DE3532506A1 - Programmierbare nachbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Dipl.-lng. A.Wasmeier . .. Dipl.-lng. H. Graf

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Tag
Date

L/p 12.012

9.9.1985
w

Anmelderin: LITTON INDUSTRIAL PRODUCTS, INC. East Sixth Street,
Waynesboro, PA 17268,
USA

Titel:

Programmierbare Nachbearbeitungsvorrichtung

Priorität: USA

728 323

29. April 1985

Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 20073) 5 839300 Postscheck München (BLZ 70010080) 89369-801 Gerichtsstand Regensburg

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Programmierbare Nachbearbextungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Rundschleifmaschinen, mit denen Material von dem Außendurchmesser eines zylindrischen Werkstückes entfernt wird, das drehbar um seine Achse angetrieben wird. Die Materialabnahme erfolgt, wenn ein drehend angetriebenes Schleifrad in Eingriff mit der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche vorgeschoben wird.

Das Schleifrad kann aus einer Silikonkörnung bestehen, und Aufbau und Aussehen der Schleifoberfläche bestimmen die Schleifqualitäten. Eine offene Oberfläche, wie sie sich im Anschluß an die Nacharbeitung des Schleifrades durch ein punktförmig arbeitendes Diamantnachbearbeitungswerkzeug ergibt, das über das Rad verschoben wird, ist zur Entfernung von Material gut geeignet, ergibt jedoch der Werkstückoberfläche einen rauhen Finish. Wenn die Reiboberfläche jedoch während des Nachbearbeitungsvorganges nicht Öffnungen erhalten hat, was der Fall ist, wenn z.B. die Nachbearbeitung mit einer herkömmlichen Schleiftopf-Nachbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, die eine ringförmige Nachbearbeitungsfläche besitzt und die kontinuierlich während des Nachbearbeitungsvorganges rotiert, ist das Rad nicht so effektiv wie ein Materialabnahmewerkzeug, ergibt jedoch auf der Werkstückoberfläche einen sehr feinen Finish.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nachbearbeitungswerkzeug zu schaffen, das entweder die Oberfläche eines Schleifrades öffnen kann, um möglichst gute Eigenschaften im Hinblick auf die Materialabnähme zu erzielen, oder das das Schleifrad ohne Öffnen der Oberfläche nachbearbeiten kann, so daß ein sehr feiner Oberflächenfinish erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Nachbearbeitungsvorrichtung

nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Nachbearbeitungsvorrichtung

nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform

der Nachbearbeitungsvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 4 eine Vorderansicht der Ausführungsform der Nachbearbeitungsvorrichtung nach Fig. 3, und Fig. 5 eine Schaltanordnung des Steuersystems für die

Nachbearbeitungsvorrichtung nach den Fig. 1, 2 und 3. Die Nachbearbeitungsvorrichtung nach der Erfindung weist ein becherförmiges Grundteil 10 mit einer ringförmigen Oberfläche 11 auf, mit der ein Segment 12 eines herkömmlichen ringförmigen Nachbearbeitungselementes befestigt ist, das sich über weniger als 3 60° um diese Oberfläche erstreckt und das beispielsweise mit Diamanten, entweder in Bündel- oder in Matrixform, besetzt bzw. versehen ist. Während das dargestellte Bearbeitungssegment 12 kontinuierlich ausgebildet ist, kann es alternativ auch aus einer Vielzahl von im Abstand versetzten Segmenten bestehen. Zentrisch in der kreisförmigen Aussparungsfläche zwischen den Enden des Nachbearbeitungssegmentes 12 ist ein punktförmiges Diamantnachbearbeitungswerkzeug 18 geordnet, das innerhalb einer Bohrung 19 befestigt ist, die in den becherförmigen Grundteil 10 ausgebildet ist. Die Lage des Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeuges 18 kann mit Hilfe einer Einstellschraube 21 eingestellt werden, und das eingestellte Werkzeug kann in seiner Stellung durch eine Stellschraube 22 arretiert werden. Die Nachbearbeitungsanordnung arbeitet in der Weise, daß der äußere Umfang 2 3 eines Greifrades W nachbearbeitet wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der becherförmige Grundteil auf einer drehbaren Welle 24 befestigt. Die Achse der Welle 24 verläuft parallel zu einem Radius R des Schleifrades W und ist im Abstand davon so angeordnet, daß der unterste Teil der Ringfläche 11 tangential zum Schleifrad W an diesem Radius R

angeordnet ist. Das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug 18 kann entsprechend drehbar in Uhrzeigerrichtung aus einer ersten Position in der Nähe einer Seite des Schleifrades W (Position 1) in eine zweite Position (Position 2) in der Nähe der anderen Seite des Schleifrades versetzt werden. Die Drehung wird durch einen Servomotor (Fig. 5) gesteuert, der mit der Welle 2 4 der Nachbearbeitungsvorrichtung gekoppelt ist. Das Nachbearbeitungssegment 12 besitzt einen Winkelanschlag, der so ausgelegt ist, daß er nicht in Kontakt mit dem Schleifrad steht, wenn das Nachbearbeitungswerkzeug 18 im Uhrzeigersinn über das Schleifrad aus der ersten Position in die zweite Position oder in Gegenuhrzeigersinn aus der zweiten Position in die erste Position gedreht wird. In ähnlicher Weise ist der Winkelanschlag des Nachbearbeitungssegmentes 12 so gewählt, daß eine Drehung der Nachbearbeitungsvorrichtung im Gegenuhrzeigersinn zur Verschiebung des Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeuges 18 aus der ersten Position in die zweite Position und umgekehrt die gesamte Oberfläche dieses Nachbearbeitungssegmentes 12 an dem Schleifrad W vorbei versetzt.

Die elektronische Schaltung nach Fig. 5 zeigt, daß eine Kodiervorrichtung, die direkt oder indirekt von der Welle 2 4 der Nachbearbeitungsvorrichtung angetrieben wird, Positionsdaten erzeugt, aus denen die Nachbearbeitungs-Steuervorrichtung entnimmt, wann das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug 18 entweder die erste Position oder die zweite Position einnimmt. Die Nachbearbeitungs-Steuervorrichtung steuert den Servomotorantrieb so, daß der Servomotor entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird, und kann den Servomotor an einer beliebigen, ausgewählten Stelle anhalten.

Nimmt man an, daß der erste Arbeitsvorgang das Nachbearbeiten des Schleifrades mit dem Einpunkt-Schleifwerkzeug 18 ist, das in der ersten Position angeordnet ist, befiehlt die Nachbearbeitungssteuervorrichtung dem Servomotorantrieb, den Servomotor und damit die Nachbearbeitungsvorrichtung im Uhrzeigersinn mit einer gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben. Wenn die Positionsdaten der Kodiervorrichtung

anzeigen, daß die zweite Position erreicht worden ist, kann der Servomotorantrieb entweder den Servomotor anhalten oder ihm befehlen, die Nachbearbeitungsvorrichtung in der umgekehrten oder Gegenuhrzeigerrichtung mit einer gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben. Im letzteren Fall kann der Nachbearbeitungszyklus erneut durchgeführt oder angehalten werden, wobei das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug 18 die erste Position einnimmt. Der erste Nachbearbeitungsvorgang öffnet die Schleifoberfläche des Schleifrades für eine maximale Materialabnähme (grobe Nachbearbeitung).

Nimmt man an, daß der Nachbearbeitungsvorgang an der ersten Position endet, wenn der zweite Nachbearbeitungsvorgang erwünscht ist, kann die Nachbearbeitungssteuervorrichtung dem Servomotorantrieb befehlen, die Nachbearbeitungsvorrichtung in Gegenuhrzeigerrichtung mit einer gewünschten Geschwindigkeit drehend anzutreiben, bis das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug 18 die zweite Position erreicht hat. Der Servomotorantrieb kann dann entweder die Drehung der Nachbearbeitungsvorrichtung anhalten oder dem Servomotor befehlen, die Nachbearbeitungsvorrichtung in Uhrzeigerrichtung anzutreiben, um das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug 18 zurück in die erste Position mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen. Dieser zweite oder Finish-Nachbearbeitungsvorgang unter Verwendung des Nachbearbeitungssegmentes 12 schließt die Reiboberfläche des Schleifrades. Während somit das Schleifrad zur Abnahme von Material von einem Werkstück nicht besonders effektiv ist, gibt es einen feinen Finish am Werkstück. Es kann selektiv ein Programm für grobes und feines (Finish) Nachbearbeiten festgelegt werden, da die Nachbearbeitungssteuervorrichtung Positionsdaten aufnimmt und dem Servomotorantrieb befehlen kann, den Servoantrieb in einer der beiden Richtungen mit beliebiger Geschwindigkeit anzutreiben.

Die zweite Ausführungsform der Nachbearbeitungsvorrichtung nach der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind vier gleich große und in gleichem Abstand versetzte Nachbearbeitungssegmente auf der Ringfläche

11 der Nachbearbeitungsvorrichtung befestigt. Der ringförmige Abstand zwischen benachbarten Segmenten 3 0 ist so gewählt, daß ein beliebiges der Nachbearbeitungssegmente 30 an der ersten Stelle (Position 1) in der Nähe einer Seite des Schleifrades W angeordnet werden kann, und das nächste Segment in Uhrzeigerrichtung an der zweiten Position (Position 2) in der Nähe der anderen Seite des Schleifrades angeordnet werden kann.

Da die Nachbearbeitungssteuervorrichtung weiß, wann eines dieser Segmente 3 0 an der ersten Position angeordnet ist, kann die Nachbearbeitungsvorrichtung so angehalten werden, daß ein beliebiges Segment an dieser Position steht. Um einen groben Nachbearbeitungsvorgang durchführen zu können, kann die Nachbearbeitungsvorrichtung beispielsweise mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Uhrzeigerrichtung um 9 0° gedreht werden, damit das Nachbearbeitungssegment 30, das an der ersten Position angeordnet ist, mit einer solchen Geschwindigkeit relativ zur Oberfläche des Schleifrades W bewegt werden, daß die Schleifradoberflache geöffnet wird, wodurch das Schleifrad W grob nachbearbeitet wird.

Um im Anschluß daran dieser Oberfläche eine Finish-Nachbearbeitung zu geben, kann die Nachbearbeitungsvorrichtung beispielsweise kontinuierlich in der einen oder anderen Richtung mit einer Finish-Nachbearbeitungsgeschwindigkeit rotiert werden. Ein idealer Verschleiß der Nachbearbeitungssegmente läßt sich dadurch erzielen, daß das nächstfolgende Nachbearbeitungssegment 30 an der ersten Position zum Beginn des groben Nachbearbeitungszyklus angeordnet wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rundschleifmaschine mit einem zylindrischen Schleifrad, das drehbar um eine vorgegebene Achse befestigt ist, und mit einer Nachschleifvorrichtung zum Nachschleifen des Umfangs des zylindrischen Schleifrades, gekennzeichnet durch

ein becherförmiges Grundteil (10), das um eine vorgegebene Achse (24) rotiert, und das eine ringförmige Oberfläche (11) besitzt, auf der Nachbearbeitungselemente (12) befestigbar sind,

ringförmige Nachbearbeitungselemente (12), die auf der Ringfläche (11) des becherförmigen Grundteiles (10) drehbar um die Achse (24) befestigt sind und die sich üri weniger als 360° um die Ringfläche (11) erstrecken, ein zweites Nachbearbeitungswerkzeug (18), das auf der Ringfläche (11) des becherförmigen Grundteiles (10) an einer Stelle zentrisch zwischen den Enden (16) der ringförmigen Nachbearbeitungselemente (12) angeordnet ist,

eine Vorrichtung (24) zum Drehen des becherförmigen Grundteiles (10) um die vorbestimmte Achse (24) entweder in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung aus einer vorbestimmten ersten Position, an der das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug (18) in unmittelbarer Nähe einer Seite des nachzubearbeitenden zylindrischen Schleifwerkzeuges (W) angeordnet ist, in eine vorbestimmte zweite Position, in der das Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug (18) in unmittelbarer Nähe der anderen Seite des nachzubearbeitenden zylindrischen Schleifrades (W) angeordnet ist,

eine Vorrichtung zum Drehen der Nachbearbeitungsvorrichtung (10, 11, 12, 18) zwischen der ersten und der zweiten Position, um das zylindrische Schleifrad (W) nur mit dem ringförmigen Schleifelement (12) nachzubearbeiten, und

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eine Vorrichtung zum Drehen der Nachbearbeitungsvorrichtung zwischen der ersten und der zweiten Position, um das zylindrische Schleifrad (W) nur mit dem zweiten Nachbearbeitungswerkzeug (18) nachzubearbeiten.

2. Rundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Nachbearbeitungselemente (12) in Form eines einzigen kontinuierlichen Segmentes ausgebildet sind.

3. Rundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachbearbeitungswerkzeug (18) ein Einpunkt-Nachbearbeitungswerkzeug ist.

4. Rundschleifmaschine mit einem zylindrischen Schleifrad, das drehbar um eine vorbestimmte Achse befestigt ist, und eine Nachbearbeitungsvorrichtung zum Nachbearbeiten des Umfanges des zylindrischen Schleifrades, gekennzeichnet durch

ein becherförmiges Grundteil (10), das drehbar um eine vorbestimmte Achse (24) angeordnet ist und das eine Ringfläche (11) aufweist, auf der Nachbearbeitungselemente (30) befestigbar sind,

eine Vielzahl von Nachbearbeitungssegmenten (30), die auf der Ringfläche (11) im gleichen Abstand versetzt angeordnet sind, wobei der Abstand so gewählt ist, daß benachbarte Segmente auf einer Seite des Schleifrades (W) in unmittelbarer Nähe der zu bearbeitenden Oberfläche angeordnet sind,

eine Vorrichtung zum Anordnen der Vielzahl von Segmenten (30) in einer ersten Position in unmittelbarer Nähe einer Seite der nachzubearbeitenden Oberfläche zu Beginn eines Nachbearbeitungszyklus, zum Rotieren des in der ersten Position angeordneten Segmentes über das Schleifrad in eine zweite Position in unmittelbarer Nähe der anderen Seite der nachzubearbeitenden Oberfläche, zum Rotieren einer Vielzahl von Segmenten an dieser Oberfläche vorbei,

und zum aufeinanderfolgenden Anordnen eines jeden Nachbearbeitungssegmentes an dieser ersten Position zu Beginn aufeinanderfolgender Nachbearbeitungszylclen.

5. Rundschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Segmente vier beträgt.