DE3401086C2

DE3401086C2 -

Info

Publication number: DE3401086C2
Application number: DE19843401086
Authority: DE
Inventors: Fumio Maeno; Shigehiro Fuwa; Sosaku Kimura; Toshikazu Tokorozawa Saitama Jp Hatsuse
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1991-08-29
Also published as: GB2135607B; GB2135607A; JPS59129649A; GB8400873D0; DE3401086A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Präzisions-Schleifmaschine zum Anschleifen von Fasen an Werkstücke, insbesondere an Kanten von quaderförmigen Werkstücken, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a precision grinding machine for Grinding chamfers on workpieces, especially on edges of cuboid workpieces, according to the preamble of Claim 1.

Aus der FR-OS 24 95 036 ist eine Präzisions-Schleifmaschine zum Anschleifen von Fasen an Werkstücke bekannt, bei wel cher auf einem Maschinenbett ein längs verschieblicher X-Achsen-Vorschubschlitten mit einer darauf angeordneten Werkstück-Aufspanneinrichtung vorhanden ist. Ferner ist ein Schleifwerkzeugträger mit einem Schleifwerkzeug in Y-Rich tung verschiebbar angeordnet. Sowohl der X-Vorschubschlitten als auch der Schleifwerkzeugträger sind hydrostatisch gela gert. Beide werden über motorbetriebene Vorschubspindeln betätigt. Die mit dem Schleifwerkzeugträger in Eingriff stehende Vorschubspindel ist an zwei Stellen über Flüssig keitsdruck-Radiallager gehalten. Zur axialen Führung ist die Vorschubspindel mit einem Flansch versehen, der eben falls mit Flüssigkeitsdrucklagern in Eingriff steht. Die Vorschubspindel des Y-Vorschubschlittens ist nicht hydro statisch gelagert. Des weiteren ist auch eine Bewegung des Schleifwerkzeugs in Z-Richtung nicht vorgesehen. Für einen Vorschub in Y-Richtung muß der gesamte Schleifwerk zeugträger in Bewegung gesetzt werden. Durch die relativ großen Massen, die für einen Y-Vorschub bewegt werden müssen, und die mangelnde hydrostatische Lagerung der X-Vorschubspindel ist der für eine zuverlässige, maßge naue Bearbeitung erforderliche erschütterungsfreie Betrieb nicht gewährleistet.FR-OS 24 95 036 is a precision grinding machine known for grinding chamfers on workpieces, at wel cher on a machine bed a longitudinally movable X-axis feed slide with one arranged on it Workpiece clamping device is available. Furthermore, a Grinding tool holder with a grinding tool in Y-Rich device slidably arranged. Both the X feed carriage as well as the grinding tool carrier are hydrostatically gela device. Both are powered by motorized feed spindles operated. The engaged with the grinding tool holder the stationary feed spindle is above liquid in two places radial pressure bearing held. For axial guidance provide the feed spindle with a flange that is even if engaged with fluid pressure bearings. The Feed spindle of the Y feed carriage is not hydro statically stored. Furthermore, there is also a movement of the Grinding tool in the Z direction not provided. For one The entire grinder must feed in the Y direction tool carriers are set in motion. By the relative large masses that are moved for a Y feed need, and the lack of hydrostatic bearing of the X feed spindle is the one for a reliable, dimension Precise machining required vibration-free operation not guaranteed.

Aus der US-PS 37 08 923 ist eine Schleifmaschine bekannt, bei der hydrostatische Führungsbahnen für die Bewegung ei nes Schlittens nur für eine Richtung vorgesehen sind.From US-PS 37 08 923 a grinding machine is known at the hydrostatic guideways for the movement egg nes carriage are only provided in one direction.

Aus der DE-OS 21 12 676 ist eine Mutter einer Vorschub schraube bekannt, bei der die Mutter quer zur Spindelachse geteilt ist. Das Spiel der Mutter kann zwar hydraulisch eingestellt werden, aber die Lagerungen der Gewindespindeln sind nicht hydrostatisch ausgeführt. Bei der Verwendung des Vorschubantriebs mit relativ großen Massen ergeben sich die gleichen Nachteile wie bei der erstgenannten FR-OS 24 95 036.From DE-OS 21 12 676 a nut is a feed known screw, in which the nut transverse to the spindle axis is divided. The mother's play can be hydraulic be adjusted, but the bearings of the threaded spindles are not hydrostatic. When using the Feed drives with relatively large masses result same disadvantages as in the first mentioned FR-OS 24 95 036.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Präzisions-Fasenschleifmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher mit außerordentlich großer Genauig keit Fasen angeschliffen werden können.The invention has for its object a Precision bevel grinding machine of the type mentioned at the beginning to indicate with which with extraordinarily great accuracy bevel can be ground.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kenn zeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the in Kenn Drawing part of claim 1 specified features solved.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einerseits die bei der Bearbeitung eines Werkstücks zu bewegenden Massen möglichst klein zu halten und andererseits die Übertragung von Erschütterungen auf das Werkstück zu unterdrücken. Außerdem wird durch eine Überwachung und Ansteuerung des Werkstückvorschubs ein präziser und gleichmäßiger Eingriff zwischen dem Schleifwerkzeug und dem Werkstück sicherge stellt.The invention is based on the idea, on the one hand, that of the machining of a workpiece to be moved to keep it as small as possible and on the other hand the transmission suppress vibrations on the workpiece. In addition, by monitoring and controlling the Workpiece feed a precise and even intervention between the grinding tool and the workpiece poses.

Bei der erfindungsgemäßen Präzisions-Schleifmaschine er folgt die Y-Bewegung über den Y-Support. Auf diese Weise muß lediglich der Support sowie das darauf angeordnete Werkstück bewegt werden. Beide zusammen besitzen eine we sentlich geringere Masse als bei Schleifmaschinen nach dem Stand der Technik. Das Anfahren und Abbremsen des Supports kann daher mit geringeren Beschleunigungs- und Bremskräften erfolgen, so daß im Ergebnis nachteilige Erschütterungen vermieden werden. Durch die zusätzliche Anordnung von Flüssigkeitsdruck-Vorschubspindeln in allen drei Bewegungs richtungen wird diese vorteilhafte Wirkung weiter unter stützt. Die Flüssigkeitsdrucklagerungen können aufgrund der kleineren Kräfte und Massen wirksamer ausgebildet wer den.In the precision grinding machine according to the invention follows the Y movement via the Y support. In this way only the support and what is arranged on it Workpiece to be moved. Both together have a we considerably lower mass than with grinding machines after State of the art. Starting and braking the support can therefore with lower acceleration and braking forces take place, so that the result is adverse vibrations be avoided. The additional arrangement of Fluid pressure feed spindles in all three movements directions, this beneficial effect will be further discussed supports. The fluid pressure bearings can be due to the smaller forces and masses are trained more effectively the.

Durch das Zusammenwirken des Y-Supports mit einer erfin dungsgemäß möglichen Bewegung des Werkzeugs in Z-Richtung ist das hochgenaue Anschleifen von Fasen bei unterschiedli chen Werkstücken unabhängig von der Schleifscheibenbreite möglich. Zur Verstellung der Bezugsposition des Y-Supports dient eine optische Detektionseinrichtung und zur Feststel lung der Position des Y-Supports eine Skala, die im Zusam menwirken mit einer Steuerschaltung einen Regelkreis bil det, mit dem die Bewegungen des Werkstücks bzw. des Supp orts überwacht und angesteuert werden können. Diese An steuerungen und Bewegungen sind jederzeit wiederholbar, so daß für alle bearbeiteten Werkstücke die gleichen Bedingun gen gelten. Außerdem werden durch die Rückkopplung der Sup portbewegung die jeweils optimalen Beschleunigungs- und Ab bremskräfte über Antriebsmotoren eingestellt.Through the interaction of the Y support with an inventor According to the possible movement of the tool in the Z direction is the high-precision grinding of chamfers at differ workpieces regardless of the grinding wheel width possible. For adjusting the reference position of the Y support serves as an optical detection device and for detection position of the Y support on a scale that together operate a control circuit bil det with which the movements of the workpiece or the Supp can be monitored and controlled locally. This to controls and movements can be repeated at any time, see above that the same conditions apply to all machined workpieces apply. In addition, the feedback of the Sup port movement the optimal acceleration and Ab braking forces set via drive motors.

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine eignet sich insbeson dere zur Herstellung von Magnetköpfen mit einem Ferritkern, wie beispielsweise in der Fig. 1 dargestellt ist. Bei der Herstellung eines Magnetkopfes mit einem derartigen Ferrit kern ist ein Maß an Schleifpräzision und -qualität erfor derlich, welches beträchtlich größer ist als bei sonst be kannten Anwendungsfällen. Dies kann auf folgende Faktoren zurückgeführt werden:The grinding machine according to the invention is particularly suitable for the production of magnetic heads with a ferrite core, as shown for example in FIG. 1. In the manufacture of a magnetic head with such a ferrite core, a degree of grinding precision and quality is neces sary, which is considerably larger than in other known applications. This can be attributed to the following factors:

1. The surface to be processed consists of a hard, brittle material, such as ferrite.
2. The track width H defined by the two beveled surfaces 3 adjoining the track surface 2 is very small and must be manufactured with very high precision and very tight tolerances.
3. The processed area must be of high quality.

Da infolge der Sprödigkeit des Material schon geringste Vi brationen des Schleifwerkzeugs oder dergleichen zu einem Splittern der bearbeiteten Fläche führen, ist es erforder lich, eine hohe Rotationsgenauigkeit des Schleifwerkzeugs sicherzustellen und den Vorschub des Werkstücks mit größter Gleichmäßigkeit ohne jede Störung auf den Führungsflächen zu bewirken. Dies gelingt in vorteilhafter Weise mit den Merkmalen gemäß der Erfindung.Since even the slightest Vi Brations of the grinding tool or the like to one Splitting the machined surface, it is required Lich, a high rotational accuracy of the grinding tool ensure and the feed of the workpiece with the greatest Uniformity without any interference on the guide surfaces to effect. This is advantageously achieved with the Features according to the invention.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltun gen der Erfindung.The subclaims characterize advantageous embodiments gene of the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen: The invention is described below, for example, with reference to Drawing described; in this show:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ferrit-Kerns als ein Beispiel eines mit der Präzisions-Schleifmaschine bearbeitbaren Werkstücks; Fig. 1 is a perspective view of a ferrite core as an example of an editable with the precision grinding machine the workpiece;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der gesamten Präzisions-Schleifmaschine; Fig. 2 is a perspective view of the entire precision grinding machine;

Fig. 3 eine Ansicht der Schleifmaschine nach Fig. 2 von links; Fig. 3 is a view of the sander of Figure 2 from the left.

Fig. 4 einen Querschnitt, welcher den wesentlichen Teil der Spindel des Schleifwerkzeuges zeigt; Fig. 4 is a cross section showing the essential part of the spindle of the grinding tool;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des wesent lichen Teiles einer X-Y-Vorschubeinheit; Fig. 5 is a perspective view of the wesent union part of an XY feed unit;

Fig. 6 (A) einen Querschnitt, welcher einen wesent lichen Teil einer hydrostatisch gelagerten Vorschubspindel zeigt; Fig. 6 (A) is a cross section showing an essential part of a hydrostatically mounted feed screw;

Fig. 6 (B) einen Querschnitt, welcher den wesentlichen Teil einer hydrostatisch beaufschlagbaren Mutter zeigt; Fig. 6 (B) is a cross section showing the essential part of a hydrostatically loadable nut;

Fig. 6 (C) einen Querschnitt, welcher den wesentlichen Teil eines hydrostatisch gelagerten Supports zeigt; Fig. 6 (C) is a cross section showing the essential part of a hydrostatically supported support;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Werk stückaufspannvorrichtung; Fig. 7 is a perspective view of a workpiece clamping device;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Magnet kern-Rohlings; Fig. 8 is a perspective view of a magnetic core blank;

Fig. 9 (A)+(B) Darstellungen, welche das Schleifen mit der Präzisions-Schleifmaschine erläutern. Fig. 9 (A) + (B) representations which explain the grinding with the precision grinding machine.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Präzisions-Schleifmaschine. Dieses Ausführungsbeispiel hat ein Maschinenbett 10 mit einer oberen Ebene 12, auf der ein Schleifwerkzeugträger 11 befestigt ist. Das Maschinen bett 10 ist weiter mit Führungsflächen 13a, 13b in X-Richtung versehen, die mit einem in X-Richtung geführten Vorschubschlitten in Eingriff stehen, welcher in X-Richtung von einer hydrostatisch gelagerten Vorschub spindel 16 geführt ist, die auf Steuerbefehle von einer Steuerschaltung 15 hin rotiert. Die Oberseite des in X-Richtung geführten Vorschubschlittens ist mit Führungs flächen in Y-Richtung versehen, die später erläutert werden. Diese Führungsflächen in Y-Richtung wirken mit einem Support 17 zusammen, der bei Rotation einer hydro statisch gelagerten Vorschubspindel in Y-Richtung gleitet. Auf einer Seitenfläche des in Y-Richtung geführten Supports 17 ist eine lineare Skala 19 vorgesehen, die zur Abgabe eines Impulses zu der Steuerschaltung 15 eingerichtet ist, jedesmal wenn sich der in Y-Richtung geführte Support 17 um eine Strecke von 0,1 µm bewegt. Die Steuerschaltung 15 empfängt so eine Anzahl von Impulsen, welche der von dem in Y-Richtung geführten Support 17 zurückgelegten Strecke entspricht. Figs. 2 and 3 show an embodiment of the precision grinder. This exemplary embodiment has a machine bed 10 with an upper level 12 on which a grinding tool carrier 11 is fastened. The machine bed 10 is further provided with guide surfaces 13 a, 13 b in the X direction, which are in engagement with a feed carriage guided in the X direction, which is guided in the X direction by a hydrostatically mounted feed spindle 16 , which is based on control commands rotated by a control circuit 15 . The top of the feed carriage guided in the X direction is provided with guide surfaces in the Y direction, which will be explained later. These guide surfaces in the Y direction cooperate with a support 17 which slides in the Y direction when a hydro statically supported feed spindle rotates. A linear scale 19 is provided on one side surface of the support 17 guided in the Y direction and is designed to emit a pulse to the control circuit 15 each time the support 17 guided in the Y direction moves by a distance of 0.1 μm . The control circuit 15 thus receives a number of pulses, which corresponds to the distance traveled by the support 17 guided in the Y direction.

Auf der Oberseite des in Y-Richtung geführten Supports 17 ist eine Aufspanneinrichtung 21 zum Halten einer Viel zahl von Werkstücken 20 befestigt.On the top of the support 17 guided in the Y direction, a jig 21 for holding a lot of workpieces 20 is attached.

Der Schleifwerkzeugträger 11 ist, wie Fig. 3 zeigt, in einem vorgegebenen Winkel α in bezug auf die obere Fläche der Werkstücke 20 angeordnet (dieser Winkel entspricht dem Winkel der abgeschrägten Oberfläche eines Ferritkerns). Er trägt mittels hydrostatischer Lagerung eine Schleif werkzeug-Spindel 22, an die ein Schleifwerkzeug 23 ange bracht ist. In der Nähe des Schleifwerkzeugs 23 ist eine Mikroskop-Einheit 24 zur Beobachtung der geschliffenen Fläche vorgesehen. Die Bezugsziffer 25 bezeichnet eine Abzieheinrichtung zum Schärfen des Schleifwerkzeuges 23. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet einen Antriebsmotor zum Drehen der Schleifwerkzeug-Spindel 22. Weiter ist eine - nicht gezeigte - Hydraulik-Einheit zur Versorgung der hydrostatisch gelagerten Vorschubspindeln mit hydraulichem Druck vorhanden.The grinding tool support 11 is, as shown in FIG. 3, at a predetermined angle α with respect to the upper surface of the workpieces 20 are arranged (this angle corresponds to the angle of the bevel surface of a ferrite core). He carries a grinding tool spindle 22 by means of hydrostatic bearing, to which a grinding tool 23 is introduced. A microscope unit 24 is provided in the vicinity of the grinding tool 23 for observing the ground surface. Reference numeral 25 denotes a removal device for sharpening the grinding tool 23 . Reference numeral 26 denotes a drive motor for rotating the grinding tool spindle 22 . There is also a hydraulic unit (not shown) for supplying the hydrostatically mounted feed spindles with hydraulic pressure.

Fig. 4 zeigt den Aufbau der Lager der Schleifwerkzeug- Spindel 22. Die Werkzeug-Spindel 22 hat eine Riemenscheibe 27 an einem Ende und eine Welle 28 für die Anbringung des Schleifwerkzeugs 23 am anderen Ende. Sie ist an dem ge neigten Schleifwerkzeugträger 11 mittels eines Paares von hydrostatischen Lagern gehalten, welche aus einem Radiallager 31 und einem Axiallager 30 bestehen. Die Riemenscheibe 27 und der Antriebsmotor 26 sind über einen Riemen 29 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Axiallager 30 als hydrostatisches Mehrfach-Lager ausgebildet, so daß eine thermische Verschiebung in axialer Richtung minimiert werden kann, obwohl das Axiallager so weit wie möglich zur Seite des Schleifwerkzeuges hin ange ordnet ist. Fig. 4 shows the construction of the bearings of the spindle 22 Schleifwerkzeug-. The tool spindle 22 has a pulley 27 at one end and a shaft 28 for attaching the grinding tool 23 at the other end. It is held on the inclined grinding tool carrier 11 by means of a pair of hydrostatic bearings, which consist of a radial bearing 31 and a thrust bearing 30 . The pulley 27 and the drive motor 26 are connected via a belt 29 . In the embodiment shown, the thrust bearing 30 is designed as a hydrostatic multiple bearing, so that thermal displacement in the axial direction can be minimized, although the thrust bearing is arranged as far as possible to the side of the grinding tool.

Durch die Verwendung von hydrostatischen Lagern für das Radiallager 31 und das Axiallager 30 in dieser Weise ist es möglich, eine vibrationsfreie Schleifwerkzeug-Spindel mit hoher Drehgenauigkeit zu verwirklichen.By using hydrostatic bearings for the radial bearing 31 and the axial bearing 30 in this way, it is possible to realize a vibration-free grinding tool spindle with high turning accuracy.

Das Radiallager 31 ist mit einem Paar von Flüssigkeits druck-Taschen 31a, 31b um seinen inneren Umfang versehen, während das Axiallager 30 mit einem Paar von Flüssigkeits druck-Taschen 30a, 30b versehen ist, die so angeordnet sind, daß ein Flansch 22a der Schleifwerkzeug-Spindel 22 umgriffen wird. Die genannten Flüssigkeitsdruck-Taschen 31a, 31b und 30a, 30b sind mit einer - nicht gezeigten - hydraulischen Einheit über Hydraulik-Druckleitungen 32a, 32b verbunden.The radial bearing 31 is provided with a pair of fluid pressure pockets 31 a, 31 b around its inner circumference, while the thrust bearing 30 is provided with a pair of fluid pressure pockets 30 a, 30 b, which are arranged so that a Flange 22 a of the grinding tool spindle 22 is gripped. The fluid pressure pockets 31 a, 31 b and 30 a, 30 b mentioned are connected to a hydraulic unit (not shown) via hydraulic pressure lines 32 a, 32 b.

Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, basiert die Vor schubeinheit des Schleifwerkzeuges in der Z-Richtung in diesem Ausführungsbeispiel auf dem sogenannten Spindel vorschub-System, wobei die Gleitbewegung auf das Schleif werkzeug 23 durch die Drehung einer Leitspindel, die mit einem Bedienungsgriff verbunden ist, übertragen wird. Diese Art der Vorschubeinheit wird zum Vorschub in der Z-Richtung verwendet, da für die Präzisions-Fasenschleifmaschine nach dieser Erfindung die Vorschubeinheit für die Z-Achse lediglich bei Beginn eingestellt zu werden braucht und da nach innerhalb gewisser Grenzen fixiert bleibt. Die Er findung ist jedoch nicht auf eine derartige Anordnung begrenzt, es kann statt dessen auch eine hydrostatisch gelagerte Vorschubspindeleinheit verwendet werden, wie die zum Vorschub in der X-Richtung und der Y-Richtung. Damit wird sowohl die Genauigkeit als auch der An wendungsbereich der Schleifmaschine vergrößert.Although not shown in the drawing, the feed unit of the grinding tool in the Z direction in this exemplary embodiment is based on the so-called spindle feed system, the sliding movement on the grinding tool 23 being caused by the rotation of a lead screw which is connected to an operating handle, is transmitted. This type of feed unit is used for feed in the Z direction, since for the precision bevel grinding machine according to this invention, the feed unit for the Z axis only needs to be set at the start and since it remains fixed within certain limits. However, the invention is not limited to such an arrangement, it can also be used instead of a hydrostatically mounted feed spindle unit, such as the feed in the X direction and the Y direction. This increases both the accuracy and the area of application of the grinding machine.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des wesent lichen Teiles der X-Y-Vorschubeinheit bei diesem Aus führungsbeispiel. Das Maschinenbett 10 ist mit Führungsflächen 13a in X-Richtung versehen, die mit Gleitflächen 141 des in X-Richtung geführten Vorschub schlittens 14 zusammenwirken, und mit Führungsflächen 13b in X-Richtung versehen, die mit Gleitflächen 143 zusammenwirken, welche an beiden Seiten eines vor stehenden Bauteiles 142 des in X-Richtung geführten Supportes 14 vorgesehen sind. Das vorstehende Bauteil 142 ist integral an dem in X-Richtung geführten Vorschub schlitten 14 befestigt und ist in seinem Mittelteil mit einer hydrostatisch beaufschlagbaren Mutter zur Aufnahme der hydrostatisch gelagerten Vorschubspindel 16 versehen. Die Vorschubspindel 16, die im Gewindeeingriff mit der hydrostatisch beaufschlagbaren Mutter 147 steht, dreht nach Eingang von Befehlsignalen der Steuerschaltung 15 und bewirkt dadurch eine Bewegung des in X-Richtung ge führten Vorschubschlittens 14 in X-Richtung, welcher durch die Führungsflächen 13a, 13b geführt wird. Fig. 5 shows a perspective view of the Wesent union part of the XY drive unit in this off operation example. The machine bed 10 is provided with guide surfaces 13 a in the X direction, which interact with sliding surfaces 141 of the feed guided in the X direction slide 14 , and with guide surfaces 13 b in the X direction, which interact with sliding surfaces 143 , which on both sides of a standing component 142 of the support 14 guided in the X direction are provided. The projecting component 142 is integrally fastened to the feed carriage 14 guided in the X direction and is provided in its central part with a hydrostatically loadable nut for receiving the hydrostatically mounted feed spindle 16 . The feed spindle 16 , which is in threaded engagement with the hydrostatically loadable nut 147 , rotates upon receipt of command signals from the control circuit 15 and thereby causes the feed carriage 14 guided in the X direction to move in the X direction, which is guided by the guide surfaces 13 a, 13 b is performed.

Der in X-Richtung geführte Vorschubschlitten 14 ist mit einem quer zur Vorschubrichtung angeordneten Paar von Führungsabschnitten 144 für den in Y-Richtung geführten Support 17 versehen. Er hat weiter ein Paar von Stütz teilen 145, 146 auf beiden Seiten zur Halterung einer hydrostatisch gelagerten Vorschubspindel 18 zum exakten Vorschub des in Y-Richtung geführten Vorschubschlittens 17 in Y-Richtung.The feed carriage 14 guided in the X direction is provided with a pair of guide sections 144 arranged transversely to the feed direction for the support 17 guided in the Y direction. It also has a pair of support parts 145 , 146 on both sides for holding a hydrostatically mounted feed spindle 18 for exact feed of the feed carriage 17 guided in the Y direction in the Y direction.

Der Vorschub des derart aufgebauten in X-Richtung geführten Vorschubschlittens 14 kann mit außerordentlich hoher Stabilität vibrationsfrei mittels der Führungsflächen 13a, 13b gesteuert werden, und die Vorschubspindel 16 kann mit Vorschubgeschwindigkeiten von annähernd 20 mm/min bewegt werden, bei der bei den bekannten Vorschubeinheiten wegen kleiner Vibrationen Probleme auftreten.The feed of the feed carriage 14 constructed in this way in the X direction can be controlled with extremely high stability without vibration by means of the guide surfaces 13 a, 13 b, and the feed spindle 16 can be moved at feed speeds of approximately 20 mm / min, in the case of the known ones Feed units encounter problems due to small vibrations.

Andererseits ist, wie oben erwähnt, der in Y-Richtung geführte Support 17 auf dem in X-Richtung geführten Vor schubschlitten 14 im Eingriff mit dem Führungsprofil 144, welches in diesem vorgesehen ist. Der in Y-Richtung ge führte Support 17 besteht aus gleitenden Bauteilen 171 zum Eingreifen mit den Führungsabschnitten 144, einer hydrostatisch beaufschlagbaren Mutter 172, welche im Gewindeeingriff mit der Vorschubspindel 18 steht und aus einem flachen Abschnitt zur Befestigung der Aufspannein richtung 21.On the other hand, as mentioned above, the support 17 guided in the Y direction on the feed carriage 14 guided in the X direction is in engagement with the guide profile 144 , which is provided therein. The guided in the Y direction support 17 consists of sliding components 171 for engagement with the guide sections 144 , a hydrostatically actable nut 172 , which is in threaded engagement with the feed spindle 18 and a flat section for fastening the Aufspannein direction 21st

Eine Seitenfläche des in Y-Richtung geführten Supports 17 ist, wie oben erwähnt, mit einer linearen Skala 19 ver sehen, die zur Abgabe eines Impulses bei jedem Vorschub des Tisches um 0,1 µm eingerichtet ist.A side surface of the support 17 guided in the Y direction is, as mentioned above, seen with a linear scale 19 , which is set up to emit a pulse with each advance of the table by 0.1 μm.

Der Aufbau der hydrostatisch gelagerten Vorschubeinheit, die für die Vorschubeinheit in Y-Richtung verwendet wird, ist in Fig. 6 erläutert. Wie aus dieser Figur hervor geht, beinhaltet die Vorschubeinheit die Mutter 172, die an dem in Y-Richtung geführten Support 17 be festigt ist. Die Mutter 172 besteht aus einem Paar von Muttern 33, 34, die an und entlang der Vorschubspindel 18 befestigt sind, welche wiederum an dem in X-Richtung geführten Vorschubschlitten 1 befestigt ist, und aus Flüssigkeitsdruck-Taschen 331, 341, die sich zu gegen überliegenden Schraubenflanken der Vorschubspindel 18 hin öffnen. Die Mutter 172 ist integral an dem in Y-Richtung geführten Support 17 befestigt und wird mittels Rota tion der Vorschubspindel 18 angetrieben. Die Flüssig keitsdruck-Taschen 331, 341 werden mittels einer (nicht gezeigten) hydraulischen Druckeinheit über hydraulische Druckleitungen 332, 342 mit hydraulischem Druck versorgt. Die Bezugszeichen 38a und 38b bezeichnen Flüssigkeits druck-Taschen, die zusammen ein hydrostatisches Axiallager zur Stabilisierung der Vorschubspindel 18 bilden.The structure of the hydrostatically mounted feed unit, which is used for the feed unit in the Y direction, is explained in FIG. 6. As can be seen from this figure, the feed unit includes the nut 172 , which is fastened to the support 17 guided in the Y direction. The nut 172 consists of a pair of nuts 33 , 34 which are fastened on and along the feed spindle 18 , which in turn is fastened to the feed carriage 1 guided in the X direction, and of fluid pressure pockets 331 , 341 which are opposed to one another Open overlying screw flanks of the feed spindle 18 . The nut 172 is integrally attached to the support 17 guided in the Y direction and is driven by means of rotation of the feed spindle 18 . The liquid pressure pockets 331 , 341 are supplied with hydraulic pressure by means of a hydraulic pressure unit (not shown) via hydraulic pressure lines 332 , 342 . The reference numerals 38 a and 38 b denote liquid pressure pockets, which together form a hydrostatic axial bearing for stabilizing the feed spindle 18 .

Weiter ist das gleitende Bauteil 171 des in Y-Richtung geführten Supports 17 auf dem in X-Richtung geführten Vorschubschlitten 14 befestigt, welcher eine erste trapezförmige Ausnehmung derart hat, daß das gleitende Bauteil 171 von den geneigten seitlichen Flächen 144a, 144b der ersten trapezförmigen Ausnehmung geführt wird. Der in Y-Richtung geführte Support 17 wird also von vier Flächen des in X-Richtung geführten Vorschubschlittens 14 geführt. In den Bereichen des Eingriffs zwischen dem in X-Richtung geführten Vorschubschlittens 14 und dem in Y- Richtung geführten Support 17 ist eine oder sind mehrere Reihen von Flüssigkeitsdruck-Taschen 17a, 17b, 17c und 17d angeordnet. Eine Flüssigkeit, welche unter Druck von einer (nicht gezeigten) externen Flüssigkeitsdruck-Quelle in den in X-Richtung geführten Vorschubschlitten 14 angeliefert wird, eine pantographenartig ausgebildete Flüssigkeits- Druckleitung, die sich entlang dem Weg des gleitenden Bauteiles 171 ausdehnt oder zusammenzieht, und eine Flüssigkeits-Druckleitung 17e in dem Support 17 versorgen die hydrostatischen Lager, wodurch Kraft auf jede der Ober flächen 144a, 144b, 144c und 144d aufgebracht wird.Furthermore, the sliding component 171 of the support 17 guided in the Y direction is fastened on the feed carriage 14 guided in the X direction, which has a first trapezoidal recess in such a way that the sliding component 171 of the inclined lateral surfaces 144 a, 144 b of the first trapezoidal recess is guided. The support 17 guided in the Y direction is therefore guided by four surfaces of the feed carriage 14 guided in the X direction. In the areas of engagement between the feed carriage 14 guided in the X direction and the support 17 guided in the Y direction, one or more rows of fluid pressure pockets 17 a, 17 b, 17 c and 17 d are arranged. A liquid that is supplied under pressure from an external liquid pressure source (not shown) into the X-direction feed carriage 14 , a pantograph-like liquid pressure line that expands or contracts along the path of the sliding member 171 , and one Liquid pressure line 17 e in the support 17 supply the hydrostatic bearings, whereby force is applied to each of the upper surfaces 144 a, 144 b, 144 c and 144 d.

Da die in bezug auf die Vorschubeinheit für den in Y-Richtung geführten Support gemachten Erläuterungen auch für den in X-Richtung geführten Vorschubschlitten gelten, wird hier zur Vermeidung von Wiederholungen auf eine Erläuterung insoweit verzichtet.Since the in relation to the feed unit for the in Support also made explanations for Y direction the feed carriage guided in the X direction will apply here to avoid repetition on an explanation so far waived.

Die Vorschubspindeln 16 und 18 werden über zugehörige Über tragungseinheiten über Antriebsmotore 36 bzw. 37 ange trieben. Beide Spindeln werden mit hoher Genauigkeit in Radial- und Axialrichtung durch hydrostatische Lager gehalten.The feed spindles 16 and 18 are driven via associated transmission units via drive motors 36 and 37, respectively. Both spindles are held with high accuracy in the radial and axial direction by hydrostatic bearings.

Eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Aufspanneinrichtung 21, die auf der Oberseite des in Y-Richtung geführten Supports 17 zum Aufspannen der Werk stücke befestigt ist, ist in Fig. 7 gezeigt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Ferritkern- Rohlingen 35 von der in Fig. 8 gezeigten Art auf einem Basistisch 211 ausgerichtet befestigt, welcher relativ zu Bezugsflächen 212 auf der Aufspanneinrichtung 21 durch eine (nicht gezeigte) Vakuumspanneinrichtung befestigt ist, wo durch die herzustellenden abgeschrägten Flächen 3 in einer festen Stellung in bezug auf das Schleifwerkzeug 23 ge halten werden.A perspective view of the essential parts of the clamping device 21 , which is attached to the top of the support 17 guided in the Y direction for clamping the work pieces, is shown in FIG. 7. In the embodiment shown, a plurality of ferrite core blanks 35 of the type shown in Fig. 8 are mounted in alignment on a base table 211 which is fixed relative to reference surfaces 212 on the jig 21 by a vacuum jig (not shown), through which to be manufactured beveled surfaces 3 be held in a fixed position with respect to the grinding tool 23 ge.

Es versteht sich, daß vor dem Anfasen durch die Präzisions- Schleifmaschine die Rohlinge 35 mit einer Vielzahl von Kerben 351 versehen worden sind und bezüglich ihrer Boden flächen und ihren sonstigen äußeren Abmessungen vereinheit licht worden sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden aus jedem Rohling sechs Magnetköpfe hergestellt.It is understood that before chamfering by the precision grinding machine, the blanks 35 have been provided with a large number of notches 351 and surfaces have been standardized with respect to their base and their other external dimensions. In the exemplary embodiment shown, six magnetic heads are produced from each blank.

Die Arbeitsweise der Präzisions-Fasenschleifmaschine wird jetzt unter Bezugnahme auf ein konkretes Beispiel erläutert.The way the precision bevel grinding machine works now explained with reference to a concrete example.

Zunächst wird eine Anzahl von Rohlingen 35, die bezüglich ihrer Genauigkeit in den vorangegangenen Herstellungs schritten geprüft worden sind, auf der Aufspanneinrichtung 21 ausgerichtet. Aus Gründen der (unten beschriebenen) Her stellungsweise wird die Mehrzahl von Rohlingen 35 auf dem Basistisch 211 vorab mittels Wachs oder dergleichen be festigt, die Basisplatte 211 wird sodann anliegend an die Bezugsflächen 212 der Aufspanneinrichtung 21 mittels der Vakuumspanneinrichtung befestigt.First, a number of blanks 35 , which have been checked for their accuracy in the previous manufacturing steps, are aligned on the jig 21 . For reasons of manufacture (described below), the plurality of blanks 35 are fastened on the base table 211 beforehand by means of wax or the like, the base plate 211 is then attached to the reference surfaces 212 of the clamping device 21 by means of the vacuum clamping device.

Fig. 9 (A) ist ein erläuterndes Diagramm, welches die gegenseitige Lage zwischen dem Rohling 35 auf der Auf spanneinrichtung 25 und dem Schleifwerkzeug 23 (einer Schleifscheibe) zeigt. Das Schleifwerkzeug 23 wird entlang der Z-Richtung bewegt, um dieses in die ge wünschte Position zu bringen. Das Zustellmaß für das Schleifen wird sodann durch Bewegen des in Y-Richtung bewegbaren Supports eingestellt, wodurch der Rohling 35 in die gewünschte Stellung gebracht wird. Nachdem so das Zustellmaß für das Schleifen eingestellt wurde, wird das Schleifen entsprechend dem folgenden Verfahren durchge führt. Fig. 9 (A) is an explanatory diagram showing the mutual position between the blank 35 on the chuck 25 and the grinding tool 23 (a grinding wheel). The grinding tool 23 is moved along the Z direction to bring it into the desired position. The infeed dimension for grinding is then set by moving the support which can be moved in the Y direction, as a result of which the blank 35 is brought into the desired position. After setting the infeed dimension for grinding, grinding is carried out according to the following procedure.

Durch das anfängliche Einstellen des Zustellmaßes für das Schleifen werden das Schleifwerkzeug 23 und der Rohling 35 zunächst in eine Stellung zum Probeschleifen durch Bewegung entlang der Z-Richtung bzw. der Y-Richtung gebracht. Sodann wird das Probeschleifen durchgeführt. Das Zustellmaß dieses Probeschleifens wird durch mikrosko pische Beobachtung unter Verwendung der Mikroskop- Einheit 24 oder der linearen Skala 19 gemessen, woraufhin der Betrag der erforderlichen Kompensation von dem ge messenen Wert bestimmt wird, Y₁ in Fig. 9 (A) zeigt den Betrag des Vorschubs entlang der Y-Richtung bei dem Probe schleifen. Der Betrag des Kompensationsvorschubs (bezeich net durch Y₂) wird sodann bestimmt und der in X-Richtung geführte Vorschubschlitten 14 entlang der X-Richtung geführt (also senkrecht zu der Ebene von Fig. 9 (A) zur Ausführung des Schleifens einer Mehrzahl von Rohlingen 35. Durch weiteren Vorschub des in Y-Richtung geführten Supports 17 um die Strecken Y₃, Y₄, werden die abgeschrägten Flächen auf einer Seite fortschreitend beschliffen. Die Vorschub zustellung entlang der X- und Y-Achse wird elektrisch durch Ausgangssignale von der Steuerschaltung 15 gesteuert.By initially setting the infeed dimension for grinding, the grinding tool 23 and the blank 35 are first brought into a position for trial grinding by moving along the Z direction and the Y direction. The test grinding is then carried out. The infeed amount of this trial grinding is measured by microscopic observation using the microscope unit 24 or the linear scale 19 , whereupon the amount of compensation required is determined from the measured value, Y ₁ in Fig. 9 (A) shows the amount of Grind feeds along the Y direction on the sample. The amount of compensation feed (denoted by Y ₂ ) is then determined and the feed carriage 14 guided in the X direction is guided along the X direction (that is, perpendicular to the plane of FIG. 9 (A) for grinding a plurality of blanks 35. The beveled surfaces are progressively ground on one side by further advancing the support 17 in the Y direction by the distances Y ₃ , Y _4. The feed infeed along the X and Y axes is electrically controlled by output signals from the control circuit 15 controlled.

Nach Beendigung des Schleifens der abgeschrägten Fläche auf einer Seite wird die Basisplatte 211 mit den darauf befestigten Rohlingen 35 umgekehrt, in bezug auf die Bezugsfläche 212 der Einspanneinrichtung 21 neu einge stellt (Fig. 9 (B), und der Schleifvorgang wird in der beschriebenen Weise wiederholt.After the grinding of the tapered surface on one side is completed, the base plate 211 with the blanks 35 attached thereon is reversed with respect to the reference surface 212 of the jig 21 is newly set ( Fig. 9 (B), and the grinding operation is carried out as described repeated.

Die vorstehende Erklärung macht deutlich, daß bei Ver wendung der Präzisions-Fasenschleifmaschine ein Vorschub entlang der Z-Richtung zur anfangs zum Einstellen des Zustellmaßes für das Schleifen erforderlich ist. Zum Einstellen des Zustellmaßes für das Schleifen daran anschließend ist es ausreichend, einfach den in Y-Rich tung geführten Support 17 entlang der Y-Richtung um Beträge entsprechend dem Abstand zwischen den Nuten 351 des Rohlings 35 zuzustellen. Da dadurch weniger Fehlermöglichkeiten gegeben sind als bei dem üblichen, in Fig. 2 gezeigten bekannten System, ist es möglich, das Schleifen mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Da der in X-Richtung geführte Vorschubschlitten und der in Y-Richtung geführte Support, auf denen die Werk stücke befestigt sind, beide durch Einheiten ange trieben werden, welche hydrostatisch gelagerte Vor schubspindeln verwenden, können Vibrationen auch während der Vorschubgeschwindigkeiten zum Feinschleifen vermieden werden. Darüber hinaus kann die Positionierung mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Da hydrostatische Lager auch für die Schleifwerkzeug-Spindel verwendet werden, wird die Drehgenauigkeit des Schleifwerkzeuges (Schleifscheibe) verbessert und dessen Vibration verhindert, so daß ein Präzisionsschleifen von sehr spröden Materialien unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden kann. Da die Spindel des Schleifwerkzeuges in einem bestimmten Neigungswinkel gehalten wird, kann die Auflagefläche der Werkstücke horizontal ausgerichtet sein. Aus diesem Grunde und aufgrund der Tatsache, daß die Intervalle auf der linearen Skala und zwischen den Schleifpunkten konstant ist, ist es möglich, Fehler aufgrund von Kippen und Drehen auch bei Vergrößerung der Anzahl von Werkstücken zu minimieren. Da die Werkstücke parallel zu der an dem in Y-Richtung geführten Support vorgesehenen linearen Skala angeordnet sind, kann das Zustellmaß für den Vorschub direkt abgelesen werden. Das Zustellmaß für das Schleifen kann daher leicht gesteuert werden. Darüber hinaus wird, da die räumliche Beziehung zwischen der linearen Skala und dem Werkstückk gleich bleibt, jede Verschiebung, die in dem in Y-Richtung geführten Support auftreten kann, nicht ver größert werden, was von der Stellung abhängt, an der das Werkstück geschliffen wird. Die Präzisions-Fasenschleif maschine weist so vom praktischen Standpunkt aus be trachtet bedeutsame Vorteile auf.The above explanation makes it clear that when using the precision bevel grinding machine, a feed along the Z direction is initially required to set the infeed dimension for grinding. To set the infeed dimension for the grinding thereafter, it is sufficient to simply supply the support 17 guided in the Y direction along the Y direction by amounts corresponding to the distance between the grooves 351 of the blank 35 . Since this results in fewer error possibilities than in the conventional system shown in FIG. 2, it is possible to carry out the grinding with high accuracy. Since the feed carriage guided in the X direction and the support guided in the Y direction, on which the workpieces are fastened, are both driven by units that use hydrostatically mounted feed spindles, vibrations can also be avoided during the feed speeds for fine grinding. In addition, the positioning can be controlled with high accuracy. Since hydrostatic bearings are also used for the grinding tool spindle, the turning accuracy of the grinding tool (grinding wheel) is improved and its vibration is prevented, so that precision grinding of very brittle materials can be carried out under optimal conditions. Since the spindle of the grinding tool is held at a certain angle of inclination, the contact surface of the workpieces can be aligned horizontally. For this reason, and because the intervals on the linear scale and between the grinding points are constant, it is possible to minimize errors due to tilting and turning even when the number of workpieces is increased. Since the workpieces are arranged parallel to the linear scale provided on the support guided in the Y direction, the infeed dimension for the feed can be read directly. The infeed dimension for grinding can therefore be easily controlled. In addition, since the spatial relationship between the linear scale and the workpiece k remains the same, any displacement that may occur in the Y-directional support will not be increased, depending on the position at which the workpiece is ground . The precision bevel grinding machine thus has significant advantages from a practical point of view.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Riemen antrieb zwischen der Spindel des Schleifwerkzeuges und dem Motor, welcher dieses antreibt, verwendet, um die Einwirkung von Hitze und Vibration des Motors auszuschließen. Es ver steht sich jedoch, daß auch eine direkte Verbindung zwischen dem Motor und der Spindel möglich ist für die Fälle, in denen Vibration und Hitze nicht berücksichtigt zu werden brauchen.In the described embodiment, a belt drive between the spindle of the grinding tool and the Motor, which drives this, used the action from heat and vibration of the engine. It ver it is clear, however, that there is also a direct connection between the motor and the spindle is possible in cases where Vibration and heat need not be taken into account.

Claims

1. Precision grinding machine for grinding bevels on workpieces, in particular on edges of cuboid workpieces, with a movable along the machine bed in the X direction, a feed slide driven by a feed slide, with a workpiece clamping device arranged on the feed slide and with a grinding tool spindle which is arranged on a grinding tool carrier which can be moved transversely to the X direction and is inclined downward in the Z direction against the workpiece clamping device, the feed slide and the grinding tool carrier each being guided via hydrostatic guide surfaces and the grinding tool spindle being held by liquid pressure bearings is held, consisting of the grinding tool spindle around the fluid pressure radial bearings and a fluid pressure thrust bearing, which comprises a plurality of annularly arranged fluid pressure damping bearings, in which a flange of the grinding tool tool spindle is held in the grinding tool carrier, and with drive motors for actuating the feed spindles, characterized in that
that the X-feed carriage ( 14 ) is driven by a liquid pressure feed spindle ( 16 ),
that the fluid pressure is generated in a plurality of fluid pressure damping bearings on a fluid pressure nut ( 147 ) which is attached to the X-feed slide ( 14 ),
that between the X-feed slide ( 14 ) and the workpiece clamping device ( 21 ) a support ( 17 ) which can be moved in the Y direction and can be operated with a further drive motor ( 37 ) is arranged on the X-feed slide ( 14 ),
that the Y support ( 17 ) is driven by a further liquid pressure spindle ( 18 ) and engages with the X feed slide ( 14 ) via further liquid pressure guide surfaces,
that a side surface of the Y-support is provided (17) with a scale (19) for detecting the position of the Y-Sup ports (17) of, said scale (19) in Ab dependence from a movement of the Y-support (17) Outputs pulses to a control circuit ( 15 ) and the reference position of the Y support ( 17 ) can be determined with the aid of an optical detection device ( 24 ), and
that the control circuit ( 15 ) on the output side generates control signals to the drive motors ( 36 , 37 ) for the positioning of the Y support ( 17 ) of the X feed carriage ( 14 ).

2. Precision grinding machine according to claim 1, characterized in that the scale ( 19 ) is linear and emits a pulse with each movement of the Y support ( 17 ) by 0.1 µm.

3. Precision grinding machine according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid pressure feed spindle ( 18 ) of the Y support ( 17 ) engages in a liquid pressure nut ( 172 ) which is attached to the Y support ( 17 ) and which, like the fluid pressure nut ( 147 ) of the Y-feed carriage ( 14 ), has a pair of nuts ( 33 , 34 ), each of which is provided with fluid pressure pockets ( 331 , 341 ), which are opposite flanks of the spindles open and be supplied with fluid pressure.