DE3711895A1 - Grinding machine for grinding flats or the like - Google Patents

Grinding machine for grinding flats or the like

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DE3711895A1
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    • F16C2322/00Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Abstract

In known grinding machines, attempts have been made to solve the problem of being able to guide the movable parts without play by means of ball guides. However, the ball guides still exhibit a relatively large remaining play which, after lengthy service, increases on account of inevitable wear through abrasion. Such play leads to surface inaccuracies on the worked workpieces. In contrast, the new grinding machine is to have a bearing arrangement of the movable parts which is without play, while at the same time a jolt-free movement is to be ensured. In the new grinding machine, all movable parts are provided with a drive without play and are supported on the frame by means of a smooth-running sliding-bearing guide set without play. All three drives are connected to a programmable common CNC control in order to be able to control them in a coordinated manner. Since, in the arrangement, the sliding bearings are constructed to be compressible to a limited extent, the movable parts can be mounted with such prestress of the sliding-bearing guides that no play arises in the guiding or owing to the normal wear of the sliding surfaces, even after lengthy service. On the other hand, the prestress is chosen such that a jolt-free displacement is also ensured.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von Flachpro­ filen od.dgl., die einen feststehenden Rahmen, einen pendelnd entlang einer horizontalen Achse hin- und herbewegbaren Tisch zum Aufnehmen und Halten der zu bearbeitenden Werkstücke, eine auswechselbar an einem entlang einer senkrechten Achse verstellbaren Schlitten od.dgl. gelagerte antreibbare Schleifscheibe und einen die Schleifscheibe entlang einer senkrecht zur horizontalen Pendelachse des Tisches verlaufenden weiteren horizontalen Achse zu verstellenden Schlitten od.dgl. aufweist.The invention relates to a grinding machine for grinding Flachpro filen or the like, which have a fixed frame, a swinging along a horizontal axis reciprocating table for receiving and holding the workpieces to be machined, one replaceable on one slide or the like adjustable along a vertical axis. stored drivable grinding wheel and the grinding wheel along one other perpendicular to the horizontal pendulum axis of the table horizontal axis to be adjusted slide or the like. having.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Schleifmaschine, bei der die Schleifscheibe gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück in drei jeweils senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen bewegbar ist, um sowohl die Oberfläche des Werkstückes über dessen Länge und Breite bearbeiten als auch die Dicke des bearbeiteten Werkstückes bestimmen zu können.In other words, the invention relates to a grinding machine the grinding wheel in three compared to the workpiece to be machined each perpendicular to each other is movable to both machine the surface of the workpiece over its length and width as well as being able to determine the thickness of the machined workpiece.
Die erfindungsgemäße Flachschleifmaschine kann Profile einschließlich Flachprofile schleifen, d.h. Profile dreidimensionaler Gestalt. Anderer­ seits lassen sich aber auch zweidimensionale Konturen schleifen, ebenso wie es mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine möglich sein soll, die verwendeten Schleifscheiben durch die Bewegungsmöglichkeiten der Maschine an einer feststehenden Schleifeinrichtung wie einem feststehenden Diamanten zu richten und nachzurichten, was stets nach einer bestimmten Betriebszeit der Schleifscheibe notwendig ist.The surface grinding machine according to the invention can include profiles Grinding flat profiles, i.e. Three-dimensional profiles. Other On the other hand, two-dimensional contours can also be ground, as well how it should be possible with the grinding machine according to the invention, the grinding wheels used by the movement of the Machine on a fixed grinding device like a fixed one To straighten diamonds and refurbish whatever is after a particular one Operating time of the grinding wheel is necessary.
Zum maschinellen Schleifen zweidimensionaler oder dreidimensionaler Oberflächen ist es erforderlich, daß die Schleifscheibe ruckfrei gegen­ über dem Werkstück bewegt wird, weil auch schon sehr kleine Rucke bei der relativen Vorschubbewegung zwischen Schleifscheibe und zu schleifen­ dem Werkstück deutlich sichtbare Oberflächenungenauigkeiten bzw. Oberflächenfehler hervorrufen. Eine ruckfreie Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Werkstück hängt nicht zuletzt von den Führungen für die Halterung des Werkstückes und der Schleifscheibe ab, die zu diesem Zweck praktisch spielfrei sein sollten.For machine grinding two-dimensional or three-dimensional Surfaces it is necessary that the grinding wheel jerk-free against is moved over the workpiece because even very small jerks the relative feed movement between grinding wheel and grind surface inaccuracies clearly visible on the workpiece or  Cause surface defects. A smooth relative movement between Last but not least, the grinding wheel and workpiece depend on the guides for the holder of the workpiece and the grinding wheel leading to this Purpose should be practically free of play.
Bei bekannten Schleifmaschinen hat man das Problem der spielfreien Füh­ rung mit Hilfe von Kugelführungen zu lösen versucht, die jedoch nicht vollkommen spielfrei sind, sondern noch ein verhältnismäßig großes rest­ liches Spiel aufweisen, das nach längerer Betriebszeit wegen des unver­ meidlichen Verschleißes durch Abrieb zunimmt.Known grinding machines have the problem of play-free guidance tried to solve with the help of ball guides, but not are completely free of play, but a relatively large rest Lich play, which after a long period of operation due to the non wear due to abrasion increases.
Für eine gleichförmige Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Werk­ stück ist es erforderlich, daß im Bereich der Lager der beweglichen Teile keine Luft bzw. kein Spiel vorhanden ist und sich auch nicht nach längerer Betriebszeit einstellt, während die Toleranzen zwischen den gegeneinander bewegbaren Teilen auch nicht zu eng bemessen sein dürfen, weil sich dann bei den Relativbewegungen Rucke einstellen.For a uniform relative movement between the grinding wheel and the work piece, it is necessary that in the area of the movable bearings Share no air or no game and do not follow longer operating time, while the tolerances between the parts that can move against each other must not be too narrow, because then jerks occur in the relative movements.
Diese Probleme treten insbesondere bei modernen, computergesteuerten bzw. CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen auf, die zwar steuerungstechnisch sehr genau sind und dementsprechend auch selbst komplizierte Profile sehr genau bearbeiten - hier schleifen - können, jedoch wegen ihrer Steuergenauigkeit auch eine bisher nicht erreichte extrem gute mechanische Arbeitsweise erfordern.These problems occur particularly with modern, computer-controlled or CNC-controlled machine tools on the control technology are very precise and, accordingly, even complicated profiles can work very precisely - grind here - but because of their Control accuracy also an unprecedented extremely good mechanical Require working method.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine zum Schlei­ fen von Profilen einschließlich Flachprofilen od.dgl. zu schaffen, die äußert genau arbeitet, so daß selbst bei computergesteuertem Antrieb keine sichtbaren Oberflächenungenauigkeiten an den geschliffenen Ober­ flächen entstehen.The invention has for its object a grinding machine for grinding fen of profiles including flat profiles or the like. to create that works extremely precisely, so that even with computer-controlled drive no visible surface inaccuracies on the ground surface areas arise.
Diese Aufgabe wird bei einer Schleifmaschine der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This task is carried out in a grinding machine of the type mentioned Genus with the features of the characterizing part of the claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of subclaims.  
Bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine erfolgt eine absolut spielfreie Führung der einzelnen Schlitten, so daß eine extrem gleichförmige Bear­ beitung der Werkstücke möglich ist und sich auf den geschliffenen Ober­ flächen keine Fehler, die auf eine ungenaue Werkzeugführung zurückzu­ führen sind, abzeichnen. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise eine bahnförmige Gleitführung vorgesehen, deren eine Bahn mit Kunststoff-Band belegt ist, das aus Kunststoff wie Polytetrafluorethylen mit einer Bronze-Armie­ rung besteht. Die gegeneinander verschiebbaren und auf diese Weise ge­ lagerten Teile der Schleifmaschine werden dabei derart montiert, daß das armierte Kunststoff-Band stets unter Vorspannung steht, die so groß sein soll, daß der unvermeidbare Verschleiß der Gleitführung voll ausge­ glichen werden kann und andererseits die relativen Verschiebebewegungen der derart gelagerten Teile nicht behindert werden. Dadurch erzielt man eine ruck- und spielfreie leichtgängige Gleitführung.In the grinding machine according to the invention, there is absolutely no play Guide the individual carriage so that an extremely uniform bear processing of the workpieces is possible and on the ground surface There are no errors due to inaccurate tool guidance lead, sign off. For this purpose, a web is preferably used Slideway provided, the one track covered with plastic tape is made of plastic like polytetrafluoroethylene with a bronze arm tion exists. The mutually displaceable and ge in this way stored parts of the grinding machine are mounted so that the reinforced plastic tape is always under tension, which is so big should be that the inevitable wear of the sliding guide is fully out can be compared and on the other hand the relative displacement movements the parts stored in this way are not hindered. Thereby achieved you have smooth and smooth sliding guidance.
Die erfindungsgemäße Schleifmaschine kann zwei- und auch dreidimensionale Konturen an Werkstücken schleifen. Auch läßt sich die Schleifscheibe an einem feststehenden Diamanten od.dgl. richten und nachrichten, was nach einer bestimmten Betriebszeit stets notwendig ist. Die Schleifscheibe wird durch den normalen Abrieb und das Nachrichten im Durchmesser stets kleiner. Die Steuerung der Schleifmaschine muß das berücksichtigen, d.h. nach jedem Richten bzw. Nachrichten der Schleifscheibe muß die Steuerung korrigiert werden, was von einem elektronischen Rechner vorge­ nommen wird.The grinding machine according to the invention can be two-dimensional and also three-dimensional Grind contours on workpieces. The grinding wheel can also be used on a fixed diamond or the like. judge and news what is always necessary after a certain operating time. The grinding wheel is always due to normal wear and tear and diameter smaller. The control of the grinding machine must take this into account i.e. after each adjustment or message of the grinding wheel, the Controls are corrected what is pre-selected by an electronic computer is taken.
Bei der Steuerung muß darauf geachtet werden, daß beim Schleifvorgang keine sichtbaren Schaltstufen auftreten. Absätze von weniger als 1 µm sind noch deutlich auf der Oberfläche des Werkstückes sichtbar. Der eingesetzte elektronische Rechner muß also schnell genug arbeiten, um die Schaltstufen klein genug zu halten, damit sie nicht sichtbar werden. Die Armierung des Kunststoff-Bandes besteht vorzugsweise aus einem Draht­ geflecht, wobei Bronzedraht oder auch Kupferdraht Verwendung finden können. Derartige Kunststoff-Bänder bzw. Gleitstreifen lassen sich an der Oberfläche wie Metall bearbeiten, sind jedoch verschleißfester als Metalle. Andererseits ist ein derartiges Material in gewissem Maße ver­ formbar, so daß eine Montage unter Vorspannung möglich ist, die für die erfindungsgemäß vorgesehene spielfreie Führung benötigt wird. Wegen der Verformbarkeit und damit der Montage unter Vorspannung gewährleisten die erfindungsgemäß vorgesehenen Gleitstreifen bzw. Kunststoff-Bänder der Gleitführung auch die für eine Schleifmaschine benötigte Dämpfung.With the control, care must be taken that during the grinding process no visible switching steps occur. Heels of less than 1 µm are still clearly visible on the surface of the workpiece. The used electronic computers must work fast enough to keep the switching levels small enough so that they are not visible.  The reinforcement of the plastic band preferably consists of a wire braid, using bronze wire or copper wire can. Such plastic tapes or sliding strips can be Machining the surface like metal, but they are more wear resistant than Metals. On the other hand, such a material is to a certain extent ver malleable so that pre-tensioned assembly is possible for the play-free guidance provided according to the invention is required. Because of Ensure the deformability and thus the assembly under pretension the slide strips or plastic strips provided according to the invention the damping required for a grinding machine.
Obwohl das Material der Gleitführung also eine begrenzte Kompressibilität aufweist, ist es insgesamt formstabil. Es hat praktisch keine Quell- und Schrumpffähigkeit. Daher ist eine hohe Lebensdauer bei geringstem Verschleiß gewährleistet.Although the material of the sliding guide is limited compressibility overall, it is dimensionally stable. It has practically no source and shrinkability. Therefore, a long service life is the least Wear guaranteed.
Während die eine Bahn der Gleitführung aus dem armierten Kunststoff-Band besteht, kann die Gegenfläche aus Gußeisen hergestellt werden. Beide Flächen werden zweckmäßig spiegelglatt geschliffen, denn man benötigt keine Rauhtiefe, um einen Schmiermittel- bzw. Ölfilm zu halten. Das armierte Kunststoff-Band der Gleitführung hat hohe Notlaufeigenschaften, so daß keine besondere Gefahr darin zu erblicken ist, wenn der Schmier­ mittelfilm einmal abreißen sollte.During the one track of the sliding guide from the reinforced plastic band exists, the counter surface can be made of cast iron. Both Surfaces are expediently polished to a mirror finish, because you need no roughness depth to keep a lubricant or oil film. The reinforced plastic tape of the sliding guide has high emergency running properties, so that there is no particular danger to be seen when the grease should tear off the middle film.
Durch die Erfindung wird in einfacher Weise und dauerhaft wirksam ver­ hindert, daß sich zwischen den beweglichen und gegeneinander gelagerten Teilen im Bereich der Lagerung Luft befindet. Die vorgespannte Montage gewährleistet vielmehr eine spielfreie und gleichförmige Auflage der Teile aufeinander, wobei jedoch andererseits auch ein ruckfreier Vorschub gewährleistet ist.The invention ver is effective in a simple and permanent manner prevents that between the movable and against each other Parts located in the area of storage air. The preloaded assembly rather ensures a backlash-free and uniform support of the Parts on top of each other, but on the other hand also a smooth feed is guaranteed.
Durch die Erfindung wird eine äußerst präzise arbeitende Schleifmaschine und insbesondere eine Flachprofilschleifmaschine geschaffen, die CNC- gesteuert arbeiten kann. Die äußerste Feinheit der CNC-Steuerung (Computerised Numeric Control) läßt sich bei der erfindungsgemäßen Flachschleifmaschine optimal einsetzen, da wegen der absolut spielfreien Lagerung der relativ zueinander bewegbaren Teile eine praktisch stufen­ lose Schleifbewegung gewährleistet ist, so daß sich an den Oberflächen der geschliffenen Werkstücke keinerlei Fehler abzeichnen, die auf Rucke im Vorschub bzw. auf zu große Schaltschritte zurückzuführen sind.The invention makes an extremely precise grinding machine and in particular created a flat profile grinding machine that CNC can work controlled. The extreme delicacy of the CNC control (Computerized Numeric Control) can be in the inventive  Use the surface grinding machine optimally because of the absolutely zero play Storage of the relatively movable parts a practical step loose grinding movement is guaranteed, so that on the surfaces of the ground workpieces do not show any defects due to jerks in the feed or due to large switching steps.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausge­ stalteten Flachschleifmaschine dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of an invention is out designed surface grinding machine shown, and shows
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht der gesamten Maschine und Fig. 1 is a perspective view of the entire machine and
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schleifsupport, aus dem die erfindungs­ gemäße Lagerung desselben zu erkennen ist. Fig. 2 is a plan view of the grinding support, from which the inventive storage of the same can be seen.
Die in Fig. 1 gezeigte Flachprofilschleifmaschine (1) hat einen Grund­ rahmen oder Sockel (2), einen auf diesem angeordneten und in horizontaler Richtung gemäß Doppelpfeil (3), d.h. der X-Achse, hin- und herfahrbar gelagerten Tisch (4) mit einer Tischplatte (5) zum Aufspannen der zu schleifenden Werkstücke.The flat profile grinding machine ( 1 ) shown in Fig. 1 has a base frame or base ( 2 ), one arranged on this and in the horizontal direction according to the double arrow ( 3 ), ie the X axis, back and forth mounted table ( 4 ) with a table top ( 5 ) for clamping the workpieces to be ground.
Auf einem ebenfalls in horizontaler Richtung gemäß Doppelpfeil (6) hin- und herfahrbaren Support (7) ist eine senkrecht verlaufende turmartige Säule (8) als Führung für einen weiteren Support (9), nämlich den Schleif­ support, befestigt. Der Support (7) ist senkrecht zum Tisch (4) und dementsprechend in Richtung der Z-Achse verschiebbar, wobei auch eine Handeinstellung elektronisch mittels eines Handrades möglich ist. Der Schleifsupport (9) ist gemäß dem Doppelpfeil (11) senkrecht verschiebbar, d.h. also in Richtung der Y-Achse.On a support ( 7 ), which can also be moved back and forth in the horizontal direction according to the double arrow ( 6 ), a vertically extending tower-like column ( 8 ) is fastened as a guide for a further support ( 9 ), namely the grinding support. The support ( 7 ) can be displaced perpendicular to the table ( 4 ) and accordingly in the direction of the Z axis, with manual adjustment by means of a handwheel also being possible. The grinding support ( 9 ) can be displaced vertically according to the double arrow ( 11 ), that is to say in the direction of the Y axis.
Am Schleifsupport (9) ist eine Schleifscheibe (12) drehbar und auswechsel­ bar gelagert, die gemäß Fig. 1 unter einer Schutzhaube (13) angeordnet ist. Obwohl eine Handeinstellung möglich ist, werden die drei bewegbaren Teile, nämlich der Tisch (4), der Support (7) und der Support (9), moto­ risch angetrieben, wobei die Steuerung der drei Motore elektronisch erfolgt, beispielsweise mittels einer CNC-Steuerung nach vorgegebenem Programm. On the grinding support ( 9 ), a grinding wheel ( 12 ) is rotatably and interchangeably mounted, which is arranged according to FIG. 1 under a protective hood ( 13 ). Although manual adjustment is possible, the three movable parts, namely the table ( 4 ), the support ( 7 ) and the support ( 9 ), are motor-driven, the three motors being controlled electronically, for example by means of a CNC control according to the given program.
Fig. 2 zeigt anhand der Lagerung des Schleifsupports (9), wie die bewegbaren Teile der Flachprofilschleifmaschine (1) gelagert sind. Fig. 2 shows with reference to the bearing of the grinding support (9) as the movable parts of the flat profile grinding machine are stored (1).
Die Schleifsäule (8) hat an Vorder- und Rückseite Gleitführungen (14 und 15), welche glatt geschliffene Gleitflächen aufweisen.The grinding column ( 8 ) has sliding guides ( 14 and 15 ) on the front and rear, which have smoothly ground sliding surfaces.
Die entsprechenden Gegenflächen am Schleifsupport (9) sind mit Streifen bzw. Bändern (16) aus armiertem Kunststoff belegt, deren Oberflächen ebenfalls glatt geschliffen sind.The corresponding counter surfaces on the grinding support ( 9 ) are covered with strips or bands ( 16 ) made of reinforced plastic, the surfaces of which are also ground smooth.
An die Rückseite des Schleifsupports (9) ist ein Motorgehäuse (17) an­ geschraubt, und zwar derart, daß die Gleitbänder (16) unter Vorspannung stehen. Zwischen dem Motorgehäuse (17) und der Lagerung (8) sind weitere Bänder (18) mit glatt geschliffener Oberfläche angeordnet, die ebenfalls unter Vorspannung gehalten sind.On the back of the grinding support ( 9 ), a motor housing ( 17 ) is screwed on, in such a way that the sliding bands ( 16 ) are under tension. Between the motor housing ( 17 ) and the bearing ( 8 ) there are further belts ( 18 ) with a smoothly ground surface, which are also held under tension.
Die auf die Gleitführungs-Bänder (16 und 18) ausgeübte Vorspannung ist derart eingestellt, daß eine spielfreie Lagerung gewährleistet ist, eine ruckfreie Gleitbewegung aber möglich bleibt.The preload exerted on the sliding guide belts ( 16 and 18 ) is set in such a way that play-free storage is ensured, but a smooth sliding movement remains possible.

Claims (5)

1. Schleifmaschine zum Schleifen von Flachprofilen od.dgl., mit einem feststehenden Rahmen, mit einem pendelnd entlang einer horizontalen Achse (X-Achse) hin- und herbewegbaren Tisch zum Aufnehmen und Halten der zu bearbeitenden Werkstücke, mit einer auswechselbar an einem entlang einer senkrechten Achse (Z-Achse) verstellbaren Schlitten gelagerten antreibbaren Schleifscheibe und mit einem die Schleifscheibe entlang einer senkrecht zur horizontalen Pendelachse des Tisches (X-Achse) verlaufenden weiteren horizontalen Achse (Y-Achse) zu ver­ stellenden einstellbaren Schlitten, dadurch gekennzeichnet, daß alle bewegbaren Teile (4, 7, 9) der Schleifmaschine (1) mit einem eigenen spielfreien Antrieb versehen sind, daß jedes bewegbare Teil mittels spielfrei eingestellter leichtgängiger Gleitlagerführung (16, 18) am Rahmen (2, 8) verschiebbar gelagert ist und daß alle drei Antriebe zum auf­ einander abgestimmten steuerbaren Betätigen derselben an eine program­ mierbare gemeinsame CNC-Steuerung angeschlossen sind.1. Grinding machine for grinding flat profiles or the like, with a fixed frame, with a reciprocating to and fro along a horizontal axis (X-axis) table for receiving and holding the workpieces to be machined, with one interchangeably along one vertical axis (Z-axis) adjustable carriage mounted drivable grinding wheel and with an adjustable slide to be adjusted along a further horizontal axis (Y-axis) extending the grinding wheel along a vertical horizontal axis of the table (X-axis), characterized in that all movable parts ( 4 , 7 , 9 ) of the grinding machine ( 1 ) are provided with their own backlash-free drive, that each movable part is slidably mounted on the frame ( 2 , 8 ) by means of backlash-free plain bearing guide ( 16 , 18 ) and that all three Drives for coordinated controllable actuation of the same to a programmable common CNC Control are connected.
2. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager­ führungen je wenigstens eine vorspannbare Bahn (16, 18) aus verschleiß­ festem Kunststoff mit einer Metall-Armierung aufweisen, die unter Vorspannung montiert ist.2. Machine according to claim 2, characterized in that the slide bearing guides each have at least one pretensionable track ( 16 , 18 ) made of wear-resistant plastic with a metal reinforcement, which is mounted under prestress.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall- Armierung der Bahn (16, 18) aus einem Drahtgeflecht aus Kupfer und/oder Bronze besteht.3. Machine according to claim 2, characterized in that the metal reinforcement of the web ( 16 , 18 ) consists of a wire mesh made of copper and / or bronze.
4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgespannten Gleitführungen jeweils aus Bändern (16, 18) aus Poly­ tetrafluorethylen bestehen. 4. Machine according to claim 2 or 3, characterized in that the prestressed sliding guides each consist of strips ( 16 , 18 ) made of poly tetrafluoroethylene.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche jeder Führung (16, 18) aus blank geschliffenem Metall-Guß besteht.5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the counter surface of each guide ( 16 , 18 ) consists of polished metal casting.
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