DE3520713C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung für den Bearbeitungsdruck an einer Läpp-, Hon- oder Poliermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Steuereinrichtung dieser Art ist aus der DE-PS 29 50 881 bekannt. Die Spindel ist hier in einer achsparallelen Hülse drehbar gelagert, die ihrerseits im Lagerbauteil für die Spindel gelagert ist. Die Hülse ist in mindestens einem Bereich elastisch verformbar und trägt einen Dehnungsmeßstreifen, dessen Signale in einer Vergleichsvorrichtung mit Sollsignalen verglichen werden. Die Istsignale geben den jeweils herrschenden Bearbeitungsdruck wieder. Das Lagerbauteil für die Spindel ist als doppelt wir­ kender hydraulischer Kolben ausgebildet, der in einem gestell­ festen Zylinder verschiebbar gelagert ist.

Die bekannte Vorrichtung ist mit einigen Nachteilen behaftet.

Der Kraftsensor ist zwar in der Lage, dem Bearbeitungsdruck genau proportionale Signale zu liefern, er ist jedoch in der Herstellung aufwendig. Ferner ist der Kraft­ sensor nicht ohne weiteres zugänglich und erfordert daher eine aufwendige Montage und bei fälligen Reparaturarbeiten eine auf­ wendige Demontage. Nachteilig ist ferner, daß die Zustellung des Werkzeugs über einen hydraulischen Antrieb erfolgt. Ein hydraulischer Antrieb ist ebenfalls verhältnismäßig aufwendig. Ferner stellt ein hydraulischer Antrieb ein starres System dar, das in seiner Wirkung eine relativ steife Charakteristik hat.

Um unerwünschte Beeinträchtigungen der Oberfläche des Werk­ stücks zu vermeiden, wird bei Maschinen zur Oberflächen-Fein­ bearbeitung angestrebt, den Bearbeitungsdruck nicht schlagartig aufzubauen, sondern allmählich, unter Vermeidung eines zu harten Aufsetzens; erst nach einer gewissen Zeit soll das Werkzeug, etwa die Läppscheibe, mit Nenndruck auf dem Werkstück aufliegen. Andererseits soll der Aufbau des Bearbeitungsdrucks so rasch wie möglich vor sich gehen, um die Produktionszeit zu reduzieren. Es ist jedoch verhältnismäßig schwierig, vor allem, wenn nicht lineare bzw. nicht stetige Belastungskurven gefahren werden sollen, weiche Übergänge zu erhalten, die eine Beschädigung der Werkstückoberflächen ausschließen. Auf­ grund von Reibungswiderständen im Hydraulikantrieb und einer charakteristischen Hysterese bereitet es Probleme, bei jedem neuen Arbeitsvorgang einen genau reproduzierbaren Druckaufbau zu erhalten. Nur dieser sichert eine völlig gleichmäßige Flächenbearbeitung der einzelnen Werkstücke.

Aus der DE-AS 22 24 459 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, die Verstellanordnung pneumatisch mit Hilfe von Drosseln und Steuerventilen auszubilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß ein genau reproduzierbarer stoßfreier und weicher Aufbau des Bearbeitungsdrucks ohne Einbuße an Produktionsgeschwindigkeit erfolgt, auch wenn der geforderte Bearbeitungsdruck einen nicht linearen Verlauf hat. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst; Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die pneumatischen Verstelleinrichtungen werden nach Möglichkeit so ausgelegt, daß bei vollständig entlüfteter erster Verstellvorrichtung der maximale Arbeitsdruck aufgebracht wird. Hierbei ist das Gewicht des Werkzeugs, zum Beispiel der Läpp­ scheibe, zu berücksichtigen. Eine Läppscheibe wiegt im neuen Zustand meist mehr als für die Aufbringung des maximalen Bear­ beitungsdruckes notwendig ist. Für einen solchen Fall darf daher die erste Verstellvorrichtung nicht vollständig auf Atmosphärendruck entlüftet werden.

In der Außerbetriebsstellung herrscht in der ersten Verstellvorrichtung maximaler Druck, so daß sich das Werkzeug in größtmöglicher Entfernung vom Werkstück befindet. Mit Hilfe der steuerbaren Drosselanordnung läßt sich der Druck in der Verstellvorrichtung auf gezielte Werte verringern. Da pneumatische Verstellvorrichtungen nahezu reibungsfrei arbeiten, entstehen beim Zustellen des Werkzeugs keinerlei Stöße, vielmehr kann das Werkzeug sanft und mit weichen Über­ gängen in gewünschter Geschwindigkeit in die Arbeitsstellung gebracht werden. Infolge der vernachlässigbaren Reibungseigen­ schaften entfällt fast jede Hysterese, so daß auch bei jedem wiederholten Arbeitsvorgang der Druckaufbau mit den gleichen Werten erfolgt. Die Steuervorrichtung ermöglicht eine Oberflächen­ bearbeitung mit wiederholbarer Qualität.

Wie bereits erwähnt, ist bei den genannten Werkzeugmaschinen ein allmählicher Aufbau des Druckes bis zum gewünschten Bear­ beitungsdruck gefordert. Dieser Aufbau ist daher eine Funktion der Zeit. In der Programmsteuerung kann vorgegeben werden, innerhalb welcher Zeitabstände welcher gewünschte Druck er­ reicht sein muß. Der Kraftsensor liefert ständig den Ist- Bearbeitungsdruck, der in der Programmsteuerung mit dem jewei­ ligen Solldruck verglichen wird. Die Be- und Entlüftung der pneumatischen Verstellvorrichtung läßt sich über die Gasdruck­ quelle bzw. die Drosselanordnung erreichen.

Die Programmsteuerung kann ein Zeitglied enthalten, um festzu­ stellen, ob in bestimmten Zeitintervallen der gewünschte Bear­ beitungsdruck erreicht ist. Alternativ kann die Zeit, die zum Aufbau bestimmter Bearbeitungsdrücke notwendig ist, über die Drosselanordnung eingestellt werden. In diesem Fall wird in der Programmsteuerung nur festgestellt, wann der Istdruck einen vorgegebenen Soll-Druckwert erreicht. Die hierfür benötigte Zeit wird durch Wahl entsprechender Drosselquerschnitte einge­ stellt, welche die Zustellgeschwindigkeit bestimmen. Ist an­ schließend ein geänderter Verlauf des Druckanstiegs erwünscht, gibt die Programmsteuerung nunmehr eine andere Konstellation für die Drosselanordnung vor, d. h. es wird bis zu einem weiteren gewünschten Druckwert eine andere Bearbeitungsdruckkurve ge­ fahren. Mit jeweils geänderten Werten für die unter Betriebs­ druck liegenden Sollwerte und Zustellgeschwindigkeiten läßt sich die angestrebte Kurve für den Bearbeitungsdruck verwirklichen.

Es ist zwar denkbar, durch Veränderung einer einzigen Drossel, die über ein Steuerventil mit der pneumatischen Verstellvor­ richtung verbunden ist, einen gewünschten Verlauf des Drucks in der pneumatischen Verstellvorrichtung zu erzielen und damit den angestrebten Aufbau des Bearbeitungsdruckes. Es ist vom appara­ tiven Aufwand her jedoch einfacher, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung an die pneumatische Verstellvorrichtung mindestens zwei, vorzugsweise verstellbare Drosseln über eigene Steuer­ ventile angeschlossen sind. Die eine Drossel dient beispiels­ weise dazu, ein Absenken des Werkzeugs mit relativ großer Geschwindigkeit zu gewährleisten. Die zweite Drossel kann ein­ gesetzt werden, um ab einem bestimmten Punkt eine geringere Zustellgeschwindigkeit zu fahren, so daß das Werkzeug, zum Beispiel eine Läppscheibe, sanft auf das Werkzeug aufsetzt. Diese Drossel kann dann auch für einen sanften Aufbau des Bear­ beitungsdruckes in der ersten Phase sorgen. Es können jedoch weitere Drosseln vorgesehen werden, um dem Verlauf des Druckauf­ baus die gewünschte Richtung zu geben. Wird der gewünschte dem Betriebsdruck entsprechende Enddruck vom Kraftsensor festge­ stellt, wird die Entlüftung der pneumatischen Verstellvorrich­ tung beendet; sodann bleibt der Bearbeitungsdruck über die gewünschte Zeit konstant.

Da zwei fein einstellbare pneumatische Verstelleinrichtungen am Lagerbauteil gegeneinander wirken, die im wesentlichen frei von Reibungen sind, werden wiederkehrende Werte für den Bearbeitungsdruck erhalten. Als pneumatische Verstellvorrichtungen können pneumatische Verstellzylinder, Balgzylinder und ähnliche pneumatische Verstellorgane dienen.

Die Zwischenschaltung eines Hebels gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, daß ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis gewählt werden kann. Damit läßt sich im übrigen auch ein verhältnismäßig geringer effektiver Verstellweg kompensieren. Es versteht sich, daß die Anbringung der pneumatischen Verstellvorrich­ tung am Hebel derart ist, daß nur vernachlässigbare Reibung auftritt. Die Anbringung des anderen Hebelarms am Lagerbau­ teil muß selbstverständlich berücksichtigen, daß sich der Anlenkpunkt bei der Vertikalbewegung des Lagerbauteils verschiebt. So kann beispielsweise im Hebel ein Langloch vorgesehen werden, in den ein Zapfen des Lagerbauteils ein­ greift.

Vorzugsweise ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Er­ findung der Kraftsensor zwischen der pneumatischen Verstell­ vorrichtung und dem Hebel angeordnet. Die Kraft zwischen der oberen pneumatischen Verstellvorrichtung und dem Hebel­ arm ist jederzeit ein Maß für den Bearbeitungsdruck, solange dieser unterhalb des Gewichts des Werkzeugs liegt. Wird hingegen das Werkzeug zusätzlich angedrückt, muß bei der Bestimmung des Bearbeitungsdruckes das Gewicht des Werkzeugs hinzugezählt werden, sofern der Druck in der oberen pneu­ matischen Verstellvorrichtung Null ist.

Aus produktionstechnischen Gründen ist ein schneller Durch­ lauf erwünscht, so daß außer der reinen Bearbeitungszeit möglichst kurze Zeiten für die Zustellung und das Entfernen des Werkzeugs erwünscht sind. Das Werkzeug wird daher nach Möglichkeit rasch bis zu einem bestimmten Punkt kurz vor Anlage am Werkstück zugestellt. Da sich das Werkzeug in­ dessen abnutzt, führt eine rein zeitabhängige Steuerung der Ge­ schwindigkeit nicht zum gewünschten Ziel.Wird die Zustellung mit zunächst hoher Geschwindigkeit bei stark abgenutztem Werkzeug durchgeführt, ist der Abstand zum Werkstück,ab dem eine lang­ samere Zustellung erfolgt, naturgemäß weitaus größer als bei nicht abgenutztem Werkzeug, wenn in beiden Fällen gleiche Zeitintervalle gewählt werden. Daher sieht der Gegenstand des Patentanspruchs 1 vor, daß von dem Lagerbauteil bzw. dem Werkzeug ein gestell­ fester Abfangschalter betätigbar ist, der ein Signal auf die Programmsteuerung gibt zwecks Verringerung der Absenk­ geschwindigkeit, wenn das Werkzeug sich dem Werkstück auf ein vorgegebenes Maß genähert hat. Nach Möglichkeit soll der Abfangschalter die Abnutzung des Werkzeugs automatisch berück­ sichtigen. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Aus­ gestaltung der Erfindung vor, daß mit dem Werkzeug oder dem Lagerbauteil eine Betätigungsstange verbunden ist, auf der verschiebbar ein Halteglied gelagert ist, das seinerseits mit einem an die Programmsteuerung angeschlossenen Fest­ stellmechanismus wahlweise an der Betätigungsstange fest­ klemmbar ist und das Halteglied ein verstellbares an die Programmsteuerung angeschlossenes Betätigungsglied für den Abfangschalter aufweist, das Halteglied mit einem gestell­ festen Anschlag derart zusammenwirkt, daß bei Annäherung des Halteglieds am Anschlag der Abfangschalter nur betätigt wird, wenn das Betätigungsglied in der ausgefahrenen Position ist. Zur Justierung des Abfangschalters wird das Werkzeug zu­ nächst, ohne in Drehrichtung angetrieben zu sein, auf das Werk­ stück abgesenkt. Das Betätigungsglied am Halteglied befindet sich in der zurückgezogenen Position. Das frei auf der Betätigungsstange verschiebbare Halteglied liegt dabei auf dem gestellfesten Anschlag. Vor dem erneuten Zustellen des Werkzeugs wird das Halteglied festgeklemmt. Beim Zustellen ist das Betätigungsglied ausgefahren und betätigt den Schalter, kurz bevor der Anschlag erreicht ist.

Der vorzugsweise verstellbare Anschlag ist so gewählt, daß die Betätigung des Abfangschalters durch das ausgefahrene Betätigungsglied erfolgt, wenn das Werkzeug einen Mindest­ abstand zum Werkstück hat, der vorzugsweise sehr gering ist. Bei der Betätigung des Abfangschalters wird von der Pro­ grammsteuerung dafür gesorgt, daß die Zustellung des Werk­ zeugs nunmehr mit weitaus geringerer Geschwindigkeit von­ statten geht. Ferner wird ein Signal für das Einfahren des Betätigungsglieds und das Lösen des Feststellmechanismus gegeben, so daß sich das Halteglied auf den Anschlag ab­ senken kann. Wird das Werkzeug nach dem Bearbeitungsvorgang angehoben, wird der Feststellmechanismus erneut betätigt und in die angehobene Position gefahren. Bei den weiteren Bear­ beitungen wiederholen sich die beschriebenen Schritte.

Die Verwendung des Abfangschalters ist nicht nur bei einer Hebel- Lagerung der Spindel von Vorteil. Der Abfangschalter kann auch für herkömmliche Werkzeughalterungen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht im vertikalen Schnitt durch eine Zweischeibenläppmaschine mit einer Steuervorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Zweischeibenläppmaschine nach Fig. 1 im horizontalen Schnitt.

Fig. 3 zeigt ein typisches Belastungsdiagramm bei einer Läpp­ maschine nach den Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt im Schnitt einen Abfangschalter für die Steuervorrichtung.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das Halteglied des Abfang­ schalters nach Fig. 4.

Fig. 6a bis 6c zeigen verschiedene Stellungen eines Abfang­ schalters in Verbindung mit der jeweiligen Stellung der oberen Läppscheibe.

Fig. 7 zeigt äußerst schematisch das Steuerschema der Steuervorrichtung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zweischeibenläpp­ maschine, die auf einem Fundament 1 ruht, untergliedert sich in Oberteil 2 mit Haube 3 und Unterteil 4 mit Schaltschrank 5. Das Unterteil 4 weist ein Gestell 6 auf, in dem die untere Läppscheibe 7 mit ihrem nicht dargestellten Antrieb ge­ lagert ist. Auf dem Gestell 6 sitzt der Schaltschrank 5 und ein Säulenständer 8 für das Oberteil 2. Das Oberteil 2 ist am Säulenständer 8 in Lagern 9.1 und 9.2 schwenkbar gelagert. Im Oberteil 2 ist ein doppelarmiger Hebel 10 angeordnet, der mittels Schwenklagern 11.1 und 11.2 in den Seitenwänden 2.1 und 2.2 des Oberteils 2 schwenkbar gelagert ist (siehe Fig. 2). Am Ende des linken längeren Arms des Hebels 10 sind Langlöcher 10.1 geformt, in die Rollenzapfen 12.1, 12.2 einer Pinole als Lagerbauteil 12 aufgenommen sind. Die Pinole 12 lagert eine Arbeitsspindel 13,und zwar mit Hilfe eines oberen und eines unteren Kugellagers, welche im einzelnen nicht dargestellt sind.

Die Pinole 12 ist ihrerseits in Gleitlagern 6.2, 6.3 des Oberteils 2 zentriert und axial geführt. Sie steht nach unten über das Oberteil hinaus. Ein Schutzbalg 14, der nach unten durch die die Pinole 12 umgebende Scheibe 14 a geschlossen ist, dient zum Schutz des unteren Lagers 6.3 und der Pinolen­ oberfläche. Am oberen Ende trägt die Pinole 12 einen Antrieb, bestehend aus einem Getriebe 15 und einem Motor 16. Am unteren Ende der Spindel 13 ist in bekannter Weise eine obere Läpp­ scheibe als Werkzeug 27 gelenkig angehängt. Zwischen den Scheiben 7 und 27 werden Werkstücke 28 in bekannter Weise bearbeitet.

Am anderen Ende des Oberteils 2 sind gegenüberliegend Konsolen 6.4 und 6.5 gebildet, an denen sich jeweils ein pneumatisches Verstellorgan (z. B. Verstellzylinder oder ein Balg aus geeig­ netem polymerem oder metallischem Material) abstützt. Das obere Verstellorgan ist mit 17 und das untere mit 18 bezeichnet. Am anderen Ende der pneumatischen Verstellorgane 17, 18 sind Montageplatten 20, 21 angebracht, die mit Drehlagerzapfen 22, 23 über Schrauben 24 verbunden sind. Mindestens ein Drehlager, beispielsweise das zum Drehlagerzapfen 22 gehörende, ist als Kraftsensor 23 ausgebildet.

Eine Druckluftquelle 40 ist über einen Druckregler 41 mit Manometer 30, ein Steuerventil 24.1 und eine Drossel 26.1 an das obere pneumatische Verstellorgan 17 angeschlossen. Die Druckluftquelle 40 ist außerdem über ein Steuerventil 24.6 und eine Drossel 26.6 an das untere Verstellorgan 18 angeschlossen. Mit dem oberen Verstellorgan 17 sind außerdem Steuerventile 24.2, 24.3 und 24.4 parallel verbunden, an die ihrerseits an Drosseln 26.2, 26.3 und 26.4 angeschlossen sind. Die Drosselquerschnitte sind verstellbar. An das untere Verstellorgan 18 ist außerdem ein Steuerventil 24.5 angeschlossen, das mit einer Drossel 26.5 verbunden ist. Die Drosseln 26.2 bis 26.5 liegen an Atmosphäre.

Im Oberteil 2 ist schließlich ein Abfangschalter 43 ange­ ordnet, der von einer Betätigungsstange 44 betätigt wird, die mit der Scheibe 14 a verbunden ist. Der Aufbau des Abfangschalters 43 geht aus den Fig. 4 bis 6 hervor.

Die mit der Scheibe 14 a verbundene Betätigungsstange 44 erstreckt sich durch die untere Wand des Oberteils 2 und durch eine Stützhülse 46, die in der Bohrung des Oberteils 2 angeordnet ist. Eine Verbreiterung 47 am oberen Ende der Stützhülse 46 trägt einen elektrischen Schalter 48 und auf der gegenüberliegenden Seite einen verstellbaren Anschlag 49. Oberhalb der Stützhülse 46 ist ein als Halteklotz ausgebildetes Halteglied 50 gleitend auf die Betätigungsstange 44 aufgeschoben. In dem Halteklotz 50 sitzt, wie durch 51 angedeutet, ein Verstellzylinder, dessen Kolbenstange 52 mit einem Klemmkeil 53 a zusammenwirkt, der in einer im Querschnitt rechteckförmigen achsparallelen Längs­ nut 54 in der Betätigungsstange 44 sitzt. Wird der Verstell­ zylinder 51 betätigt, wird der Halteklotz 50 an der Be­ tätigungsstange 44 festgeklemmt.

Am Halteklotz 50 sitzt ferner ein Schaltzylinder 52 a, dessen Kolbenstange einen Schaltnocken 53 trägt. In Fig. 4, 6a und 6b ist der Schaltnocken in der zurückgefahrenen Stellung ge­ zeigt,während er in Fig. 6c in der ausgefahrenen Position dargestellt ist. Liegt der Halteklotz 50 am Anschlag 49 an und ist der Schaltnocken 53 zurückge­ zogen, wird der Schalter 48 nicht betätigt. Die Verstell­ zylinder 51 und 52 a sind mit einer geeigneten Hydraulik- oder Pneumatikquelle verbunden, wie bei 55 bzw. 56 angedeutet.

Die gezeigte Läppmaschine wird von einer Programmsteuerungseinheit gesteuert (siehe Fig. 7). In der Programmsteuerungseinheit sind die einzelnen Bearbeitungsschritte gespeichert, insbesondere die Geschwindigkeit beim Zustellen der oberen Läppscheibe 27, ihr Bearbeitungsdruck in Abhängigkeit von der Zeit, die Bearbeitungszeit, die eventuelle Nachbearbeitungszeit sowie das automatische Zurückstellen der Läppscheibe zur Entnahme der Werkstücke und der Beladung mit neuen Werk­ stücken.

Zu diesem Zweck erhält die Programmsteuerungseinheit die Signale vom Abfangschalter 43 und vom Kraftsensor 23.

In Fig. 3 ist ein Kraftzeitdiagramm dargestellt, das den Bearbeitungsdruck, wie er von der Läppscheibe 27 auf die Werkstücke 28 ausgeübt wird, über der Zeit wiedergibt. In der Zeit bis t 1 erfolgt das Aufsetzen der Läppscheibe 27 und das allmähliche Aufbringen des Bearbeitungsdruckes während drei linearer Phasen. In der Zeit t 1 bis t 2 erfolgt der eigentliche Bearbeitungsvorgang mit dem gewünschten Betriebsdruck. Zum Zeitpunkt t 2 wird der Betriebsdruck mehr oder weniger abrupt auf einen vorgegebenen Prozentsatz reduziert. Entsprechend erfolgt die Bearbeitung in der Zeit t 2 bis t 3 mit reduziertem Bear­ beitungsdruck. Zum Zeitpunkt t 3 wird der Bearbeitungsdruck aufgehoben.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuervorrichtung ist wie folgt.

Nachdem in bekannter Weise die Maschine mit den Werkstücken 28 beladen und das Oberteil 2 in die Arbeits­ lage zurückgeschwenkt ist, beginnt die Zustellung der Läpp­ scheibe 27, die sich in der obersten Position befindet, wie in Fig. 1 bei 25 angedeutet und in Fig. 6b mittelbar gezeigt. In der obersten Position der Läppscheibe ist das obere Verstellorgan 17 über das geöffnete Steuerventil 24.1 an die Druckquelle 40 angeschlossen. Das Steuerventil 24.5 ist ebenfalls ge­ öffnet, so daß das untere Verstellorgan 18 entlüftet ist. Die übrigen Ventile sind geschlossen. Wird in die Programm­ steuerung (siehe Fig. 7) der Schaltbefehl EIN gegeben, schließt das Steuerventil 24.1 und das Steuerventil 24.2 wird von der Programmsteuerung geöffnet. Über die im Quer­ schnitt relativ groß bemessene Drossel 26.2 wird das obere Ver­ stellorgan 17 rasch entlüftet, so daß die obere Läppscheibe 27 aufgrund ihres Eigengewichts sich relativ rasch absenken kann. Zur Beschleunigung des Absenkvorgangs können auch die Ventile 24.3 und 24.4 geöffnet sein, damit deren parallel liegende Drosseln 26.3 und 26.4 für eine noch schnellere Ent­ lüftung sorgen. Der Absenkvorgang und der Aufbau des Drucks erfolgen normalerweise über die Programmsteuerung vollständig automatisch. Zur Justierung des Abfangschalters 43 wird jedoch die Läppscheibe 27 durch Handsteuerung weich auf die Werkstücke 28 aufgesetzt, bis die Läppscheibe 27 mit einem leichten Druck aufliegt, der über den Kraft­ sensor angezeigt wird. Bei diesem Vorgang ist durch ent­ sprechende Betätigung des Verstellzylinders 31 der Halte­ klotz 50 verschiebbar an der Betätigungsstange 44 ge­ lagert, und der Verstellzylinder 52 a hält den Schalter­ nocken 53 in zurückgezogener Position. Der Halteklotz 50 ruht daher auf dem verstellbaren Anschlag 49. Anschließend wird der Halteklotz 50 an der Betätigungsstange 44 festgeklemmt und die Läppscheibe wieder über den Abfangpunkt hochgefahren. Auf die Betätigung der einzelnen Steuerventile beim Hochfahren wird weiter unten eingegangen.

In der oben beschriebenen Weise wird nunmehr die Läppscheibe 27 erneut zugestellt, wobei der Halteklotz 50 fest an der Betätigungsstange 44 sitzt und der Schaltnocken 53 aus­ gefahren ist. Der Hub des Schaltnockens 53 sowie die Lage des Kontaktes des Schalters 48 ist derart, daß eine Betäti­ gung des Schalters 48 erfolgt, kurz bevor der Halteklotz 50 auf den Anschlag 49 stößt. Diese Position ist in Fig. 6c dar­ gestellt. Bis zu diesem Punkt erfolgt das Absenken der Läppscheibe 27 mit relativ großer Geschwindig­ keit in der oben beschriebenen Art und Weise. Das Schalter­ signal wird in der Programmsteuerung dazu verwendet, das Steuerventil 24.2 zu schließen und das Steuerventil 24.3 zu öffnen. Der wirksame Querschnitt der Drossel 26.3 ist erheblich geringer als der der Drossel 26.2, so daß nunmehr die Entlüftung des oberen Verstellorgans 17 entsprechend langsamer vor sich geht und damit auch die Absenkgeschwindigkeit der Läppscheibe 27 sehr gering ist. Die Läppscheibe 27 setzt daher sehr sanft auf die Werkstücke 28 auf. Das Signal des Schalters 48 wird auch dazu verwendet, den Halte­ klotz 50 vom Klemmeingriff mit der Betätigungsstange 44 zu lösen und den Schaltnocken 53 wieder in die zurückge­ zogene Position zu fahren (siehe Fig. 6a). Damit kommt der Halte­ klotz 50 wieder auf den Anschlag 49 zu liegen. Man erkennt, daß aufgrund des beschriebenen Aufbaus des Abfangschalters 43 der Abstand der Läppscheibe 27 vom Werkstück 28, ab dem das Ab­ senken der Scheibe 27 mit geringerer Geschwindigkeit erfolgt, unabhängig davon ist, um welchen Betrag die Läppscheibe 27 abgenutzt ist. Die Größe des Abstandes kann durch den ver­ stellbaren Anschlag 49 eingestellt werden.

Die zunehmende Entlüftung des oberen Verstellorgans 17 über die Drossel 26.3 führt zu einem Anstieg des Bearbeitungsdruckes entlang des ersten Abschnitts der Anstiegskurve gemäß Fig. 3. Die Steigung dieses Abschnitts wird durch den Öffnungsquerschnitt der Drossel 26.3 bestimmt, der verändert werden kann. Wird der Druck F 01 erreicht, was über den Kraft­ sensor der Programmsteuerung übermittelt wird, sorgt diese für ein Schließen des Ventils 24.3 und ein Öffnen des Ventils 24.4. Deren zugehörige Drossel 26.4 weist einen größeren Querschnitt als die Drossel 26.3 auf, so daß der Anstieg des Bearbeitungsdruckes entlang eines steileren Kurven­ abschnitts erfolgt. Meldet der Kraftsensor den Druck F 02 der Programmsteuerung, wird das Ventil 24.6 geöffnet, so daß das untere Verstellorgan 18 belüftet wird. Dadurch erfolgt ein steiler Druckanstieg. Ist der Druck F 1 erreicht, schließt die Programmsteuerung sämtliche Steuerventile und sorgt für die Aufrechterhaltung des Druckes F 1 über den Zeitraum t 1 bis t 2. Der Antriebsmotor 16 für die Spindel 13 wird erst einge­ schaltet, wenn der Kraftsensor der Programmsteuerung einen Mindestdruck meldet. Dadurch ist sichergestellt, daß die Läpp­ scheibe 27 satt auf den Werkstücken 28 aufliegt,bevor sie in Drehung versetzt wird.Dieser Mindestdruck kann zum Beispiel 250N betragen. Erst wenn dieser Druck erreicht worden ist, wird der Motor 16 eingeschaltet und die Läppscheibe 27 beginnt zu rotieren.

Falls die Läppscheibe 27 stets das gleiche Gewicht haben würde, ist der zwischen den Verstellorganen 17, 18 herrschende Differenzdruck proportional dem Bearbeitungsdruck. Das Gewicht der Läppscheibe 27 ändert sich jedoch im Laufe der Zeit erheblich. Für die Programmsteuerung muß daher eine entsprechende Korrektur vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wird das Gewicht der Läppscheibe bei jedem Bearbei­ tungsvorgang neu gemessen. Dies geschieht kurz bevor die Läppscheibe 27 auf die Werkstücke 28 aufsetzt. Der im oberen Verstellorgan 17 herrschende Druck ist proportional der am anderen Hebelarm angreifenden Kraft. Da sämtliche Teile, die vom Hebel 10 zu tragen sind, im Gewicht gleich bleiben außer der Läppscheibe, stellt die jeweils zu einem bestimmten Punkt gemessene Kraft am Verstellorgan 17 ein Maß für das Gewicht der Läppscheibe 27 dar. Mit diesem Gewichtssignal können die entsprechenden Werte in der Programmsteuerung stets korrigiert und auf den neuesten Stand gebracht werden. Das Austarieren der Läppscheibe 27 erfolgt automatisch, so daß ein Eingriff des Bedienungspersonals nicht erforderlich ist.

Vielfach wird gefordert, daß nach einer Bearbeitung mit dem gewünschten Betriebsdruck eine Nachbearbeitung mit reduziertem Druck erfolgen soll. Zu diesem Zweck werden die Ventile 24.1 und 24.5 geöffnet. Das bedeutet, im Verstellorgan 17 wird über die Drossel 26.1 ein Druck aufgebaut, während das untere Verstellorgan 18 über die Drossel 26.5 entlüftet wird. Dieser Vorgang geht verhältnismäßig rasch vor sich. Ist der reduzierte Bearbeitungsdruck F 2 erreicht, schließen die Ventile wieder. Die Nachbearbeitung erfolgt während der Zeit t 2 bis t 3. Anschließend werden die Ventile 24.1 und 24.5 erneut geöffnet und die Läppscheibe 27 fährt in ihre oberste Position (siehe auch Fig. 6b). Das Oberteil 2 kann nunmehr geschwenkt werden und das Herausnehmen und das Hineingeben der Werkstücke zulassen. Der neue Fertigungsvorgang läuft dann wie beschrieben ab.

Die beschriebene Vorrichtung wurde nur beispielshalber für eine Zweischeibenläppmaschine näher erläutert. Es versteht sich, daß zum Beispiel auch eine Einscheibenläppmaschine entsprechend gesteuert werden kann. Ferner ist die Steuer­ vorrichtung auch anwendbar auf Hon- und Poliermaschinen. Schließlich ist der vorteilhafte Aufbau des Abfangschalters 43 nicht auf die Betätigung der Pinole durch die Verstellorgane 17, 18 beschränkt, sondern kann auch für andere Zustellvor­ richtungen verwendet werden, bei denen eine Kompensation des Verschleißes erfolgen soll.

Claims (5)

1. Steuereinrichtung für den Bearbeitungsdruck an einer Läpp-, Hon- oder Poliermaschine
bei der das Werkzeug (27) eine horizontal gelagerte Arbeitsfläche aufweist und motorisch über eine vertikal angeordnete Spindel (13) angetrieben ist, die ihrerseits drehbar und axial fest in einem in Achsrichtung der Spindel (13) bewegbaren Lagerbauteil (12) gelagert ist,
bei der ferner von einem Fluid betätigte Verstellvorrichtungen (17, 18) von entgegengesetzten Seiten am Lagerbauteil (12) angreifen zum Absenken des Werkzeugs (27) auf das in einer Halterung bereitgehaltene Werkstück (28) sowie zum Anheben des Werkzeugs (27) vom Werkstück (28)
und bei der schließlich ein den Bearbeitungsdruck messender Kraftsensor (23) Ist-Drucksignale auf eine Programmsteuerungseinheit gibt, die in Abhängigkeit von der Zeit die Ist-Drucksignale mit einem jeweils geltenden Soll- Drucksignal vergleicht und aus dem Vergleich Steuersignale für die Verstellvorrichtungen (17, 18) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei pneumatische Verstellvorrichtungen (17, 18) vorgesehen sind,
daß die erste, dem Eigengewicht des Werkzeugs (27) entgegenwirkende pneumatische Verstellvorrichtung (17) über ein Steuerventil (24.1) an eine Druckgasquelle (40) und an eine über weitere Steuerventile (24.2, 24.3, 24.4) steuerbare Drosselanordnung (26.2, 26.3, 26.4) angeschlossen ist,
daß die Programmsteuerung Stellsignale auf diese Steuerventile (24.2, 24.3, 24.4) zum Entlüften der ersten Verstellvorrichtung (17) gibt,
daß die zweite Verstellvorrichtung (18) über ein Steuerventil (24.6) an die Gasdruckquelle (40) angeschlossen und über ein weiteres Steuerventil (24.5) mit einer verstellbaren Drossel (26.5) verbunden ist
und daß ein von dem Lagerbauteil (12) oder von dem Werkzeug (27) betätigter gestellfester Abfangschalter (43) vorgesehen ist, der ein Signal auf die Programmsteuerung gibt zwecks Verzögerung der Absenkgeschwindigkeit, wenn das Werkzeug (27) sich dem Werkstück (28) auf ein vorgegebenes Maß genähert hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die erste Verstellvorrichtung (17) mindestens zwei vorzugsweise verstellbare Drosseln (26.2, 26.3) über getrennte Steuerventile (24.2, 24.3) angeschlossen sind und so die Drosselanordnung bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerbauteil (12) an einem Arm eines doppelarmigen Hebels (10) aufgehängt ist und die pneumatische Verstellvorrichtung am anderen Hebelarm angreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor zwischen der Verstellvorrichtung (17) und dem Hebel (10) angeordnet ist.

5. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfangschalter (43) derart ausgebildet ist,
daß mit dem Lagerbauteil (12) eine Betätigungsstange (44) verbunden ist, auf der axial verschiebbar ein Halteglied (50) gelagert ist, das seinerseits mit einem an die Programmsteuerung angeschlossenen Feststellmechanismus (51) an der Betätigungsstange (44) durch Festklemmen justierbar ist,
daß das Halteglied (50) ein verstellbares an die Programmsteuerung angeschlossenes Betätigungsglied (52 a) für einen Schalter (48) aufweist,
und daß das Halteglied (50) mit einem gestellfesten Anschlag (49) derart zusammenwirkt, daß bei Anlage des Halteglieds (50) am Anschlag (49) der Schalter (48) nur betätigt wird, wenn das Betätigungsglied (52 a) in einer ausgefahrenen Position ist.