DE3529427C2

DE3529427C2 -

Info

Publication number: DE3529427C2
Application number: DE3529427A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Lilienfein
Original assignee: Fortuna-Werke Maschinenfabrik 7000 Stuttgart De GmbH
Current assignee: Fortuna-Werke Maschinenfabrik 7000 Stuttgart De GmbH
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1989-11-02
Also published as: GB8619808D0; GB2179880A; US4731954A; CH670417A5; GB2179880B; DE3529427A1; JPS6244373A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Abrichtbedürftig keit einer Schleifscheibe in Abhängigkeit von deren Stumpfungsgrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Maschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.

Bei programmgesteuerten Schleifmaschinen wird die Schleifscheibe an das zu bearbeitende Werkstück herangefahren, um zu schleifen. Während des Bearbeitungsvorganges wird der Abtrag am Werkstück mit einem Meßgerät an einem Mehrbereichs-Absolutmeßkopf und der Zustellweg der Schleif scheibe mit einem Wegmeßsystem gemessen. Aus den Meßdaten läßt sich berechnen, wann das Werkstück fertig bearbeitet ist und der Bearbei tungsvorgang abgebrochen werden kann. Da dabei die Schleifscheibe im wesentlichen einer Stumpfung, also einem Nachlassen der Zerspanungs leistung durch Zusetzen mit Schmutzpartikeln und dgl. unterliegt, muß sie von Zeit zu Zeit abgerichtet werden.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren (DE-PS 10 23 362) wird der Stumpfungsgrad der Schleifscheibe über die Zeit bestimmt, innerhalb der das Werkstück geschliffen wird. Diese Zeit wird in Beziehung gesetzt zu der bei scharfer Schleifscheibe gemessenen Grundzeit. Hieraus wird ein Ist-Differenzwert ermittelt, der ein Maß für die abnehmende Schärfe der Schleifscheibe ist. Sobald dieser Ist-Differenzwert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, wird das Signal zum Abrichten der Schleifscheibe erzeugt. Dieses Verfahren erfordert einen verhältnismäßig großen Aufwand, wobei zur Bestimmung der Zeitmeßgrößen zusätzliche Meßeinrichtungen benötigt werden.

Es ist ferner ein Verfahren (DE 30 39 130 C2) bekannt, bei dem über einen Sensor die Oberflächenrauhigkeit der Schleifscheibe erfaßt wird. Das Sensorausgangssignal läßt eine Aussage über die Qualität der Arbeitsfläche der Schleifscheibe zu und wird für das Abrichten der Schleifscheibe ausge wertet. Der konstruktive und meßtechnische Aufwand auch dieses Verfahrens ist jedoch erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das als bekannt vorausgesetzte Verfahren derart weiterzubilden, daß der Stumpfungsgrad der Schleifscheibe durch einfach zu messende Meßgrößen zu ermitteln ist, sowie eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird aus dem Zustellweg der Schleif scheibe und dem Werkstückabtrag der Ist-Differenzwert gebildet und mit einem Grenzwert verglichen. Solange der Ist-Differenzwert kleiner ist als der Grenzwert, ist die Schleifscheibe noch ausreichend scharf, so daß mit ihr weiter gearbeitet werden kann. Die Schneidfähigkeit der Schleif körner in der Schleifscheibe ist noch nicht untragbar gemindert. Mit zunehmendem Stumpfungsgrad muß die Schleifscheibe stärker gegen das Werkstück gedrückt werden. Unter dem Anpreßdruck biegt das Werkstück und/oder die Vorrichtungsaufbauten durch, weshalb der gesamte Zustellweg der Schleifscheibe bis zur Fertigbearbeitung des Werkstückes größer wird. Der Ist-Differenzwert nimmt dadurch zu. Ist er gleich groß oder größer als der Grenzwert, wird das Abrichtsignal erzeugt. Die Schleifscheibe hat dann einen so hohen Stumpfungsgrad, daß sie abgerichtet werden muß.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Schleifscheibe optimal lange eingesetzt werden. Der Zustellweg der Schleifscheibe und der Abtrag am Werkstück sind einfach zu bestimmende Meßgrößen, zumal während des Bearbeitungsvorganges der Werkstückabtrag und der Zustellweg der Schleifscheibe ohnehin gemessen werden. Diese vorhandenen Meßgrößen können somit einfach zur Bestimmung des Stumpfungsgrades der Schleif scheibe herangezogen werden.

Beim Bearbeiten des Werkstückes mit der Schleifscheibe der erfindungsgemäßen Maschine werden der Werkstückabtrag und der Zustellweg der Schleifscheibe von den Meßeinrichtungen erfaßt und als Signale über entsprechende Leitungen dem Rechner zugeführt. Er ermittelt den Ist-Differenzwert aus den zugeführten Signalen und vergleicht sie mit dem gespeicherten Grenzwert. Sobald der Ist-Differenzwert gleich oder größer ist als der Grenzwert, wird über die Ausgangssignalleitung des Rechners ein Signal zum Abrichten der Schleifscheibe abgegeben.

Der Benutzer ist dann darüber informiert, daß die Schleifscheibe nunmehr abgerichtet werden muß. Das Signal des Rechners kann vorteilhaft dazu benutzt werden, den Abrichtvorgang direkt (automatisch) einzuleiten.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Maschine,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Ansicht der erfindungsgemäßen Maschine und

Fig. 3 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur An zeige, wenn die Schleifscheibe der erfindungsgemäßen Maschine abgerichtet werden soll.

Die Maschine hat einen Schlitten 1, mit dem eine Schleifschei be 2 in Richtung des Doppelpfeiles 3 verstellbar ist. Der Schlitten 1 sitzt auf einem Maschinenbett 4. Ein zu bear beitendes Werkstück 5 ist in einer (nicht dargestellten) Spanneinrichtung eingespannt. Vor der Bearbeitung mit der Schleifscheibe 2 hat das Werkstück 5, das im Ausfüh rungsbeispiel kreisförmigen Querschnitt hat, einen Durchmesser d ₁ und wird mit der Schleifscheibe auf das Endmaß d ₂ abgeschliffen. Der jeweilige Durchmesser des Werkstückes 5 wird mit einer Meßeinrichtung 6 (Fig. 1 und 2), das ein an sich bekanntes Wegmeßsystem an einem Mehrbereichs-Absolutmeßkopf ist, während der Bearbeitung messen. Sie ist über eine Leitung 7 an einen Rechner 8 (Fig. 3) angeschlossen.

Der Schlitten 1 mit der Schleifscheibe 2 wird auf dem Maschinenbett 4 verfahren und hierbei der Zustellweg D _S der Schleifscheibe 2 mit einer weiteren Meßeinrich tung 11 gemessen. Sie ist ein an sich bekanntes Weg meßsystem, das am Schleifschlitten 1 vorgesehen ist. Der jeweilige Vorschubweg D _S wird als Signal über eine Leitung 9 (Fig. 3) ebenfalls dem Rechner 8 eingegeben. An den Rechner 8 ist ferner noch eine Leitung 10 für eine Soll-Wert-Eingabe angeschlossen.

Da bei der Bearbeitung vom Werkstück 5 Material abgeschliffen wird, nimmt sein Durchmesser vom Maß d ₁ auf das Endmaß d ₂ ab. Entsprechend der Durchmes serverringerung des Werkstückes 5 muß der Schlitten 1 mit der Schleifscheibe 2 in Vorschubrichtung 3 nachge stellt werden.

Wenn davon ausgegangen wird, daß die Schleifscheibe 2 scharf ist und bei der Bearbeitung unter dem Schleifdruck kaum Ausweichbewegungen der Maschine und des Werkstückes auftreten, dann wird der Schlitten 1 so eingestellt, daß die Meßeinrichtung 11 beispielsweise den Wert "0" anzeigt, wenn das Werkstück 5 auf das End maß d ₂ fertig bearbeitet ist. Die Meßeinrichtung 6 ist so eingestellt, daß sie dann beispielsweise ebenfalls den Wert "0" anzeigt. Diese idealen Verhältnisse treten aber in der Praxis nicht auf. Die Schleifscheibe 2 setzt sich mit der Zeit mit Schmutzpartikeln und dergleichen zu und wird stumpf. Der Stumpfungsgrad der Schleifscheibe 2 ist ein Maß für die Schleiffähigkeit der Schleifscheibe 2. Mit zunehmendem Stumpfungsgrad, das heißt je mehr die Schleifscheibe 2 mit Schmutzpartikeln zugesetzt ist, muß die Schleifscheibe 2 stärker an das Werkstück 5 ge drückt werden, um noch einen Schleifabtrag zu erzielen. Das Werkstück 5 und die Vorrichtungsaufbauten bie gen unter diesem erhöhten Anpreßdruck durch. Die Schleifscheibe 2 muß darum mit dem Schlitten 1 um das entsprechende Maß zusätzlich zugestellt werden. Die Meßeinrich tung 11 zeigt damit bereits einen Vorschubweg D _S an. Der Durchmesser d ₁ des Werkstückes 5 hat sich hierbei noch nicht geändert, da noch kein Material abgetragen wor den ist, so daß die Meßeinrichtung 6 noch den Aus gangswert anzeigt.

Beim anschließenden Schleifvorgang wird der Schlit ten 1 entsprechend dem Abtrag am Werkstück 5 nach gestellt, bis die Meßeinrichtung 6 den vorgegebenen Meßwert, im Beispielsfalle den Wert "0" anzeigt. Dann hat das Werkstück 5 den geforderten Fertigdurchmes ser d ₂, so daß die Schleifscheibe 2 zum Werkstückwech sel zurückgefahren wird. Beim Zustellen der Schleif scheibe 2 zeigt die Meßeinrichtung 11 den jeweiligen Vorschubweg D _S an.

Während des Schleifvorganges wird von den Meßein richtungen 6 und 11 laufend oder in den vorgegebenen Zeitabständen über die Leitungen 7 und 9 dem Rech ner 8 der jeweilige Vorschubweg D _S des Schlittens 1 bzw. der Schleifscheibe 2 und der jeweilige Ist-Durch messer d _ist des Werkstückes 5 in Signalform eingegeben. Im Rechner 8 wird aus diesen Istwerten die Differenz Δ D _ist = D _S - d _ist gebildet und mit einem Grenzwert Δ D _Soll verglichen, der über die Leitung 10 dem Rechner 8 ein gegeben werden kann. Solange die Bedingung Δ D _ist < Δ D _Soll ist, ist der Stumpfungsgrad der Schleif scheibe 2 noch so gering, daß sie für den nächsten Bear beitungsgang herangezogen werden kann.

Mit zunehmendem Stumpfungsgrad der Schleifschei be 2 nimmt der zum Abtrag am Werkstück 5 erforderli che Anpreßdruck zu, so daß das Werkstück und/oder die Vorrichtungsaufbauten immer stärker durchbiegen. Bei vorgegebenem Werkstückabtrag d ₁ - d ₂ nimmt da mit der Vorschubweg D _S des Schlittens 1 immer mehr zu, so daß die Differenz Δ D _ist = D _S - d _ist bei jeder Bearbeitung größer wird. Der Grenzwert Δ D _Soll wird nun so gewählt, daß die Schleifscheibe 2 dann abgerichtet werden muß, wenn die Bedingung Δ D _ist ≧ Δ D _Soll erfüllt ist. Der Rechner 8 gibt dann über eine Leitung 12 ein Signal ab, das einer Anzeige zugeführt werden kann. Bei Maschinen, bei denen die Schleifscheibe 2 automatisch abgerichtet werden kann, kann das Ausgangssignal da zu herangezogen werden, diesen automatischen Ab richtvorgang nach Beendigung der Bearbeitung des Werkstückes 5 einzuleiten.

Infolge des beschriebenen Verfahrens wird der jewei lige Stumpfungsgrad der Schleifscheibe 2 berücksichtigt, so daß es erst dann abgerichtet wird, wenn dies tatsäch lich notwendig ist. Mit diesem Verfahren kann somit wesentlich wirtschaftlicher gearbeitet werden als mit bekannten Verfahren, bei denen die Schleifscheibe lediglich nach einer vorgegebenen Zahl von Bearbeitungen abgerichtet wird, ohne deren tatsächlichen Stump fungsgrad zu berücksichtigen.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der Abrichtbedürftigkeit der Schleifscheibe einer Schleifmaschine in Abhängigkeit von deren Stumpfungsgrad, wobei die Schleifscheibe gegen ein zu bearbeitendes Werkstück zugestellt wird und dabei mindestens ein Ist-Differenzwert von die Schleifscheibe betreffenden und während der Bearbeitung des Werkstückes ermittelten Meßgrößen mit einem vorgegebenen Differenz-Grenzwert verglichen werden und ein Signal zum Abrichten der Schleifscheibe erzeugt wird, sobald ein Ist-Differenzwert mindestens so groß wie der Differenz-Grenzwert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Differenzwert (Δ D _Ist) aus dem Zustellweg (Ds) der Schleifscheibe (2) und dem Abtrag (d ₁ - d ₂) am Werkstück (5) gebildet wird.

2. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem eine Schleifscheibe tragenden Vorschubschlitten und mit einer Halterung für das zu bearbeitende Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine Meßeinrichtungen (6; 10) zur Messung des Abtrages (d ₁ - d ₂) am Werkstück (5) und des Zustellweges (Ds) des Vorschub schlittens (1) und einen die Meßdaten der Meßeinrichtungen (6; 11) verarbeitenden und demgemäß fallweise die Abrichtbedürftigkeit der Schleifscheibe (2) signalisierenden Rechner (8) aufweist.