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Projektions-Formen-Schleifmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Projektions-Forinen-Schleif maschine mit
einem Maschinengestell, einem Werkstücktisch, einer verstellbaren Schleifeinheit
und mit einem Projektionsschirm, auf dem die in einer Aufspannebene des Werkstücktisches
liegende Werkstückkontur mittels einer Beleuchtungseinrichtung und eines telezentrischen
Projektionsobjektivs äbbildbar ist.
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Bei Projektions-Formen-Schleifmaschinen erfolgt die Schleifbearbeiturzg
der Werkstückkontur nach einer auf dem Projektionsschirm angebrachten Vorlage. Dazu
ist es erforderlich, die Werkstückkontur unter genauer Einhaltung eines vorgegebenen
Vergrößerungsmaßstabs und mit hoher Abbildungsschärfe auf dem Projektionsschirm
abzubilden.
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Zu diesem Zweck muß die Einstellung so vorgenommen werden, daß die
in der Aufspannebene des Werkstücktischer liegende Werkstückkontur in die Hiidebene
des Projektionsobjektive gehracht wird. Um eine Scharfeinstellung zu ermoglichen,
ist der @@@@@@@@@@@@ beider @@@@@@@@@@@@ herkommltenen
Proj ektions-Formen-Schleifmaschinen
höhenverstellbar, d.h. in Richtung der optischen Achse des Projektionsobjektivs
verstellbar. Der hierzu erforderliche konstruktive Aufwand ist verhältnismäßig hoch.
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Wegen der sehr engen Bearbeitungstoleranzen, die auf Projektions#Formen-Schleifmaschinen
gefordert und erzielt werden, sind die Genauigkeitsanforderungen an die der Höhenverstellung
des Werkstücktisches dienenden Führungen sehr hoch, die beispielsweise als Flach-oder
Zylinderführungen ausgeführt sind. Diese Führungen müssen mit sehr hoher Genauigkeit
parallel zur optischen Achse verlaufen und dürfen selbst nur mit sehr engen Toleranzen
ausgeführt sein, um ein Kippen des Werkstücktisches aus der optischen Achse und
somit eine Verlagerung des Werkstücks gegenüber der optischen Achse weitestgehend
zu vermeiden. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist ein mit höchster Präzision durchzuführender
Arbeitsaufwand erforderlich. Dies wird insbesondere verständlich, wenn man berücksichtigt,
daß durch die optische Vergrößerung bereits eine seitliche Verlagerung des Werkstücks
in der Größenordnung von wenigen Tausendstel Millimeter auf dem Projektionsschirm
sichtbar wird. Die notwendige Höhenverstellung des Werkzeugtisches stellt somit
eine Fehlerquelle dar, die die geforderte sehr hohe Bearbeitungsgenauigkeit nachteilig
beeinflusst.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Projektions-Formen-Schleifmaschine
der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß der für die Höhenverstellung
des Werlczeugtisches erforderliche Aufwand vermieden und die durch diese Höhenverstellung
bedingten Fehler ausgeschlossen werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkstücktisch
gestellfest angeordnet ist, daß das Projektic'nsobjektiv geteilt ausführt ist und
aus einem in seiner optischen Achse zur Scharfeinstellung der Werkstückkontur verstellbaren
Okularglied und mindestens einem axial feststehenden Teilobjektiv besteht, daß das
Okularglied die in seiner Bildebene liegende Werkstückkontur im Unenclichen abbildet
und daß das Teilobjektiv diese Abbildung auf den Projektionsschirm projiziert.
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Mit der Verstellung des Okulargliedes des telezentrischen Projektionsobjektivs
wird unter genauer Beibehaltung der vorgegebenen Vergrößerung die Scharfeinstellung
des Werkstücks vorgenommen, ohne daß das Werkstück hierzu in Richtung der optischen
Achse verschoben werden müsse, Diese Maßnahme schließt nicht aus, daß der Werkstücktisch
am Maschinengestell höhenverstellbar aufgenommen ist; jedoch erfolgt die Höhenverstellung
nicht zum Zweck der Scharfeinstellung, sondern nur, um das Werkstück einmalig in
den Bereich zu bringen, innerhalb dessen eine Scharfeinstellung mittels des bewegten
Okutargliedes möglich ist.
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Die axiale Verstellung des Okulargliedes führt nicht zu einer Veränderung
der gewählten Vergrößerung, sondern nur zu einer Verlagerung der Bildebene. Diese
wird mit der Aufspannebene des Werkstüclistisches und mit der abzubildenden objektivseitigen
Werkstückkontur zur Deckung gebracht. Dadurch wird eine vollstindige Scharfeinstellung
ohne Veränderung der Vergrößerung erreichr, ohne daß eine Höhenverstellung des Werkstücktisches
notwendig ware. Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind mehrere Teilobjektive
mit uncerschiedl chen Vergrößerun, vorgesehen, die wahlweise einzeln in die
optische
Achse einschaltbar sind, um unterschiedliche vorgegebene Vergrößerungen zu erreichen,
Nachdem eines dieser Teilobjektive in die optische Achse eingeschaltet wurde, bleibt
es gestellfest angeordnet, während die Scharfeinstellung durch Verschiebung des
Okulargliedes in Richtung der optischen Achse erfolgt.
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ZweckmäBigerweise sind die Teilobjektive gemeinsam auf einem quer
zur optischen Achse linear oder rotativ beweglichen Objektivträger angeordnet, sei
es für eine lineare Verstellung auf einer Schiene oder für eine rotative Verstellung
auf einem Revolver.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß ein im Strahlengang einer Auflicht~ quelle liegender halbdurchlässiger Spiegel
in der optischen Achse zwischen dem Okularglied und dem Teilobjektiv angeordnet
ist. Damit ist es möglich, anstelle der Duruilichtprojektion oder gleichzeitig Fit
dieser eine Auflichtprojektion des zu schleifenden Werkstücks durchzuführen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungs beispiel näher
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die Zeichnung zeigt in einer stark vereinfachten Darstellungsise die
wichtigsten Teile einer Projektions-Formen-Schleifmaschine, wobei insbesondere der
Strahlengang beim Projektionsvorgang dargestellt ist.
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Ein als flache Platte dargestelltes Werkstück 1 ist auf einem im (nicht
dargestellten) Maschinengestell feststehend angeordneten Werkstücktisch 2 aufgespannt.
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Die Schleifbearbeitung des lserkstücks 1 erfolgt durch eine Schleifscheibe
3, die von einer Schleifspindel 4 getragen wird, deren Schleifspindellagerung 5
an einem
Hubschlitten 6 angebracht ist. Der Antrieb der Schleifspindel
7 erfolgt über einen Riementrieb 7 von einem Schleifkopfgetriebe 8, das zugleich
für einen Flachformschliff den#Hubschlitten 6 zu Hubbewegungen antreibt, die durch
den Pfeil 9 angedeutet sind.
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Der Hubschlitten 6 ist an einem das Schleifkopfgetriebe 8 aufnehmenden
Support 10 geführt. Der Support 10 kann über Kreuzschlitten 11 und 12 mittels Handrädern
13, 14 in zwei senkrec;~. zueinander stehenden Achsen in der Ebene des Werkstücks
1 verstellt werden, um die Schleifscheibe 3 entlang der vorgegebenen Profilkontur
des Werkstücks 1 zu führen. Hierzu wird die Werkstückkontur mit einer nachfolgend
noch näher beschriebenen Projektionseinrichtung auf einen Projektionsschirm 15 projiziert,
auf dem das zu schleifende Profil vergrößert vorgegeben ist. Die beiden Handräder
13 und 14 befinden sich neben dem Projektionsschirm 15, damit die Bedienungsperson
unmittelbar vom Projektionsschirm 15 aus die Bewegung des Supports 10 steuern kann.
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Die Projektionseinrichtung, deren optische Achse 16 in der Zeichnung
mit gestrichelten Linien dargestellt ist, weist eine Durchlichtquelle 17 auf, deren
Licht durch einen Kondensor 18 als parallel gerichtetes Lichtstrahlenbündel am Werkstück
1 vorbei auf ein Okularglied 19 fällt. Wie mit dem Pfeil 20 angedeutet, ist das
Okularglied 19 in Richtung der optischen Achse 16 verstellbar, um eine Scharfeinstellung
zu ermöglichen. Das Okularglied 19 wird axial so verstellt, daß seine Bildebene
mit der Aufspannebene des Werkstücktisches 2 und somit auch mit der abzubildenden
objektivseitigen Werkstückkontur zusammenfällt. Dann bilde das Okularglied 19 die
Werkstückkontur im Unendlichen ab.
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Ein Teilobjektiv 21, das zusammen mit dem Okularglied 19 eine telezentrische
Projektionsoptik bildet, ist axial unverstellbar im Maschinengestell angeordnet
und projiziert die Abbildung der Werkstückkontur über Umlenkspiegel 22 und 23 auf
den Projektionsschirm 15.
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Das aus dem Okularglied 19 und dem Teilobjektiv 21 bestehende telezentrische
Projektionsobjektiv ist so berechnet, daß sich bei einer axialen Verstellung des
Okulargliedes 19 zuma ecke der Scharfeinstellung keine Änderung der Vergrößerung
ergibt.
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Mit dem Teilobjektiv 21 sind andere Teilobjektive 21a und 21b durch
einen gemeinsamen Objektivträger 24 verbunden, der in Richtung des Pfeiles 25 quer
zur optischen Achse 16 verschiebbar ist, um wahlweise eines der Teilobjektive 21,
21a, 21b in die optische Achse 16 linear auf einer Schiene oder rotativ auf einem
Revolver einzuschalten. Die einzelnen Teilobjektive 21, 21a und 21b bewirken jeweils
eine andere Projektionsvergrößerung.
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Zwischen dem Okularglied 19 und dem Teilobjektiv 21 ist in der optischen
Achse 16 ein halbdurch-lässiger Spiegel 26 schräg angeordnet, der im Strahlengang
27 einer Auflichtquelle 28 liegt, deren Licht durch einen Kondensor 29 als parallel
gerichtetes Lichtstrahlenbündel über einen Umlenkspiegel 30 auf den halbdurchlässigen
Spiegel 26 fällt, wenn eine Auflichtprojektion gewünscht wird. Durchlicht-und Auflicht-Projektion
können gleichzeitig erfolgen.
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Auf dem Projektionsschirm t5 ist das zu erzeugende Profil in entsprechender
Vergrößerung als eine Linie 31 vorgegeben. Die Schleifscheibe 3, deren Bild 32 ebenfalls
auf dem Projektionsschirm 15 erscheint, wird mittels der Handräder 13 und 14 so
geführt, daß das Bild 32 der Werkstiickkontur dem Sollprofil 31 angeglichen wird.