EP0054214A1 - Verfahren zum Aufbereiten von Schleifscheiben und Vorrichtung zu dessen Ausführung - Google Patents

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EP0054214A1
EP0054214A1 EP81110024A EP81110024A EP0054214A1 EP 0054214 A1 EP0054214 A1 EP 0054214A1 EP 81110024 A EP81110024 A EP 81110024A EP 81110024 A EP81110024 A EP 81110024A EP 0054214 A1 EP0054214 A1 EP 0054214A1
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EP
European Patent Office
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grinding wheel
roller
grinding
ratio
feed
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EP81110024A
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English (en)
French (fr)
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EP0054214B1 (de
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Jaroslav Vlk
Johannes Woynowski
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Gebr Maegerle AG
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Gebr Maegerle AG
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Publication date
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Publication of EP0054214A1 publication Critical patent/EP0054214A1/de
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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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • 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
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/07—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels by means of forming tools having a shape complementary to that to be produced, e.g. blocks, profile rolls

Definitions

  • the present invention relates to a method for processing grinding wheels with a processing roller, a device for carrying it out, and a use of the method.
  • the peripheral speed r R . ⁇ R of the roller is equal to the peripheral speed r S .w S of the grinding wheel.
  • a sufficient pressure between the roller and the grinding wheel exceeds the compressive strength of the binding agent on the grinding wheel and individual grains are broken out of the grinding wheel. This pressure processes the grinding wheel onto the negative form of the crushing roller.
  • the surface quality of the grinding wheel which corresponds to the grinding wheel grit, cannot be influenced. It is relatively rough and results in a correspondingly rough workpiece surface during the grinding process.
  • the second method known as roller diamond coating, which uses the former in addition, a diamond-coated preparation roller is used, a so-called diamond roller.
  • the diamond roller is moved at a different speed than the grinding wheel, so that due to its relative movement, the diamonds cut off the grinding wheel grains. With this method, the grinding wheel surface becomes much smoother than in the first method, depending on the relative speed ratio chosen.
  • the purpose of the present invention is to achieve that the advantages of the two conventional methods can be combined in one with a single preparation roller.
  • the grinding machine 1 comprises a stable support frame 3, on the upper side of which, the actual grinding machine bed 5, a machine table 7 is mounted so as to be longitudinally displaceable. Perched vertically, a stand 9 is arranged on a longitudinal side of the basically cube-shaped support frame 3, stably connected to the latter, on which a vertical support 11 is mounted vertically, ie displaceably perpendicular to the machine table 7.
  • the vertical support 11 projects parallel to the table 7 above the latter and forms the support for a horizontal support 13 arranged horizontally displaceably thereon.
  • the horizontal support 13 is thus movable parallel to the plane of the table 7 and perpendicular to its one degree of freedom.
  • a console 17 which projects downward parallel to the stand 9 and on which a grinding wheel 19 and a processing roller 21 for the grinding wheel 19 are mounted.
  • the grinding wheel 19 is, of course, rotatably mounted on the console 17 about an axis parallel to the table 7 and perpendicular to its degree of freedom, while the processing roller 21, in addition to its rotatable mounting, is designed to carry out a translatory movement, preferably parallel to the stand 9, so that it can be used the grinding wheel 19 can be brought into contact.
  • a carrier element 23 which projects downward beyond the console to such an extent that its end comes to lie at the height of the grinding wheel working area 25. At this end there is a water nozzle 27, directed towards the work area.
  • FIG. 1 makes no claim whatsoever to want to show construction features, but serves, in addition to the definition of terms, of the representation of how the individual grinding machine assemblies are movable relative to one another.
  • FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1 in a highly schematic manner.
  • the corresponding modules have the same position symbols.
  • the individual relative movements of the assemblies and their possible dependencies are to be explained on the basis of this figure.
  • the vertical support 11 guides the grinding wheel 19 to a workpiece 29 during the grinding process. This corresponds to the movement according to arrow A in FIG. 1.
  • the table 7 serves the horizontal support 13, which supports the console 17. This corresponds to the movement according to arrow B in FIG. 1.
  • the processing roller 21 in turn on the bracket 17 translationally, for example movable parallel to the carrier 9 according to the arrow C of FIG. 1, serves to reprocess a worn grinding wheel 19 with respect to its profile and also its surface quality.
  • a zero value specification 31 is arranged on a stationary assembly, be it on the stand 9 or on the support frame 3. It protrudes parallel to the stator 9 and is operatively connected to a zero value sensor 33 lying vertically above it, which at least in the vertical direction, i.e. is moved parallel to the stand 9 synchronously with the grinding wheel 19.
  • the zero value sensor 33 can be attached to the bracket 17 or directly to the vertical support 11.
  • the zero value specification 31 with a stop 35 for the sensor 33 is set such that the sensor 33 then touches the stop 35 when the grinding wheel 19 has ground the workpiece 29 down to its desired value.
  • this is shown in FIG. 2 in such a way that the zero sensor 33 projects down to the height of the grinding wheel working area 25 and thus the stop 35 is set exactly to the desired value height of the workpiece 29 being processed.
  • the original height is shown in dashed lines on the workpiece.
  • the grinding wheel diameter D is reduced.
  • X S0 the shortest distance from the vertical support 11 to the grinding area of the disc 19 before the start of work X s0 , it is X ' S0 after preparation, where X S0 ⁇ X' S0 .
  • the difference between these two quantities corresponds to half D of the grinding wheel 19. If urchmesserabddling now with unchanged setting of the zero value input 31 and the zero-value sensor ground 33 with the now recycled grinding wheel 19, the workpiece would be processed deep 29 by half the diameter decrease slightly.
  • the setpoint In order to always work the workpiece down to the same height, the setpoint, either the height of the zero value specification 31 must be reduced in accordance with the radius decrease of the grinding wheel 19, or the zero value sensor 33 must be placed on the new working area of the grinding wheel 19 or . can be adjusted by reducing the radius against the axis of rotation of the grinding wheel.
  • the processing roll 21 has before it first occurs with the grinding wheel 19 in contact, the distance between the roller periphery and disc periphery cover, which according to FIG 2 by the distance is represents -. - since r ge (X SO X RO).
  • the distance X S0 will increase in X ' S0 , so that for the preparation roll feed the information must be stored as to how much the wheel 19 has been processed in the immediately preceding preparation process.
  • a water nozzle 27 is directed onto the working area 25 of the grinding wheel 19, as has already been explained with reference to FIG. 1. So that the alignment of its cooling jet always remains precisely aligned to this area 25, the nozzle 27 must be moved up with respect to the vertical support 11 by exactly the amount that the conditioning roller 21 has removed from the grinding wheel 19.
  • FIG. 3 shows in a signal flow diagram how the compensation of the grinding wheel removal can be carried out.
  • the information I is preferably in the form of electrical signals.
  • a sensor 38 a for detecting X RO a sensor 38 b for detecting X S0 and an input device 38 c for the roll feed are basically provided.
  • the sensors 38, 38 b can be designed as opto-electrical converters, the input device 38 c as a ramp generator with ramp slope that can be input in analog or digital form.
  • a first superposition unit 37 when a first-time preparation process is triggered, for example with the buttons 36, the information I (X R0 ) and I (X S0 ) are compared with one another after being stored in memories 40 a , 40 b , and the difference result ⁇ I is fed to a second superposition unit 39 .
  • this difference information ⁇ I is superimposed with the information I v (t), which is applied, for example, with the switch 36 a , and the result is fed to a converter unit 41, which converts this information into a mechanical displacement X R (t) for the processing roller 21.
  • the converter 41 is an electromechanical converter, for example an electric motor arrangement. In order to register the decrease in diameter of the grinding wheel 19 which occurs in the preparation process thus effected, the information I V (t) becomes fundamental checked in a unit 43 for an extreme point.
  • a switch unit 45 is closed, so that the instantaneous value of the information T V (t) is then entered into a storage unit 47. Since this instantaneous information corresponds to the radius decrease of the grinding wheel 19 and thus must be added to the original default value I (X S0 ) in a next preparation process, the output of the memory 47 is fed to the superposition unit 37.
  • the content of the memory 47 also corresponds to the information on how far both the water nozzle and the zero value setting must be compensated. The memory content is therefore supplied to at least one further converter 49, via which the said compensations are carried out.
  • the signal flow diagram shown in FIG. 3 is only intended to show a basic possibility of carrying out the necessary compensations and feed movements. It goes without saying that a large number of possible modifications can be made which aim for the same effect.
  • the ratio 1 which would result in a maximum grinding wheel roughness and thus cutting ability, the The grinding wheel cannot be profiled, since the latter would only be broken out at the contact points with the diamond and the binding agent of the diamond roller would be damaged as soon as it came into contact with the grinding wheel during profiling, which would result in the diamond failing.
  • a ratio less than 1, according to FIG. 4, for example of 0.75 practically the entire grinding wheel surface is profiled by the diamonds because of the relative speed of the roller and grinding wheel circumference, which would not be the case with a ratio of 1.
  • the diamond roller is not damaged and this speed ratio allows a good profile, but the grinding wheel will not have the optimal cutting ability.
  • the aim must also be to achieve an optimal cutting ability corresponding to R at the peripheral speed ratio 1 with the diamond roller. In terms of the method, this is now achieved by profiling the grinding wheel in a first preparation process with the peripheral speed ratio of at least almost 0.75 and then making it sleek with the ratio of at least almost 1.
  • the grinding machine according to FIG. 1 enables automatic execution of the process steps of points I and II (FIG. 4) and, if desired, of point III.
  • FIG. 5 shows a functional block diagram for the automatic execution of the processing method described above.
  • the grinding wheel drive 51 By closing a start switch 50, the grinding wheel drive 51 and, with the switch 53 closed, the roller feed drive 55 and the roller drive 57 are started.
  • the processing roller 59 of the grinding wheel 61 becomes corresponding to the roller feed path XR (t) (cf. FIG. 3) fed.
  • the portion of X R (t) which the diameter resp. Radius decrease AD corresponds to the grinding wheel 61.
  • This value ⁇ D is checked in a first comparison unit 65 to determine whether it is larger or smaller than a predetermined threshold value ⁇ D 1 . If it is smaller, the roller drive 57 and the grinding wheel drive 51 are controlled via a first ratio control unit 67 in accordance with the peripheral speed ratio of point I of FIG. 4, this unit 67 preferably continuously adjusting the rotation speeds ⁇ R corresponding to ⁇ D, respectively.
  • ⁇ S of role resp. Disc By closing a start switch 50, the grinding wheel drive
  • the diameter decrease ⁇ D is greater than the predetermined first threshold value ⁇ D 1 , then it is compared in a second comparison unit 69 with a second predetermined threshold value ⁇ D 2 and, if it is smaller than this threshold value, the two drive units 57 and 51 are compared via a second ratio Control unit 71 driven according to the peripheral speed ratio of point II of FIG. 4.
  • the threshold value ⁇ D 1 thus corresponds to a predetermined profiling depth and the threshold value ⁇ D 2 corresponds to the grinding wheel dimension to be achieved during the cutting.
  • a switching unit 73 is operated, which connects via a switch 75, a control unit 77 for the grinding process with the grinding wheel drive 51, and which opens the switch 53 so that the R cllenantrieb 57 and the roller delivery drive are stopped 55th
  • the preparation roll is now lifted off the grinding wheel.
  • the grinding process which is now triggered automatically and is controlled by the unit 77, causes the vertical support of the machine to be advanced by means of its drive group 79.
  • This feed movement is sensed by a detector 81, for example a potentiometer, and fed to a further comparison unit 83. If the vertical support feed reaches a predetermined threshold value V 0 , the profile grinding process is completed and the switchover unit 73 is reset. The control of the grinding machine drive by the unit 77 is interrupted again and with the closing switch 53 both the drive 55 for the roller feed and the roller drive 57 are started again. The grinding wheel drive always remains started. Since the diameter decrease sensed by the detector 63 is now greater than ⁇ D 2 and a switch 85 has been closed when the threshold value V o for the vertical feed has been reached, the peripheral speed ratio of the roller and grinding wheel is controlled by a further ratio control unit 87, corresponding to the ratio of the point III in Fig. 4.
  • the switching unit 73 is triggered again, whereby the last preparation step on the grinding wheel is ended and the fine grinding process is started. Then, when the final finished dimension for the workpiece is reached, its processing is terminated by opening switch 50.
  • the two units 89 and 91 alternatively feed the corresponding control signals from the ratio control units 67 and 71 or 87 to the drives 57 and 51, or feed the control signals from the control unit 77 to the drive 51 during the grinding process.
  • the roller feed drive 55 as indicated by the return lines 93, is influenced by the control units 67, 71 and 87, depending on the peripheral speed ratio kept constant there. Depending on this ratio, the roll feed can take place only slowly or more quickly, as has been explained with reference to FIG. 4.
  • control functions described with reference to FIG. 5 can be carried out by conventionally constructed function blocks in analog, digital or hybrid technology.
  • a process computer is particularly suitable for this if additional monitoring, regulating and control functions are to be automated.
  • the described method allows with appropriate control, such as 4, also automatically with a continuously adjustable speed of the preparation roller and / or grinding wheel, preferably with a diamond roller, to profile the grinding wheel and then to make it sleek.
  • the same diamond roller can then be used in a further preparation process to prepare the grinding wheel for fine grinding.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Schleifscheibe und Aufbereitungsrolle, werden in gegenseitigem Kontakt, zuerst mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis kleiner als 1 (I) profiliert und anschliessend mit dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis wenigstens nahezu 1 (II) schnittig gemacht. Nach entsprechender Bearbeitung des Werkstückes werden Aufbereitungsrolle und Schleifscheibe wieder miteinander in Kontakt gebracht, nun aber bei einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von nahezu Null oder sogar negativ (III). Dadurch wird eine äusserst feine Schleifscheibe erhalten für die Endbearbeitung des Werkstückes.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Schleifscheiben mit einer Aufbereitungsrolle, eine Vorrichtung zu dessen Ausführung sowie eine Verwendung des Verfahrens.
  • Zur Aufbereitung der Schleifscheibe sind herkömmlicherweise zwei Verfahren bekannt, welche sich grundsätzlich durch das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Aufbereitungsrolle und Schleifscheibe, deren Auflagedruck sowie durch die dazu verwendeten Aufbereitungsrollen unterscheiden.
  • Beim sogenannten Crushieren mit einer Crushierrolle, ist die Umfangsgeschwindigkeit rR.ωR der Rolle gleich der Umfangsgeschwindigkeit rS.wS der Schleifscheibe. Durch einen genügend grossen Druck zwischen Rolle und Schleifscheibe wird die Druckfestigkeit des Bindungsmittels an der Schleifscheibe überschritten und einzelne Körner aus der Schleifscheibe ausgebrochen. Durch diesen Druck wird die Schleifscheibe auf die Negativform der Crushierrolle abgearbeitet. Dabei kann die Oberflächenbeschaffenheit der Schleifscheibe nicht beeinflusst werden, welche der Schleifscheibenkörnung entspricht. Sie ist relativ rauh und ergibt beim Schleifprozess eine entsprechend rauhe Werkstückoberfläche.
  • Beim als Rolldiamantieren bekannten zweiten Verfahren, welches das erstere ergänzend verwendet wird, wird eine diamantenbesetzte Aufbereitungsrolle verwendet, eine sogenannte Diamantierrolle. Die Diamantierrolle wird im Gegensatz zum ersten Verfahren mit einer anderen Geschwindigkeit als die Schleifscheibe bewegt, so dass durch ihre Relativbewegung bedingt, die Diamanten die Schleifscheibenkörner abschneiden. Bei diesem Verfahren wird die Schleifscheibenoberfläche in Funktion des gewählten Relativgeschwindigkeitsverhältnisses wesentlich glatter als beim ersten Verfahren.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt, zu erreichen, dass mit einer einzigen Aufbereitungsrolle die Vorzüge der beiden herkömmlichen Verfahren in einem einzigen vereint werden können.
  • Dies wird mit einem Verfahren, das sich nach dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 auszeichnet, realisiert.
  • Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Schleifmaschine,
    • Fig. 2 eine schematisierte Darstellung der Schleifmaschine gemäss Fig. 1, mit eingezeichneten Lagekoordinaten, relativ zueinander bewegter Baugruppen,
    • Fig. 3 ein grundsätzliches Signalfluss-Diagramm für Kompensationsvorkehrungen bezüglich der in Fig. 2 eingetragenen Lagekoordinaten,
    • Fig. 4 den qualitativen Verlauf der Schleifscheibenrauheit in Abhängigkeit vom Umlaufsgeschwindigkeitsverhältnis der Aufbereitungsrolle und der Schleifscheibe beim Aufbereitungsprozess,
    • Fig. 5 ein Signalflussdiagramm für eine Schleifmaschinensteuerung zur automatischen Ausführung der Schleifscheibenaufbereitung.
  • Anhand von Fig. 1 sollen vorerst die grundsätzlich an einer Schleifmaschine 1 vorhandenen Baugruppen aufgezeigt werden.
  • Die Schleifmaschine 1 umfasst einen stabilen Tragrahmen 3, auf dessen Oberseite, dem eigentlichen Schleifmaschinenbett 5, ein Maschinentisch 7 längsverschieblich gelagert ist. Senkrecht aufragend ist an einer Längsseite des grundsätzlich kubusförmigen Tragrahmens 3, stabil mit letzterem verbunden, ein Ständer 9 angeordnet, auf welchem vertikal, d.h. senkrecht zum Maschinentisch 7 verschieblich, ein Vertikalsupport 11 angebracht ist. Der Vertikalsupport 11 ragt parallel zum Tisch 7 über letzteren vor und bildet den Träger für einen daran horizontal verschieblich angeordneten Horizontalsupport 13. Der Horizontalsupport 13 ist somit parallel zur Ebene des Tisches 7 und senkrecht zu dessen einem Freiheitsgrad beweglich. Am Horizontalsupport 13 befestigt, ist eine parallel zum Ständer 9 nach unten ragende Konsole 17 angeordnet, an welcher eine Schleifscheibe 19 sowie eine Aufbereitungsrolle 21 für die Schleifscheibe 19 gelagert sind. Die Schleifscheibe 19 ist selbstverständlich um eine Achse parallel zum Tisch 7 und senkrecht zu dessen Freiheitsgrad an der Konsole 17 drehbeweglich gelagert, während die Aufbereitungsrolle 21, zusätzlich zu ihrer drehbeweglichen Lagerung, zur Ausführung einer translatorischen Bewegung, vorzugsweise parallel zum Ständer 9 ausgebildet ist, so dass sie mit der Schleifscheibe 19 in Kontakt gebracht werden kann.
  • Ebenfalls an der Konsole 17 angeordnet, ist ein Trägerelement 23, welches nach unten die Konsole soweit überragt, dass sein Ende auf die Höhe des Schleifscheiben-Arbeitsbereiches 25 zu liegen kommt. An diesem Ende ist eine Wasserdüse 27, auf den Arbeitsbereich gerichtet, angeordnet.
  • Die Darstellung von Fig. 1 erhebt keinerlei Anspruch, Konstruktionsmerkmale aufzeigen zu wollen, sondern dient nebst der Begriffsfestsetzung der Darstellung, wie die einzelnen Schleifmaschinen-Baugruppen relativ zueinander beweglich sind.
  • In Fig. 2 ist die Anordnung gemäss Fig. 1 stark schematisiert dargestellt. Dabei sind die sich entsprechenden Baugruppen mit den gleichen Positionszeichen versehen. Anhand dieser Fig. sollen die einzelnen Relativbewegungen der Baugruppen erläutert werden sowie deren allenfalls vorhandene Abhängigkeiten. Der Vertikalsupport 11 führt beim Schleifvorgang die Schleifscheibe 19 einem Werkstück 29 zu. Dies entspricht der Bewegung gemäss Pfeil A von Fig. l. Zur Quereinstellung der Schleifscheibe bezüglich des Werkstückes 29 resp. des Tisches 7 dient der Horizontalsupport 13, welcher die Konsole 17 trägt. Dies entspricht der Bewegung gemäss Pfeil B von Fig. l.
  • Die Aufbereitungsrolle 21 ihrerseits an der Konsole 17 translatorisch, beispielsweise parallel zum Träger 9 gemäss dem Pfeil C von Fig. 1 beweglich, dient dazu, eine einmal abgenützte Schleifscheibe 19 bezüglich ihres Profils wie auch ihrer Oberflächenbeschaffenheit wieder aufzubereiten.
  • An einer ortsfesten Baugruppe, sei dies am Ständer 9, oder am Tragrahmen 3, ist eine Nullwertvorgabe 31 angeordnet. Sie ragt parallel zum Ständer 9 auf und ist mit einem senkrecht darüberliegenden Nullwertfühler 33 wirkverbunden, welcher mindestens in Vertikalrichtung, d.h. parallel zum Ständer 9 synchron mit der Schleifscheibe 19 bewegt wird. Zu diesem Zwecke kann der Nullwertfühler 33 an der Konsole 17 oder aber direkt am Vertikalsupport 11 befestigt sein. Die Nullwertvorgabe 31 mit einem Anschlag 35 für den Fühler 33 wird so eingestellt, dass der Fühler 33 dann den Anschlag 35 berührt, wenn die Schleifscheibe 19 das Werkstück 29 auf seinen Sollwert herunter geschliffen hat. Einfachheitshalber ist dies in Fig. 2 so dargestellt, dass der Nullfühler 33 bis auf die Höhe des Schleifscheiben-Arbeitsbereiches 25 herunterragt und somit der Anschlag 35 exakt auf die Sollwerthöhe des in Bearbeitung stehenden Werkstückes 29 eingestellt ist. Am Werkstück ist gestrichelt die ursprüngliche Höhe eingetragen.
  • Wird nun die Schleifscheibe 19 mit Hilfe der Aufbereitungsrolle 21 aufbereitet, beispielsweise neu profiliert, so reduziert sich der Schleifscheibendurchmesser D. War der kürzeste Abstand vom Vertikalsupport 11 bis zur Schleiffläche der Scheibe 19 vor Arbeitsbeginn Xs0, so beträgt er nach der Aufbereitung X'S0, wobei XS0<X'S0 ist. Die Differenz dieser beiden Grössen entspricht der halben Durchmesserabnahme der Schleifscheibe 19. Würde nun bei unveränderter Einstellung der Nullwertvorgabe 31 und des Nullwertfühlers 33 mit der jetzt aufbereiteten Schleifscheibe 19 geschliffen, so würde das Werkstück 29 um die halbe Durchmesserabnahme zu wenig tief bearbeitet. Um das Werkstück immer auf die gleiche Höhe, den Sollwert hinunter zu bearbeiten, muss demzufolge entweder die Höhe der Nullwertvorgabe 31 verkleinert werden, entsprechend der Radiusabnahme der Schleifscheibe 19, oder aber es muss der Nullwertfühler 33 auf den neuen Arbeitsbereich der Schleifscheibe 19 gestellt werden resp. um die Radiusabnahme gegen die Schleifscheibendrehachse hin verstellt werden.
  • Die Aufbereitungsrolle 21 muss, bevor sie mit der Schleifscheibe 19 erstmals in Kontakt tritt, die Distanz zwischen Rollenperipherie und Scheibenperipherie zurücklegen, was gemäss Fig. 2 durch die Distanz (X SO - X RO) darge- stellt ist. Bei Veränderung des Schleifscheibendurchmessers wird sich aber, wie erwähnt, die Distanz XS0 in X'S0 vergrössern, so dass für die Aufbereitungsrollenzuführung die Information darüber gespeichert werden muss, wie stark die Scheibe 19 beim unmittelbar vorangegangenen Aufbereitungsprozess abgearbeitet worden ist.
  • Es versteht sich von selbst, dass die als mechanische Elemente beschriebenen Nullwertfühler 33, Vorgabe 31, Anschlag 35 mit ihrer beschriebenen Wirkung durch elektronische, insbesondere opto-elektronische Mittel mit entsprechender Auswerteelektronik realisiert werden können. Es ging hier primär um die Darstellung der wesentlichen geometrischen Grössen und ihrer Veränderungen.
  • Um das Werkstück zu kühlen, ist, wie schon anhand von Fig. l dargelegt worden ist, eine Wasserdüse 27 auf den Arbeitsbereich 25 der Schleifscheibe 19 gerichtet. Damit die Ausrichtung ihres Kühlstrahles immer exakt auf diesen Bereich 25 ausgerichtet bleibt, muss die Düse 27 bezüglich des Vertikalsupports 11 um genau den Betrag hochverschoben werden, den die Aufbereitungsrolle 21 an der Schleifscheibe 19 abgetragen hat.
  • In Fig. 3 ist in einem Signalfluss-Diagramm dargestellt, wie die Kompensationen des Schleifscheibenabtrages vorgenommen werden können.
  • In Fig. 3 bezeichnen:
    • I(XR0): Information bezüglich der Ruheposition der Aufbereitungsrolle 21,
    • I(XS0): Information bezüglich der anfänglichen Distanz der Schleifscheibenarbeitsfläche z.B. vom Vertikalsupport (entsprechend dem ursprünglichen Schleifscheibendurchmesser),
    • IV(t): Eingegebene Information bezüglich des Aufbereitungsrollenvorschubes ab Schleifscheibenberührung,
    • XR(t): Durch die Aufbereitungsrolle 21 zurückgelegten Weg, ΔXN: Kompensationsweg der Nullpunkteinstellung,
    • ΔXW: Kompensationsweg der Wasserdüse,
    • I(D): Durch sequentielle Aufbereitungsprozesse bewirkte Durchmesserabnahme der Schleifscheibe 19.
  • Vorzugsweise liegen die Informationen I in Form elektrischer Signale vor. Dazu ist grundsätzlich ein Sensor 38a zur Erfassung von XRO, ein Sensor 38b zur Erfassung von XS0 sowie eine Eingabevorrichtung 38c für den Rollenvorschub vorgesehen. Dabei können die Sensoren 38 , 38b als opto-elektrische Wandler, die Eingabevorrichtung 38c als Rampengenerator mit analog oder digital eingebbarer Rampensteilheit ausgebildet sein. In einer ersten Superpositionseinheit 37 wird bei Auslösung eines erstmaligen Aufbereitungsprozesses, z.B. mit den Tastern 36 die Information I(XR0) und I(XS0) nach Abspeicherung in Speichern 40a, 40b miteinander verglichen, das Differenzresultat ΔI einer zweiten Superpositionseinheit 39 zugeführt. In dieser Einheit 39 wird dieser Differenzinformation ΔI die z.B. mit dem Schalter 36 a aufgeschaltete Information Iv(t) überlagert und das Resultat einer Wandlereinheit 41 zugeführt, welche diese Information in eine mechanische Verschiebung XR(t) für die Aufbereitungsrolle 21 wandelt. Liegen die Informationen I in Form elektrischer Signale an, so handelt es sich beim Wandler 41 um einen elektromechanischen Wandler, beispielsweise um eine Elektromotoranordnung. Um die bei dem so bewirkten Aufbereitungsprozess erfolgende Durchmesserabnahme der Schleifscheibe 19 zu registrieren, wird die Information IV(t) grundsätzlich in einer Einheit 43 auf eine Extremalstelle hin geprüft. Bei Detektion dieser Stelle, dem Erreichen eines Null-Auflagedruckes zwischen Rolle 21 und Scheibe 19 kurz vor Auflösung ihrer Kontaktierung entsprechend, wird eine Schaltereinheit 45 geschlossen, so dass dann der Momentanwert der Information TV(t) in eine Speichereinheit 47 eingegeben wird. Da diese momentane Information der Radiusabnahme der Schleifscheibe 19 entspricht, und somit bei einem nächsten Aufbereitungsprozess dem ursprünglichen Vorgabewert I(XS0) hinzuaddiert werden muss, wird der Ausgang des Speichers 47 der Superpositionseinheit 37 zugeführt. Der Inhalt des Speichers 47 entspricht aber auch der Information, wie weit sowohl die Wasserdüse als auch die Nullwerteinstellung kompensiert werden müssen. Deshalb wird der Speicherinhalt mindestens einem weiteren Wandler 49 zugeführt, über welchen die besagten Kompensationen vorgenommen werden.
  • Das in Fig. 3 dargestellte Signalflussdiagramm soll lediglich eine grundsätzliche Möglichkeit aufzeigen, die nötigen Kompensationen und Vorschubbewegungen auszuführen. Dabei versteht es sich von selbst, dass eine Vielzahl möglicher Abwandlungen vorgenommen werden können, welche auf den gleichen Effekt abzielen.
  • In Fig. 4 ist über dem Verhältnis der Umfangsgeschwin- digkeit vR der Diamantierrolle 21 und der Umfangsgeschwindigkeit vS der Schleifscheibe 19 die resultierende Schleifscheibenrauheit qualitativ abgetragen.
  • Beim Verhältnis 1, welches eine maximale-Schleifscheibenrauheit und damit Schnittigkeit ergäbe, kann die Schleifscheibe nicht profiliert werden, da letztere nur auf den Kontaktstellen mit dem Diamanten ausgebrochen würde und das Bindungsmittel der Diamantierrolle, sobald es beim Profilieren mit der Schleifscheibe in Kontakt träte, beschädigt würde, was ein Ausfallen der Diamanten zur Folge hätte. Bei einem Verhältnis kleiner als 1, gemäss Fig. 4, beispielsweise von 0,75, wird wegen der Relativgeschwindigkeit von Rollen- und Schleifscheibenumfang praktisch die ganze Schleifscheibenfläche von den Diamanten profiliert, was bei einem Verhältnis von 1 nicht der Fall wäre. Demzufolge wird die Diamantierrolle nicht beschädigt und dieses Geschwindigkeitsverhältnis erlaubt eine gute Profilierung, wobei die Schleifscheibe jedoch nicht die optimale Schnittigkeit aufweisen wird. Nähert sich das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis Null oder wird sogar negativ, so sinkt die Rauheit und damit die Schnittigkeit der Schleifscheibe rasch ab. Da es selbstverständlich erwünscht ist, die Schleifscheibe möglichst schnittig zu profilieren, um beispielsweise kürzere Schleifzeiten zu erhalten, muss angestrebt werden, auch mit der Diamantierrolle eine optimale Schnittigkeit entsprechend R beim Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis 1 zu erreichen. Dies wird nun verfahrensmässig dadurch erreicht, dass man die Schleifscheibe in einem ersten Aufbereitungsprozess mit dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von wenigstens nahezu 0,75 profiliert und anschliessend mit dem Verhältnis von wenigstens nahezu 1 schnittig macht. Da die Profilierung beim Verhältnis von ca. 0,75 vorgenommen wird, wo Schleifscheibe und Diamantierrolle nicht diegleichenUmfangsgeschwindigkeiten aufweisen, kann beim anschliessenden Schnittigmachen des bereits fertigen Scheibenprofils nachträglich mit einem Verhältnis von wenigstens nahezu 1 und mit einer kleinen Zustellung, welche kleiner als das Uebermass der Diamanten über dem Bindemittel ist, nachbearbeitet werden. Dabei tritt das Bindungsmittel mit der Schleifscheibe nie in Kontakt und wird nicht beschädigt. Ein Ausfallen der Diamanten durch die Bindungsmittelbeschädigung unterbleibt. Die Verstellung der Umlaufsgeschwindigkeitsverhältnisse vom Punkt I beim Verhältnis 0,75 zum Punkt II beim Verhältnis 1 ist durch den Pfeil a in Fig. 4 angedeutet.
  • Damit wird also eine Profilschleifscheibe erzeugt, welche eine optimale Schnittigkeit aufweist. Dementsprechend wird jedoch auch die Oberfläche des damit bearbeiteten Werkstückes relativ rauh bleiben. Ist es erwünscht, dem Werkstück dann eine optimal glatte Oberfläche zu verleihen, so wird zu diesem Zweck ein weiterer Verfahrensschritt hinzugefügt, indem nach einem erstmaligen Schleifprozess, in welchem das Werkstück mit der Schleifscheibe entsprechend dem Punkt II profiliert wird, letztere mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von nahezu Null oder sogar negativ, entsprechend dem Punkt III, nochmals aufgearbeitet wird, und das Werkstück kann mit der nun äusserst feinen Schleifscheibe nachgearbeitet werden. In Fig. 4 ist das Hinzufügen dieses weiteren Verfahrens- .schrittes, der jedoch erst nach einem ersten Schleifprozess erfolgt, durch den gestrichelten Pfeil b angedeutet.
  • Ist der Antrieb (nicht dargestellt) der Schleifscheibe 19 bezüglich seiner Geschwindigkeit stufenlos verstellbar, ebenso derjenige (nicht dargestellt) der Aufbereitungsrolle, wobei an letzterem sogar die Umlaufrichtung u.U. geändert werden kann, ermöglicht die Schleifmaschine gemäss Fig. 1 eine automatische Ausführung der Verfahrensschritte von Punkt I und II (Fig. 4) und zusätzlich, falls erwünscht, von Punkt III.
  • Damit wird mit einer Vorrichtung zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens an einer Schleifmaschine erreicht, dass mit einer Diamantierrolle eine schnittige Schleifscheibe erhalten werden kann und zudem in einem weiteren Arbeitsgang dieselbe Schleifscheibe 19 zur Feinschleifscheibe umgearbeitet werden kann.
  • Aus der Beschreibung des Verfahrens wird klar, dass, falls ein exaktes Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Diamantierrolle, allenfalls einer Crushierrolle und Schleifscheibe eingestellt werden soll, die Information über die in den Aufbereitungsprozessen erfolgende Durchmesserabnahme der Schleifscheibe zur Drehzahlsteuerung von Schleifscheibe und/oder Aufbereitungsrolle verwertet werden muss. Grundsätzlich muss also, wie bereits in Fig. 2 beschrieben, mit Mitteln, wie einem Potentiometer, opto-elektrischen Wandlern etc. diese Abnahme detektiert werden.
  • In Fig. 5 ist ein Funktionsblockdiagramm dargestellt für die automatische Ausführung des oben beschriebenen Aufbereitungsverfahrens. Durch Schliessen eines Startschalters 50 werden der Schleifscheibenantrieb 51 und, bei geschlossenem Schalter 53, der Rollenzustellantrieb 55 sowie der Rollenantrieb 57 gestartet. Entsprechend dem Rollenzustellweg X R (t) (vgl. Fig. 3) wird die Aufbereitungsrolle 59 der Schleifscheibe 61 zugeführt. Mittels eines Detektors 63 wird derjenige Anteil von XR(t) detektiert, welcher der Durchmesserresp. Radiusabnahme AD der Schleifscheibe 61 entspricht. Dieser Wert ΔD wird in einer ersten Vergleichseinheit 65 daraufhin geprüft, ob er grösser oder kleiner einem vorgegebenen Schwellwert ΔD1 ist. Ist er kleiner, so wird der Rollenantrieb 57 und der Schleifscheibenantrieb 51 über eine erste Verhältnis-Steuereinheit 67 entsprechend dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Punkt I von Fig. 4 angesteuert, wobei diese Einheit 67 vorzugsweise laufend eine ΔD entsprechende Nachstellung der Umlaufsgeschwindigkeiten ωR resp. ωS von Rolle resp. Scheibe vornimmt.
  • Ist die Durchmesserabnahme ΔD grösser als der vorgegebene erste Schwellwert ΔD1, so wird er in einer zweiten Vergleichseinheit 69 mit einem zweiten vorgegebenen Schwellwert ΔD2 verglichen und, falls er kleiner ist als dieser Schwellwert, die beiden Antriebseinheiten 57 und 51 werden über eine zweite Verhältnis-Steuereinheit 71 gemäss dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Punkt II von Fig. 4 angesteuert.
  • Der Schwellwert ΔD1 entspricht somit einer vorgegebenen Profilierungstiefe und der Schwellwert ΔD2 der beim Schnittigmachen zu erreichenden Schleifscheibendimension.
  • Erreicht die Durchmesserabnahme AD den Schwellwert ΔD2, so ist die Schleifscheibe für den Profilierungsschliff bereit. Demzufolge wird eine Umschalteinheit 73 betätigt, welche über einen Schalter 75 eine Steuereinheit 77 für den Schleifprozess mit dem Schleifscheibenantrieb 51 verbindet, und welche den Schalter 53 öffnet, so dass der Rcllenantrieb 57 und der Rollenzustellungsantrieb 55 stillgesetzt werden. Es erfolgt nun ein Abheben der Aufbereitungsrolle von der Schleifscheibe. Der nun automatisch ausgelöste Schleifprozess, der durch die Einheit 77 gesteuert-wird, bewirkt eine Vorschubbewegung des Vertikalsupportes der Maschine mittels seiner Antriebsgruppe 79.
  • Diese Vorschubbewegung wird mit einem Detektor 81, beispielsweise einem Potentiometer, abgetastet, und einer weiteren Vergleichseinheit 83 zugeführt. Erreicht der Vertikalsupport-Vorschub einen vorgegebenen Schwellwert V0, so ist der Profilschleifvorgang abgeschlossen und die Umschalteinheit 73 wird rückgesetzt. Die Ansteuerung des Schleifmaschinenantriebes durch die Einheit 77 wird wieder unterbrochen und mit schliessendem Schalter 53 sowohl der Antrieb 55 für die Rollenzustellung, wie auch der Rollenantrieb 57 wieder gestartet. Grundsätzlich bleibt dabei der Schleifscheibenantrieb immer gestartet. Da jetzt die durch den Detektor 63 abgetastete Durchmesserabnahme grösser ist als ΔD2 und bei Erreichen des Schwellwertes Vo für den Vertikalvorschub ein Schalter 85 geschlossen worden ist, wird das Unfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Rolle und Schleifscheibe durch eine weitere Verhältnissteuereinheit 87 gesteuert, entsprechend dem Verhältnis von Punkt III in Fig. 4. Erreicht nun die Durchmesserabnahme AD den Schwellwert ADM,.so wird die Schalteinheit 73 wiederum ausgelöst, wodurch der letzte Aufbereitungsschritt an der Schleifscheibe beendet und der Feinschliffprozess gestartet wird. Dann wird bei Erreichen des endgültigen Fertigmasses für das Werkstück dessen Bearbeitung durch Oeffnen des Schalters 50 abgebrochen.
  • Die beiden Einheiten 89 und 91 führen die entsprechenden Steuersignale von den Verhältnissteuereinheiten 67 und 71 oder 87 alternativ den Antrieben 57 und 51 zu, oder führen aber während des Schleifprozesses die Steuersignale von der Steuereinheit 77 dem Antrieb 51 zu. Der Rollenzustellantrieb 55 wird, wie dies durch die Rückführleitungen 93 angedeutet ist, durch die Steuereinheiten 67, 71 und 87, je nach dem dort konstant gehaltenen Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis beeinflusst. Je nach diesem Verhältnis kann der Rollenvorschub nur langsam oder aber rascher erfolgen, wie dies anhand von Fig. 4 erläutert worden ist.
  • Die anhand der Fig. 5 beschriebenen Steuerfunktionen können durch herkömmlich aufgebaute Funktionsblöcke in Analog-, Digital- oder Hybrid-Technik ausgeführt werden. Insbesondere eignet sich dazu, wenn noch weitere Ueberwachungs-, Regel- und Steuerfunktionen automatisiert werden sollen, ein Prozessrechner.
  • Das beschriebene Verfahren erlaubt mit entsprechender Steuerung, wie z.B. in Fig. 4 dargestellt, auch automatisch mit stufenlos einstellbarer Geschwindigkeit von Aufbereitungsrolle und/oder Schleifscheibe, vorzugsweise mit einer Diamantierrölle, die Schleifscheibe zu profilieren und anschliessend schnittig zu machen.
  • Daraufhin kann in einem weiteren Aufbereitungsprozess dieselbe Diamantierrolle dazu verwendet werden, die Schleifscheibe für das Feinschleifen aufzubereiten.

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Schleifscheiben mit einer Aufbereitungsrolle, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schleifscheibe zuerst mit einem ersten Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Rolle und Schleifscheibe kleiner als 1 profiliert und dann bei einem zweiten Verhältnis von wenigstens nahezu 1 schnittig macht.
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Rolle eine Rolle mit Diamantbelag verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Zustellung der Rolle zur Scheibe beim zweiten Verhältnis so gering wählt, dass wohl die Röllenkörnung, nicht aber ein Rollenbindemittel für die Körnung mit der Schleifscheibe in Kontakt tritt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das erste Verhältnis zu ca. 0,75 wählt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die schnittige Schleifscheibe nach erfolgtem Schleifeinsatz nochmals mit einem dritten Verhältnis nachbearbeitet, welches kleiner ist als das zweite Verhältnis, um die Schleifscheibe für einen Feinschliff zuzubereiten.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung zur automatischen Ansteuerung von Rollenzustellungs- (55), Rollen- und Schleifscheiben-Antrieb (57, 51) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsrolle (59) gegen die Schleifscheibe (61) zustellbar ist und dass Detektionsmittel (63) für denjenigen Rollenvorschub vorgesehen sind, der (AD) einer Durchmesserabnahme der Schleifscheibe (61) beim Aufbereiten entspricht, und dass eine erste Vergleichseinheit (65) eingangsseitig mit den Detektionsmittel (63), ausgangsseitig mit einer ersten Verhältnis-Steuereinheit (67) für das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von Rolle und Scheibe sowie mit einer zweiten Vergleichseinheit (69) verbunden ist, und dass die erste Vergleichseinheit (65) die Detektionsmittel (63) mit der ersten Verhältnis-Steuereinheit (67) verbindet, solange als der detektierte Wert (AD) kleiner oder gleich einem vorgebbaren ersten Schwellwert (ΔD1) ist, um diese Verhältnis-Steuereinheit (67) zu aktivieren und zu steuern, und dass die erste Vergleichseinheit (65) die Detektionsmittel (63) andernfalls mit der zweiten Vergleichseinheit (69) verbindet, welche ihrerseits ausgangsseitig mit einer zweiten Verhältnis-Steuereinheit (71) und einer Schaltereinheit (73) verbunden ist, und die die Detektionsmittel (63) dann, wenn der detektierte Wert (AD) kleiner oder gleich einem vorgebbaren zweiten Schwellwert (AD 2) ist, zur Aktivierung und Ansteuerung an die zweite Verhältnis-Steuereinheit (71) durchschaltet und sonst auf die Schaltereinheit (73), welch letztere dann ausgelöst, mindestens den Rollenzustellvorschub (55) rücksetzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 an einer Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinheit (73) gleichzeitig mit der Rücksetzung des Rollenzustellvorschubes an der Maschine eine Schleifprozess-Steuereinheit (77) für den Schleifscheibenantrieb (51) und einen Vertikalzustell-Antrieb (79) für die Schleifscheibe (61) aktiviert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Detektionsmittel (81) für den Vorschub der Vertikalzustellung an der Maschine vorgesehen sind, welche mit einer dritten Vergleichseinheit (83) verbunden sind, und dass diese dann den Schleifprozess der Maschine unterbricht und den Aufbereitungsprozess durch Rücksetzen der Schaltereinheit (73) wieder aufnimmt, wenn der detektierte Vorschub der Vertikalzustellung (AV) grösser oder gleich einem vorgebbaren Schwellwert (VO) ist, und dass sie dann einen Schalter (85) zwischen den Detektionsmitteln (63) für den Rollenvorschub und einer dritten Verhältnis-Steuereinheit (87) schliesst.
10. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 im Rahmen eines Schleifprozesses zur Anpassung der Schleifscheibe an die sequentiellen Bearbeitungsgänge.
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