DE3722642A1 - Cnc-gesteuerte schleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine CNC-gesteuerte Schleif­ maschine mit einer rotierend angetriebenen Schleif­ scheibe und mit einem Lagergestell für einen drehbaren Revolver mit mehreren Schleifscheiben-Abrichtwerkzeu­ gen, die durch Verdrehung des Revolvers um eine Dreh­ achse wahlweise in Arbeitsstellung bringbar sind, wo­ bei die Schleifscheibe und das Lagergestell während der Schleifscheibenabrichtung entlang wenigstens zweier Ko­ ordinatenachsen relativ zueinander verschieblich sind, und das Abrichtwerkzeug um eine Schwenkachse verdrehbar ist.

Bei einer früher bereits vorgeschlagenen Schleifmaschi­ ne dieser Art (Deutsche Patentanmeldung P 37 07 775.9) ist der Revolver am freien Ende eines freitragend ge­ lagerten und kurbelförmig abgekröpften Schwenkarms ge­ lagert. Da die Lagerung des Schwenkarmes außerhalb des Wirkbereiches der Schleifscheibe erfolgt, kann insbe­ sondere bei großen Schleifscheibendurchmessern die Krag­ länge des Schwenkarms erheblich sein, was zu unerwünsch­ ten Steifigkeitsverlusten führt. Außerdem verläuft der abgewinkelte Schwenkarm relativ dicht am Schleifscheiben­ umfang entlang, so daß kein Raum für Kühl-Schmierstoff­ düsen oder andere Zusatzeinrichtungen in der Nähe der Eingriffstelle zwischen Schleifscheibe und Abrichtwerk­ zeug verbleibt.

Der Grund für die Abwinklung des Schwenkarms liegt darin, daß das Abrichtwerkzeug beim Abrichten eines Schleif­ scheibenprofils um eine Schwenkachse geschwenkt werden muß, die im wesentlichen durch die Spitze des Abricht­ werkzeuges verläuft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schleif­ maschine so abzuwandeln, daß das Lagergestell für den die Abrichtwerkzeuge tragenden Revolver nahe an der Schleif­ scheibe angeordnet werden kann und somit Steifigkeitsver­ luste vermieden sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenkachse des Abrichtwerkzeuges mit der Drehachse des Revolvers zusammenfällt und CNC-gesteuert ist und daß in Abhängigkeit von dem jeweils eingesteuerten Schwenkwinkel des Abrichtwerkzeuges die Schleifscheibe und das Lager­ gestell entlang der beiden Koordinatenachsen CNC-gesteuert so nachgeführt sind, daß das Abrichtwerkzeug ständig mit der Schleifscheibe in Eingriff ist.

Im Gegensatz zu der früher vorgeschlagenen Schleifmaschi­ ne wird also das Abrichtwerkzeug nicht um eine durch dessen Spitze gehende Achse, sondern um die Drehachse des Revol­ vers verschwenkt. Hierdurch entfällt ein abgewinkelter, freitragend gelagerter Schwenkarm, der an seinem Ende den Revolver trägt. Infolgedessen kann das Lagergestell dicht an der Schleifscheibe angeordnet werden. Da bei der Ver­ schwenkung des Abrichtwerkzeuges um die Drehachse des Revolvers die Spitze des Abrichtwerkzeuges außer Ein­ griff mit der abzurichtenden Schleifscheibe gelangen würde, ist eine entsprechende Nachführung des Lagerge­ stells entlang geeigneter Koordinatenachsen erforder­ lich, was mit Hilfe einer angepaßten Programmsteuerung in an sich bekannter Weise erreichbar ist.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer CNC- gesteuerten Schleifmaschine mit Abrichteinrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht eines Revolvers mit vier Abrichtwerkzeugen in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 und

Fig. 3 schematisch die programmgesteuerte Führung eines Abrichtwerkzeuges während der Abrichtung einer pro­ filierten Schleifscheibe.

In Fig. 1 ist die Schleifscheibe einer an sich bekann­ ten und daher im einzelnen nicht dargestellten Schleif­ maschine dargestellt. Die Schleifscheibe 1 ist in an sich bekannter Weise an einem vertikal hin- und her­ verschieblichen Schlitten gelagert und kann daher in einer senkrechten Koordinatenrichtung H (Doppelpfeil in Fig. 1 und 2) den üblichen Schleifscheibenhub aus­ führen. Die Schleifscheibe umfaßt weiterhin in üb­ licherweise einen Maschinentisch 2, der an einem orts­ festen Maschinengestell nach zwei horizontalen Koordi­ natenachsen verschieblich ist. Eine dieser Koordinaten­ achsen ist in Fig. 2 durch den Doppelpfeil S angegeben. Die andere Koordinatenachse verläuft in der Regel senk­ recht hierzu.

Auf dem Maschinentisch 2 ist ein Lagergestell 3 fest an­ geordnet, an dem mittels Kugellagern 4 eine Welle 5 ge­ lagert ist. Die Welle 5 ist an ihrem in Fig. 1 links ge­ legenen Ende über eine Kupplung 6 mit einem Elektro­ motor 7 drehschlüssig verbunden und trägt an ihrem ge­ genüberliegenden Ende einen Revolver 8 mit vier Abricht­ werkzeugen 9, 10, 11 und 12. In Fig. 1 und 2 greift das nach oben gerichtete Abrichtwerkzeug 9 mit seiner Diamant­ spitze an der Schleifscheibe 1 an, um dieser ein gewünsch­ tes Profil zu erteilen. Der Abstand der Schwenkachse D des Revolvers 8 von der Eingriffstelle des Abrichtwerk­ zeuges mit der Schleifscheibe ist in Fig. 1 mit h be­ zeichnet. Wie dargestellt, ist die Kraglänge, d. h. der Abstand zwischen dem Revolver 8 und dem Lagergestell 3 ver­ hältnismäßig gering, so daß die Steifigkeit der Anord­ nung groß und das Abrichtwerkzeug 9 zu einer präzisen Abrichtung der Schleifscheibe 1 befähigt ist. Wie eben­ falls dargestellt, ist in der Nähe der Eingriffstelle zwischen Abrichtwerkzeug und Schleifscheibe verhältnis­ mäßig viel Platz, so daß dort eine Kühl- oder Schmier­ stoffdüse 13 angeordnet werden kann.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist jedes Abrichtwerkzeug 9, 10, 11, 12 in einem eigenen Werkzeughalter 14 einge­ spannt, der seinerseits ausgerichtet mit dem Körper des Revolvers 8 verbunden ist. Durch CNC-gesteuertes Verdre­ hen des Revolvers um die Achse D können abwechselnd ver­ schiedene Abrichtwerkzeuge an der Schleifscheibe in Po­ sition gebracht werden. Außerdem kann durch CNC-gesteuer­ tes Verdrehen des Revolvers um die Achse D das Abricht­ werkzeug in die erforderliche Winkelstellung relativ zur Schleifscheibe gebracht werden, wenn ein bestimmtes Pro­ fil an der Schleifscheibe ausgebildet werden soll.

In Fig. 3 ist die Durchführung eines Abrichtvorganges schematisch dargestellt. Beim Abrichten werden drei CNC- gesteuerte Koordinatenachsen ausgenutzt, nämlich die horizontale Achse S, die vertikale Achse H und die Dreh­ verstellung (Winkel α _o) des Abrichtwerkzeuges 9 um die Schwenkachse D.

Zunächst wird durch entsprechende Hubverstellung der Schleifscheibe 1 entlang der Koordinatenachse H die in Fig. 3 rechts liegende Schleifscheibenflanke abgerich­ tet, wobei das Abrichtwerkzeug 9 einen bestimmten Winkel a _o einnimmt. An diese ebenflächige Flanke schließt sich ein kreisförmig gekrümmter Profilabschnitt der Schleif­ scheibe 1 an. Beim Abrichten dieses Abschnittes ist es erforderlich, das Abrichtwerkzeug 9 nach drei Koordina­ tenachsen zu steuern, nämlich nach den Achsen H, S und D. Da das Abrichtwerkzeug 9 um die Achse D verschwenkt wird, die von der Werkzeugspitze den Abstand h (vgl. Fig. 1) hat, ist es erforderlich durch entsprechendes Nach­ steuern entlang der Achsen H und S dafür zu sorgen, daß die Spitze des Abrichtwerkzeuges 9 stets mit der gewünschten Winkelstellung in Anlage an der Schleif­ scheibe verbleibt. Gleichzeitig muß der Vorschub der Spitze des Abrichtwerkzeuges 9 in Richtung der Koordi­ natenachsen H und S entsprechend eingesteuert werden, so daß letzten Endes das ganze, in Fig. 3 dargestellte Schleifscheibenprofil überstrichen wird. Die Bewegung der Achse D ist in Fig. 3 durch eine Reihe aneinander anschließender Pfeile M angedeutet. Weitere Pfeile N geben die jeweilige Winkellage des Abrichtwerkzeuges 9 an. Die Ausführung der aus Fig. 3 ersichtlichen Abricht­ bewegung des Werkzeuges 9 erfolgt mit Hilfe einer Pro­ grammsteuerung, welche jeweils die Bewegungskomponente für die drei Koordinadenachsen H, S und D entsprechend dem herzustellenden Schleifscheibenprofil vorgibt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist im Lagergestell 3 ge­ genüber dem Revolver 8 ein Indexstift 15 verschieblich gelagert, der ferngesteuert, z. B. pneumatisch aus dem Lagergestell heraus geschoben werden kann. Auf der gegen­ überliegenden Seite des Revolvers 8 ist eine entsprechen­ de Aussparung 16 ausgebildet, in welche der vorgeschobene Indexstift 15 genau paßt. Auf diese Weise kann der Re­ volver 8 relativ zum Lagergestell 3 präzise arretiert werden. Dies wird beispielsweise dann ausgeführt, wenn eine zylindrische Profilfläche an der Schleifscheibe 1 abgerichtet werden soll. Eine solche zylindrische Fläche ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 17 versehen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt während der Abrichtung die erforderliche Relativbewegung zwi­ schen Schleifscheibe und Abrichtwerkzeug durch trans­ latorische Bewegungen der Schleifscheibe (Hubbewegung entlang der Koordinatenachse H) und des Lagergestells 3 (Koordinatenachse S). Bei einer anderen, nicht darge­ stellten Ausführungsform kann das Lagergestell 3 auch an einem Schlitten befestigt sein, der seinerseits nach ein oder zwei Koordinatenrichtungen hin beweglich an einem die Schleifscheibe 1 umgebenden und die Hub­ bewegung derselben mit ausführenden Schleifspindelkasten gelagert ist.

Wenn am Abrichtwerkzeug ein Verschleiß auftritt, so kann dieser korrigiert werden, solange nur die Radienformen an der Spitze des Werkzeuges innerhalb zulässiger Ab­ weichungen bleiben. Die Korrektur erfolgt entlang der Koordinatenachsen H und S, wobei bei bestimmten Aus­ führungsformen auch das Lagergestell 3 des Revolvers 8, z. B. durch entsprechende Höhenverstellung des Maschinen­ tisches 2 entsprechend nachjustiert werden könnte. In gleicher Weise können auch Abweichungen des Winkels α _o korrigiert werden, und zwar durch entsprechende Ver­ schwenkungen um die Achse D.

Bei der Feststellung und Berücksichtigung von Verschleiß­ erscheinungen am Abrichtwerkzeug kann dessen Profil mit einem Zwei-Koordinatentaster abgetastet und mit dem in der Programmsteuerung der Maschine gespeicherten Soll­ profil verglichen werden. Bei Abweichungen, die auf den Diamantverschleiß oder auch die Justierungen zurückgehen, wird das Programm durch Eingabe der abgetasteten Werte entsprechend korrigiert.

Claims (4)

1. CNC-gesteuerte Schleifmaschine mit einer rotierend angetriebenen Schleifscheibe und mit einem Lager­ gestell für einen drehbaren Revolver mit mehreren Schleifscheiben-Abrichtwerkzeugen, die durch Ver­ drehung des Revolvers um eine Drehachse wahlweise in Arbeitsstellung bringbar sind, wobei die Schleif­ scheibe und das Lagergestell während der Schleif­ scheibenabrichtung entsprechend dem herzustellenden Schleifscheibenprofil entlang wenigstens zweier Koordinatenachsen relativ zueinander verschieblich sind und das Abrichtwerkzeug um eine Schwenkachse verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Abrichtwerkzeuges (9) mit der Drehachse (D) des Revolvers (8) zusammenfällt und CNC-gesteuert ist, und daß in Abhängigkeit von dem jeweils eingestellten Schwenkwinkel (α _o) des Abrichtwerkzeuges die Schleifscheibe (1) und das Lagergestell (3) entlang der beiden Koordinaten­ achsen (H, S) CNC-gesteuert relativ zueinander so nachgeführt sind, daß das Abrichtwerkzeug ständig mit der Schleifscheibe in Eingriff ist.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bohrung (16) am Revolver (8), in wel­ che ein am Lagergestell (3) verschieblich ange­ ordneter Indexstift (15) zwecks Arretierung des Revolvers einführbar ist.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lagergestell (3) des Revolvers (8) an einem nach wenigstens einer Koordinatenrichtung (S) beweglichen Maschinentisch (2) angeordnet ist, und die Schleifscheibe (1) in einer Koordinaten­ richtung (H) senkrecht zur Koordinatenrichtung (S) des Maschinentisches verschieblich ist.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lagergestell (3) des Revolvers (8) an einem Schlitten befestigt ist, der seinerseits nach wenigstens einer Koordinatenrichtung beweglich an einem die Hubbewegung der Schleifscheibe mit aus­ führenden Schleifspindelkasten gelagert ist.