruckschleifers oder durch die Resultierende der Rotationen eines Luftdruckschleifers und einer das Werkzeug tragenden Spindel ausgeführt werden soll, um es zu ermöglichen, eine gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit des Schleifrads zu erzielen, die den Anforderungen zum Schleifen oder zum Polieren mit dem Schleifwerkzeug genügt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist. es, eine Schleif- und Poliervorrichtung anzubieten, die so angepaßt ist, daß sie die Lastbedingungen des Luftdruckschleifers während des Betriebs erfaßt, um die Zuführgeschwindigkeit der das Werkzeug tragenden Welle der BearbeitungsZentraleinheit entsprechend der erfaßten Lastbedingung zu regeln, wobei sichergestellt wird, daß die Schleif- und Polierarbeitsgänge zu jedem Zeitpunkt unter geeigneten Lastbedingungen durchgeführt werden.

Eine Schleif- und Poliervorrichtung, die den angesprochenen Zielen entgegenkommt, umfaßt:

(a) einen Hauptteil der Bearbeitungsmaschine,

(b) eine das Werkzeug tragende Welle, die ,mit dem genannten Hauptteil der- Bearbeitungsmaschine verbunden ist und die eine Werkzeugmontagebohrung in der Mitte und einen mit der genannten Werkzeugmontagebohrung in Verbindung stehenden Durchlaß aufweist, um Druckluft zum Antrieb eines' Luftdruckschleifers zuzuführen; wobei der genannte Luftdruckschleifer hierbei eine Grundfläche aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie in die genannte Werkzeugmontagebohrung paßt und hierbei mit letzterer verbunden ist, und wobei sich der Luftdruckschleifer durch ein Fluid antreiben läßt, das vom genannten Druckluft Zuführungsdurchlaß her zugeführt wird, und

(c) eine Regeleinrichtung für die Luftzuführung zur Ingangsetzung der Zufuhr des Fluids an den genannten Druckluftzuführungsdurchlaß nach dem Einsetzen der Grundfläche des genannten Druckluftschleifers in die genannte Werkzeugbefestigungsbohrung und zum Abbruch der genannten Fluidzufuhr unmittelbar vor Abnahme des Luftdruckschleifers von der genannten Werkzeugmontagebohrung.

Entsprechend dieser Vorrichtung kann daher ein Luftdruckschleifer als ein Austauschwerkzeug in Ergänzung zu herkömmlichen Sehneidewerlkzeugen eingesetzt werden, was den Umfang der Bearbeitung erweitert, und es kann einfach eine genaue Bearbeitung erfolgen, vfeil Schleifen und Polieren ohne die Notwendigkeit durchgeführt werden kann, ein Werkstück an dem

Tisch zu montieren und zu demontieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schleif- und Poliervorrichtung eine Antriebsregelung^ einrichtung auf| die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie wahlweise festlegt, ob die Bearbeitung nur durch die Rotation des Luftdrilckschleifers bei angehaltener Rotation der Werkzeugaufnahmewelle oder durch die Resultierende der Rotation des Luftdrucksciileifers und der genannten Werkzeugaufnahmewelle erfolgen soll, uhd die weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß sie die eine sojLche Auswahl betreffenden Anweisungen an den obengenannten HJauptteil der Bearbeitungsmaschine weitergibt.

Als Folge daraus wird es möglich, eine gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit! des Schleifrads zu erhalten, die die Bedingungen für das Sch|Leifen und das Polieren mit dem Schleifwerkzeug erfüllt, und da

ier genauere Bedingungen für das Schleifen und

das Polieren festzusetzen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die genarbte Vorrichtung darüberhinaus eine Zuführungsgeschwindigkeiiregeleinrichtung auf, die umfaßt:

(a) Erfassusgseinrichtungen zur Erfassung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle des Luftdruckschleifers während des Betriebs, J

(b) Speicheteinrichtungen zum Abspeichern einer Referenzumdrehungsgescliwindigkeit,

(c) Vergleichseinrichtungen zum Vergleich der von den ge-

; 3321 §52

nannten Erfassungseinrichtungen detektierten Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle mit der Referenzuifdrehungsgeschwindigkeit und zur Abgabe eines Signals auf der!Grundlage der Vergleichsoperation und

(d) Regeleinrichtungen zur Regelung der Zuführungsgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmewelle des Hauptteils der Bearbeitungsmaschine auf der Grundlage des von άψη Vergleichseinrichtungen abgegebenen Signals.

Als Folge daraus wird es möglich, zu jedem Zeitpunkt das Schleifen unter geeigneten Lastbedingungen durchzuführen, indem die Zuführungsgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmewelle des Hauptteils der Bearbeitungsmaschine in Übereinstimmung mit der Lastbedingung des Luftdruckschleifers geregelt wird.

Andere besondere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erfolgt.

Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt eine Ausführungsform einer Luftdruckschleifeinheit wie sie in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Bearbeitungsmaschine Anwendung findet;

Figur 2 ist die perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung; Figur 3 ist eine Darstellung, die die Vorrichtung gemäß der ■ Erfindung in Betrieb darstellt;

25j Figur 4 zeigt in einer graphischen Darstellung die Bezie- ; hung zwischen dem Drehmoment und der Umdrehungs

geschwindigkeit des Luftdruckschleifers;

Figur 5 zeigt anhand eines vergrößerten Schnittbildes einen Teilbereich, der Erfassungseinrichtungen in der genannten Luftdruckschleifereinheit beinhaltet; Figur 6 zeigt einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in

Figur 5; und

Figur 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Zuführungsgeschwindigkeit segeleinrichtung.

Im Folgenden werden Ausfuhrungsformen 'der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Figur 1 zeigt ein konkretes Beispiel eines Luftdruckschleifers 1 zur Montage auf der Welle der Zentraleinheit einer Be-

τ .Ο .-.

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arbeitungsmaschine. Ziffer 2 bezeichnet einen Hauptteil, der einen Motorabschnitt 3 in der vorderen Hälfte aufweist; die Außenfläche 2a der hinteren Hälfte verjüngt sich in Übereinstimmung mit der Kegelbohrung der Werkzeugaufnahmewelle der Zentraleinheit der Bearbeitungsmaschine, so daß eine Montage auf dieser erfolgen kann. Ziffer 4 bezeichnet ein Verbindungsrohr zur Luftzuführung, dessen vorderes Ende in ein Gewindeloch 5 eingeschraubt ist, das zentral im Hauptteil 2 ausgeführt ist, und dessen hinteres Ende 4a so angepaßt ist, daß es luftdicht mit.der Oberfläche der Innenwand des Preßluftzuführungsdurchlasses in der Werkzeugaufnahmewelle der Zentraleinheit der Bearbeitungsmaschine abschließt.

Ziffer 6 bezeichnet ein Luftzuführungsventil, das einen Ventilsitz 6a, der in das Gewindeloch 5 eingeschraubt ist, und ein Ventil 6b^: umfaßt, das einen an der Motorantriebswelle 3a befestigten Fliehkraftregler 7 aufweist; das genannte Luftzuführungsventil ist dazu ausgelegt, den Grad der Öffnung des Luftzuführungsteilstückes zu reduzieren oder dieses zu schließen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert überschreitet. Weiterhin bezeichnet 3b den Rotor des Motors; 3c bezeichnet Lamellen; 3d bezeichnet einen Luftzylinder; 8 bezeichnet einen Luftzuführungsdurchlaß; 9 bezeichnet einen Auslaß; und 3e bezeichnet die Ausgangswelle des Motors. Ziffer bezeichnet ein We11enlagergehäuse, das an "das vordere Ende des Hauptteils 1 angepaßt ist,und das über die in ihm eingebauten Lager 11 drehbar eine Welle 12 koaxial mit der Motorausgangswelle 3e lagert. Das Gehäuse 10 ist innen mit einem verbindenden Hohlraum 13 und mit einem Freiraum versehen, der mit dem Abluftdurchlaß 9 des Motors 3 im Hauptteil 2 in Verbindung steht, so daß die Abluft nach Antrieb des Motors durch einen porösen Abdeckring 14 von geeigneter Dicke, der auf dem genannten' Gehäuse angebracht ist, nach außen abgeleitet werden kann. Die Spindel 12 ist an ihrem hinteren Ende über eine Kupplung 15 mit der Ausgangswelle 3e verbunden und weist ein becherförmiges Schleifrad auf (die Erfindung ist nicht darauf beschränkt), das dadurch auf ihr gehalten wird, daß es zwischen eine Stützplatte 16 und eine Halteplatte 16a eingespannt ist. Auf der Grundfläche des Hauptteils 2 ist ein Werkzeugauswechselbeschlag

fest angebracht, in den eine V-förmige ringförmige Nut 18a eingeschnitten ist.

Wenn der Luftdruckschleifer 1 mit einem solchen Aufbau verwendet werden soll, z.B. in einer horizontalen Bearbeitungsmaschine 30, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, wird er, wenn er nicht in Betrieb ist, in einer Werkzeugkammer 34 in einer vorbestimmten Stellung auf die gleiche Art wie die anderen Werkzeuge gelagert. Eine Werkzeugbefestigungswelle 32, die horizontal aus einem Hauptteil 31 herausragt, um über einem Werkstückabstütztisch 33 zu liegen, hat in ihrem Zentrum einen Kanal zur Zuführung von Preßluft 37, an den eine Druckluftröhre, die z.B. von der Luftleitung der Fabrik ausgeht, innerhalb des Hauptteils 31 über eine Drehverbindung angeschlossen ist. Die Regeleinrichtung für die Luftzuführung ist in der genannten Röhre angeordnet. Zum Beispiel ist ein Magnetventil in die Röhre eingebaut und so eingerichtet, daß es nur dann öffnet, wenn der Luftdruckschleifer verwendet wird. Insbesondere ist der Regelungsschaltkreis eines elektrischen Regelmechanismus so ausgelegt, daß der Beschlaghalter 36 eines Werkzeug-Wechslers 35 die Entnahmestellung des Luftdruckschleifers in der Werkzeugkammer 34 erreicht, diesen mit Hilfe eines Beschlags 36a ergreift und in einer vorher bestimmten Reihenfolge zu der Werkzeugaufnahmespindel 32 bewegt wird, um den Luftdruckschleifer am vorderen Ende der genannten Werkzeugaufnahmespindel 32 zu befestigen, woraufhin das Magnetventil gfeöffnet wird. Als Folge davon, daß der Luftdruckschleifer 1 mp.t dem obengenannten

I Aufbau auf die Werkzeugaufnahmespindel 32 montiert ist, wird der Motor 3 des Luftdruckschleifers 1 inganggesetzt, um das Schleifrad 20 in Drehung zu versetzen.

Wenn ein Werkstück bearbeitet werden soll, das einen Teilbereich aufweist, der als eine Gleitfläche dienen soll, wird bei der oben beschriebenen Vorrichtung die Bearbeitung entsprechend eines vorgegebenen Programms, das unter Berücksichtigung der gewünschten Form, der zu bearbeitetenden Stellen und der Bearbeitungsrexhenfolge aufbereitet wurde, .schrittweise ausgeführt; hierbei wird der Teilbereich, der als eine Gleitfläche dient, zuerst über einen vorbestimmten Bereich mit einem Fräser bearbeitet. Daraufhin wird mit bekannten Mitteln

ein Werkzeugwechsel zwischen dem Fräser und dem Druckluftschleifer 1 durchgeführt, um den Luftdruckschleifer 1 in den Halterbereich 38 der Werkzeugaufnahmespindel 32 einzusetzen. Währenddessen wird in wirkungsmäßiger Abstimmung mit dem Austausch des Luftdruckschleifers 1, nach Beendigung der Montage die Regeleinrichtung für die Luftzuführung inganggesetzt, d.h., das Ventil in der Druckluftröhre wird geöffnet, wodurch von der Luftzuführungsanschlußröhre 4 her Druckluft auf den Motor 3 im Hauptteil 2 gegeben wird, um dadurch den Motor in Drehung zu versetzen, so daß über die Welle 12 des Schleifers, die direkt mit dem Motor verbunden ist, das Schleifrad 20 in eine Drehung mit hoher Geschwindigkeit versetzt wird. Daraufhin wird das Schleifrad 20 um einem vorbestimmten Schleifbetrag gegen die Oberfläche des Werkstückes geschoben. Da in diesem Falle das Schleifrad 20 durch den Luftmotor in Drehung versetzt wird, wird eine größere Last naturgemäß die Umdrehungsgeschwindigkeit des Schleifrades| im Vergleich zur Umdrehungsgeschwindigkeit im nichtbelasteten !Zustand verringern, wodurch die vorbestimmte Umdrehungsgeschwlindigkeit durch Einstellung des Schleifbetrags für jeden Arbeitsgang entsprechend des Zustands der Oberfläche, die bearbeitet wierden soll, und entsprechend anderer Bedingungen (Material, Härte! der Oberfläche, etc.) aufrechterhalten werden muß. In einigen fällen wird die Umdrehungsgeschwindigkeit jedoch auf folgendje Art und Weise aufrechterhalten: um die Umdrehungsgeschwinjfligkeit zu erhöhen, wird nicht nur der Schleifer 1, sondern auch die Werkzeugaufnahmespindel 32, auf die der Schleifer 1 monttiert ist, in Drehung versetzt, so daß das Schleifrad 20 mjjt der Resultierenden der Umdrehungsgeschwindigkeiten der Welrkzeugaufnahmespindel 32 und des Luftdruck-

JO Schleifers 1 zur Rotation gebracht wird. Daher wird ein Schleifbetrieb mit hoher Geschwindigkeit möglich, da das Schleifrad 20 mit beliebig hoher Drehzahl gedreht werden kann. In diesem Fall ist es, durch geeignete Auswahl der Korngröße der Schleifscheibe 20, selbstverständlich möglich, ein wirkungsvolleres Polieren durchzuführen. Falls die obengenannte Vorrichtung mit einer Antriebsregeleinrichtung versehen ist, um wahlweise festzulegen, ob der Schleifbetrieb nur durch die Rotation des Luftdruckschleifers 1 mit angehaltener Werkzeug-

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aufnahmespindel 32 oder durch die Resultierende der Rotationen des Luftdruckschleifers 1 und der Werkzeugaufnahmespindel 32 durchgeführt werden soll, wie oben beschrieben, ist dies zusätzlich vorteilhaft, weil die Schleifbedingungen innerhalb eines weiteren Bereiches ausgewählt werden können.

Wenn das Schleifen (oder Polieren) auf diese Art durchgeführt ist, wird der Luftdruckschleifer 1 durch die Inbetriebnahme des Werkzeugwechslers 35 vom Halterbereich der Spindel 32 abgenommen und gegen ein Werkzeug für die nächste Betriebsweise

TO ausgetauscht. In diesem Fall arbeitet die Kontrolleinrichtung für die Luftzuführung folgendermaßen: sobald auf der Grundlage des Programms die Beendigung des Betriebs durch den Luftdruckschleifer 1 festgestellt ist, schließt die genannte Einrichtung das Magnetventil in der Druckluftzuführungsröhre, die zur Spindel 32 führt, damit die Zufuhr von Druckluft zur Spindel 32 abgebrochen wird, um hierdurch eine überlagerung mit der nächsten Werkzeugwechseloperation zu vermeiden.

Im folgenden wird die Regeleinrichtung für die Zuführgeschwindigkeit unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 7 beschrieben. Diese Zuführregeleinheit ist so ausgelegt, daß sie die Lastbedingungen des Luftdruckschleifers während des Betriebs ermittelt und die Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmespindel vom Hauptteil der Bearbeitungsmaschine regelt, um sicherzustellen, daß das Schleifen und Polieren zu jedem Zeitpunkt unter geeigneten Bedingungen durchgeführt wird.

Die Lastbedingungen des Luftdruckschleifers, d.h., das zum Schleifen benötigte Drehmoment und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle sind korreliert, so daß, wie in Figur 4 gezeigt, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle abnimmt, wenn die Belastung ansteigt. In dieser Vorrichtung wird deshalb die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle erfaßt, um die Lastbedingung des Luftdruckschleifens zu erfassen.

Ein Beispiel für eine Erfassungseinrichtung ist in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Diese Erfassungseinrichtung umfaßt einen zahnradförmig ausgebildeten Sensor (Zahnradimpulsgeber) 40 und einen elektromagnetischen Sensor 41 vom Typ eines Leistungserzeugers. Dieser zahnradförmiy ausgebildete Sensor 40 ist auf eine Kupplung 15 aufgesetzt, die zwischen der Ausgangswelle

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3e des Luftmotors und der Spindel 12 eine Verbindung herstellt, und er ist auf ihr durch einen Bolzen 42 befestigt, um mit der Spindel 12 des Luftmotors 1 in Drehung versetzt zu werden. Der elektromagnetische Sensor 41 vom Typ eines Leistungserzeugers ist dadurch ausgebildet, daß eine Spule auf einen Permanentmagnet aufgewickelt wird. Sein vorderes Ende erstreckt sich durch und in das Wellenunterstützungsgehäuse 10, so daß er eine Position in unmittelbarer Nachbarschaft zum äußeren Umfang des genannten Zahnradimpulsgebers 40 einnimmt. Vom hinteren Ende des Sensors 41 Vom Typ eines Leistungserzeugers, das außerhalb des Wellenunterstützungsgehäuses 10 liegt, gehen weiterhin Zuleitungsdrähte 43 und 44 aus, die Signale vom genannten Sensor 41 an den Hauptteil der Bearbeitungsmaschine 30 weiterleiten. In der obengenannten Erfassungseinrichtung wird der zahnradförmig ausgebildete Sensor 4O mit der Rotation der Welle 12 des Luftdruckschleifers 1 in Drehung versetzt, wobei sich die Spitzen der Zähne wiederholt auf den elektromagnetischen Sensor vom Typ eines Leistungserzeugers 41 zu und von diesem wegbewegen, mit dem Ergebnis, daß der genannte elektromagnetische Sensor 41 vom Typ eines Leistungserzeugers eine Spannung erzeugt, die eine von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 12 abhängige Frequenz aufweist. Das ermöglicht die Erfassung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 12. Was die Erfassungseinrichtung zur Ermittlung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 12 anlangt, kann, neben der einen obenbeschriebenen Ausführung, der zahnradförmig ausgebildete Sensor 40 ein Permanentmagnet sein, wobei als elektromagnetischer Sensor vom Typ eines Leistungserzeugers 41 eine Spule verwendet wird, in die ein Kern eingebracht ist, oder es können andere bekannte Erfassungshilfsmittel, wie z.B. ein Stroboskop, Anwendung finden.

Das Erfassungssignal wird über die genannten Zuleitungsdrähte 43 und 44 und über eine nicht dargestellte Übertragerkopplung auf den Regelkreis im Hauptteil der Bearbeitungsmaschine übertragen. Mit der Übertragerkopplungseinrichtung ist an ein Paar von Spulen mit jeweils einem Kern gedacht, die in Gegenbeziehung zueinander angebracht sind, einmal am Luftdruckschleifer und dann an der Bearbeitungszentraleinheit,

so daß die Signale durch elektromagnetische Induktion von einer auf die andere übertragen werden.

Das obengenannte Erfassungssignal (pulsierende Spannung) wird, wie in Figur 7 gezeigt, über einen verstärkenden Schaltkreis 4 5 und über einen Schaltkreis zur Herstellung der Wellenform 46 auf einen Zähler 47 gegeben. Im genannten Zähler 47 wird das Erfassungssignal durch eine 0,1-sec Tastung überprüft und die Anzahl der Impulse, d.h., die Umdrehungsgeschwindigkeit (oder ein charakteristischer Wert, der dazu proportional ist), gezählt. Zusätzlich wird das Zählergebnis durch einen Auffangschaltkreis 48 und einen Ansteuerschaltkreis 47 gegeben und in die Anzahl der Umdrehungen pro Sekunde umgesetzt, die von einer Anzeigeeinheit 50 dargestellt wird.

Andererseits ist die Speichereinrichtung zur Abspeicherung der Referenzumdrehungsgeschwindigkeit, z.B., aus ersten bis dritten digitalen Schaltern 51, 52 und 53 aufgebaut. Es können Fälle auftreten, in denen entsprechend den Benutzungsbedingungen des Anwenders nur ein solcher digitaler Schalter zur Verfügung gestellt wird oder in denen eine Vielzahl von digitalen Schaltern, wie gezeigt, zur Verfügung gestellt werden. Umdrehungsgeschwindigkeiten (oder charakteristische dazu proportionale Werte), die als Referenz dienen, werden in diese digitalen Schalter 51, 52 und 53 eingegeben. Bei der Eingabe wird, z.B., im ersten digitalen Schalter 51 eine relativ hohe Referenzumdrehungsgeschwindigkeit (z.B. 5000 Upm), im zweiten digitalen Schalter 52 eine Referenzumdrehungsgeschwindigkeit im mittleren Bereich (z.B. 4000 Upm) und im dritten digitalen Schalter 53 eine relativ niedrige Referenzumdrehungsgeschwindigkeit (z.B. 3000 Upm) gesetzt.

Die erfaßte Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 12 wird in den ersten bis dritten Vergleichseinrichtungen 54, 55 und 56 mit den Referenzumdrehungsgeschwindigkeiten verglichen. Die Vergleichseinrichtungen 54, 55 und 56 erzeugen keinerlei Ausgangssignal,, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle größer als oder gleich groß wie die entsprechenden Referenzumdrehungsgeschwindigkeiten ist, sondern sie erzeugen nur dann Ausgangssignale, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle kleiner als die Referenzumdrehungsgeschwindigkeiten ist.

Die Regeleinrichtung der Bearbeitungszentraleinheit dient dazu, die Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmespindel 32 entsprechend der genannten Signale um einen vorgegebenen Prozentsatz zu erniedrigen.
Wenn z.B. aus dem einen oder anderen Grund die Belastung auf den Luftmotor 1 ansteigt, mit der Folge, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle 12 des Luftmotors 1 verringert wird, bis sie niedriger als die relativ hohe Referenzumdrehungsgeschwindigkeit (50OO Upm) ist, veranlaßt das Signal von der ersten Vergleichseinrichtung 54 die BearbeitungsZentraleinheit, die Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmespindel 32 um einige Prozentpunkte zu erniedrigen. Als Folge daraus wird das Schleifen oder Polieren mit der erniedrigten Zuführgeschwindigkeit fortgesetzt, wenn die Last abnimmt und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle 12 daher ansteigt oder wenn ihre Lastbedingung (d.h., die Umdrehungsgeschwindigkeit) erhalten bleibt; wenn jedoch im Gegensatz dazu keine Abnahme in der Last verursacht wird und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 12 weiter abnimmt, bis sie unter der Referenzumdrehungsgeschwindigkeit (4000 Upm) für die zweite Vergleichseinrichtung 55 ist, veranlaßt das Signal von letzterer die BearbeitungsZentraleinheit, die Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmespindel 32 um einige zusätzliche Prozentpunkte zu erniedrigen. Falls, trotz dieses ganzen Verfahrens, die Uberlastbedingung weiterhin anhält, wird daraufhin in gleicher Weise die dritte Vergleichseinrichtung 55 inganggesetzt, um die Zuführgeschwindigkeit weiter zu verringern oder um den Schleif- und Polierbetrieb anzuhalten.

Durch die Erfassung der Lastbedingungen des Luftdruckschleifers während des Betriebs und durch die Regelung der Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmespindel der Bearbeitungsmaschine entsprechend der erfaßten Lastbedingung ist es deswegen möglich, das Schleifen und Polieren zu jedem Zeitpunkt unter geeigneten Bedingungen durchzuführen.

In der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, einen Luftdruckschleifer in den Werkzeugwechsel in der Bearbeitungsmaschine einzubeziehen und ihn auf die gleiche Weise wie die anderen Werkzeuge auf den Haltebereich der Welle zu montieren.

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um einen Schleif- oder Polierbetrieb durchzuführen. Das heißt, nur dadurch, daß der Luftdruckschleifer auf die gleiche Art wie die anderen Werkzeuge auf den Halterbereich montiert wird oder von ihm abmontiert wird, wird die Luftzuführregeleinrichtung inganggesetzt und unter ihrer Anweisung ein öffnen und Schließen des Druckluftzuführungsdurchlasses -bewirkt, wodurch automatisch eine Kopplung oder eine Entkopplung zwischen dem Schleifer 1 und der Antriebsquelle bewirkt wird. Deshalb ist es möglich, in einer einfachen Anordnung ohne Hinzufügung irgendeines speziellen Mechanismus an den Hauptteil der Bearbeitungsmaschine 30 einen Schleifer in die Bearbeitungsmaschine einzubeziehen und einen automatischen Werkzeugwechsel zu bewirken. Als Folge daraus kann der Schleifbetrieb, der früher in einem separaten Schritt durchgeführt werden mußte, im gleichen Schritt wie das Schneiden ausgeführt werden und aus diesem Grund kann die Verarbeitung mit der Bearbeitungsmaschine rationeller gestaltet werden. In diesem Fall ist es von Vorteil, daß, selbst wenn die Last an der Schleifscheibe 20 übermäßig wird, nur die Umdrehungsgeschwindigkeit des Luftmotors abnimmt, ohne irgendeine Störung auf den Antrieb des Motors zu verursachen, was einen Sicherheitsgesichtspunkt darstellt.

Wenn die Antriebsregeleinrichtung zur Verfügung gestellt wird, kann die Bearbeitung darüberhinaus mit wahlweiser Festlegung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe 20 durchgeführt werden. Das heißt, die Tatsache, daß die Werkzeugaufnahmespindel 32 zur Montage des Luftdruckschleifers dazu veranlaßt werden kann, ihre Umdrehungsgeschwindigkeit im Bereich der Umdrehungsgeschwindigkeit der bisher im Hauptteil der Bearbeitunsmaschine 30 verwendeten Schneidewerkzeuge zu verändern, kann dazu benutzt werden, zur normalen Umdrehungsgeschwindigkeit des Luftdruckschleifers die Umdrehungsgeschwindigkeit der Werkzeugaufnahmespindel 32 hinzuzufügen, wobei die Upm wahlweise verändert werden; das ermöglicht es, die Schleifbedingungen wunschgemäß zu wähleji.. Demgemäß kann die bearbeitete Oberfläche bis zu beliebiger Beschaffenheit fertiggestellt werden.

Wenn die Zuführungsregeleinheit angeboten wird, können darüberhinaus , da die Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugaufnah-

mespindel des Hauptteils der Bearbeitungsmaschine gemäß der Lastbedingung des Luftdruckschleifers während des Betriebs geregelt werden kann, Schleif- und Polierbetriebsweisen zu jeglichem Zeitpunkt unter der geeigneten Lastbedingung durchgeführt werden.

Zusätzlich kann die Erfindung, entsprechend dem Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung, auf verschiedene Typen von Bearbeitungsmaschinen angewandt werden, indem die äußere Form des hinteren Endes des Hauptteils des Luftdruckschleifers entsprechend der erforderlichen Verjüngung und entsprechend der Form des Greiferteils des Werkzeugwechslers ausgeführt wird.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre'bevorzugten . Ausführungsformen beschrieben, sie ist jedoch nicht auf die genannten Ausfuhrungsformen beschränkt; es liegt auf der Hand, daß Fachleute die Erfindung in vielfältigen Formen im erfindungsgemäßen Rahmen verwirklichen können.

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Leerseite

Claims

STREHL SCIiOBEt-HOPF "SCHULZ | 3 % 1 8 5

WIDKNMAYKRSTKASSE 17. D-HüüO MÜNCHEN 22

Fuji Kuuki Kabushiki Kaisha

DEA-26 139 16. Juni 1983

Schleif- und Poliervorrichtung
PATENTAN SP RÜ CHE

Schleif- und Poliervorrichtung mit einem Hauptteil einer Bearbeitungsmaschine (31), einer Werkzeugbefestigungswelle (32),

dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeugbefestigungswelle (32) mit dem Hauptteil der Bearbeitungsmaschine (31) verbunden ist und eine Werkzeugmontagebohrung in der Mitte und einen Durchlaß zur Zuführung von Druckluft (37) zum Antrieb eines Luftdruckschleifers (1) aufweist, der mit der genannten Werkzeugmontagebohrung in Verbindung steht, daß der Luftdruckschleifer (1) einen Grundflächenbereich aufweist, so ausgebildet, daß er in die genannte Werkzeugmontagebohrung paßt und in dieser befestigbar und so ausgebildet ist, daß er durch von dem Durchlaß zur Druckluftzuführung

(37) zugeführtes Fluid angetrieben wird, und daß eine Luftzuführregeleinrichtung zur Ingangsetzung der

Zufuhr von Fluid an den genannten Druckluftzuführungsdurchlaß (37) nach dem Einpassen des Grundflächenbereichs des Luftdruckschleifers (1) in die Werkzeugbefestigungsbohrung zum Abbruch der genannten Fluidzufuhr unmittelbar vor der Abnahme des Luftdruckschleifers (1) von der genannten Werkzeugmontagebohrung , vorgesehen ist.
2. Schleif- und Poliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Antriebsregeleinrichtung umfaßt, die so angepaßt ist, daß sie wahlweise festlegt, ob die ,'Bearbeitung allein durch die Rotation des Luftdruckschleifers (1), wobei die Rotation der genannten Werkzeugbefestigungswelle (32) angehalten ist, oder ob sie mit der Resultierenden der Rotationen des genannten Luftdruckschleifers (1) und der genannten Werkzeugbefestigungswelle (32) durchgeführt werden soll, und daß sie Anweisungen, die diese Auswahl betreffen, an den genannten Hauptteil der Bearbeitungsmaschine (31) weitergibt.
3. Schleif- und Poliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß sie eine Zuführgeschwindigkeitsregeleihrichtung beinhaltet, die umfaßt:

(a) eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der ümdrehungsgeschwindigkeit der Welle des Luftdruckschleifers (12) während des Betriebs,

(b) eine ^Speichereinrichtung zum Abspeichern einer Referenzumdrehungsgeschwindigkeit ,

(c) eine ,Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Umdrehungs-

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geschwindigkeit der Welle (12), die durch (|ie genannte Er-

fassungseinrichtung detektiert wird, mit d|r Referenzumdrehungsgeschwindigkeit und zur Abgabe eines Signals auf der Grundlage des Vergleichs und

(d) eine Regeleinrichtung zur Regelung der Zuführgeschwindigkeit der Werkzeugbefestigungswelle (32) des Hauptteils der Bearbeitungsmaschine (31) auf der Grundlage des Signals von der genannten Vergleichseinrichtung.

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