EP0023547B1 - Schleifmaschine zum Abschleifen des Grates von Rohlingen - Google Patents

Schleifmaschine zum Abschleifen des Grates von Rohlingen Download PDF

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EP0023547B1
EP0023547B1 EP80103260A EP80103260A EP0023547B1 EP 0023547 B1 EP0023547 B1 EP 0023547B1 EP 80103260 A EP80103260 A EP 80103260A EP 80103260 A EP80103260 A EP 80103260A EP 0023547 B1 EP0023547 B1 EP 0023547B1
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EP
European Patent Office
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grinding
feed
burr
workpiece
grinding wheel
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EP80103260A
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EP0023547A1 (de
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Wolfgang Ing. Grad. Feldt
Walter Dipl.-Ing. Bautz
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Eduard Bautz GmbH
Manroland AG
Original Assignee
Eduard Bautz GmbH
MAN Roland Druckmaschinen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load

Definitions

  • the invention relates to a grinding machine for grinding the burr of blanks with a first feed device for a feed V i between the blank and grinding wheel perpendicular to the burr extension and a second feed device for a feed V 2 in the direction of the burr extension and a device for determining the contour of the workpiece with burrs.
  • a grinding machine of this type is known from DE-A1-2824266.
  • the radial force (normal force) applied to the grinding wheel is measured to determine the contour of the workpiece with burrs. The process is therefore disrupted by imbalance forces.
  • the increase in force in the radial direction is detected at a point on the blank when the grinding wheel fully touches the outer surface of the workpiece after the burr has been ground off. If the burr is uneven, this setting is only correct for localized areas.
  • the increase in force is also only used to keep the preselected contact force constant. In this respect, there is no measurement of the forces occurring on the tool and no recognition of the target contour.
  • a disadvantage of such a controlled grinding machine is that there is no possibility of recognizing the actual contour of the workpiece. As a result, it is also not possible to completely remove the burr on the one hand without grinding into the workpiece itself on the other hand. If at all, this regulation can only be successful with constant burr thicknesses after the approximately necessary force for the respective grinding of the burr has been set beforehand.
  • the z. B. cast during casting must always be ground so far that it meets the aesthetic requirements on the one hand and on the other hand has the smallest possible allowance for the subsequent manufacturing operations.
  • the invention is therefore based on the object of providing a grinding machine for processing a cast burr down to the contour of the respective workpiece, in which vibrations which are produced by radial forces caused by unbalance cannot interfere with the measuring process.
  • the invention is based on the fact that the peripheral force occurring on the grinding wheel is approximately proportional to the length of engagement of the wheel and the feed speed, or the length of engagement of the wheel is proportional to the differential quotient of the peripheral force according to the feed speed.
  • the change in the grinding wheel circumferential force dPu, or the torque ⁇ M, or the required power ⁇ N, which occurs at a constant predetermined feed speed V 1 and at a predetermined sampling time dt, is detected by appropriate devices and is detected by appropriate Circuits the differential quotients , ⁇ M . ⁇ N derived.
  • the speed of the feed V i is kept constant, it is only necessary in each case to determine the circumferential force or the torque or the applied power or the respective change in these values in a period of time. This considerably simplifies the measurement and control effort.
  • the use of the change in the measured values recorded is particularly advantageous for the following reasons.
  • the absolute value of the torque will change to a certain extent, ie it will generally increase gradually. However, this depends on the size and geometry of the burr to be processed.
  • the grinding wheel enters the workpiece contour, however, a very large change in the torque to be applied occurs; with the grinding wheel penetrating further into the workpiece, the change or the increase in the torque remains constant regardless of the geometry of the cast burr.
  • the kink in the characteristic curve that occurs when entering the workpiece is a clear differentiator between the cast burr section and the finished workpiece contour. This kink occurs early on with cast burrs of smaller size - in the borderline case where there is no burr there is the significant increase in the measured circumferential force or the torque at the moment of contact between the wheel and the workpiece - it is therefore not necessary to penetrate the grinding wheel as far leave until the measured circumferential force or the measured torque reaches a certain threshold in absolute terms.
  • the speed of the feed V 2 in the direction of the burr extension corresponding to the workpiece contour at the location of the grinding wheel intervention can be regulated with the aid of a computer-controlled control device such that this feed V 2 together with the integral of the oscillating individual feeds V formed over a certain period of time i provides an optimal tangential speed.
  • V 1 max. V 1 max.
  • the bench grinder carriage can accommodate one or more driven grinding wheels in order to be able to adapt the type of grinding wheel to the shape and size of the burr and the contour of the workpiece.
  • a particularly sensitive regulation of the grinding work is possible if one of the grinding wheels can be uncoupled from the drive and thus the inertial mass that burdens the control process can be reduced even further.
  • the first feed V i on the bench grinder slide, all other feed and adjustment devices are assigned to the workpiece clamping unit.
  • the feed and adjustment movement of the workpiece can be programmed depending on the workpiece. This makes it possible to dimension the mounting and clamping of the workpieces with sufficient robustness.
  • the bench grinder on the other hand, can be easily built, so that the grinding wheel can work sensitively by switching off inert masses that adversely affect the control.
  • a reliable arrangement is achieved in that the feed movements of the workpiece are designed as rotary and or swiveling movements.
  • the tracks that are sensitive to dirt and are necessary for straight guides are thus avoided.
  • the grinding wheel 1 is arranged on a grinding block carriage 2 and is driven by the motor M S.
  • the feed V 1 in the x direction is carried out by the motor M x .
  • the transmission takes place through a toothed belt drive 3, by means of which an axially immovable nut 4 is rotated and the spindle 5 fastened to the grinding block carriage 2 is axially displaced.
  • the grinding block carriage 2 is mounted in bearing blocks 7, 8 fastened to the grinding machine stand 6.
  • the peripheral force Pu to be applied to the grinding wheel 1, or the torque M, or the power N is measured by measuring devices 9.
  • the electrical voltage absorbed by the electric motor M s and the electrical current are measured.
  • the speed of the feed V 1 in the x direction is determined on the basis of a tachometer generator 10 provided on the motor M x and is brought to a constant size in conjunction with a controller 10a.
  • the connection shown in broken lines indicates that the measured values of V i can alternatively be supplied to the circuit 11.
  • the measured values for the Quotients used regulation etc. formed and placed in a comparator circuit 12, in which these are compared in a known manner with a predetermined threshold value 13.
  • the motor M x is switched off or over, so that the feed Vi is interrupted in the x direction.
  • the description of the 2-point control process is explained in more detail below with reference to FIG. 4.
  • the workpiece 14 with the cast burr 15 to be ground is clamped between a mandrel 16 and a hydraulic clamping element 17 and rotated by a motor M w via a belt transmission 18.
  • the feed V 2 is therefore in the w direction.
  • the workpiece 14 is held in a frame 19 which can be pivoted about a bolt 20 in the z direction. This pivoting is carried out by a further motor M z via a toothed belt drive 21 and a spindle 22.
  • the frame 19 can also be rotated in the y direction by a motor My. This is flanged to a rotary body 23 which is mounted in roller bearings 24.
  • the gear output shaft 25 is firmly connected to the housing of the workpiece clamping unit 26.
  • the bolt 20 is arranged on a holder 27 which is fixedly connected to the rotary body 23.
  • the possibility of uncoupling the grinding wheel 1 from the drive 1 by the motor M s is shown schematically.
  • the shafts 1b and the sleeve 1c - to which the drive is fed - can be separated from one another by actuating a disk clutch 1d and only the smaller grinding wheel 1e is driven.
  • FIGS. 3a to 3d The relationship of the grinding wheel movement with the respectively detectable measured values is shown in FIGS. 3a to 3d.
  • the rapid traverse egg switches off and the constant feed speed V 1 is switched on.
  • the grinding wheel circumferential force reaches a Pu max.
  • the change in the circumferential force is determined with the penetration depth ⁇ x - ie at constant feed speed V 1 in the time interval ⁇ t - which is why even before Pu max. the grinding wheel 1 can be stopped.
  • the magnitude of the change is plotted in FIG. 3d to clarify the facts.
  • the circumferential force Pu is determined indirectly via a very sensitive registration measurement of the power N s consumed by the main motor M s .
  • the power is proportional to the difference angle ⁇ between the target phase and the lagging actual phase of the rotor axis on the AC main motor M S.
  • the difference angle ⁇ is determined from the vector product of the input AC voltage U Ms of the frequency converter upstream of the motor M s with the motor input AC current I Ms.
  • the subsequent differential quotient formation or is either via an electrical RC differentiator or the difference between the power values at the beginning and end of a sampling time reached.
  • Subordinate to the contour control loop is the speed control loop of the sliding carriage feed drive, which on the one hand consists of a very low-inertia DC permanent magnet cage armature motor with attached tachometer generator, and on the other hand consists of an upstream four-quadrant transistor controller.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine zum Abschleifen des Grates von Rohlingen mit einer ersten Vorschubeinrichtung für einen Vorschub Vi zwischen Rohling und Schleifscheibe senkrecht zur Graterstreckung und einer zweiten Vorschubeinrichtung für einen Vorschub V2 in Richtung der Graterstreckung und einer Einrichtung zur Feststellung der Kontur des gratbehafteten Werkstücks.
  • Eine Schleifmaschine dieser Gattung ist durch die DE-A1-2824266 bekannt. Bei der bekannten Schleifmaschine wird aber zur Feststellung der Kontur des gratbehafteten Werkstücks die auf die Schleifscheibe aufgebrachte Radialkraft (Normalkraft) gemessen. Das Verfahren wird deshalb durch auftretende Unwuchtkräfte gestört.
  • Ebenfalls wird bei einer Vorrichtung entsprechend DE-A2-2443829 der Kraftanstieg in radialer Richtung an einer Stelle des Rohlings erfaßt, wenn die Schleifscheibe nach Abschleifen des Grates voll die Außenfläche des Werkstücks berührt. Bei einem ungleichmäßigen Grat stimmt somit diese Einstellung nur für örtlich begrenzte Bereiche. Der Kraftanstieg wird auch nur dazu benutzt, die vorgewählte Anpreßkraft konstant zu halten. Insoweit ist eine Messung der am Werkzeug auftretenden Kräfte und eine Erkennung der Sollkontur nicht gegeben.
  • Nachteilig bei einer derartig geregelten Schleifmaschine ist, daß keine Möglichkeit besteht, die tatsächliche Kontur des Werkstücks zu erkennen. Demzufolge ist es auch nicht möglich, einerseits den Grat vollkommen zu entfernen ohne andererseits in das Werkstück selbst einzuschleifen. Wenn überhaupt, kann diese Regelung nur bei konstanten Gratstärken erfolgreich sein, nachdem die ungefähr notwendige Kraft zum jeweiligen Abschleifen des Grates jeweils vorher eingestellt worden ist. Der z. B. beim Gießen entstandene Gußgrat muß aber in jedem Falle so weit abgeschliffen werden, daß er zum einen den ästhetischen Anforderungen genügt und zum anderen ein möglichst geringes Aufmaß für die nachfolgenden Fertigungsoperationen aufweist.
  • Einer weitergehenden Automatisierung des Gußputzschleifens stand bisher eine erhebliche Schwierigkeit entgegen: Formgleiche Gußteile einer Serie unterscheiden sich - bedingt durch z. B. unterschiedliche Schwindmaße beim Abkühlprozeß oder durch Kernversatz - in ihren Längenabmessungen in nicht unerheblichen Abweichungen von den Sollmaßen. Hierdurch ist es nur mit Einschränkungen möglich, eine Sollmaßkontur des Werkstückes entlang dem zu entfernenden Gußgrat einmalig, z. B. in einer numerisch gesteuerten Gußputzschleifmaschine mit reiner Konturfixierung, festzulegen oder zu programmieren. Ein Gußstück, das größere Abmessungen als das in der Steuerung festgelegte Konturprogramm hätte, würde nicht nur vom Gußgrat befreit, sondern darüber hinaus durch zu viel Wegnahme von Material beschädigt werden. Ein in seiner Istkontur gegenüber der festgelegten Sollkontur zu kleines Werkstück erhält nur eine ungenügende Abnahme des Gußgrates.
  • Ein direktes Messen der Werkstückfertigkontur, z. B. mittels eines Tasters oder eines berührungslosen Sensors mit anschließendem Abschleifen des aus dem Meßvorgang ermittelten Gußgrates, stößt auf erhebliche Schwierigkeiten in der Theorie und in der praktischen Ausführung.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine zum Abarbeiten eines Gußgrates bis auf die Kontur des jeweiligen Werkstückes zu schaffen, bei der Schwingungen, die durch Radialkräfte, hervorgerufen durch Unwuchten, erzeugt werden, den Meßvorgang nicht stören können.
  • Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Die Erfindung geht davon aus, daß die an der Schleifscheibe auftretende Umfangskraft näherungsweise proportional der Scheibeneingriffslänge und der Vorschubgeschwindigkeit, bzw. die Scheibeneingriffslänge proportional dem Differentialquotienten der Umfangskraft nach der Vorschubgeschwindigkeit ist.
  • Beim Eintritt der Schleifscheibe in die Werkstückkontur vergrößert bei entsprechend dimensionierter Scheibe die Scheibeneingriffslänge sich sprunghaft und damit der Differentialquotient
    Figure imgb0001
    . Durch entsprechende Messung und Aufbereitung der Meßwerte kann das Erreichen der Werkstückkontur eindeutig festgestellt werden. Damit ist ein indirektes mit dem Schleifvorgang gekoppeltes Meßverfahren gegeben, das durch eindeutige Merkmale den Unterschied zwischen dem Gußgrat und der Fertigkontur des Werkstückes erkennt und als Folge hiervon die Schleifabnahme durch die Schleifscheibe entsprechend ausregelt. Dieser Schleifprozeß ist also unabhängig von der jeweiligen Größe des Gußgrates und der Soll-/Istwertabweichung des Werkstückes von seiner in der Zeichnung festgelegten Kontur durchzuführen. Nachdem für die Regelung keine radial zur Schleifscheibe wirkenden Kräfte verwendet werden, können sich Unwuchten der Scheibe an dem Regelvorgang nicht auswirken.
  • In einer besonders vorteilhaften und wirtschaftlich günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird die mit konstant vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit V1 und bei vorgegebener Abtastzeit dt auftretende Veränderung der Schleifscheibenumfangskraft dPu, bzw. des auftretenden Drehmoments ΔM, bzw. der benötigten Leistung Δ N durch entsprechende Einrichtungen erfaßt und werden durch entsprechende Schaltungen die Differentialquotienten
    Figure imgb0002
    , ΔM . ΔN abgeleitet. At At
  • Bei Konstanthaltung der Geschwindigkeit des Vorschubs Vi ist es jeweils nur noch notwendig, die Umfangskraft, bzw. das Drehmoment, bzw. die aufgebrachte Leistung bzw. die jeweilige Änderung dieser Werte in einer Zeitspanne zu ermitteln. Damit vereinfacht sich der Meß- und Regelaufwand erheblich. Aus folgenden Gründen ist die Verwendung der Änderung der erfaßten Meßwerte besonders vorteilhaft. Beim Abarbeiten eines Gußgrates wird beispielsweise der Absolutwert des Drehmoments sich in gewissem Umfang ändern, d. h. er wird im allgemeinen allmählich ansteigen. Dies hängt aber von der Größe und Geometrie des abzuarbeitenden Grates ab. Beim Eintritt der Schleifscheibe in der Werkstückkontur tritt aber eine sehr große Änderung des aufzubringenden Drehmoments auf, mit weiter in das Werkstück eindringender Schleifscheibe bleibt dann die Änderung bzw. der Anstieg des Drehmomentes unabhängig von der Geometrie des Gußgrates konstant. Der beim Eintritt in das Werkstück auftretende Knick in der Kennlinie ist ein eindeutiges Unterscheidungsmerkmal zwischen Gußgratpartie und Werkstückfertigkontur. Dieser Knick tritt bei Gußgraten geringerer Größe frühzeitig auf - im Grenzfall bei nicht vorhandenem Grat ist der kennzeichende hohe Anstieg der gemessenen Umfangskraft, bzw. des Drehmomentes im Moment des Kontaktes Scheibe/ Werkstück vorhanden - es ist deshalb nicht erforderlich, die Schleifscheibe so weit eindringen zu lassen, bis die gemessene Umfangskraft, bzw. das gemessene Drehmoment absolut gesehen einen bestimmten Schwellwert erreicht.
  • In vorteilhafter Weise ist die Geschwindigkeit des Vorschubs V2 in Richtung der Graterstrekkung entsprechend der Werkstückkontur an der Stelle des Schleifscheibeneingriffs mit Hilfe einer rechner-gesteuerten Regeleinrichtung derart regelbar, daß dieser Vorschub V2 gemeinsam mit dem über eine bestimmte Zeitspanne gebildeten Integral der oszillierenden Einzelvorschübe Vi eine optimale Tangentialgeschwindigkeit erbringt.
  • Zu unterscheiden ist hierbei zwischen dem momentanen Wert Vi, nachfolgend auch V1 max. genannt, und dem sich tatsächlich über eine Zeitspanne gesehen ergebenden integralen Wert von V1, der kleiner deshalb ist, weil der Vorschub V1 bei Erreichen des Schwellwertes zeitweise gestoppt und umgekehrt wird. Im Grenzfall wird dieser integrale Wert gleich Null.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann der Schleifbockschlitten eine oder mehrere angetriebene Schleifscheiben aufnehmen, um so die Art der Schleifscheibe der Form und Größe des Grates und der Kontur des Werkstückes anpassen zu können. Eine besondere feinfühlige Regelung der Schleifarbeit ist möglich, wenn eine der Schleifscheiben vom Antrieb entkuppelbar ist und damit die den Regelvorgang belastende träge Masse noch weiter reduziert werden kann.
  • In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Vorschub Vi auf den Schleifbockschlitten, alle übrigen Vorschub-und Verstelleinrichtungen dem Werkstückspannaggregat zugeordnet. Die Vorschub- und Verstellbewegung des Werkstückes sind je nach Werkstück programmierbar. Damit ist es möglich, die Halterung und Aufspannung der Werkstücke ausreichend robust zu dimensionieren. Der Schleifbockschlitten dagegen kann leicht gebaut werden, so daß unter Ausschaltung von die Regelung ungünstig beeinflussender träger Massen die Schleifscheibe feinfühlig arbeiten kann.
  • Eine betriebssichere Anordnung wird dadurch erreicht, daß die Vorschubbewegungen des Werkstücks als Dreh- und oder Schwenkbewegungen ausgeführt sind. Die bei Geradführungen notwendigen, gegen Schmutz empfindlichen Bahnen sind damitvermieden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand nachfolgender, schematischer Zeichnung noch eingehender beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 eine Schleifmaschine in Ansicht, teilweise geschnitten,
    • Fig. 2 einen Ausschnitt längs der Linie II―II in Fig. 1,
    • Fig. 3a, b, c, d die zeichnerische Darstellung zweier Verfahren der Erkennung der Werkstückkontur,
    • Fig. 4 ein detailliertes Regel- und Steuerungsblockschaltbild.
  • Die Schleifscheibe 1 ist auf einem Schleifbockschlitten 2 angeordnet und wird durch den Motor MS angetrieben. Der Vorschub V1 in x-Richtung erfolgt durch den Motor Mx. Die Übertragung erfolgt durch einen Zahnriementrieb 3, durch den eine axial unbewegliche Mutter 4 gedreht und damit die am Schleifbockschlitten 2 befestigte Spindel 5 axial verschoben wird. Dazu ist der Schleifbockschlitten 2 in an den Schleifmaschinenständer 6 befestigten Lagerböcken 7, 8 gelagert. Die an der Schleifscheibe 1 aufzubringende Umfangskraft Pu, bzw. das Drehmoment M, bzw. die Leistung N wird durch Meßeinrichtungen 9 gemessen. Hier werden beispielsweise die vom E-Motor Ms aufgenommene elektrische Spannung sowie der elektrische Strom gemessen. Die Geschwindigkeit des Vorschubs V1 in x-Richtung wird anhand eines am Motor Mx vorgesehenen Tachogenerators 10 ermittelt und in Verbindung mit einem Regler 10a auf konstante Größe gebracht. Dem Regler 10a ist ein Sollwertgeber 10b für V1=Konst. vorgeschaltet. Durch die gestrichelt gezeigte Verbindung ist angezeigt, daß alternativ die Meßwerte von Vi der Schaltung 11 zuführbar sind. In elektronischen Schaltungen 11 werden aus diesen Meßwerten die für die Regelung benutzten Quotienten
    Figure imgb0003
     usf. gebildet und in eine Vergleicherschaltung 12 gegeben, in der diese in bekannter Weise mit einem vorgegebenen Schwellwert 13 verglichen werden. Bei Erreichen oder Überschreiten des Schwellwertes 13 wird der Motor Mx ab- oder umgeschaltet, so daß der Vorschub Vi in x-Richtung unterbrochen ist. Die Beschreibung des 2-Punkte-Regelvorgangs wird nachfolgend noch genauer zu Fig. 4 erläutert.
  • Das Werkstück 14 mit dem abzuschleifenden Gußgrat 15 ist zwischen einem Dorn 16 und einem hydraulischen Spannelement 17 eingespannt und durch einen Motor Mw über ein Riemengetriebe 18 in Umdrehung versetzt. Der Vorschub V2 erfolgt demzufolge in w-Richtung. Das Werkstück 14 ist in einem Rahmen 19 gehalten, der um einen Bolzen 20 in z-Richtung verschwenkbar ist. Diese Verschwenkung erfolgt durch einen weiteren Motor Mz über einen Zahnriementrieb 21 und eine Spindel 22. Der Rahmen 19 ist weiterhin in y-Richtung verdrehbar durch einen Motor My. Dieser ist an einem Rotationskörper 23 angeflanscht, der in Wälzlagern 24 gelagert ist. Die Getriebeabtriebswelle 25 ist dabei mit dem Gehäuse des Werkstückspannungsaggregats 26 fest verbunden. Der Bolzen 20 ist an einem Halter 27 angeordnet, der mit dem Rotationskörper 23 fest verbunden ist.
  • In dem Ausschnitt in Fig. 2 ist schematisch die Möglichkeit der Entkupplung der Schleifscheibe 1 vom Antrieb 1 durch den Motor Ms aufgezeigt. Dazu sind die Wellen 1b und die Muffe 1c ― dieser wird der Antrieb zugeleitet - durch Betätigung einer Scheibenkupplung 1d voneinander trennbar und nur noch die kleinere Schleifscheibe 1e wird angetrieben.
  • In Fig. 3a bis 3d ist der Zusammenhang der Schleifscheibenbewegung mit den jeweils erfaßbaren Meßwerten aufgezeigt. Bei erstem Berühren des Gußgrates schaltet der Eilgang Ei ab und die konstante Vorschubgeschwindigkeit V1 an. Laut Fig. 3b erreicht die Schleifscheibenumfangskraft ein Pu max., bevor der Vorschub umgeschaltet wird. In Fig. 3c dagegen wird die Änderung der Umfangskraft mit der Eindringtiefe Δx ― d. h. bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit V1 im Zeitintervall Δt ― ermittelt, weswegen schon vor Erreichen von Pu max. die Schleifscheibe 1 gestoppt werden kann. In Fig. 3d ist zur Verdeutlichung des Sachverhalts die Größe der Änderung aufgetragen.
  • In der Beschreibung ist bisher Bezug genommen auf die Regelung einer Schleifmaschine. Es versteht sich aber, daß ähnliche Probleme auch bei Anwendung anderer Bearbeitungsarten, wie Drehen oder Sägen, wie aufgezeigt gelöst werden können.
  • In dem in Fig.4 schematisch dargestellten Blockschaltbild der Schleifmaschinensteuerung-und -Regelung wird die Umfangskraft Pu indirekt über eine sehr empfindlich registrierende Messung der vom Hauptmotor Ms aufgenommenen Leistung N ermittelt. Die Leistung ist jeweils proportional dem Differenzwinkel ϕ zwischen der Sollphase und der nacheilenden Istphase der Rotorachse am Wechselstrom-Hauptmotor MS. Den Differenzwinkel ϕ ermittelt man aus dem Vektorprodukt der Eingangswechselspannung UMs des dem Motor Ms vorgeschalteten Frequenzwandlers mit dem Motoreingangswechselstrom IMs.
  • Figure imgb0004
    Die anschließende Differentialquotientenbildung bzw.
    Figure imgb0005
     wird entweder über ein elektrisches RC-Differenzierglied oder über die Differenzbildung der Leistungswerte zu Anfang und zu Ende einer Abtastzeit
    Figure imgb0006
     erreicht.
  • Durch eine ständige Messung dieser Differentialquotienten und dem Vergleich mit den jeweils gültigen Schwellwerten können die folgenden Übergänge von einer Betriebsart zur nächsten bestimmt werden:
    • 1. Durch das sensorische Erkennen der Berührung der Schleifscheibe mit dem Werkstückgrat durch die Ermittlung von
      Figure imgb0007
      wird der Eilgang-Vorlauf abgebremst und die Steuerung auf eine Zweipunkt-Konturregelung zwischen Schleifscheibe und Werkstück umgeschaltet.
    • 2. Beim Erreichen eines voreingestellten Maxi- malgradienten
      Figure imgb0008
       wird die Grenze zwischen Werkstück-Fertigkontur und Grat erkannt und der Vorwärtsvorschub in einen Rückwärtsvorschub umgeschaltet.
    • 3. Beim anschließenden Unterschreiten eines Minimalschwellwertes
      Figure imgb0009
       wirdder er- neute Befehl zum Umschalten auf einen Vorwärtskonstantvorschub gegeben. (Dieser Schwellwert kann auch lediglich durch ein Zeitglied ausgelöst werden, das nach dem Erreichen des Maximalschwellwertes in Funktion gesetzt wird.)
  • Dem Konturregelkreis unterlagert ist der Geschwindigkeitsregelkreis des Schleifschlittenvorschubantriebes, der zum einen aus einem sehr massenträgheitsarmen Gleichstrom-Permanentmagnet-Korbankermotor mit aufgesetztem Tachogenerator, zum anderen aus einem vorgeschalteten Vier-Quadranten-Transistorregler besteht.

Claims (6)

1. Schleifmaschine zum Abschleifen des Grates (15) von Rohlingen (14) mit einer ersten Vorschubeinrichtung (Mx, 3, 4, 5) für einen Vorschub V1 zwischen Rohling (14) und Schleifscheibe (1) senkrecht zur Graterstreckung und einer zweiten Vorschubeinrichtung (Mw, 18, 16) für einen Vorschub V2 in Richtung der Graterstreckung und einer Einrichtung zur Feststellung der Kontur des gratbehafteten Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (9) zum Messen der Scheibenumfangskraft Pu bzw. der Änderung der Scheibenumfangskraft Pu pro Wegeinheit oder der Änderung der Scheibenumfangskraft Pu pro Zeiteinheit bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit Vi, eine Vorrichtung (10) zum Messen der Vorschubgeschwindigkeit V1 und eine Umschaltvorrichtung (12) für den Vorschub Vi vorgesehen sind, wobei eine Schaltung (12) angeordnet ist, die einen Vergleich der Größe der Umfangskraft Pu bzw. deren Änderung mit einem Schwellwert ΔPu max. bzw. dPU2 ermöglicht, und daß bei Erreichen des Schwellwerts die Umschaltvorrichtung (12) für den Vorschub V1 in Betrieb gesetzt wird.
2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifbockschlitten (2) eine oder mehrere angetriebene Schleifscheiben (1, 1c) aufnehmen kann, die während der Bearbeitung des Grates (15) eines Werkstükkes (14) hintereinander für unterschiedliche Schleifaufgaben eingesetzt werden können.
3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung (1d) vorgesehen ist, durch welche eine der Scheiben (1) vom gemeinsamen Antrieb (1a) entkuppelbar ist.
4. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorschub V1 auf den Schleifbockschlitten (2) der Schleifmaschine aufbringbar ist und die übrigen Vorschub- und Verstelleinrichtungen (Mw, Mz, My) dem Werkstückspannaggregat (26) zugeordnet sind.
5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubbewegungen des Werkstücks (14) als Dreh- und/oder Schwenkbewegungen ausgeführt sind.
6. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der gemessenen Leistung bzw. Änderung der gemessenen Leistung für die Regelung des Vorschubs Vi die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe (1) durch eine geeignete Einrichtung konstant gehalten ist.
EP80103260A 1979-07-26 1980-06-12 Schleifmaschine zum Abschleifen des Grates von Rohlingen Expired EP0023547B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT80103260T ATE4298T1 (de) 1979-07-26 1980-06-12 Schleifmaschine zum abschleifen des grates von rohlingen.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2930309A DE2930309C2 (de) 1979-07-26 1979-07-26 Verfahren zum Erkennen der Sollkontur eines gratbehafteten Werkstücks während des Abarbeitens des Grates
DE2930309 1979-07-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0023547A1 EP0023547A1 (de) 1981-02-11
EP0023547B1 true EP0023547B1 (de) 1983-07-27

Family

ID=6076823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP80103260A Expired EP0023547B1 (de) 1979-07-26 1980-06-12 Schleifmaschine zum Abschleifen des Grates von Rohlingen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4428162A (de)
EP (1) EP0023547B1 (de)
JP (1) JPS5689465A (de)
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