DE4326595C2 - Universal-Schleifstation zum Werkzeugschleifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Universalschleifstation zum Werkzeugschleifen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Schleifstationen bekannt, die einen T-förmigen Schleiftisch aufweisen, der über zwei sich im rechten Win­ kel schneidende Führungsnuten verfügt. Auf diesen Führungs­ nuten kann ein Schleifkopf und/oder ein Werkstückträger montiert werden, um ein Werkstück schleifend zu bearbeiten. Es hat sich gezeigt, daß diese Schleifstationen oftmals nicht in der Lage sind, die Bedürfnisse des Betreibers sol­ cher Schleifstationen zu erfüllen. Denn bezogen auf die von der Schleifstation eingenommene Fläche bietet der Stand der Technik eine relativ begrenzte Anzahl an Variationsmöglich­ keiten bezüglich der Anordnung von Schleifkopf und/oder Werkstückträger. Entsprechend begrenzt ist dadurch auch der Grad der Ausbaustufen bekannter Schleifstationen. Gerade für Betriebe mittlerer Größe ist es jedoch ganz wesentlich, beim Erwerb einer Schleifstation die Möglichkeit zu haben, die Schleifstation den wachsenden Bedürfnissen anpassen zu können.

Aus der DE-AS 19 37 300 ist eine Baueinheit zum Innen­ rundschleifen bekannt, mit einem Unterbau, mindestens einer Schleifspindel- und mindestens einer Werkstückspindelvor­ richtung, die von dem Unterbau direkt oder über Zwischen­ elemente getragen sind. Der Unterbau ist aus mehreren kastenförmigen Grundelementen zusammengesetzt, die zur Erzielung unterschiedlich gewünschter Maschinenbauformen untereinander auswechselbar durch lösbare Befestigungsele­ mente verbindbar sind. Die Spindelvorrichtungen oder die Zwischenelemente sind ohne Anordnung von Führungen auf den Grundelementen mit diesen durch weitere lösbare Befesti­ gungselemente starr verbunden.

Aus der DE-OS 36 11 103 ist eine Schleifmaschine mit einem Schleifmaschinenbett bekannt, auf dem Baugruppen senkrecht zueinander, d. h. in X- und Z-Richtung verfahrbar sind. Diese Schleifmaschine hat ebenfalls ein T-förmiges Schleifmaschinenbett. Die Geometrie des Schleifbetts ist jedoch nicht in Richtung auf ein L abwandelbar. Ferner ver­ fügt diese Schleifmaschine nicht über Führungsnuten in der Form eines F, um die Flexibilität hinsichtlich der Anord­ nung von Schleifbearbeitungskomponenten auf dem Schleif­ tisch zu erhöhen.

Die Fachzeitschrift "technica" aus dem Jahre 1974 zeigt im Band 23 auf Seite 1164 Werkzeugmaschinen. Im weiteren wird das Produktions-Einstechschleifen nach dem Baukasten­ system beschrieben, wobei die wesentlichen Kriterien für die Festlegung der Schleifscheibengröße und des Profils, für die Wahl der Spindelgröße und der Antriebsleistung sowie des Einstechsystems und weiterer Komponenten näher erläutert werden. In Bild 2 ist ein großflächiges Maschi­ nenbett zur Aufnahme der verschiedenen Aufbaueinheiten und Schleifkomponenten gezeigt, welches in Draufsicht L-förmig gestaltet ist. Die Aufbauten werden darauf im Winkel zuein­ ander angeordnet.

Die vorliegende Erfindung geht von der aus der DE- AS 19 37 300 bekannten Baueinheit zum Innenrundschleifen aus, welche auf dem Konzept basiert, für die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge unterschiedliche Module je nach Bedarf zusammenzustellen, wobei zusätzliche Baugruppen Anwendung finden, um eine gegenseitige Anpassung der Module aneinan­ der, wie z. B. einen Höhenabgleich der Werkstück- und Werk­ zeugspindeln und dergleichen durchführen zu können. Wenn eine solche Vorrichtung in der Fertigung eingesetzt werden soll, sind dementsprechend je nach dem erforderlichen Bear­ beitungsschritt unterschiedliche Module jeweils neu zusam­ menzustellen, wobei die nicht benötigten Module in dieser Zeit brach liegen, d. h. für die Produktion nicht genutzt werden können. Dieses Konzept ist dementsprechend für Unternehmen kleinerer bis mittlerer Größe, insbesondere für Lohnfertigungsunternehmen, nur bedingt verwendbar. Die Investiti­ onskosten liegen in einem Bereich, die sich mit kleineren Stückzahlen nicht unbedingt amortisieren lassen.

Mit dem bekannten Konzept kann sich mit zunehmenden Möglichkeiten bezüglich Werkstück- und Werkzeuganordnung die Stabilität und die Ausricht­ genauigkeit der Komponenten ungünstig aus­ wirken.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Universalschleifstation in räumlich kompakter Bauweise zu schaffen, die so aufgebaut ist, daß sie einerseits kosten­ günstig herstellbar ist und eine Vielzahl von Ausbaustufen zuläßt, ohne übermäßig Fläche zu bean­ spruchen, wobei eine hohe Stabilität gewährleistet sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß kommt ein neuer in Draufsicht L-förmi­ ger Tischaufbau zur Anwendung, wobei ein einziges, zusam­ menhängendes Bett vorliegt, in das in besonderer Weise ori­ entierte Führungsnuten, die mit der Form eines F vergleichbar sind, eingearbeitet sind. Es hat sich gezeigt, daß es mit diesem Aufbau gelingt, her­ kömmliche Werkzeugträger und Schleifköpfe in unterschied­ lichster Lagezuordnung zueinander stabil auf dem Bett zu montieren, so daß die beim Werkzeugschleifen erforderlichen Bewegungsabläufe einerseits beim Einstellen der Komponenten zueinander und andererseits beim Schleifvorgang selbst reproduzierbar ausgeführt werden können. Das erfindungsge­ mäße Konzept ist insbesondere für Arbeiten zugeschnitten, die von mittelständischen und kleineren Unternehmen beim Nachschleifen von Werkzeugen anfallen, wobei sich durch den einfachen Aufbau des Maschinenbetts erhebliche wirtschaft­ liche Vorteile ergeben. Dabei ergibt sich mit dem zusammen­ hängenden Bett mit integrierten Führungsnuten der zusätzli­ che Vorteil einer verbesserten Stabilität, so daß sich der Anmeldungsgegenstand in besonderer Weise für Präzisionsar­ beiten eignet, wie sie beim An- und Nachschleifen von Werk­ zeugen, wie z. B. Fräsern auftreten.

Mit einem in Draufsicht L-förmigen Schleiftisch in des­ sen einem L-Schenkel zwei und im anderen L-Schenkel eine Führungsnut eingearbeitet sind, wird eine größtmögliche Ausnutzung der verbrauchten Grundfläche erzielt. Darüber hinaus bietet eine L-förmige Fläche eine äußerst hohe Zahl an Kombinationsmöglichkeiten bei der Plazierung der einge­ setzten Schleifköpfe und Werkstückträger. Dabei wird der Forderung nach räumlich geringer Ausdehnung gerade durch die Wahl einer L-förmigen Fläche am weitesten Rechnung getragen.

Die Universalschleifstation überläßt dem Benutzer vorteilhaft den Freiraum, die eingesetzten Schleifköpfe und Werkstückträger direkt mit Hilfe der Führungsnuten auf dem Schleiftisch relativ zueinander zu plazieren. Der Grad der Automatisierbarkeit kann mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 2 angehoben werden, indem - falls erforderlich - weitere Verschiebeelemente zur Montage herangezogen werden.

Der nach den Ansprüchen 3 bis 5 aus einer Schleifkopfsäule und einer Schleifspindeleinheit bestehende Schleifkopf verfügt vorteilhaft über mindestens vier Freiheitsgrade, wodurch einerseits bei einem schleifend zu bearbeitenden Werkstück alle denkbaren Positionen angesteuert werden können, und zum anderen in Kombination mit den beiden Freiheitsgraden der Plazierung auf dem Schleiftisch und den möglichen Freiheitsgraden des Werkstückträgers eine Vielfalt von Bearbeitungsmöglichkeiten eröffnet werden.

Die gemäß Anspruch 6 jeder Bewegungsachse zugeordneten Stelleinrichtungen erlauben es der Universalschleifstation, vorteilhaft Verschiebungen entlang oder Drehungen um die Achsen selbsttätig durchzuführen.

Die Wahlfreiheit, ob entsprechend Anspruch 7 ein Arbeits­ vorgang vollständig von Hand gesteuert werden soll, oder ob die Möglichkeit der programmierbaren Steuerung der Bewegungen ausgeschöpft wird gibt dem Benutzer vorteilhaft das ganze Spektrum von kostengünstiger bis vollautomatischer Steuerung an die Hand. Zudem bietet die Option, Arbeitsvorgänge computergesteuert ablaufen zu lassen, den Vorteil, die beanspruchte Universal- Schleifstation in den normalen CNC gesteuerten Produktions­ prozeß in bekannten Fertigungsanlagen mit einzubinden.

Da die Montage von Schleiftischen und Werkzeugträgern mit­ tels der Führungsnuten gemäß Anspruch 8 keine Begrenzung in der Anzahl der verwendeten Einheiten vorgibt und insbesondere durch die Definiton eines Mindestabstandes der parallelen Führungsnuten in Abhängigkeit von der Grundplattengeometrie erreicht wird, daß zwei oder mehr Schleifköpfe und/oder Werkstückträger direkt nebeneinander plazierbar sind, kann vorteilhaft für jeden Anwendungsfall ein Optimum an eingesetzten Produktionsmitteln und den damit bearbeiteten Werkstücken erzielt werden, wobei ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich möglicher Aus­ baustufen der Schleifstation gegeben ist.

Gemäß Anspruch 9 ist jeder Führungsnut ein Maßstab zugeord­ net, wodurch vorteilhaft sichergestellt ist, daß im Handbetrieb die absolute Plazierung auf dem Schleiftisch als auch die relative Plazierung der Schleifköpfe und/oder Werkstückträger zueinander problemlos kontrolliert werden kann.

Zum Verschieben der Schleifköpfe und/oder der Werkstückträ­ ger sind gemäß Anspruch 10 Schubblöcke vorgesehen. Dies birgt den Vorteil, daß in Kombination mit dem genannten Fein-Schubgetriebe eine absolut präzise Positionierung der Schleifköpfe und/oder Werkstückträger längs der Führungsnuten erfolgen kann.

Die nach Anspruch 11 beidseitig mit Schleifscheiben be­ stückbare Schleifspindel der Schleifspindeleinheit bietet dem Nutzer in Kombination mit der Drehbarkeit der Schleifspindeleinheit positiv die Möglichkeit zwei Arbeitsgänge mit verschiedenen Schleifscheiben direkt hintereinander ohne störenden Werkzeugwechsel durchführen zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch vereinfacht eine dreidimensionale Ge­ samtsicht der Universalschleifstation und

Fig. 2-12 Darstellungen von weiteren Aufbaumöglichkeiten der Schleifstation in unterschiedlichen Ausbaustufen

Bei der erfindungsgemäßen Universalschleifstation sind auf einem Schleiftisch 1 ein Werkstückträger 2 und ein Schleifkopf 3 direkt mittels sich rechtwinklig schneidender Führungsnuten 4 montiert. Der Schleifkopf 3 besteht aus einer Schleifkopfsäule 5 und einer Schleifspindeleinheit 6, wobei die Schleifkopfsäule 5 auf einer Grundplatte 7, welche mit der Führungsnut 4 verbunden ist, durch eine Drehscheibe 8 drehbar befestigt ist. Die Schleifspindeleinheit 6 ist an einem vertikal verschiebba­ ren Tisch 9, der entlang einer Seite der Schleifkopfsäule geführt wird, mittels einer Drehscheibe 10 drehbar angebracht. Ein Schubblock 11 dient mit einem integrierten Fein-Schubgewinde zur Verschiebung des Schleifkopfs 3 entlang der Führungsnut 4. Die Schleifspindeleinheit 11 verfügt über eine Schleifspindel 12 an deren beiden Enden Schleifscheiben 13 befestigt werden können.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Werkstückträger 2 entlang der Führungsnut 4 in X-Achsenrichtung und der Schleifkopf 3 entlang der Führungsnut 4 in Y-Achsenrichtung verschiebbar. Die Höhenzustellung der Schleifspindeleinheit erfolgt längs der Z-Achse mittels des an einer Seite der Schleifkopfsäule 5 geführten Tischs 9. Die Schleifkopfsäule selbst ist mittels des Drehtellers 8 um die Z-Achse um einen Winkel ω drehbar. Die Schleifspindeleinheit ist durch den weiteren Drehteller 10 um einen Winkel θ um die X2- Achse drehbar und kann in einer vorteilhaften Ausführungsform mittels eines Schlittens entlang der Y2- Achse verschoben werden.

Fig. 2 zeigt die Zustellmöglichkeiten der Universalschleifstation mit einer zusätzlichen Schleifspindeleinheitszustellung. Die Schleifspindeleinheit ist hierbei über den Drehteller auf einem Adapter montiert, der eine Verschiebebewegung entlang der Achse quer zur Höhenachse der Schleifkopfsäule ermöglicht. Der Adapter ist über eine Schwalbenschwanzführung an der Schleifkopfsäule festgelegt.

Fig. 3 zeigt die Variante gemäß Fig. 2 mit der Variation, daß keine Schleifspindelkopfzustellung (Achse V) möglich ist.

Fig. 4 veranschaulicht eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der linken Führungsnut und einem Werkzeugträger auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut.

Fig. 5 zeigt eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der linken Führungsnut und einem Universal-Fräser-Schleifgerät zum Werkzeugschleifen auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut.

Fig. 6 entspricht der Darstellung gemäß Fig. 5 und zeigt eine weitere Ausbaustufe der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der linken Führungsnut und einer Magnetplatte auf einer einfachen Flachtischführung zum Flachschleifen eines Werkzeuges der dazu quer verlau­ fenden Führungsnut.

Fig. 7 stellt eine weitere Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation dar, mit dem Schleifkopf auf der linken Führungsnut und einem Schraubstock auf einer einfachen Flachtischführung zum Flachschleifen eines Werkzeuges auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut.

Fig. 8 veranschaulicht eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der linken Führungsnut und einem Kreuztisch zum Schleifen von Werkzeugen auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut.

Fig. 9 zeigt eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der linken Führungsnut und einem Universal-Fräserschleifapparat zum Werkzeugschleifen auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut. Die Achsen des Universal-Fräser- Schleifapparats sind vorzugsweise programm- bzw. numerisch gesteuert.

Fig. 10 zeigt eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation zum Werkzeugschleifen mit dem Schleifkopf auf der linken
Führungsnut und einem Schraubstock oder einer Magnetplatte auf einem CNC-gesteuerten Kreuztisch zum Flach- oder Profilschleifen auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 handelt es sich um eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der quer verlaufenden Führungsnut und dem Werkstückträger im Schnittpunkt der rechten Führungsnut und der quer verlaufenden Führungsnut.

Fig. 12 schließlich veranschaulicht eine Aufbaumöglichkeit der Universalschleifstation mit dem Schleifkopf auf der rechten Führungsnut und dem Werkstückträger auf der dazu quer verlaufenden Führungsnut.

Claims (11)

1. Universalschleifstation zum Werkzeugschleifen, mit ei­ nem Schleiftisch (1), einem Werkzeugträger (2) und ei­ nem Schleifkopf (3), wobei am Schleiftisch (1) in Rich­ tung wenigstens einer Bewegungsachse (X) orientierte Führungs- und Montagenuten (4) zur Fixierung des Werk­ zeugträgers und des Schleifkopfs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleiftisch (1) in an sich bekannter Weise in Draufsicht L-förmig gestaltet ist, und daß in einem Schenkel des L zwei parallele Führungsnuten und im zweiten Schenkel des L eine die beiden parallelen Füh­ rungsnuten (4) senkrecht schneidende Führungsnut glei­ cher Geometrie eingearbeitet sind, so daß zur Bereit­ stellung einer Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten bei der gegenseitigen Lagezuordnung der eingesetzten Schleifköpfe und Werkzeugträger diese wahlweise in den verschiedenen Führungsnuten montierbar sind.

2. Universalschleifstation nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet daß der Werkzeugträger und/oder der Schleifkopf (3) über eine Flachtischführung, eine Kreuztischführung, oder ähnliche Verschiebeelemente auf dem Schleiftisch (1) montierbar sind.

3. Universalschleifstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkopf (3) aus einer Schleifkopfsäule (5) und einer Schleifspindeleinheit mit Antrieb (6) besteht, wobei die Schleifkopfsäule (5) auf einer entlang einer ersten Achse (Y) verschiebbaren Grundplatte (7) über einen ersten Drehteller (8) um ei­ ne weitere Achse (Z) um den Winkel ω von vorzugsweise 360° in der Schleiftischebene drehbar montiert ist.

4. Universalschleifstation nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schleifkopfsäule (5) einen ent­ lang der weiteren Achse (Z) verschiebbar geführten Tisch (9) hat, an dem ein weiterer Drehteller (10) be­ festigt ist, der eine auf der weiteren Achse (Z) senk­ recht stehende Drehachse (X2) hat und eine Drehung um diese Achse um den Winkel θ von vorzugsweise 360° in der Ebene der Seite der Schleifkopfsäule (5) erlaubt.

5. Universalschleifstation nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der weitere Drehteller (10) die Schleifspindeleinheit mit Antrieb (6) trägt, die vor­ zugsweise entlang ihrer Längsachse (Y2) auf dem Dreh­ teller (10) verschiebbar ist.

6. Universalschleifstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Bewegungsachsen (X, Y, Z, X2, Y2, ω, θ) der Universalschleifstation Stel­ leinrichtungen zugeordnet sind.

7. Universalschleifstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsachsen (Y, Z, X2, Y2, ω, θ) programmgesteuert sind.

8. Universalschleifstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der paralle­ len Führungsnuten (4) nicht kleiner ist als das größere Maß von Länge oder Breite der die Schleifkopfsäule (5) tragenden Grundplatte (7), und daß auf den Führungsnu­ ten (4) bzw. auf dem Schleiftisch (1) ein oder mehrere Werkzeugträger (2) bzw. ein oder mehrere Schleifköpfe (3) montiert werden können.

9. Universalschleifstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungsnut (4) ein Maßstab zugeordnet ist.

10. Universalschleifstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Werkzeugträgers (2) und/oder des Schleifkopfs (3) Schubblöcke (11) vorgesehen sind, die sich in den Füh­ rungsnuten (4) abstützen und über ein Fein-Schubge­ triebe verfügen.

11. Universalschleifstation nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindelein­ heit (6) eine Schleifspindel (12) hat, die zu beiden Seiten mit einer Schleifscheibe (13) bestückbar ist.