DE4104266A1 - Abrichtmaschine zum profilieren einer schleifscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abrichtmaschine zum Profi­ lieren einer Schleifscheibe mittels einer Abrichtscheibe, die auf zwei winklig zueinander angeordneten Linearachsen verfahrbar sowie um eine Schwenkachse drehbar gelagert und mit einer an ihrer gerundeten Umfangs-Stirnseite vorgesehenen Schleiffläche entlang dem Soll-Profil der Schleifscheibe positionierbar ist, wobei die Schleif­ scheibe und die Abrichtscheibe während des Abrichtvorgan­ ges jeweils um eine Rotationsachse rotieren und relativ zueinander zustellbar sind.

Die Zerspanung von gehärtetem Stahl oder Hartmetall er­ folgt heute vorwiegend durch den Einsatz profilierter Schleifscheiben mit metallisch oder keramisch gebundenen Körnern aus kubischem Bornitrid (CBN) oder Diamantsplit­ tern.

So werden heute beispielsweise Spiralbohrer, Gewinde­ bohrer, Schaftfräser und andere Schneidwerkzeuge aus Hartmetall oder gehärtetem Schnellstahl durch Schleifen bearbeitet. Dabei kann die Herstellung der Schneiden­ geometrien, sowie der Span- und Kühlmittelnuten hochpräzise Formen der erzeugenden Schleifscheibe er­ forderlich machen.

Derartige Schleifscheibenprofile stellen erhebliche An­ forderungen an die Abrichtmaschinen, die zum Neu­ profilieren, Abrichten oder Nachprofilieren der benö­ tigten Schleifscheiben eingesetzt werden und diese mit­ tels einer rotierenden Abrichtscheibe aus keramischen oder aus metallischen Grund-Werkstoffen mit Diamantbe­ stückung oder aus Siliziumkarbid bearbeiten. Dies be­ trifft insbesondere die Soll-Profilermittlung, sowie die Berechnung der Verfahrwege des Abrichtmediums.

Das Abrichten auf die gewünschte Profilform erfolgt bei Schleifscheiben aus kubischem Bornitrid oder Dia­ mantsplittern außerhalb der Werkzeug-Schleifmaschine auf einer separaten Schleifscheiben-Abrichtmaschine, da der Abrichtprozeß bis zu mehrere Stunden in Anspruch nimmt.

Man unterscheidet heute im wesentlichen zwei Abricht­ methoden, die den unterschiedlichen Schleifmedien an­ gepaßt sind, nämlich zum einen das automatische, NC/CNC- gesteuerte Abrichten von CBN-Scheiben mit einer profi­ lierten Diamantrolle und darüber hinaus das manuelle Ab­ richten von Diamant-Schleifscheiben mit einer Silizium­ karbid-Scheibe.

So kennt man bereits eine Abrichtmaschine der eingangs erwähnten Art, bei der eine während des Abrichtvorganges rotierende Diamant-Abrichtscheibe auf zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Linearachsen verfahren und in der durch die Linearachsen gebildeten Ebene in ihrem Winkel zur Schleifscheibe um eine Schwenkachse auch verdreht werden kann. Diese Abrichtscheibe ist mit ihrer gerundeten und als Schleiffläche dienenden Umfangs- Stirnseite entlang dem Soll-Profil der Schleifscheibe positionierbar, die auch in gegenläufiger Umdrehungs­ richtung rotiert. Da hier die abzurichtende Schleif­ scheibe aus kubischem Bornitrid und somit aus einem gegenüber der Diamant-Abrichtscheibe weicherem Material besteht, ist die Abrichtscheibe während des Abricht­ vorganges keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt. Dies erlaubt es, die Abrichtscheibe auf ihren drei oben genannten Bewegungsachsen NC- oder CNC-gesteuert zu po­ sitionieren, wobei diese Steuerbewegungen nach einem vorab festgelegten Programm abgefahren werden.

Die NC- oder CNC-Steuerung dieser vorbekannten Ab­ richtmaschine ist bevorzugt mit einer Abrichtscheibe aus einem gegenüber der Schleifscheibe härterem Material zu verwenden, welches während eines Abrichtvorganges nahezu keinem Verschleiß ausgesetzt sein sollte. Demgegenüber ist aber die weichere Schleifscheibe anschließend in der Werkzeugmaschine einem nicht unerheblichen Abrieb oder Abschliff ausgesetzt.

In der Metalltechnik ist aber u. a. auch die Verwendung von vergleichsweise widerstandsfähigen Diamant-Schleif­ scheiben bekannt. Bisher lassen sich diese Diamant- Schleifscheiben kaum wirtschaftlich mit Diamant-Ab­ richtwerkzeugen profilieren. Stattdessen werden zum Ab­ richten von Diamant-Schleifscheiben häufig Abrichtschei­ ben aus demgegenüber weicherem Siliziumkarbid eingesetzt.

So kennt man auch eine Abrichtmaschine, bei der eine ro­ tierende und an ihrem Umfang nahezu plane Abrichtscheibe an der Schleifscheibe in zu deren Umfangs-Stirnseite tan­ gentialen Bewegungen verfahren wird, bis das Ist-Profil der Schleifscheibe mit dem gewünschten Soll-Profil über­ einstimmt. Da jedoch mit der Verwendung einer aus einem gegenüber der abzurichtenden Schleifscheibe weicheren Ma­ terial bestehenden Abrichtscheibe ein unkontrollierter Verschleiß verbunden ist, läßt sich diese vorbekannte Abrichtmaschine nur manuell steuern. Dabei wird der Abrichtvorgang visuell überwacht und die Schatten der Ab­ richt- und der Schleifscheibe im beleuchteten Ab­ richtbereich auf einen Profilprojektor geworfen, wo eine Bedienperson das Ist-Profil der Schleifscheibe und dessen Abweichungen vom Soll-Profil kontrollieren und dement­ sprechend das Zustellen der Abrichtscheibe von Hand steu­ ern kann. Die angetriebene Siliziumkarbid-Abrichtscheibe wird gezielt solange an die gegenläufig rotierende Dia­ mant-Schleifscheibe herangeführt, bis das gewünschte Schleifscheiben-Profil erreicht ist. Dieser Vorgang kann mehrere Stunden dauern, in denen die Bedienperson den während des Abrichtvorganges gebildeten Schleifstäuben und anderen Emissionen ausgesetzt ist. Zudem ist das Ar­ beitsergebnis sehr stark von der Sorgfalt und der Seh­ kraft der Bedienperson abhängig, so daß dieses im Falle einer Reproduktion stark vom gewünschten Resultat ab­ weichen kann.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Abricht­ maschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der Schleiffläche der Abrichtscheibe auch dann einem gleich­ mäßigen Verschleiß ausgesetzt ist, wenn die Abricht­ scheibe aus einem gegenüber der Schleifscheibe weicheren Material besteht. Der Verschleiß der Abrichtscheibe soll also derart kontrollierbar sein, daß sich die Relativ­ position ihrer Schleiffläche zur Rotationsachse der Ab­ richtscheibe auf einfache Weise und mit möglichst hoher Genauigkeit ermitteln läßt, um die erfindungsgemäße Ab­ richtmaschine gegebenenfalls auch über eine CNC-Steuerung steuern zu können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht insbe­ sondere darin, daß die Abrichtscheibe während des Ab­ richtvorganges jeweils um eine mit Abstand zu ihrer Um­ fangs-Stirnseite angeordnete und quer zur Rotationsachse verlaufende Schwenkachse oszillierend verschwenkbar ist.

Während der Verfahrbewegungen der Abrichtscheibe ent­ sprechend dem gewünschten Soll-Profil der Schleifscheibe wird die Abrichtscheibe also gleichzeitig auch um eine Schwenkachse oszillierend verschwenkt. Durch die Oszilla­ tionsbewegungen der rotierenden Abrichtscheibe kommt de­ ren an der Umfangs-Stirnseite vorgesehene Schleiffläche fortlaufend über ihre gesamte Breite mit der jeweiligen Abrichtstelle im Kontakt. Die Abrichtscheibe unterliegt somit einem über ihre gesamte Schleiffläche gleichmäßigen und kontrollierten Verschleiß.

Zwar ist es bereits bekannt, Schleifscheiben durch tan­ gential-lineare Oszillationsbewegungen der rotierenden Abrichtscheibe abzurichten, damit deren Schleiffläche über die gesamte Höhe oder Breite zum Einsatz gelangt. Jedoch läßt sich bei den entsprechenden vorbekannten Ab­ richtmaschinen die Relativposition der Schleiffläche der Abrichtscheibe nur schwer ermitteln, weshalb der Abricht­ vorgang dieser Abrichtmaschine meist nur visuell von Hand gesteuert wird, zumindest dann, wenn deren Abrichtscheibe aus einem gegenüber der Schleifscheibe weicheren Material besteht.

Demgegenüber wird die Abrichtscheibe der erfindungs­ gemäßen Abrichtmaschine in radial-oszillierenden Be­ wegungen an der abzurichtenden Umfangs-Stirnseite der Schleifscheibe verfahren. Da die Schwenkachse dieser Os­ zillationsbewegung in ihrer Relativposition zur Abricht- oder Kontaktstelle mit der Schleifscheibe vorbestimmt ist und der Abstand dieser Schwenkachse zur Schleifscheibe während einer Abrichtphase als Äquidistante beibehalten wird, ist auch der Abstand der auf der Umfangs-Stirnseite der Abrichtscheibe vorgesehenen Schleiffläche zu deren Rotationsachse auf einfache Weise zu bestimmen. Dabei kann ein Verschleiß der Abrichtscheibe unter Beibehaltung der gewählten Äquidistanten zwischen Schwenkachse und Ab­ richtstelle durch Heranfahren der Abrichtscheibe zur Schleifscheibe ohne weiteres ausgeglichen werden. Wegen dieses durch radial-oszillierende Schwenkbewegungen be­ wirkten kontrollierten Verschleißes der Abrichtscheibe kann der Abrichtvorgang bei der erfindungsgemäßen Ab­ richtmaschine gegebenenfalls auch vorteilhaft mit einer CNC-Steuerung gesteuert werden. Zudem erlaubt die durch die Schwenkbewegungen stets gerundete Schleiffläche der Abrichtscheibe auch komplizierte sowie konvexe oder kon­ kave Konturen aus der Schleifscheibe herauszuarbeiten.

Dabei sieht eine besonders einfache und vorteilhafte Aus­ führungsform der Erfindung vor, daß die Schwenkachse durch gleichzeitige überlagerte Positionierbewegungen der drei Bewegungsachsen gebildet und ihre Lage, insbesondere ihr Abstand zur Umfangs-Stirnseite variabel ist. Die für die radialen Oszillationsbewegungen der Abrichtscheibe vorgesehene Schwenkachse muß also bei der er­ findungsgemäßen Abrichtmaschine nicht gegenständlich vor­ gesehen werden, sondern kann auch durch eine Interpola­ tion, d. h. durch gleichzeitige überlagerte Positionier­ bewegungen der drei Bewegungsachsen gebildet sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ihre Lage, insbesondere ihr Ab­ stand zur Umfangs-Stirnseite der Abrichtscheibe, variabel ist, um den Abrichtvorgang an die zu profilierende Kon­ turen der Schleifscheibe anpassen zu können. So kann bei­ spielsweise der Abstand dieser Schwenkachse zu der an der Umfangs-Stirnseite vorgesehenen Abrichtstelle vergrößert werden, um einen breiteren Schwenkbereich der Abricht­ scheibe sowie einfachere Konturen an der Schleifscheibe zu erzielen, während für feinere Konturen der Schleif­ scheibe eher ein geringerer Abstand der Schwenkachse zur Abrichtstelle gewählt wird.

Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Linearachsen recht­ winklig zueinander angeordnet sind. Durch solche recht­ winklig zueinander angeordneten linearen Bewegungsachsen läßt sich die erfindungsgemäße Abrichtmaschine besonders einfach steuern.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Abrichtmaschine kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die Abrichtscheibe aus einem gegenüber der Schleifscheibe weicheren Material be­ steht und wenn die Schleifscheibe vorzugsweise eine Dia­ mant-Schleifscheibe und die Abrichtscheibe insbesondere eine Siliziumkarbit-Abrichtscheibe ist. Auch der Ver­ schleiß einer gegenüber der Schleifscheibe weicheren Ab­ richtscheibe läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abrichtmaschine auf einfache Weise kontrollieren.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Er­ findung, der auch eigene schutzwürdige Bedeutung zukommen kann, sieht vor, daß zur Erkennung des Ist-Profiles der Schleifscheibe ein Bildverarbeitungssystem mit einer Vi­ deo-Kamera vorgesehen ist, das mit einer Steuereinrich­ tung zum Nachführen der Abrichtscheibe in Verbindung steht, wobei die Steuereinrichtung einen Speicher zum Ab­ speichern des Soll-Profiles der Schleifscheibe und einen Rechner hat, der die von der Video-Kamera erfaßten Bild­ signale vermißt, als Ist-Profil-Koordinaten mit den abge­ speicherten Soll-Profil-Koordinaten vergleicht und das Verfahren der Abrichtscheibe entsprechend der Soll-Ist- Abweichung steuert. Eine solche, mit einem Bildverarbeitungssytem zusammenwirkende Steuerung der er­ findungsgemäßen Abrichtmaschine erlaubt eine weitgehende Automatisierung des Abrichtvorganges, so daß eine Bedien­ person kaum noch schädlichen Emissionen ausgesetzt werden muß. Darüber hinaus läßt sich das Arbeitsergebnis mit großer Genauigkeit besonders kostengünstig wiederholen und eine hohe Präzision bei der Profiltreue der Schleif­ scheibe erzielen.

Zweckmäßig ist es, wenn ein vorzugsweise akustischer Si­ gnalgeber vorgesehen ist, der den Schleifkontakt zwischen Schleif- und Abrichtscheibe und dessen Unterbrechung an die Steuereinheit meldet. Bei einer Unterbrechung des Schleifkontaktes, die beispielsweise auf einen Verschleiß der Abrichtscheibe oder eine dem Ist-Profil der Schleif­ scheibe nicht mehr entsprechende Verfahrbewegung der Ab­ richtscheibe zurückzuführen ist, gibt ein solcher Signal­ geber der Steuereinheit das Zeichen, das entweder die Abrichtscheibe unter Beibehaltung der zwischen deren Schwenkachse und der Abrichtstelle gewählten Äquidi­ stanten diese an die Schleifscheibe herangeführt oder über das Bildverarbeitungssystem zunächst ein neuer Ver­ gleich des Ist- und des Soll-Profiles der Schleifscheibe erstellt sowie anschließend ein der Soll-Ist-Abweichung entsprechendes Steuerprogramm errechnet werden muß. Dabei gibt der Signalgeber an die Steuereinheit auch ein Signal weiter, wenn der Schleifkontakt zwischen Schleif- und Ab­ richtscheibe wieder hergestellt ist.

Ein solcher Signalgeber erlaubt wesentlich genauere Steu­ ersignale, als dies beispielsweise der Fall wäre, wenn die Unterbrechung des Schleifkontaktes auch über das Bildverarbeitungssytem festgestellt würde.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Er­ findung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeich­ nung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigt in schematischer und nicht maßstäblicher Dar­ stellung:

Fig. 1 eine Abrichtmaschine in einer Vorderan­ sicht, die eine in radial-oszillierenden Schwenkbewegungen um eine zu profilierende Schleifscheibe verfahrbare Abrichtscheibe hat,

Fig. 2 die Abrichtmaschine aus Fig. 1 in einer Seitenansicht,

Fig. 3 die Abrichtmaschine aus Fig. 1 oder 2 in Draufsicht,

Fig. 4 die Abrichtscheibe der Abrichtmaschine aus den Fig. 1 bis 3, die in radial­ oszillierenden Schwenkbewegungen um die Schleifscheibe verfährt,

Fig. 5 die Abrichtscheibe der Abrichtmaschine aus den Fig. 1 bis 4 in ihren verschiedenen Abrichtpositionen entlang der Umfangs- Stirnseite der Schleifscheibe,

Fig. 6 einen beliebig gewählten Schwenkbereich der radial-oszillierend verschwenkbaren Ab­ richtscheibe,

Fig. 7 die mit einem Bildverarbeitungssystem zusammenwirkende Steuereinrichtung der Ab­ richtmaschine aus den Fig. 1 bis 6,

Fig. 8 die sich gegenüberstehende Schleif- und Ab­ richtscheibe in einer Draufsicht,

Fig. 9 die Abrichtscheibe in einzelnen Positionen während eines Abrichtzyklus und

Fig. 10 einen Abrichtzyklus der Abrichtmaschine aus den Fig. 1 bis 9 in einem Ablauf-Diagramm.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Abrichtmaschine 100 zum Pro­ filieren einer Schleifscheibe 2 mittels einer Ab­ richtscheibe 1. Abrichtscheibe 1 und Schleifscheibe 2 ro­ tieren während des Abrichtvorganges gleich- oder gegen­ sinnig um jeweils eine Rotationsachse, die bei der Ab­ richtmaschine 100 in einer in den Fig. 1 und 2 strichlinierten Ebene 10 angeordnet sind. Dabei ist die Abrichtscheibe 1 auf zwei rechtwinklig zueinander angeordneten und kreuztischartig ausgebildeten X- und Y- Linearachsen verfahrbar, deren Linearantriebe in den Fig. 1 bis 3 mit 7 (Linearantrieb der Y-Achse) und 8 (Linearantrieb der X-Achse) bezeichnet sind. Während die Rotationsachse der Abrichtscheibe 1 in der Ebene 10 angeordnet bleibt, kann die Abrichtscheibe 1 um eine hier auch als C-Achse bezeichnete Schwenkachse 13 (vgl. Fig. 4) verschwenkt werden, deren Schwenkantrieb 9 oberhalb der X-Y-Linearachsen angeordnet ist. Diese C- oder Schwenkachse erlaubt es auch, den während des Ab­ richtvorganges von Abricht- und Schleifscheibe 1, 2 eingeschlossenen Winkel zu verändern.

Abrichtscheibe 1 und Schleifscheibe 2 werden über den Ab­ richtscheiben-Antrieb 5 sowie den Schleifscheiben-Antrieb 4 in Rotation gebracht. Über die drei Bewegungsachsen X, Y und C kann die Abrichtscheibe 1 mit einer an ihrer ge­ rundeten Umfangs-Stirnseite 11 vorgesehenen Schleiffläche 20 (vgl. Fig. 5 und 6) entlang der Umfangs-Stirnseite 12 der Schleifscheibe 2 positioniert werden, die dort auf ein gewünschtes Soll-Profil 19 (vgl. Fig. 5) abzurichten ist.

Die Abrichtmaschine 100 kann auch mit einer Abricht­ scheibe 1 vorteilhaft eingesetzt werden, die aus einem gegenüber der Schleifscheibe 2 weicheren Material besteht. So wird hier beispielsweise die Verwendung einer Siliziumkarbid-Abrichtscheibe 1 und einer Diamant- Schleifscheibe 2 bevorzugt.

In Fig. 4 ist angedeutet, daß die Abrichtscheibe 1 in je­ der ihrer Abrichtpositionen entlang der Umfangs-Stirn­ seite 12 der Schleifscheibe 2 während des Ab­ richtvorganges oder des Abrichtzyklus jeweils um eine mit Abstand zu ihrer Umfangs-Stirnseite angeordnete und quer zu ihrer Rotationsachse verlaufende Schwenkachse 13 ver­ schwenkbar ist. Durch diese radial-oszillierende Schwenk­ bewegung der Abrichtscheibe 1 hat diese stets eine weit­ gehend gerundete Schleiffläche 20, mit der die Schleif­ scheibe 2 konvex oder konkav oder auf andere komplizier­ tere Konturen an ihrer Umfangs-Stirnseite 12 abzurichten ist.

Die während der Zustellung der Abrichtscheibe 1 und dem Abrichtvorgang als Oszillations-Drehpunkt dienende Schwenkachse 13, die in Fig. 4 nur punktförmig angedeutet werden kann, ist senkrecht zu deren - hier nicht näher dargestellten - Rotationsachse sowie zur Zeichenebene an­ geordnet und liegt in der in Fig. 4 strichliniert ange­ deuteten Scheiben-Mittelebene 14 der Abrichtscheibe 1. Somit hat die Schleiffläche 20 der rotierenden Abricht­ scheibe 1 über ihre gesamte Breite B einen gleichmäßigen Abstand A von der Schwenkachse 13, der als Äquidistante A festlegbar und auch bei einer durch Verschleiß der Abrichtscheibe 1 notwendigen Zustellbewegung, in der die Rotationsachse der Abrichtscheibe 1 näher zu deren Schwenkachse 13 vorrückt, einzuhalten ist. Dabei kann während des gesamten Abrichtvorganges auch ein neuer Ab­ stand A und eine neue Schwenkachse 13, um die die Ab­ richtscheibe 1 radial-oszillierend verschwenkt, gewählt und festgelegt werden, wenn beispielsweise feinere abzu­ richtende Konturen der Schleifscheibe 2 einen geringeren Abstand A und gleichzeitig einen kleineren Schwenkbereich erfordern.

Um die Lage der Schwenkachse 13 auf möglichst einfache Weise variieren zu können, ist diese bei der Ab­ richtmaschine 10 nicht gegenständlich vorgesehen, sondern durch Interpolation bzw. gleichzeitige überlagerte Posi­ tionierbewegungen der drei Bewegungsachsen X, Y und C ge­ bildet. Diese gedachte Schwenkachse 13 verläuft hier also tangential durch einen Rundungsmittelpunkt der gerundeten Abrichtscheiben-Schleiffläche 20.

Aus der Draufsicht auf die Abricht- und Schleifscheibe 1, 2 in Fig. 5 wird deutlich, daß die Abrichtscheibe 1 nach und nach in einer Vielzahl von meist ineinander überge­ hender Abrichtpositionen an der das Ist-Profil 18 be­ schreibenden Umfangs-Stirnseite 12 der Schleifscheibe 2 verfahren wird, bis dieses Ist-Profil 18 dem gewünschten Soll-Profil 19 entspricht. In jeder dieser Abrichtpositionen wird die Abrichtscheibe 1 gleichzeitig auch um ihre Schwenkachse 13 oszillierend in Richtung der Doppelpfeile 16 verschwenkt. Dabei ist während des in Fig. 5 schematisch dargestellten Abrichtvorganges einer stets gleichbleibenden Äquidistante, d. h. ein konstanter Abstand A (vgl. Fig. 4) zwischen Schwenkachse 13 und der die Schleifscheibe 2 berührenden Abrichtstelle gewählt, was hier durch die strichlinierte Linie 15 veran­ schaulicht ist. Die vom Schwenkwinkel der Abrichtscheibe 1 abhängige Breite B der an der Umfangs-Stirnseite 11 vorgesehenen Schleiffläche 20 begrenzt in Verbindung mit der Schwenkachse 13 im Querschnitt der Abrichtscheibe 1 einen stirnseitig angeordneten und kreissektorförmigen Bereich 17.

Aus den Fig. 1 bis 3 sowie aus Fig. 7 und 8 wird deut­ lich, daß die Abrichtmaschine 100 eine Steuereinrichtung 21 hat, die hier aus einer an sich bekannten Datenverar­ beitungsanlage 22 mit Bildschirm 23 besteht und die mit einem Bildverarbeitungssystem 24 elektrisch verbunden ist. Dieses Bildverarbeitungssystem 24 hat eine Video- oder CCD-Kamera 25 mit verstellbarem Makro-Objektiv 26, welches auf der dem Abrichtbereich 27 abgewandten Seite der Schleifscheibe 2 auf deren das Ist-Profil 18 be­ schreibenden Umfangs-Stirnseite 12 gerichtet ist. Das Sichtfeld der Video-Kamera 25, vor deren Objektiv 26 ein Spritzschutz 40 vorgesehen ist, wird dort in dem weniger mit Schleifstaub-Emissionen belasteten rückseitigen Bereich der Schleifscheibe 2 in an sich bekannter Weise durch einen Sperrluft-Strom im wesentlichen staubfrei gehalten. Zum Ausleuchten des Sichtfeldes der Video- Kamera 25 ist eine Lichtquelle 28 mit polarisiertem Licht vorgesehen, so daß unerwünschte Diamant-Reflexionen durch die Schleifscheibe 2 vermieden werden und deren Ist-Profil 18 gut erfaßt werden kann.

Zu dem Bildverarbeitungssystem 24 gehört auch eine Bildverarbeitungselektronik, die hier als nicht näher dargestellte Steckkarte auf einem freien Steckplatz der Datenverarbeitungsanlage 22 installiert ist. Mit einem Digitalisierungsprogramm werden die von der Video-Kamera 25 erfaßten Bild-Signale in zwei Graustufen zerlegt und die entstehenden Kontur mit einer SCAN-Routine Software digital erfaßt und vermessen. Somit kann das Ist-Profil als digitalisierte Polar-Koordinaten zur weiteren Bear­ beitung an die Steuereinrichtung weitergegeben werden, die einen Speicher zum Abspeichern des gewünschten Soll- Profiles 19 der Schleifscheibe 2 hat. Über einen in der Datenverarbeitungsanlage 22 enthaltenen Rechner sowie eine intelligente Software werden die vom Bildverarbeitungssystem 24 bereitgestellten Ist-Profil- Koordinaten mit den berechneten Soll-Profil-Koordinaten verglichen. Ist-Soll-Profil-Abweichungen lösen in der Da­ tenverarbeitungsanlage 22 einen komplexen Berechnungsvorgang aus, welcher die neuen Abricht-Koordi­ naten für die gekoppelte NC-/CNC-Steuerung der Abrichtma­ schine 100 zur Verfügung stellt.

Über einen On-Line-Zyklus wird nach Beendigung eines Ab­ richt-Zyklus ein neues NC-Programm in die Steuerung ein­ gelesen. Dieses NC-Programm enthält die Befehle für die neuesten, von der Software berechneten Abricht-Koordina­ ten. Im Bereich der Schleifscheibenwelle 31 ist ein als Körperschallsensor 30 ausgebildeter akustischer Signal­ geber vorgesehen, beispielsweise ein Piezzo-Mikrofon, der den Schleifkontakt zwischen Abricht- und Schleifscheibe 1, 2 sowie dessen Unterbrechung an die Steuereinrich­ tichtung 21 meldet. Dieser Körperschallsensor 30 erzeugt bei geringster Schleifscheiben-Berührung der Abrichtscheibe 1 ein Signal, welches in der Datenver­ arbeitungsanlage 22 erkannt und mit der gegebenenfalls vorhandenen Soll-Ist-Abweichung verrechnet wird. Dieser Berechnungsvorgang wird solange durchgeführt, bis das Bildverarbeitungssystem 24 in Verbindung mit der Datenverarbeitungsanlage 22 einen identischen Konturzug von Soll-Ist-Profil erkennt, was gegebenenfalls auch von einer Bedienperson - wie in Fig. 9 angedeutet ist - auf dem Bildschirm 23 der Datenverarbeitungsanlage 22 nachvollzogen werden könnte.

Dieser Verfahrensablauf ist in Fig. 10 in einem Ab­ laufdiagramm nochmals verdeutlicht. Mit dem Start der Ab­ richtmaschine 100 und ihrer Steuereinrichtung 21 werden alle drei Bewegungsachsen X, Y und C zweckmäßigerweise auf einen Nullpunkt gefahren. Sodann erfaßt das Bildver­ arbeitungssystem 24 das aktuelle Ist-Profil der Schleif­ scheibe 1 und gibt diese Bildsignale an die Bildverarbei­ tungselektronik weiter. Die gescannten Bildsignale werden in der Datenverarbeitungsanlage 22 mit dem aus dem Daten­ speicher geladenen Soll-Profil der Schleifscheibe 2 elek­ tronisch verglichen und als Soll-Ist-Abweichung verrech­ net. Stellt die Datenverarbeitungsanlage 22 eine Abwei­ chung von Soll- und Ist-Profil fest, so wird im Rechner der Datenverarbeitungsanlage 22 die für den be­ vorstehenden Abrichtzyklus zweckmäßigste Äquidistante A und somit die Relativposition der Schwenkachse 13 errech­ net und der Steuereinrichtung als NC-/CNC-Programm bereitgestellt. Wegen der radial-oszillierenden Schwenkbewegung der Abrichtscheibe 1 und deren kon­ trollierten Verschleiß läßt sich bei bekanntem Aus­ gangsdurchmesser und Scheibenbreite der Abrichtscheibe 1 die Relativposition der Schleiffläche 20 zur Rotationsachse der Abrichtscheibe 1 ohne weiteres bestimmen und von der Datenverarbeitungsanlage in dem zu berechnenden NC-/CNC-Programm berücksichtigen.

Sodann werden von der Abrichtmaschine 100 die im be­ reitgestellten NC-/CNC-Programm errechneten Referenz­ punkte angefahren und gleichzeitig mit den radial-os­ zillierenden Schwenkbewegungen der Abrichtscheibe 1 be­ gonnen. Der Vorschub der Abrichtscheibe 1 auf den Zu­ stellachsen X und Y wird solange fortgesetzt, bis der Körperschallsensor 30 anspricht. Sodann erfolgt als Abrichtzustellung um den gewählten Betrag das Verfahren der Abrichtscheibe 1 an der Umfangs-Stirnseite 12 der Schleifscheibe 2. Über die drei Bewegungsachsen X, Y und C wird die Abrichtscheibe 1 auf ihrer Abrichtkontur so lange verfahren, bis der Körperschallsensor 30 eine Unterbrechung des Schleifkontaktes an die Steuereinrichtung 21 meldet.

Dies ist für die Steuereinrichtung 21 das Signal, über das Bildverarbeitungssystem 24 erneut einen Soll-/Ist- Konturprofil-Vergleich durchzuführen und gegebenenfalls ein neues NC-/CNC-Programm zu errechnen.

Kann die Steuereinrichtung 21 über das Bildverarbei­ tungssystem 24 eine Übereinstimmung zwischen dem ak­ tuellen Ist-Profil der Schleifscheibe 2 und dem ge­ wünschten Soll-Profil feststellen, so wird das Steue­ rungsprogramm sowie der Abrichtvorgang von der Steuerein­ richtung 21 der Abrichtmaschine 100 automatisch beendet.

Die erfindungsgemäße Abrichtmaschine kann beispielsweise zum Abrichten von keramisch- oder kunststoff-gebundenen Diamant-Scheifscheiben auch dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn eine gegenüber der Schleifscheibe 2 aus wei­ cherem Material, beispielsweise aus Siliziumkarbid be­ stehende Abrichtscheibe 1 verwendet werden soll. Da die Abrichtmaschine 100 ein zumindest zeitweise mannloses Ab­ richten über Stunden hinweg und dessen weitgehende Auto­ matisation ermöglicht, lassen sich die personalbezogenen Kosten erheblich reduzieren. Durch gezielte Punkt- und Abrichtvorgänge läßt sich der Verschleiß der Abricht­ scheibe 1 kontrollieren und wesentlich verringern, so daß auch längere Standzeiten der Abrichtscheibe 1 möglich sind. Während durch unkontrollierte Abrichtverfahren bei­ spielsweise zu feine Schleifscheibenstrukturen entstehen können, die den thermischen Verschleiß erhöhen und zu eventuell unerwünschten Schleifbildern an Werkstücken führen, erlauben schonende Abrichtvorgänge bei der Ab­ richtmaschine 100 präzise Profilkonturen und damit längere Standzeiten der Schleifscheiben 2. Auch ein ge­ zieltes Crushieren der Diamantsplitter oder das Öffnen der Spanräume durch Lösen der Bindung ist mit der erfin­ dungsgemäßen Abrichtmaschine problemlos möglich. Wichtig ist, daß die Abrichtscheibe 1 bei fortlaufendem Schleifkontakt mit der Schleifscheibe 2 und gleichzeitigem Verfahren um deren Umfangs-Stirnseite 12 um ihre Schwenkachse 13 radial oszilliert, und zwar im vorberechneten Winkel und mit der vorgegebenen Zustellgröße bei vorbestimmter Äquidistante A, sodaß sich ein kontrollierter Verschleiß der Abrichtscheibe 1 einstellt.

Während der Oszillation wird der Oszillationspunkt zusätzlich über die X-/Y-Achse entlang der vorgegebenen Koordinaten verschoben. Die Zustellung der Abrieb- Kompensation erfolgt durch eine weitere Berechnung der neuen X-/Y-/C-Koordinaten in der Computer-Steuerung.

Claims (13)

1. Abrichtmaschine zum Profilieren einer Schleifscheibe mittels einer Abrichtscheibe, die auf zwei winklig zueinander angeordneten Linearachsen verfahrbar sowie um eine Schwenkachse drehbar gelagert und die mit einer an ihrer gerundeten Umfangs-Stirnseite vorgesehenen Schleiffläche entlang dem Soll-Profil der Schleifscheibe positionierbar ist, wobei die Schleifscheibe und die Abrichtscheibe während des Ab­ richtvorganges jeweils um eine Rotationsachse rotieren und relativ zueinander zustellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtscheibe (1) während des Abrichtvorganges jeweils um eine mit Abstand zu ihrer Umfangs-Stirnseite (11) angeordnete und quer zur Rotationsachse verlaufende Schwenkachse (13) oszillierend verschwenkbar ist.

2. Abrichtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) durch gleichzeitig überlagerte Positionierbewegungen der drei Bewegungsachsen (X, Y, C) gebildet und ihre Lage, insbesondere ihr Abstand (A) zur Umfangsstirnseite (11), variabel ist.

3. Abrichtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schwenkachse (13) senkrecht zur Rotationsachse zur Abrichtscheibe (1) angeordnet ist und vorzugsweise in deren Scheibenmittelebene (14) liegt.

4. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) zwischen der die Schleifscheibe (2) berührenden und an der Umfangs-Stirnseite (11) der Abrichtscheibe (1) angeordneten Abrichtstelle und deren Rotationsachse vorgesehen ist.

5. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rotationsachsen von Schleifscheibe (2) und Abrichtscheibe (1) in einer Ebene (10) angeordnet sind.

6. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß beide Linearachse (X, Y) der Abrichtmaschine (100) rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

7. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abrichtscheibe 1 aus einem gegenüber der Schleifscheibe (2) weicherem Material besteht und daß die Schleifscheibe (2) vorzugsweise eine Diamant-Schleifscheibe (2) und die Abrichtscheibe (1) insbesondere eine Ciliziumcarbid- Abrichtscheibe (1) ist.

8. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Erkennung des Ist- Profiles (18) der Schleifscheibe (2) ein Bildverarbeitungssystem (24) mit einer Video-Kamera (25) vorgesehen ist, das mit einer Steuereinrichtung (21) zum Nachführen der Abrichtscheibe (1) in Verbindung steht, wobei die Steuereinrichtung (21) einen Speicher zum Abspeichern des Soll-Profiles (19) der Schleifscheibe (2) und einen Rechner hat, der die von der Video-Kamera (25) erfaßten Bildsignale vermißt, als Ist-Profil-Koordinaten mit den abgespeicherten Soll-Profil-Koordinaten vergleicht und das Verfahren der Abrichtscheibe (1) entsprechend der Soll-Ist-Abwei­ chung steuert.

9. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise akustischer Signalgeber vorgesehen ist, der den Schleifkontakt zwi­ schen Schleif- und Abrichtscheibe (2, 1) und dessen Un­ terbrechung an die Steuereinrichtung (21) meldet.

10. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Körperschallsensor (30) als akustischer Signalgeber vorgesehen ist, der vorzugsweise im Bereich der Schleifscheiben Welle (31) angeordnet ist.

11. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Ausleuchten des Sichtfeldes (29) der Video-Kamera (25) eine Lichtquelle (28) mit polarisiertem Licht vorgesehen ist.

12. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Video-Kamera (25) auf der dem Abricht-Bereich (27) abgewandten Seite der Schleif­ scheibe (2) angeordnet ist.

13. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Sichtfeld (29) der Video- Kamera (25) mit einem Sperrluft-Strom im wesentlichen staubfrei gehalten ist.