DE3730795A1 - Hon-, laepp- oder poliermaschine - Google Patents
Hon-, laepp- oder poliermaschineInfo
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- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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- B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hon-, Läpp- oder Polierma
schine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Maschinen werden bakanntlich für eine hochfeine Ober
flächenbearbeitung eingesetzt, zum Beispiel z.T. zur Bearbeitung
von Wafers für Mikrochips oder dergleichen. Die Werkstücke werden
von Werkstückaufnahmescheiben aufgenommen, die entsprechende Auf
nahmeöffnungen hierfür aufweisen. Bei den gängigen Maschinen
wälzen sich die Werkstückaufnahmescheiben nach Art von Planeten
rädern zwischen einem Außenkranz und einem Innenkranz in der Ar
beitsebene von oberer und unterer Arbeitsscheibe ab. Der zentrale
Innenkranz wird normalerweise angetrieben, während der Außenkranz
meist in Drehrichtung festgelegt ist. Die Werkstückaufnah
mescheiben haben normalerweise eine Stirnverzahnung,
während Innen- und Außenkranz Stifte oder Zähne aufweisen.
Es ist jedoch aus der DE-OS 36 24 878 bekanntgeworden, auf
einem Kreis angeordnete Werkstückaufnahmescheiben über ein
Ritzel anzutreiben, das seinerseits in Eingriff mit einem
Zentralrad steht. Dem Umfang der Werkstückaufnahmescheiben
sind weitere Zahnräder zugeordnet, die der Lagerung dienen.
Die Werkstückaufnahmescheiben werden mithin um eine feste
Achse gedreht. Die Aufnahmeöffnung der Werkstückaufnahme
scheiben ist hingegen exzentrisch angeordnet, so daß sie
bei Umdrehung der Werkstückaufnahmescheiben ihrerseits
eine Kreisbahn beschreibt.
Die zuletzt beschriebene bekannte Maschine mag zwar Vor
teile aufweisen, sie ist jedoch auch mit etlichen Nachtei
len behaftet. Die bekannte Maschine erfordert eine große
Anzahl von Lagerstellen. Da während des Honens, Läppens
oder Polierens mit einem abrasiven Medium gearbeitet wird,
ist es problematisch diese Lagerstellen zu schützen und
sie damit vor Beeinträchtigung zu bewahren.
Bei der bekannten Maschine ist die Anzahl der Zähne des
zentralen Zahnrades gleich einem ganzen Vielfachen der
Anzahl der Zähne der Werkstückaufnahmescheiben. Der Welle
des Zentralrades ist eine Reihe von Nocken zugeordnet, die
während der Wellenumdrehung gezählt werden. Werden die Werk
stückaufnahmescheiben in vorgegebener Drehlage eingesetzt,
läßt sich mit Hilfe der Nockenanordnung die jeweilige
Drehlage der Werkstückaufnahmescheiben ermitteln. Damit
sind auch die Koordinaten der Werkstückaufnahmeöffnungen
in den Aufnahmescheiben bekannt. Diese können einem Roboter
vorgegeben werden, der dadurch die Werkstücke aus den
einzelnen Werkstückaufnahmescheiben entfernen oder diese
mit neuen Werkstücken beladen kann. Die Koordinaten für
die Werkstückaufnahmeöffnungen müssen jedoch verhältnis
mäßig genau vorgegeben sein, da sonst vor allen Dingen beim
Beladen eine Beeinträchtigung oder gar Zerstörung der Werk
stücke zu befürchten ist. Diese Genauigkeit ist jedoch
beeinträchtigt dadurch, daß die Werkstückaufnahmescheiben während des
Betriebs vor allem im Bereich der Verzahnung einem Verschleiß unterliegen.
Dem Verschleiß sind im übrigen auch die anderen Zahnräder aus
gesetzt. Dadurch entsteht eine Lose der Werkstückaufnahme
scheiben im Hinblick auf ihren Antrieb. Die präzise Lage
der Werkstückaufnahmescheiben in der Be- und Entladeposi
tion ist dadurch nicht reproduzierbar gesichert. Außerdem
muß die Be- und Entladevorrichtung in bezug auf jede Auf
nahmescheibe ausgerichtet werden, was eine komplizierte
Ladeeinrichtung und eine aufwendige Steuerung erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine her
kömmliche Hon-, Läpp- oder Poliermaschine so zu verbessern,
daß die Werkstücke mit einer Ladeeinrichtung auf einfache
Weise in die Werkstückaufnahmescheiben eingelegt und aus diesen
entnommen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk
male des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist die Zahl der Stifte
oder Zähne des Außenkranzes ein ganzzahliges Vielfaches
der Zahl der Zähne der Aufnahmescheibe. Dieses Zahlenver
hältnis stellt sicher, daß jeder Zahn der Werkstückaufnah
mescheiben reproduzierbar die gleiche Bahn beschreibt,
wenn sich die Werkstückaufnahmescheibe zwischen Innen- und
Außenkranz abwälzt. Mit anderen Worten, eine bestimmte
Stelle oder ein Zahn der Werkstückaufnahmescheibe erscheint
im Hinblick auf einen ortsfesten Punkt stets an der glei
chen Stelle. Bezüglich eines außerhalb der Umlaufbahn der
Aufnahmescheiben angeordneten Positionsfühlers nähert sich
z.B. ein bestimmter Zahn der Werkstückaufnahmescheiben dem
Positionsfühler am meisten. Wird diese Position mit Hilfe
des Positionsfühlers erfaßt, ist es möglich, durch ein
Stoppsignal an den Antriebsmotor die Werkstückaufnahme
scheiben stets in die gleiche Lage und die gleiche Drehlage
zu bringen. Spricht der Positionsfühler auf eine bestimmte
Stelle der Werkstückaufnahmescheibe an und ermittelt er
zum Beispiel die maximale Nähe dieser signalgebenden
Stelle der Werkstückaufnahmescheibe und führt ein ent
sprechendes Fühlersignal zu einem Stopp des Antriebs, wird
die Werkstückaufnahmescheibe immer an gleicher Stelle mit
vorgegebener Drehlage angehalten. Eine Werkstückbelade-
und Entnahmevorrichtung kann daher gezielt in Stellung
oberhalb der Werkstückaufnahmescheibe gebracht werden und
die Werkstücke entnehmen bzw. neue Werkstücke einführen,
ohne daß ein besonderer Suchvorgang erforderlich ist.
Der Positionsfühler kann induktiv, kapazitiv, optoelek
tronisch oder mechanisch arbeiten und mit einer beliebigen
Stelle der Werkstückaufnahmescheibe zusammenwirken. Beson
ders vorteilhaft ist, wenn der Positionsfühler mit den
Zahnköpfen der Aufnahmescheibenverzahnung zusammenwirkt,
da diese während des Betriebs nicht verschleißen.
Abhängig von der Art und dem Einsatz des Positionsfühlers
kann ein bestimmter Zahn der Verzahnung der Aufnahmeschei
ben in besonderer Weise ausgeführt werden. Er kann zum Bei
spiel eine besondere geometrische Form haben, etwa länger
sein als die übrigen oder mit einer entsprechenden Aus
nehmung versehen, wodurch er auf besonders einfache Weise
von einem mechanisch arbeitenden Fühler erfaßt werden kann.
Er kann jedoch auch mit einer besonderen Oberfläche ver
sehen werden oder einen Initiator enthalten, der zum Bei
spiel in der Lage ist, ein magnetisches Feld zu beein
flussen. Werkstückaufnahmescheiben bestehen vielfach aus
Kunststoff. Es ist daher denkbar, in einen Zahn ein Metall
stückchen einzubetten, auf das das Feld des Positionsfüh
lers reagiert. Auch beim optoelektronischen Fühler kann
der Zahn eine bestimmte geometrische Form aufweisen oder
in besonderer Weise gefärbt sein, um eine Ansprache durch
ein lichtempfindliches Element oder dergleichen herbei
zuführen.
Der Positionsfühler ist nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung mit einer Positioniereinheit verbunden zur
Verstellung des Fühlers von einer zurückgezogenen Ruhepo
sition in eine Meßposition und umgekehrt. Dadurch ist es
möglich, den Fühler sehr nah an den Außenumfang der Werk
zeugaufnahmescheibe vorübergehend heranzuführen, um eine
genaue Messung durchzuführen. Sobald der Meßvorgang beendet
ist, wird der Positionsfühler von der Positioniereinheit
wieder in die Ruheposition gebracht, damit er im nächsten
Zyklus außerhalb der Umlaufbahn der Aufnahmescheiben liegt
und nicht beschädigt oder den Verunreinigungen nicht so
ausgesetzt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge
sehen, daß die Zähne- bzw. Stiftzahl des Innen- und Außen
kranzes durch die Stückzahl der Aufnahmescheiben in der
Arbeitsebene ganzzahlig teilbar ist. Dadurch läßt sich
zwischen den Werkstückaufnahmescheiben ein konstanter Ab
stand einhalten, so daß die Koordinaten bzw. die Drehlage
aller Werkstückaufnahmescheiben bekannt sind, wenn die
entsprechenden Daten mit Hilfe des Positionsfühlers für
eine Werkstückaufnahmescheibe ermittelt wurden.
Um eine genauere Messung vornehmen zu können, sieht eine
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Antriebsmotor in
einen Schleichgang schaltbar ist und die Steuerschaltung
den Positionsfühler aktiviert, wenn der Antriebsmotor, ggf.
nach vorübergehendem Stillstand, in den Schleichgang ge
schaltet wird. Der Schleichgang erlaubt auch ein präziseres
Abbremsen des Antriebs.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
außerhalb der Umlaufbahn der Aufnahmescheiben ein weiterer
Positionsfühler vorgesehen ist, der ein Aktivierungssignal
für den ersten Positionsfühler oder die erste Positionier
einheit erzeugt, wenn die Aufnahmescheibe eine vorgegebene
Relativlage zum weiteren Positionsfühler einnimmt. Der
weitere Positionsfühler ist vorzugsweise in Abwälzrichtung
vor dem ersten angeordnet und ermittelt beispielsweise den
Eingriff der Zahnung einer Werkstückaufnahmescheibe mit
der Zahnung oder den Stiften des Außenkranzes. Da, wie be
reits erwähnt, an der Stelle des Positionsfühlers stets
die gleichen Zähne mit dem Außenkranz in Eingriff treten,
läßt sich mit Hilfe des weiteren Positionsfühlers eine
Grob-Positionsermittlung durchführen. Der erste Positions
fühler wird nach einem Meßvorgang des zweiten Positions
fühlers aktiviert und stellt dann die präzise Lage der
Werkstückaufnahmescheibe fest und gibt ein Stoppsignal für
den Antriebsmotor, um die Aufnahmescheibe in der ermittel
ten Position anzuhalten.
Erster und/oder zweiter Positionsfühler können auf ver
schiedene Art und Weise am Arbeitsbereich der erfindungs
gemäßen Maschine angebracht werden. Besonders vorteilhaft
ist ihre Anbringung am Außenkranz.
Auch bei der erfindungsgemäßen Maschine kann durch Abrieb
eine Lose zwischen dem Zentralrad und der Zahnung der Werk
stückaufnahmescheiben entstehen. Eine Ausgestaltung der
Erfindung sieht vor, daß außerhalb der Umlaufbahn der Werk
stückaufnahmescheiben eine Ausrichtvorrichtung angeordnet
ist, die die Aufnahmescheiben radial ausrichtet, wenn sie
ihre vorgegebene Relativlage erreicht haben. Vorzugsweise
wirkt die Ausrichtvorrichtung mit dem Kopfdurchmesser der
Aufnahmescheibenverzahnung zusammen. Hierdurch ist sicher
gestellt, daß die Aufnahmescheiben reproduzierbar eine
präzise Lage einnehmen, wenn der Antrieb, gesteuert durch
die Positionsfühler, den Abwälzvorgang beendet, weil am
Außendurchmesser der Aufnahmescheiben kein Verschleiß ein
tritt.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, ist durch entsprechende
Zähnezahl möglich, mit der Positionsbestimmung einer Werk
stückaufnahmescheibe auch die Lagedaten der anderen Schei
ben zu ermitteln. Für eine Werkstückbelade- und Entnahme
vorrichtung bedeutet dies jedoch, daß ihr Kopf in einer
Ebene parallel zur Ebene der Arbeitsscheiben zweidimen
sional verstellt werden muß. Dies erfordert einen erheb
lichen apparativen Aufwand. Es ist daher nach einer Ausge
staltung der Erfindung zweckmäßiger, nach und nach die
Position einzelner Aufnahmescheiben zu bestimmen. Diese
nehmen daher jeweils die gleiche Lage ein, so daß der Kopf
der Belade- und Entnahmevorrichtung ausschließlich linear
verstellt werden muß, um seine Operationen durchzuführen.
Bei dem zuletzt beschriebenen Verfahren würde es unter Um
ständen einige Zeit in Anspruch nehmen, die
Aufnahmescheibe in der Ent- und Beladeposition zu
positionieren, um die Aufnahmescheibe mit neuen Werkstücken
ent- und beladen zu können. Eine alternative Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, das Positionieren
der Aufnahmescheibe zu einer Zeit durchzuführen, während der die
bearbeiteten Werkstücke abgelegt und die unbearbeiteten Werkstücke
der Ladevorrichtung zum Beladen aufgenommen werden. Dies kann
etwa dadurch geschehen, daß der Kopf der Belade- und Entlade
vorrichtung nach dem Beladen einer Aufnahmescheibe in der Be
ladeposition zur benachbarten Aufnahmescheibe fährt und deren
Werkstücke entnimmt. Ist der Kopf mit flächigen Greif- und
Haltemitteln versehen, spielen die Relativlage des Kopfes und
Position der einzelnen Aufnahmeöffnungen in der Aufnahmescheibe
keine Rolle. Die aufgenommenen Werkstücke werden außerhalb der
Maschine abgelegt. Der Kopf erfaßt dann bereitgehaltene
Werkstücke und transportiert sie zur zuvor entladenen Auf
nahmescheibe, die inzwischen in die Beladeposition weiter
gefahren wurde. Ein derartiges Verfahren ist verhältnis
mäßig zeitsparend. Für die Durchführung erfordert es einen
ebenfalls nur gradlinig verstellbaren Kopf. Vorzugsweise
erstreckt sich die Verstellachse des Kopfes durch die
Mitten zweier benachbarter Aufnahmescheiben, von denen
mindestens eine jeweils in der präzisen Beladeposition ange
ordnet ist. Es versteht sich, daß bei diesem Verfahren die
Aufnahmescheiben voneinander einen konstanten Abstand auf
weisen müssen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt die Seitenansicht einer
schematisch dargestellten Honmaschine.
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die untere Arbeitsscheibe
mit Werkzeugaufnahmescheiben und ihrem Antrieb
in schematischer Darstellung.
Fig. 3 zeigt vergrößert die Einzelheit X nach Fig. 2.
Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten
näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der
beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit
Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Be
deutung ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Honmaschine weist ein Grundgestell
10 auf sowie ein Oberteil 11, das um eine vertikale Achse
vom Grundgestell 10 schwenkbar gelagert ist. Eine im Ober
teil 11 gelagerte Welle 12 treibt eine obere Arbeitsscheibe
13 an. Mit Hilfe einer nicht dargestellten Einrichtung
ist die Arbeitsscheibe 13 im Maschinenbereich 14 außerdem
höhenverstellbar. Auf der Welle 12 sitzt ein Rad 15, das
über einen Riemenantrieb 16 vom Antriebsmotor 17 ange
trieben ist.
Eine Trägerscheibe 18 ist drehbar im Grundgestell 10 gelagert.
Seine hohle Welle ist mit einem Antriebsrad 19 versehen,
das über einen Riementrieb 20 von einem Antriebsmotor 21
angetrieben ist. Auf der Trägerscheibe 18 ruht die untere
Arbeitscheibe 22. Durch die hohle Welle der Trägerscheibe
18 erstreckt sich eine Rolle 23. Auf der Welle 23 sitzt
ein Antriebsrad 24, das über einen Riementrieb 25 von einem
Antriebsmotor 25 a angetrieben ist. Auf der Welle 23 sitzt ein
Zentralrad 27, das einen sogenannten Innenkranz 28 aufweist,
der von einem Kranz von Stiften gebildet ist. Ein stationärer
Ring 28 a lagert einen Außenkranz 29, der von einem Stiftkranz
gebildet ist. Der Stiftkranz 29 ist in seiner Höhe relativ
zur Arbeitsscheibe 22 verstellbar. Wie aus Fig. 2 zu er
kennen, liegen auf der Arbeitsseite der unteren Arbeits
scheibe 22 drei Werkstückaufnahmescheiben 30, 31, 32. Sie
bestehen normalerweise aus Kunststoffmaterial oder Stahl
und weisen eine Stirnverzahnung 33 auf. Die Stirnverzahnung
ist in Eingriff mit dem Stiftkranz 29 und der Stiftkranz
28 des Zentralrads 27. Die Werkstückaufnahmescheiben 30 bis
32 weisen Werkstückaufnahmeöffnungen 34 auf zur Aufnahme
von Werkstücken, die hier nicht gezeigt sind. Die bisher
beschriebenen Einzelheiten sind Bestandteile herkömmlicher
Hon-, Läpp- und Poliermaschinen.
Wird das Zentralrad 27 angetrieben, wälzen sich die Auf
nahmescheiben 30 bis 32 am Außenkranz 29 ab und drehen
sich dabei um ihre eigene Achse. Jede Werkstückaufnahmeöff
nung oder -aufnahmetasche 34 beschreibt dabei eine Zykloide.
Die Zähnezahl des Außenkranzes 29 ist nun ein ganzzahliges
Vielfaches der Zähnezahl der Scheibenverzahnung 33. Dies
hat zur Folge, daß die Aufnahmescheiben 30 bis 32 in bezug
auf einen Festpunkt immer die gleiche Drehlage einnehmen.
Mit anderen Worten, ein Zahn einer Aufnahmescheibe 30 bis
32 betrachtet, hat bezüglich eines Stiftes des Außenkranzes
29 stets die gleiche Beziehung, oder anders gesagt, ein
Zahn einer Aufnahmescheibe greift immer zwischen die glei
chen benachbarten Stifte eines Außenkranzes. Ist außerdem
die Zahl der Zähne des Außenkranzes 29 und des Innenkran
zes 28 durch die Zahl der Aufnahmescheiben 30 bis 32 ganz
zahlig teilbar, lassen sich zwischen den Aufnahmescheiben
gleichbleibende Abstände herstellen und einhalten.
Ein erster Positionsfühler in Form eines Fühlstifts 40 ist
außerhalb des Außenkranzes 29 diesem zugeordnet. Er ist
mit einer Positioniereinheit B verbunden zur Verstellung
gemäß Doppelpfeil zwischen einer hinteren Ruheposition und
einer vorderen Meßposition. Die beiden Positionen werden
ermittelt durch Endschalter Z s und V s . In der Positionier
einheit ist der Fühlstift 40 mit einem Schalter B s verbun
den. Der Fühlstift 40 spricht auf den Zahn 41 der Verzah
nung der Scheibe 32 an, da nur Zahn 41 stets an der Stelle
erscheint, an der sich das Ende des Fühlstifts 40 befindet,
um diesen geringfügig zu verstellen. Der Schalter B s
registriert die Verstellung des Fühlstiftes und gibt ein
entsprechendes Positionssignal an eine nicht gezeigte
Steuerschaltung zwecks Abschaltung des Antriebsmotors 25 a.
Im Umfangsabstand zur ersten Positioniereinheit B ist eine
zweite Positioniereinheit A angeordnet mit einem Schalter
A s , der einen Fühlstift 42 aufweist. Der Schalter A s ist
ebenfalls radial entsprechend dem Doppelpfeil verstellbar.
Der Schalter A s enthält einen Fühlmechanismus, der die Be
rührung des Fühlstiftes 42 mit der Zahnung 33 der Scheiben
30 bis 32 registriert.
Zwischen den Positioniereinheiten B und A ist eine Ausricht
vorrichtung Z angeordnet, die ein Ausrichtelement Z z auf
weist, das entsprechend dem Doppelpfeil radial relativ zur
Achse des Zentralrads 27 verstellbar ist. Bei Betätigung
greift das Ausrichtelement Z z an den Köpfen der Zähne der
Scheibenverzahnung 33 an.
In Fig. 2 ist auch eine Belade- und Entnahmevorrichtung
schematisch dargestellt, die einen Kopf 45 aufweist, der
mit Hilfe einer Verstelleinrichtung 46 in Richtung des
Doppelpfeils 47 verstellbar ist. Bei angehobener Arbeits
scheibe 13 kann der Kopf 45 über die Arbeitsscheibe 22
fahren und Werkstücke in die Taschen 34 einlegen oder
aus diesen entnehmen. Es versteht sich, daß der Kopf 45
bezüglich jeder anderen Arbeitsscheibe in der beschriebenen
Weise wirkt, wenn sie die Position der Scheibe 30 einnimmt.
Außerdem kann der Kopf 45 auch der Position zugeordnet
werden, welche von der Scheibe 32 als eingenommen gezeich
net ist. Die Belade- und Entnahmevorrichtung ist ausschließ
lich aus darstellerischen Gründen in der gezeigten Posi
tion veranschaulicht.
Für die Beschreibung der Wirkungsweise der gezeigten Ma
schine sei angenommen, daß sich in den Aufnahmetaschen 34
Werkstücke befinden und diese fertig bearbeitet sind. Die
Antriebsmotoren 17, 21, 25 a werden abgeschaltet, und die
obere Arbeitsscheibe 13 wird angehoben und weggeschwenkt.
Dieser Vorgang löst in der nicht gezeigten Steuerschaltung
ein Signal für die Verstellglieder der zweiten Positions
einheit A und der Ausrichtvorrichtung Z aus. Danach wird
der Antriebsmotor 25 a erneut eingeschaltet. Dadurch werden
die Werkzeugaufnahmescheiben 30 bis 32 erneut angetrieben,
was zu einem Ansprechen des Fühlerstifts 42 führt, wenn
die Scheibe 32 eine vorgegebene Lage erreicht hat. In
Fig. 2 hat dieser Vorgang kurz zuvor stattgefunden. Das
Aktivierungssignal vom Fühlstift 42 bewirkt in der Steuer
schaltung, daß der Antriebsmotor 25 a in Schleichgang ge
schaltet wird. Außerdem verstellt die Positioniereinheit B
den Fühlstift 40 in die Meßposition. Das Erreichen der
Meßposition wird vom Grenzschalter V s ermittelt. Die lang
sam angetriebene Aufnahmescheibe 32 betätigt den Fühlstift
40. Das Ausgangssignal vom Schalter B s führt zu einem so
fortigen Stopp des Antriebsmotors 25 a, der zweckmäßigerweise
mit einer wirksamen Bremse versehen ist. Nach dem Abschal
ten des Antriebsmotors 25 a wird der Fühlstift 40 in die
Ruheposition zurückverstellt. Dies wird durch Endschalter
Z s registriert. Durch Aktivierung des Ausrichtelements Z z
ist außerdem die Gewähr gegeben, daß auch bei großem Spiel
in der Verzahnung eine genau definierte Positions der Auf
nahmescheibe in radialer Richtung eingehalten werden kann,
weil das Ausrichtelement Z z am Außendurchmesser der Auf
nahmescheibe angreift, der praktisch keinem Verschleiß
unterliegt. Mit Hilfe der Entnahmevorrichtung bzw. des
Kopfes 45 der Entnahmevorrichtung können nunmehr die Werk
stücke aus den Taschen 34 der Scheibe 32 entnommen werden.
Die Lage der Taschen 34, die auf einem Kreis angeordnet
sind, ist bei jeder neuen Positionsbestimmung der Scheibe
32 und dem unmittelbar darauffolgenden Beenden des Abwälz
vorgangs reproduzierbar die gleiche, so daß die entspre
chenden Greifvorrichtungen im Kopf 45, wenn sie einmal
darauf einjustiert sind, immer wieder zu den Taschen 34
ausgerichtet sind. Die Belade- und Entnahmevorrichtung
kann daher sehr einfach aufgebaut werden. Der Kopf 45
braucht lediglich linear verstellt zu werden. Eine Ver
drehung bzw. Verschwenkung ist nicht erforderlich. Sie
kann jedoch vorgesehen sein, und zwar für solche Fälle, in
denen bezüglich aller Aufnahmescheiben 30 bis 32 nur die
Positionsbestimmung für eine Scheibe durchgeführt wird. Im
oben beschriebenen Verfahren werden die Aufnahmescheiben
30 bis 32 nacheinander in eine vorgegebene Lage und Dreh
lage gebracht und entsprechend beladen bzw. entladen.
Haben die Aufnahmescheiben eine vorgegebene Winkelbeziehung
zueinander, genügt die Kenntnis der Lage und Drehlage
einer Arbeitsscheibe, um Drehlage und Position der anderen
Arbeitsscheiben ebenfalls zu kennen. Mit Hilfe eines geeig
neten roboterartigen Gerätes können dann die einzelnen
Aufnahmescheiben angefahren werden, um die Werkstücke ein
zulegen oder herauszunehmen.
Die in Fig. 2 dargestellte Belade- und Entladevorrichtung
kann auch so ausgeführt werden, daß ihr Kopf 45 in der
Lage ist, neben der Aufnahmescheibe in der Be- und Entlade
position auch eine benachbarte Aufnahmescheibe anzufahren.
Dies geschieht zweckmäßigerweise in der Form, daß die Ver
stellachse durch die Mitten von zwei benachbarten Aufnahme
scheiben 30, 31 bzw. 32 verläuft. Das Be- und Entladen
spielt sich dann wie folgt ab. Es sei angenommen, daß die
Aufnahmescheibe 32 eine präzise Beladeposition eingenommen
hat und keine Werkstücke enthält. Der Kopf 45 hat von
einem Ort außerhalb der Honmaschine Werkstücke aufgenommen,
und zwar in einer Anordnung und Orientierung, daß die
Werkstücke zu den Aufnahmetaschen 34 in der Scheibe 32
präzise ausgerichtet sind, wenn sich der Kopf 45 oberhalb
der Aufnahmescheibe 32 befindet. Die Werkstücke können
nunmehr präzise in den Aufnahmetaschen 34 abgelegt werden.
Nachdem dies geschehen ist, fährt der Kopf 45 zum Beispiel
weiter zur Aufnahmescheibe 31, in der sich noch Werkstücke
befinden. Die Greif- und Haltemittel des Kopfes 45 wirken
flächenförmig, d.h. es ist nicht notwendig, daß die Werk
stücke in bestimmter Orientierung anzuordnen sind, damit
sie vom Kopf aufgenommen werden können. Die relativ genaue
Lage der Aufnahmescheibe 31 ist bekannt. Hat der Kopf 45
diese Lage erreicht, können die Werkstücke aus den Auf
nahmetaschen entnommen und im Anschluß daran außerhalb der
Honmaschine abgelegt werden. Sobald dies geschehen ist,
wird der Antriebsmotor 25 a geschaltet,
so daß die Aufnahmescheibe 31 weiterbewegt wird, bis sie
die präzise Beladeposition erreicht hat, die zuvor von der
Aufnahmescheibe 32 eingenommen wurde. In dieser Beladeposi
tion wird dann die Aufnahmescheibe mit Werkstücken beladen,
wobei im Anschluß daran die Werkstücke aus der benachbarten
Aufnahmescheibe entnommen werden. Ein derartigesVerfahren
stellt eine zeitliche Optimierung des Be- und Entladens
mit Werkstücken dar bei größter Einfachheit der Be- und
Entladevorrichtung. Der Kopf 45 braucht lediglich entlang
einer Achse verstellt und ausgerichtet zu werden.
Claims (17)
1. Hon-, Läpp- oder Poliermaschine, bei der in Arbeitshöhe
der oberen und unteren Arbeitsscheibe ein Stifte oder
Zähne aufweisender Außenkranz, ein zentraler, von einem
Antriebsmotor drehend angetriebener Stifte oder Zähne
aufweisender Innenkranz und zwischen den Arbeitsschei
ben Werkstückaufnahmescheiben angeordnet sind, wobei
die Werkstückaufnahmescheiben nach Art eines Planeten
getriebes als eine Stirnverzahnung aufweisende Planeten
räder mit den Stiften oder Zähnen von Außen- und Innen
kranz in abwälzenden Eingriff bringbar sind und Aufnah
meöffnungen für die Werkstücke aufweisen, bei der fer
ner der Antriebsmotor eine Steuerschaltung sowie eine
Bremse aufweist, wobei der Antriebsmotor abgeschaltet
und die Bremse eingeschaltet wird, wenn die Steuerschal
tung ein entsprechendes Stoppsignal abgibt und bei der
eine Belade- und Entladevorrichtung vorgesehen ist mit
einem Kopf, der zum einsetzen von Werkstücken in die
Aufnahmescheiben und zum Entnehmen der Werkstücke aus
den Aufnahmescheiben in eine Position oberhalb minde
stens einer Aufnahmescheibe verfahrbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stifte oder Zähnezahl des Außen
kranzes (29) ein ganzzahliges Vielfaches der Stifte
oder Zähnezahl der Aufnahmescheibe (30, 31, 32) ist,
außerhalb der Umlaufbahn der Aufnahmescheiben (30, 31,
32) ein Positionsfühler (40) vorgesehen ist, der ein
Positionssignal erzeugt, wenn eine Arbeitsscheibe (30,
31, 32) eine vorgegebene Relativlage zum Fühler (40)
einnimmt und die Steuerschaltung das Stoppsignal er
zeugt, wenn sie das Positionssignal erhält.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fühler (40) mit einer Positioniereinheit (B) ver
bunden ist zur Verstellung des Fühlers (40) von einer
zurückgezogenen Ruheposition in eine ausgefahrene
Meßposition und umgekehrt.
3. Maschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zähne- bzw. Stiftzahl des Innen-
und Außenkranzes durch die Stückzahl der Aufnahmeschei
ben (30, 31, 32) ganzzahlig teilbar ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (25 a) in den
Schleichgang schaltbar ist und die Steuerschaltung den
Positionsfühler (40) aktiviert, nachdem der Antriebs
motor (25 a) ggf. nach vorübergehendem Stillstand in den
Schleichgang geschaltet ist.
5. Maschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Positioniereinheit (B) den Positionsfühler (40)
in die Meßposition verstellt, wenn der Antriebsmotor
(25 a) ausgeschaltet ist oder nachdem er in den
Schleichgang geschaltet ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß außerhalb der Umlaufbahn der Aufnahme
scheiben (30, 31, 32) ein weiterer Positionsfühler (42)
vorgesehen ist, der ein Aktivierungssignal für den
ersten Positionsfühler (40) oder seine Positionierein
heit (B) erzeugt, wenn die Aufnahmescheibe (30, 31, 32)
eine vorgegebene Relativlage zum weiteren Positionsfüh
ler (42) einnimmt.
7. Maschine nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Positioniereinheit (B) den ersten Positions
fühler (40) in die Meßposition verstellt, wenn der
zweite Positionsfühler (42) das Aktivierungssignal
erzeugt.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß erster und zweiter Positionsfühler
(40, 42) am Außenkranz (29) angebracht sind.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dar Positionsfühler (40, 42) auf
den Kopf eines Zahns anspricht.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Zahn der Aufnahmescheiben eine besondere geome
trische Form oder Oberfläche aufweist, ein besonders
als Initiator dienendes Element enthält, das gegebenen
falls aus einem anderen Werkstoff besteht oder aus
einem anderen Werkstoffgefüge als der andere Teil der
Aufnahmescheiben.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß außerhalb der Umlaufbahn der An
triebsscheiben (30, 31, 32) eine Ausrichtvorrichtung
(Z) angeordnet ist, die die Aufnahmescheiben (30, 31,
32) bevorzugt radial ausrichtet, vorzugsweise wenn
sie ihre Relativlage erreicht haben.
12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausrichtvorrichtung (Z) am Kopfdurchmesser der
Verzahnung (33) der Aufnahmescheiben (30, 31, 32) an
greift.
13. Verfahren zum Be- und Entladen von Werkstücken für
eine Hon-, Läpp- oder Poliermaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis 11 mit Hilfe einer Belade- und Ent
ladevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe
des ersten und ggf. des zweiten Positionsfühlers die
Relativlage bzw. die Belade- und Entladeposition einer
ersten Aufnahmescheibe ermittelt wird, der voreinge
stellte, linear verstellbare Kopf der Be- und Entlade
vorrichtung über die erste Aufnahmescheibe gefahren
wird zwecks Be- oder Entladens der Werkstücke, erster
und ggf. zweiter Positionsfühler ermitteln, wenn eine
zweite Aufnahmescheibe die Belade- oder Entladeposi
tion, die vorher von der ersten Aufnahmescheibe einge
nommen wurde, erreicht hat, der Kopf der Be- und Ent
ladevorrichtung über die zweite Aufnahmescheibe ge
fahren wird zwecks Beladens oder Entladens von Werk
stücken, usw.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beladeposition einer ersten Aufnahmescheibe
ermittelt wird, der Kopf der Be- und Entladevorrich
tung Werkstücke in die erste Aufnahmescheibe einlegt,
daß durch weitere vorzugsweise lineare Verstellung des
Kopfes der Be- und Entladevorrichtung Werkstücke aus
einer benachbarten zweiten Aufnahmescheibe
entnommen und außerhalb der
Arbeitsscheiben abgelegt werden, daß nach dem Entladan
der Werkstücke die zweite Aufnahmescheibe in die Be
ladeposition gefahren wird, die zuvor von der ersten
Aufnahmascheibe eingenommen wurde, der Be- und Entlade
kopf weitere Werkstücke in die zweite Aufnahmescheibe
einlegt usw.
15. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
13 oder 14 mit einer Be- und Entladevorrichtung, deren
Kopf zwischen einer Be- und Entladeposition oberhalb
der unteren Arbeitsscheibe und einer Ablage- und Auf
nahmeposition außerhalb der Arbeitsscheibe verstellbar
gelagert ist und Mittel aufweist zum Halten von Werk
stücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (45) der
Be- und Entladevorrichtung an einem Arm
oder dergleichen Haltevorrichtung gehalten ist und
geradlinig verstellbar ist.
16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verstellachse durch die Mitten von zwei
Aufnahmescheiben in deren Be- und Entlade
position geht.
17. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kopf (45) flächenhaft wirkende Greif- und Halte
mittel für die Werkstücke aufweist.
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