Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten
von Werkstücken durch magnetabrasives Schleifen und
Polieren, bei der sich das zu bearbeitende Werkstück
zusammen mit einem Polster aus einem magnetischen
Schleif- oder Poliermittel zwischen den Polschuhen eines
Magneten befindet und bei der das Werkstück eine
Relativbewegung in bezug auf das Schleif- bzw. Polier
mittelpolster ausführt.The invention relates to a device for processing
of workpieces by magnetic abrasive grinding and
Polishing the workpiece to be machined
together with a pad made of a magnetic
Abrasive or polishing agent between the pole pieces
Magnets and where the workpiece is one
Relative movement in relation to the grinding or polishing
middle upholstery.
Das sogenannte magnetabrasive Schleifen ist als
Verfahren zum Feinschleifen und Polieren von Werkstücken
aller Art bekannt. Bei diesem Verfahren wird zwischen
zwei Magnetpolen durch die Wirkung des magnetischen
Feldes ein Polster aus einem magnetischen Schleif- oder
Poliermittel in der Schwebe gehalten und es wird
dadurch, daß sich das zu bearbeitende Werkstück relativ
zu diesem Polster translatorisch und/oder rotierend
bewegt, der gewünschte Abtrag an der Werkstückoberfläche
erzielt.The so-called magnetic abrasive grinding is as
Process for fine grinding and polishing workpieces
known of all kinds. In this procedure, between
two magnetic poles by the action of the magnetic
A pad made of a magnetic grinding or
Polish held in suspense and it will
in that the workpiece to be machined is relative
translational and / or rotating to this cushion
moved, the desired removal on the workpiece surface
achieved.
Um mit diesem Verfahren auch Werkstücke mit komplizierter
Geometrie bearbeiten zu können, ist es eine bekannte
Maßnahme, Polschuhe mit entsprechend ausgebildeter
Negativform einzusetzen. Diese Vorgehensweise hat jedoch
den Nachteil, daß für jede Werkstückgeometrie entsprech
end geformte Polschuhe bereitgehalten werden müssen.To use this method also workpieces with complicated
Being able to edit geometry is a well-known fact
Measure, pole pieces with appropriately trained
Use negative form. However, this approach has
the disadvantage that corresponding for each workpiece geometry
shaped pole pieces must be kept ready.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß es möglich
ist, ohne großen Aufwand sowohl an Rüstzeiten als auch
an Maschinenzubehör Werkstücke beliebiger Geometrie
durch magnetabrasives Schleifen zu bearbeiten.The object of the invention is therefore a device of
type mentioned in such a way that it is possible
is, with little effort both on set-up times as well
on machine accessories workpieces of any geometry
to be processed by magnetic abrasive grinding.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
bei einer derartigen Vorrichtung die Polschuhe des
Magneten in Richtung auf das Werkstück verstellbar
beweglich gehaltert sind und daß eine Steuer- und
Regeleinrichtung und von dieser beaufschlagbare Stell
antriebe für die Verstellung der Polschuhe vorgesehen
sind.This object is achieved in that
in such a device the pole pieces of
Magnets adjustable towards the workpiece
are movably supported and that a tax and
Control device and actuated by this
drives provided for the adjustment of the pole shoes
are.
Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weiterbildung der
Erfindung eine besonders einfach zu realisierende Anord
nung, wenn die Steuer- und Regeleinrichtung mit Sensoren
sowie mit einem Regelkreis zur selbsttätigen Anpassung
der Position der Polschuhe des Magneten an die Werkstück
kontor versehen ist.
This results in an advantageous further development of
Invention a particularly easy to implement arrangement
if the control device with sensors
as well as with a control loop for automatic adjustment
the position of the magnet's pole pieces on the workpiece
is provided.
Indem die Vorrichtung gemäß der Erfindung in weiterer
Ausgestaltung mit einem programmierbaren Prozeßrechner
ausgstattet ist, ist es weiterhin möglich, durch ent
sprechende Programmierung des Rechners bei diesem Ver
fahren neben der Oberflächenbeschaffenheit des Werk
stückes auch dessen äußere Form zu beeinflussen.By the device according to the invention in further
Design with a programmable process computer
is equipped, it is still possible through ent
speaking programming of the computer with this Ver
drive in addition to the surface quality of the factory
piece to influence its outer shape.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er
läutert werden. Die Figur zeigt dabei eine erfindungs
gemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung.In the following the invention is based on one in the
Drawing he illustrated embodiment closer
to be refined. The figure shows a fiction
appropriate device in a schematic representation.
Die Vorrichtung zum magnetabrasiven Schleifen und
Polieren besteht im Falle des dargestellten Ausführungs
beispiels zunächst aus einem annähernd U-förmigen Magnet
joch 1, auf den eine Reihe von stromdurchflossenen
Spulen 2 bis 6 angeordnet ist. Mit oder ohne Luftspalt 7
vom Magnetjoch 1 getrennt, sind ferner zwei Polschuhe 8
und 9 vorgesehen. Zwischen diesen Polschuhen 8 und 9 mit
variabler Polform an den einander zugewandten Enden
befindet sich ein durch Schleifen bzw. Polieren zu
bearbeitendes Werkstück 10.The device for magneto-abrasive grinding and polishing consists in the case of the illustrated embodiment, for example, initially from an approximately U-shaped magnet yoke 1 , on which a number of current-carrying coils 2 to 6 is arranged. With or without an air gap 7 separated from the magnetic yoke 1 , two pole pieces 8 and 9 are also provided. A workpiece 10 to be machined by grinding or polishing is located between these pole pieces 8 and 9 with a variable pole shape at the mutually facing ends.
Wie in der Zeichnung angedeutet, sind die beiden
Polschuhe 8 und 9 in Richtung auf das Werkstück 10
beweglich gehaltert. Zu ihrer Verstellung sind dabei
zwei Stellantriebe 11 und 12 vorgesehen, die jeweils
über eine Welle 13 bzw. 14 auf die Polschuhe 8 bzw. 9
wirken. Die Stellantriebe sind im Falle des hier
beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung als
elektrische Schrittmotoren ausgebildet. Sie können aber
im Rahmen der Erfindung auch als Gleichstrommotoren
ausgebildet sein, die mit einem Winkelgeber sowie
gegebenenfalls mit einem Verstellgetriebe ausgerüstet
sind. Es ist aber auch möglich, stattdessen entweder
einen hydraulischen Verstellzylinder oder aber einen
Druckluftzylinder mit einer Wegmeßeinrichtung vorzusehen.As indicated in the drawing, the two pole pieces 8 and 9 are movably supported in the direction of the workpiece 10 . Two actuators 11 and 12 are provided for their adjustment, each of which acts on the pole shoes 8 and 9 via a shaft 13 and 14, respectively. In the case of the exemplary embodiment of the invention described here, the actuators are designed as electrical stepper motors. However, within the scope of the invention, they can also be designed as DC motors which are equipped with an angle encoder and, if appropriate, with an adjustment gear. However, it is also possible to provide either a hydraulic adjusting cylinder or a compressed air cylinder with a displacement measuring device instead.
In all diesen Fällen werden die Stellantriebe 11 und 12
von einer Steuer- und Regeleinrichtung 15 beaufschlagt.
Diese Steuer- und Regeleinrichtung 15 enthält im Fall
des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels der
Erfindung einen Prozeßrechner, der entsprechend der
Geometrie des zu bearbeitenden Werkstücks 10 programmiert
ist und der die Bewegung der Polschuhe 8 und 9 steuert.
Die Steuer- und Regeleinrichtung kann dabei zugleich,
wie in der Zeichnung angedeutet (gestrichelt), mit einer
Vorschubeinrichtung 16 für das Werkstück 10 verbunden
sein, so daß auch der Werkstückvorschub vom Prozeß
rechner gesteuert werden kann. Es ist andererseits aber
auch möglich, eine zeitlich konstante Vorschubgeschwin
digkeit für das Werkstück 10 vorzusehen, die unabhängig
von der Steuer- und Regeleinrichtung 15 erfolgt.In all these cases, the actuators 11 and 12 are acted upon by a control and regulating device 15 . In the case of the exemplary embodiment of the invention described here, this control and regulating device 15 contains a process computer which is programmed in accordance with the geometry of the workpiece 10 to be machined and which controls the movement of the pole shoes 8 and 9 . The control and regulating device can at the same time, as indicated in the drawing (dashed line), be connected to a feed device 16 for the workpiece 10 , so that the workpiece feed can also be controlled by the process computer. On the other hand, it is also possible to provide a constant feed speed for the workpiece 10 , which is independent of the control and regulating device 15 .
Wie weiterhin in der Zeichnung angedeutet (strichpunktiert),
ist es auch möglich, Näherungssensoren 17 und 18, die
beispielsweise am dem Werkstück zugewandten Ende der
Polschuhe 8 und 9 angeordnet sind, vorzusehen. Diese
Näherungssensoren 17 und 18 sind mit der Steuer- und
Regeleinrichtung 15 verbunden und dienen als Istwertgeber
zur Erfassung des Abstandes zwischen den Spitzen der
Polschuhe 8 bzw. 9 und dem Werkstück 10. Diese Infor
mation kann entweder, sofern vorhanden, in den Prozeß
rechner eingespeist werden und dadurch zur Steuerung der
Stellantriebe 11 und 12 dienen, sie kann aber auch einem
Regelkreis zugeführt werden, der Bestandteil der Steuer-
und Regeleinrichtung 15 ist. Dieser Regelkreis, der
sowohl in analoger als auch in digitaler Schaltungs
technik aufgebaut sein kann, ermöglicht über die Stellan
triebe 11 und 12 ein Nachführen der Polschuhe 8 und 9 im
Sinne einer selbsttätigen Anpassung an die Werkstück
kontur.As further indicated in the drawing (dash-dotted), it is also possible to provide proximity sensors 17 and 18 , which are arranged, for example, on the end of the pole shoes 8 and 9 facing the workpiece. These proximity sensors 17 and 18 are connected to the control and regulating device 15 and serve as actual value transmitters for detecting the distance between the tips of the pole pieces 8 and 9 and the workpiece 10 . This information can either, if available, be fed into the process computer and thereby serve to control the actuators 11 and 12 , but it can also be fed to a control loop which is part of the control and regulating device 15 . This control loop, which can be constructed in both analog and digital circuit technology, enables actuators 11 and 12 to track the pole shoes 8 and 9 in the sense of an automatic adaptation to the workpiece contour.
Der angestrebte Abtrag an der Werkstückoberfläche wird
nun dadurch erzielt, daß ein pulverförmiges Schleif
bzw. Poliermittel 19 aus einem magnetischen Material in
den Bereich der Polschuhe 8 und 9 eingebracht wird, wo
es sich aufgrund des zwischen den Polschuhen bestehenden
Magnetfeldes in Form eines Schleifmittelpolsters ent
sprechend dem Verlauf der magnetischen Feldlinien ver
teilt. Es kann eine einfache Gestalt der Polschuhe
Verwendung finden. Eine zugespitzte Ausbildung der
Polschuhe bewirkt eine Konzentration der Magnetfeld
linien im Bereich der gemeinsamen Mittelachse der
Polschuhe 8 und 9. In diesem Bereich liegt dabei die
größte Dichte an Schleif- bzw. Poliermittel vor. Indem
das Werkstück 10 sowohl translatorisch als auch drehend
in diesem Schleifmittelpolster bewegt wird, erfolgt die
Bearbeitung seiner Oberfläche. Die von der Steuer- und
Regeleinrichtung 15 bewirkte Verstellung der Polschuhe 8
und 9 beeinflußt dabei die Stärke des Abtrages. Auf
diese Weise ist es einerseits möglich, auch bei kompli
zierten Werkstückgeometrien eine gleichmäßige Oberfläch
enbeschaffenheit zu erzielen, indem der Abstand zwischen
den Polschuhen und der Werkstückoberfläche in allen
Bereichen der lateralen Werkstückerstreckung konstant
gehalten wird, andererseits kann durch gezielte Ver
änderung dieses Abstandes die äußere Form des
Werkstückes beeinflußt werden.The desired removal on the workpiece surface is now achieved in that a powdery abrasive or polishing agent 19 is introduced from a magnetic material into the area of the pole pieces 8 and 9 , where it is accordingly in the form of an abrasive pad due to the magnetic field between the pole pieces the course of the magnetic field lines ver ver. A simple shape of the pole shoes can be used. A tapered design of the pole pieces causes a concentration of the magnetic field lines in the region of the common central axis of the pole pieces 8 and 9 . In this area there is the greatest density of abrasives and polishes. By moving the workpiece 10 both translationally and rotating in this abrasive pad, the surface is machined. The adjustment of the pole shoes 8 and 9 effected by the control and regulating device 15 influences the strength of the removal. In this way it is possible, on the one hand, to achieve a uniform surface quality even with complicated workpiece geometries by keeping the distance between the pole shoes and the workpiece surface constant in all areas of the lateral workpiece extension, and on the other hand, by deliberately changing this distance, the outer shape can be changed of the workpiece can be influenced.