DE9101608U1 - Abrichtmaschine zum Profilieren einer Schleifscheibe - Google Patents

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Abrichtmaschine zum Profilieren einer Schleifscheibe

Die Erfindung betrifft eine Abrichtmaschine zum Profilieren 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 Schleifscheibe und die Abrichtscheibe während des Abrichtvorganges jeweils um eine Rotationsachse rotieren und relativ zueinander zustellbar sind.

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

So werden heute beispielsweise Spiralbohrer, Gewindebohrer, Schaftfräser und andere Schneidwerkzeuge aus Hartmetall oder gehärtetem Schnellstahl durch Schleifen

bearbeitet. Dabei kann die Herstellung der Schneidengeometrien, sowie der Span- und Kühlmittelnuten hochpräzise Formen der erzeugenden Schleifscheibe erforderlich machen.

Derartige Schleifscheibenprofile stellen erhebliche Anforderungen an die Abrichtmaschinen, die zum Neuprofilieren, Abrichten oder Nachprofilieren der benö-

YQ tigten Schleifscheiben eingesetzt werden und diese mittels einer rotierenden Abrichtscheibe aus keramischen oder aus metallischen Grund-Werkstoffen mit Diamantbestückung oder aus Siliziumkarbid bearbeiten. Dies betrifft insbesondere die Soll-Profilermittlung, sowie die Berechnung der Verfahrwege des Abrichtmediums.

Das Abrichten auf die gewünschte Profilform erfolgt bei Schleifscheiben aus kubischem Bornitrid oder Diamantsplittern außerhalb der Werkzeug-Schleifmaschine auf 2Q einer separaten Schleifscheiben-Abrichtmaschine, da der Abrichtprozeß bis zu mehrere Stunden in Anspruch nimmt.

Man unterscheidet heute im wesentlichen zwei Abrichtmethoden, die den unterschiedlichen Schleifmedien angepaßt sind, nämlich zum einen das automatische, NC/CNC-gesteuerte Abrichten von CBN-Scheiben mit einer profilierten Diamantrolle und darüber hinaus das manuelle Abrichten von Diamant-Schleifscheiben mit einer Siliziumkarbid-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

₃g 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 Umdrehungsrichtung rotiert. Da hier die abzurichtende Schleifscheibe aus kubischem Bornitrid und somit aus einem gegenüber der Diamant-Abrichtscheibe weicherem Material jQ besteht, ist die Abrichtscheibe während des Abrichtvorganges keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt. Dies erlaubt es, die Abrichtscheibe auf ihren drei oben genannten Bewegungsachsen NC- oder CNC-gesteuert zu positionieren, wobei diese Steuerbewegungen nach einem c vorab festgelegten Programm abgefahren werden.

Die NC- oder CNC-Steuerung dieser vorbekannten Abrichtmaschine 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-Schleifscheiben bekannt. Bisher lassen sich diese Diamant-Schleifscheiben kaum wirtschaftlich mit Diamant-Ab-„„ richtwerkzeugen profilieren. Stattdessen werden zum Abrichten von Diamant-Schleifscheiben häufig Abrichtscheiben aus demgegenüber weicherem Siliziumkarbid eingesetzt.

So kennt man auch eine Abrichtmaschine, bei der eine roc tierende und an ihrem Umfang nahezu plane Abrichtscheibe

an der Schleifscheibe in zu deren Umfangs-Stirnseite tangentialen Bewegungen verfahren wird, bis das Ist-Profil der Schleifscheibe mit dem gewünschten Soll-Profil übereinstimmt. Da jedoch mit der Verwendung einer aus einem gegenüber der abzurichtenden Schleifscheibe weicheren Material bestehenden Abrichtscheibe ein unkontrollierter Verschleiß verbunden ist, läßt sich diese vorbekannte Abrichtmaschine nur manuell steuern. Dabei wird der

IQ Abrichtvorgang visuell überwacht und die Schatten der Abricht- und der Schleifscheibe im beleuchteten Abrichtbereich auf einen Profilprojektor geworfen, wo eine Bedienperson das Ist-Profil der Schleifscheibe und dessen Abweichungen vom Soll-Profil kontrollieren und dement-

,r sprechend das Zustellen der Abrichtscheibe von Hand steuern kann. Die angetriebene Siliziumkarbid-Abrichtscheibe wird gezielt solange an die gegenläufig rotierende Diamant-Schleifscheibe herangeführt, bis das gewünschte Schleifscheiben-Profil erreicht ist. Dieser Vorgang kann

2Q mehrere Stunden dauern, in denen die Bedienperson den während des Abrichtvorganges gebildeten Schleifstäuben und anderen Emissionen ausgesetzt ist. Zudem ist das Arbeitsergebnis sehr stark von der Sorgfalt und der Sehkraft der Bedienperson abhängig, so daß dieses im Falle einer Reproduktion stark vom gewünschten Resultat abweichen kann.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Abrichtmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der

2Q Schleiffläche der Abrichtscheibe auch dann einem gleichmäßigen Verschleiß ausgesetzt ist, wenn die Abrichtscheibe aus einem gegenüber der Schleifscheibe weicheren Material besteht. Der Verschleiß der Abrichtscheibe soll also derart kontrollierbar sein, daß sich die Relativposition ihrer Schleiffläche zur Rotationsachse der Ab-

richtscheibe auf ein-fache Weise und mit möglichst hoher Ge-nauigkeit ermitteln läßt, um die erfindungsgemäße Abrichtmaschine gegebenenfalls auch über eine CNC-Steuerung steuern zu können.

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

Während der Verfahrbewegungen der Abrichtscheibe entsprechend dem gewünschten Soll-Profil der Schleifscheibe

Y c wird die Abrichtscheibe also gleichzeitig auch um eine Schwenkachse oszillierend verschwenkt. Durch die Oszillationsbewegungen der rotierenden Abrichtscheibe kommt deren an der Umfangs-Stirnseite vorgesehene Schleiffläche fortlaufend über ihre gesamte Breite mit der jeweiligen

2Q Abrichtstelle im Kontakt. Die Abrichtscheibe unterliegt somit einem über ihre gesamte Schleiffläche gleichmäßigen und kontrollierten Verschleiß.

Zwar ist es bereits bekannt, Schleifscheiben durch tangential-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 Abrichtmaschinen die Relativposition der Schleiffläche der 2Q Abrichtscheibe nur schwer ermitteln, weshalb der Abrichtvorgang 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 erfindungsgemäßen Abrichtmaschine in radial-oszillierenden Bewegungen an der abzurichtenden Umfangs-Stirnseite der Schleifscheibe verfahren. Da die Schwenkachse dieser Oszillationsbewegung in ihrer Relativposition zur Abrichtoder Kontaktstelle mit der Schleifscheibe vorbestimmt ist und der Abstand dieser Schwenkachse zur Schleifscheibe während einer Abrichtphase als Äquidistante beibehalten

,Q 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 Abrichtstelle durch Heranfahren der Abrichtscheibe zur Schleifscheibe ohne weiteres ausgeglichen werden. Wegen dieses durch radial-oszillierende Schwenkbewegungen bewirkten kontrollierten Verschleisses der Abrichtscheibe kann der Abrichtvorgang bei der erfindungsgemäßen Ab-

__n 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 konkave Konturen aus der Schleifscheibe herauszuarbeiten.

Dabei sieht eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Schwenkachse durch gleichzeitige überlagerte Positionierbewegungen der drei Bewegungsachsen gebildet und ihre Lage, insbesondere

₃q ihr Abstand zur Umfangs-Stirnseite variabel ist. Die für die radialen Oszillationsbewegungen der Abrichtscheibe vorgesehene Schwenkachse muß also bei der erfindungsgemäßen Abrichtmaschine nicht gegenständlich vorgesehen werden, sondern kann auch durch eine Interpola-

₃j- tion, d. h. durch gleichzeitige überlagerte Positionier-

bewegungen der drei Bewegungsachsen gebildet sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ihre Lage, insbesondere ihr Abstand zur Umfangs-Stirnseite der Abrichtscheibe, variabel ist, um den Abrichtvorgang an die zu profilierende Konturen der Schleifscheibe anpassen zu können. So kann beispielsweise der Abstand dieser Schwenkachse zu der an der Umfangs-Stirnseite vorgesehenen Abrichtstelle vergrößert werden, um einen breiteren Schwenkbereich der Ab-richt-IQ scheibe sowie einfachere Konturen an der Schleifscheibe zu erzielen, während für feinere Konturen der Schleifscheibe eher ein geringerer Abstand der Schwenkachse zur Abrichtstelle gewählt wird.

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

Die Vorteile der erfindugsgemäßen Abrichtmaschine kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die Abrichtscheibe aus einem gegenüber der Schleifscheibe weicheren Material besteht und wenn die Schleifscheibe vorzugsweise eine Diamant-Schleifscheibe und die Abrichtscheibe insbesondere eine Siliziumkarbit-Abrichtscheibe ist. Auch der Verschleiß einer gegenüber der Schleifscheibe weicheren Abrichtscheibe läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abrichtmaschine auf einfache Weise kontrollieren.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung, der auch eigene schutzwürdige Bedeutung zukommen kann, sieht vor, daß zur Erkennung des Ist-Profiles der Schleifscheibe ein Bildverarbeitungssystem mit einer Vi-

gg deo-Kamera vorgesehen ist, das mit einer Steuereinrich-

tung zum Nachführen der Abrichtscheibe in Verbindung steht, wobei die Steuereinrichtung einen Speicher zum Abspeichern des Soll-Profiles der Schleifscheibe und einen Rechner hat, der die von der Video-Kamera erfaßten Bildsignale vermißt, als Ist-Profil-Koordinaten mit den abgespeicherten Soll-Profil-Koordinaten vergleicht und das Verfahren der Abrichtscheibe entsprechend der Soll-Ist-Abweichung steuert. Eine solche, mit einem Bildverarbeitungssytem zusammenwirkende Steuerung der erfindungsgemäßen Abrichtmaschine erlaubt eine weitgehende Automatisierung des Abrichtvorganges, so daß eine Bedienperson 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 Schleifscheibe erzielen.

Zweckmäßig ist es, wenn ein vorzugsweise akustischer Si-

2Q 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 Schleifscheibe nicht mehr entsprechende Verfahrbewegung der Abrichtscheibe zurückzuführen ist, gibt ein solcher Signalgeber der Steuereinheit das Zeichen, das entweder die Abrichtscheibe unter Beibehaltung der zwischen deren Schwenkachse und der Abrichtstelle gewählten Äquidi-

OQ stanten diese an die Schleifscheibe herangeführt oder über das Bildverarbeitungssystem zunächst ein neuer Vergleich 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 Abrichtscheibe wieder hergestellt ist. Ein solcher Signalgeber erlaubt wesentlich genauere Steuersignale, 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 folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigt in schematischer und nicht maßstäblicher Darstellung:

Fig. 1 eine Abrichtmaschine in einer Vorderansicht, 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 radialoszillierenden 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 Abrichtscheibe,

Fig. 7 die mit einem Bildverarbeitungssystem

zusammenwirkende Steuereinrichtung der Abrichtmaschine aus den Fig. 1 bis 6,

,. Fig. 8 die sich gegenüberstehende Schleif- und Abrichtscheibe 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_oc filieren einer Schleifscheibe 2 mittels einer Abrichtscheibe 1. Abrichtscheibe 1 und Schleifscheibe 2 rotieren während des Abrichtvorganges gleich- oder gegensinnig um jeweils eine Rotationsachse, die bei der Abrichtmaschine 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 l 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 Abrichtvorganges von Abricht- und Schleifscheibe 1, 2 eingeschlossenen Winkel zu verändern.

Abrichtscheibe 1 und Schleifscheibe 2 werden über den Abrichtscheiben-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-

. c 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 Abrichtscheibe 1 vorteilhaft eingesetzt werden, die aus einem gegenüber der Schleifscheibe 2 weicheren Material besteht. So wird hier beispielsweise die Verwendung einer

_nr- Siliziumkarbid-Abrichtscheibe 1 und einer Diamant-

Schleifscheibe 2 bevorzugt.

In Fig. 4 ist angedeutet, daß die Abrichtscheibe 1 in jeder ihrer Abrichtpositionen entlang der Umfangs-Stirn-

₃q seite 12 der Schleifscheibe 2 während des Abrichtvorganges oder des Abrichtzyklus jeweils um eine mit Abstand zu ihrer Umfangs-Stirnseite angeordnete und quer zu ihrer Rotationsachse verlaufende Schwenkachse 13 verschwenkbar ist. Durch diese radial-oszillierende Schwenkbewegung der Abrichtscheibe 1 hat diese stets eine weit-

gehend gerundete Schleiffläche 20, mit der die Schleifscheibe 2 konvex oder konkav oder auf andere kompliziertere 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

IQ werden kann, ist senkrecht zu deren - hier nicht näher dargestellten - Rotationsachse sowie zur Zeichenebene angeordnet und liegt in der in Fig. 4 strichliniert angedeuteten Scheiben-Mittelebene 14 der Abrichtscheibe 1. Somit hat die Schleiffläche 20 der rotierenden Abrichtscheibe 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 Abstand A und eine neue Schwenkachse 13, um die die Abrichtscheibe 1 radial-oszillierend verschwenkt, gewählt und festgelegt werden, wenn beispielsweise feinere abzurichtende 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 Abrichtmaschine 10 nicht gegenständlich vorgesehen, sondern durch Interpolation bzw. gleichzeitige überlagerte Positionierbewegungen der drei Bewegungsachsen X, Y und C gebildet. 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 übergehender Abrichtpositionen an der das Ist-Profil 18 beschreibenden 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 veranschaulicht 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 deutlich, daß die Abrichtmaschine 100 eine Steuereinrichtung 21 hat, die hier aus einer an sich bekannten Datenverarbeitungsanlage 22 mit Bildschirm 23 besteht und die mit einem Bildverarbeitungssystem 24 elektrisch verbunden ist. Dieses Bildverarbeitungssystem 24 hat eine Videooder 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 4 0 vorgesehen ist, wird dort in dem weniger mit Schleifstaub-Emissionen belasteten rückseitigen Bereich der Schleifscheibe 2 in ansich bekannter Weise durch einen Sperrluft-Strom im wesentlich staubfrei gehalten. Zum Ausleuchten des Sichtfeldes der Video-Kamera 25 ist eine Lichtquelle 28 mit polarisiertem Licht vorgesehen, so daß unerwünschte Diamant-Reflektionen 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 Bearbeitung an die Steuereinrichtung weitergegeben werden, die einen Speicher zum Abspeichern des gewünschten SoIl-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 Datenverarbeitungsanlage 22 einen komplexen Berechnungsvorgang aus, welcher die neuen Abricht-Koordinaten für die gekoppelte NC-/CNC-Steuerung der Abrichtmaschine 100 zur Verfügung stellt.

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Über einen On-Line-Zyklus wird nach Beendigung eines Abricht-Zyklus ein neues NC-Programm in die Steuerung eingelesen. Dieses NC-Programm enthält die Befehle für die neuesten, von der Software berechneten Abricht-Koordinaten. Im Bereich der Schleifscheibenwelle 31 ist ein als Körperschallsensor 30 ausgebildeter akustischer Signalgeber vorgesehen, beispielsweise ein Piezzo-Mikrofon, der den Schleifkontakt zwischen Abricht- und Schleifscheibe 1/2 sowie dessen Unterbrechung an die Steuereinrichtichtung 21 meldet. Dieser Körperschallsensor 3 0 erzeugt bei geringster Schleifscheiben-Berührung der Abrichtscheibe 1 ein Signal, welches in der Datenverarbeitungsanlage 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 Figur 9 angedeutet ist - auf dem Bildschirm 23 der Datenverarbeitungsanlage 22 nachvollzogen werden könnte.

Dieser Verfahrensablauf ist in Figur 10 in einem Ablaufdiagramm nochmals verdeutlicht. Mit dem Start der Abrichtmaschine 100 und ihrer Steuereinrichtung 21 werden alle drei Bewegungsachsen X, Y und C zweckmäßigerweise auf einen Nullpunkt gefahren. Sodann erfaßt das Bildverarbeitungssystem 24 das aktuelle Ist-Profil der Schleifscheibe 1 und gibt diese Bildsignale an die Bildverarbeitungselektronik weiter. Die gescannten Bildsignale werden in der Datenverarbeitungsanlage 22 mit dem aus dem Datenspeicher geladenen Soll-Profil der Schleifscheibe 2 elektronisch verglichen und als Soll-Ist-Abweichung verrech-3g net. Stellt die Datenverarbeitungsanlage 22 eine Abwei-

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chung von Soll- und Ist-Profil fest, so wird im Rechner der Datenverarbeitungsanlage 22 die für den bevorstehenden Abrichtzyklus zweckmäßigste Äquidistante A und somit die Relativposition der Schwenkachse 13 errechnet und der Steuereinrichtung als NC-/CNC-Programm bereitgestellt. Wegen der radial-oszillierenden Schwenkbewegung der Abrichtscheibe 1 und deren kontrollierten Verschleiß läßt sich bei bekanntem Aus- ^q 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 bereitgestellten NC-/CNC-Programm errechneten Referenzpunkte angefahren und gleichzeitig mit den radial-oszillierenden Schwenkbewegungen der Abrichtscheibe 1 be-

2Q gönnen. Der Vorschub der Abrichtscheibe 1 auf den Zustellachsen X und Y wird solange fortgesetzt, bis der Körperschallsensor 3 0 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 3 0 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.

Kannn die Steuereinrichtung 21 über das Bildverarbeitungssystem 24 eine Übereinstimmung zwischen dem aktuellen Ist-Profil der Schleifscheibe 2 und dem gewünschten Soll-Profil feststellen, so wird das Steuerungsprogramm sowie der Abrichtvorgang von der Steuereinrichtung 21 der Abrichtmaschine 100 automatisch beendet.

Die erfindungsgemäße Abrichtmaschine kann beispielsweise

IQ zum Abrichten von keramisch- oder kunststoff-gebundenen Diamant-Scheifscheiben auch dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn eine gegenüber der Schleifscheibe 2 aus weicherem Material, beispielsweise aus Siliziumkarbid bestehende Abrichtscheibe 1 verwendet werden soll. Da die

je Abrichtmaschine 100 ein zumindest zeitweise mannloses Abrichten über Stunden hinweg und dessen weitgehende Automatisation ermöglicht, lassen sich die personalbezogenen Kosten erheblich reduzieren. Durch gezielte Punkt- und Abrichtvorgänge läßt sich der Verschleiß der Abricht-

2Q scheibe 1 kontrollieren und wesentlich verringern, so daß auch längere Standzeiten der Abrichtscheibe 1 möglich sind. Während durch unkontrollierte Abrichtverfahren beispielsweise zu feine Schleifscheibenstrukturen entstehen können, die den thermischen Verschleiß erhöhen und zu even-tuell unerwünschten Schleifbildern an Werkstücken führen, erlauben schonende Abrichtvorgänge bei der Abricht-maschine 100 präzise Profilkonturen und damit längere Standzeiten der Schleifscheiben 2. Auch ein gezieltes Crushieren der Diamantsplitter oder das Öffnen

2Q der Spanräume durch Lösen der Bindung ist mit der er-findungs-gemäßen Abrichtmaschine problemlos möglich. Wichtig ist, daß die Abrichtscheibe l bei fortlaufendem Schleifkontakt mit der Schleifscheibe 2 und gleichzeitigem Verfahren um deren Umfangs-Stirnseite 12 um ihre Schwenkachse 13 radial oszilliert, und zwar im

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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.

- Ansprüche -

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Claims (13)

Ansprüche

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

IQ Schleiffläche entlang dem Soll-Profil der Schleifscheibe positionierbar ist, wobei die Schleifscheibe und die Abrichtscheibe während des Abrichtvorganges 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 gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) senkrecht zur 3Q Rotationsachse zur Abrichtscheibe (1) angeordnet ist und vorzugsweise in deren Scheibenmittelebene (14) liegt.

4. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachsen von Schleifscheibe (2) und Abrichtscheibe (1) in einer ^q Ebene (10) angeordnet sind.

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

7. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtscheibe 1 aus einem gegenüber der Schleifscheibe (2) weicherem 2Q 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, dadurch 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

2Q (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,

gg als Ist-Profil-Koordinaten mit den abgespeicherten

Soll-Profil-Koordinaten vergleicht und das Verfahren der Abrichtscheibe (1) entsprechend der Soll-Ist-Abweichung steuert.

9. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise akkustischer Signalgeber vorgesehen ist, der den Schleifkontakt zwischen Schleif- und Abrichtscheibe (2, 1) und dessen Un- ^q terbrechung an die Steuereinrichtung (21) meldet.

10. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körperschallsensor (30)

als akkustischer Signalgeber vorgesehen ist, der

je vorzugsweise im Bereich der Schleifscheiben Welle (31) angeordnet ist.

11. Abrichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausleuchten des 2Q 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 Schleifscheibe (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.

(H. Schmitt! Patentanwaft