EP0218187B1 - Verfahren und Anordnung zur Steuerung des Antriebes verschiedenartiger nacheinander zum Einsatz kommender Schleifscheiben - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and an arrangement for controlling the drive of grinding wheels, which are provided with a marking for a signal transmitter.
- grinding wheels In grinding technology, different types of grinding wheels are used on the same machine. These grinding wheels are either so-called conventional grinding wheels with corundum or silicon carbide in a ceramic or Bakelite bond or grinding wheels with diamond or cubic-crystalline boron nitride. Grinding wheels with diamond or cubic-crystalline boron nitride are fundamentally different from conventional grinding wheels, because with conventional grinding wheels the entire body of the grinding wheel consists of abrasive and bond, while with grinding wheels with diamond or cubic-crystalline boron nitride a distinction must be made between the grinding surface the abrasive, the bond and optionally filler materials and on the other hand the base body on which this abrasive coating is applied.
- the base body generally consists of metal, in particular steel, aluminum or bronze, or of a metal powder-phenolic resin molding compound or of a phenolic resin with non-metallic fillers.
- a safety device for monitoring the peripheral speed of a grinding wheel which has control mechanisms for stopping the drive, for example when the grinding wheel diameter has decreased to a predetermined value due to a displacement or the peripheral speed of the grinding wheel has a predetermined limit value exceeds.
- the individual grinding wheels are provided with a signal transmitter, which emits pulses to a digital counter, which converts these individual pulses in relation to the speed into a voltage and thus acts on a relay of the motor.
- the invention is directed to the further development of machine tools with which grinding wheels of differing nature are successively used on a drive shaft, for example in order to machine different sections of a workpiece which consist of different metals.
- the object of the invention is to provide a method and an arrangement by which the drive of a grinding spindle is automatically controlled depending on the nature of the grinding wheel used in each case. To solve this, it is provided that the different properties of different types of grinding wheels used one after the other are scanned and sent via a signal transmitter into a data memory which controls the feed and / or feed speed of the grinding wheel via the drive.
- the optimal data for the quality of the grinding wheel are called up from a data block available in a numerical memory of the drive machine and entered into the machine control. This is made possible by the fact that the washer, which is provided with a marking, is placed on its material by a sensor after or before reaching its working position texture is scanned and the result of the scan is used as a decision aid for the retrieval of the grinding parameters from the machine processor.
- the scanning can be done optically.
- two grinding wheels 2 and 3 for machining a workpiece 12 are mounted on a grinding spindle 1, namely a conventional grinding wheel 2 consisting of corundum in a ceramic bond with non-metallic fillers and a grinding wheel 3 with cubic-crystalline boron nitride in a phenolic resin bond with non-metallic fillers , wherein the grinding surface of the grinding wheel 3 is applied to a base body 4 made of aluminum.
- Different optimal grinding conditions apply to both grinding wheels 2 and 3.
- disc 3 with cubic-crystalline boron nitride a peripheral speed of 80 m / s has been found to be optimal; when using the conventional grinding wheel 2, a peripheral speed of 45 m / s.
- a signal transmitter 5 scans the respective grinding wheel with a sensor 5 'or a sensing element 5' in order to determine whether the base body contains metallic components. This is done by an inductive signal transmitter 5. If this is the case, that is to say if a grinding wheel 3 with cubic-crystalline boron nitride is used, the grinding lining of which is arranged on a metallic base body, the drive machine 7 switches on the corresponding peripheral speed by means of a control the data memory 6, that is to say to a circumferential speed corresponding to the arrow 11 in the size of 80 m / s and, if appropriate, additionally the optimal feed and feed speed of the grinding wheel 3 with respect to the tool 12.
- the peripheral speed is switched to 45 m / s.
- the control provided can be implemented by using a signal transmitter 5 with an optical sensor 5 '.
- a pane 2 is provided with a marking 8 or a reflective layer 8, which can be designed, for example, in the manner of a staniol section, which, via the optical sensor 5 ', produces a corresponding signal in the data memory 6 for data provision.
- a special geometry of the grinding wheel in the area of the sensor 5 ' can be designed such that different signals are emitted.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung des Antriebes von Schleifscheiben, die mit einer Markierung versehen sind für einen Signalgeber.
- In der Schleiftechnik werden auf ein und derselben Maschine Schleifscheiben verschiedener Art eingesetzt. Bei diesen Schleifscheiben handelt es sich entweder um sogenannte konventionelle Schleifscheiben mit Korund oder Siliziumkarbid in keramischer oder bakelitischer Bindung oder um Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid. Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid sind grundsätzlich anders aufgebaut als die konventionellen Schleifscheiben, denn bei den konventionellen Schleifscheiben besteht der gesamte Schleifscheibenkörper aus Schleifmittel und Bindung, während bei Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid zu unterscheiden ist zwischen dem Schleifbelag einerseits der aus dem Schleifmittel, der Bindung und gegebenenfalls Füllermaterialien besteht und andererseits dem Grundkörper, auf dem dieser Schleifbelag aufgebracht ist. Der Grundkörper besteht bei dieser Art von Schleifscheiben in der Regel aus Metall und zwar insbesondere aus Stahl, Aluminium oder Bronze, oder aus einer Metallpulver-Phenolharz-Preßmasse oder aus einem Phenolharz mit nichtmetallischen Füllstoffen.
- Für konventionelle Schleifkörper bestehen Richtlinien über die maximal zulässige Umfangsgeschwindigkeit beim Schleifen. Für Schleifscheiben mit Diamant und kubisch-kristallinem Bornitrid gibt es solche Richtlinien bisher nicht. Es ist aber bekannt, daß bei Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid die Sprenggeschwindigkeit und damit die maximal zu verwirklichende Umfangsgeschwindigkeit im Schleifprozeß von der Festigkeit des Grundkörpers abhängt. Diese Art von Schleifscheiben werden in der Praxis bereits mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 150 m/s eingesetzt und die Tendenz geht zu noch höheren Umfangsgeschwindigkeiten. Bei konventionellen Schleifscheiben, insbesondere bei solchen mit keramischer Bindung, sind derartige Umfangsgeschwindigkeiten aufgrund ihres Bruchverhaltens nicht zu verwirklichen. Diese Schleifscheiben explodieren bei Umfangsgeschwindigkeiten, die für Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid möglich sind.
- Für beide genannten Schleifscheibenarten, nämlich konventionelle Schleifscheiben und solche mit kubisch-kristallinem Bornitrid bestehen somit unterschiedliche Einsatzforderungen bzw. Einsatzmöglichkeiten der Schleifscheiben. Darüber hinaus bestehen aufgrund der unterschiedlichen Schleifeigenschaften der Schleifmittel unterschiedliche Forderungen und Möglichkeiten hinsichtlich anderer Schleifbedingungen nämlich insbesondere der Vorschubgeschwindigkeit und der Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheiben.
- Bei Verwendung unterschiedlicher Schleifscheiben und insbesondere Schleifscheiben unterschiedlicher Schleifscheibenart auf ein und derselben Maschine müssen demzufolge unterschiedliche Einstellbedingungen berücksichtigt werden. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn Schleifscheiben unterschiedlicher Art auf der gleichen Schleifspindel montiert sind und durch ein Verfahren der Schleifspindel in bezug auf die Position des Werkstückes nacheinander zum Eingriff kommen oder wenn mehrere Schleifspindeln mit unterschiedlichen Schleifscheiben nacheinander zum Eingriff kommen, wie z.B. bei mehrspindeligen Schleifmaschinen, wobei die Schleifspindeln revolverkopfförmig im Arbeitsraum der Maschine angeordnet sein können.
- Nach der US-PS 3 423 883 ist eine Sicherheitseinrichtung für die Überwachung der Umfangsgeschwindigkeit einer Schleifscheibe bekannt, die Kontrollmechanismen aufweist zum Stillsetzen des Antriebes beispielsweise wenn der Schleifscheibendurchmesser aufgrund eines Verschiebes bis auf einen vorher bestimmten Wert abgenommen hat oder die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dafür sind die einzelnen Schleifscheiben mit einem Signalgeber versehen, der Impulse abgibt auf einen Digitalzähler, welcher diese einzelnen Impulse im Verhältnis zu der Geschwindigkeit in eine Spannung umwandelt und dadurch auf ein Relais des Motors einwirkt.
- Dadurch soll sichergestellt sein, daß ausschließlich solche Schleifscheiben auf Hochgeschwindigkeitsmaschinen zum Einsatz kommen, die Aufgrund ihrer Beschaffenheit auch tatsächlich für hohe Umfangsgeschwindigkeiten geeignet sind. Dafür sind bei der bekannten Anordnung aus Sicherheitsgründen nur diejenigen Scheiben mit einer Markierung versehen, die tatsächlich eine erhöhte Umfangsgeschwindigkeit erlauben, um sicherzustellen, daß bei einer fehlerhaften Bedienung der Antrieb ausgeschaltet bleibt oder auf einen geringeren Wert eingestellt bleibt.
- Die Erfindung richtet sich auf die Weiterentwicklung von Werkzeugmaschinen mit denen zeitlich aufeinanderfolgend Schleifscheiben unterschiedlicher Beschaffenheit auf einer Antriebswelle nachfolgend zum Einsatz kommen, beispielsweise um verschiedene Abschnitte eines Werkstückes, die aus unterschiedlichen Metallen bestehen, zu bearbeiten.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, durch die automatisch der Antrieb einer Schleifspindel gesteuert wird in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der jeweils zum Einsatz kommenden Schleifscheibe. Zur Lösung dafür ist vorgesehen, daß die unterschiedlichen Beschaffenheiten verschiedenartiger nacheinander zum Einsatz kommender Schleifscheiben abgetastet und über einen Signalgeber in einen Datenspeicher gegeben werden, der über den Antrieb die Vorschub-und/oder Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe steuert.
- Dabei werden aus einem zur Verfügung stehenden Datenblock in einem numerischen Speicher der Antriebsmaschine die für die Beschaffenheit der Schleifscheibe optimalen Daten abgerufen und der Maschinensteuerung eingegeben. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die mit einer Markierung versehene Schleibscheibe nach oder vor einem Erreichen ihrer Arbeitsposition von einem Sensor auf ihre Materialbeschaffenheit abgetastet wird und das Ergebnis der Abtastung als eine Entscheidungshilfe für den Abruf der Schleifparameter aus dem Maschinenprozessor genutzt wird.
- Das Abtasten kann dabei optisch erfolgen. Bei einem Ausführungsbeispiel sind auf einer Schleifspindel 1 zwei Schleifscheiben 2 und 3 für die Bearbeitung eines Werkstückes 12 montiert, und zwar eine konventionelle Schleifscheibe 2 bestehend aus Korund in keramischer Bindung mit nichtmetallischen Füllstoffen sowie eine Schleifscheibe 3 mit kubisch-kristallinem Bornitrid in Phenolharzbindung mit nichtmetallischen Füllstoffen, wobei der Schleifbelag der Schleifscheibe 3 auf einem Grundkörper 4 aus Aluminium aufgebracht ist. Für beide Schleifscheiben 2 und 3 gelten unterschiedliche optimale Schleifbedingungen. Bei Verwendung der Scheibe 3 mit kubisch-kristallinem Bornitrid hat sich eine Umfangsgeschwindigkeit von 80 m/s als optimal herausgestellt; bei Verwendung der konventionellen Schleifscheibe 2 eine Umfangsgeschwindigkeit von 45 m/s.
- Vor oder nach dem Einfahren der Schleifscheibe 3 - wie auch später der Schleifscheibe 2 - in ihre Arbeitsposition tastet ein Signalgeber 5 mit einem Sensor 5' bzw. einem Abtastorgan 5' die jeweilige Schleifscheibe ab, um festzustellen, ob der Grundkörper metallische Bestandteile enthält. Dies erfolgt durch einen induktiven Signalgeber 5. Wenn entsprechendes der Fall ist, das heißt wenn eine Schleifscheibe 3 mit kubisch-kristallinem Bornitrid zum Einsatz kommt, dessen Schleifbelag auf einem metallischen Grundkörper angeordnet ist, so schaltet die Antriebsmaschine 7 die entsprechende Umfangsgeschwindigkeit ein durch Steuerung über den Datenspeicher 6, das heißt auf eine Umfangsgeschwindigkeit entsprechend dem Pfeil 11 in der Größe von 80 m/s und gegebenenfalls zusätzlich die optimale Vorschub- und Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe 3 gegenüber dem Werkzeug 12. Wird bei Abtasten festgestellt, daß der Grundkörper keine metallischen Bestandteile enthält, wird die Umfangsgeschwindigkeit auf 45 m/s geschaltet. Enthält eine Schleifscheibe keine metallischen Anteile, so läßt sich die vorgesehene Steuerung verwirklichen durch die Anwendung eines Signalgebers 5 mit optischem Sensor 5'. Dazu wird eine Scheibe 2 mit einer Markierung 8 bzw. einer reflektierenden Schicht 8 versehen, die beispielsweise in der Art eines Staniolabschnittes ausgebildet sein kann, der über den optischen Sensor 5' ein entsprechendes Signal in den Datenspeicher 6 zur Datenbereitstellung hervorruft. Stattdessen aber kann auch eine besondere Geometrie der Schleifscheibe im Bereich des Sensors 5' so gestaltet sein, daß unterschiedliche Signale abgegeben werden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Steuerung des Antriebes von Schleifscheiben, die mit einer Markierung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Beschaffenheiten verschiedenartiger nacheinander zum Einsatz kommender Schleifscheiben (2, 3) abgetastet und über einen Signalgeber in einen Datenspeicher gegeben werden, der über den Antrieb (7) die Vorschub- und/oder Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe (2, 3) steuert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaffenheit der Schleifscheibe (2, 3) optisch abgetastet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaffenheit der Schleifscheibe bei ihrem Einfahren in ihre Arbeitsstellung abgetastet wird.
4. Anordnung zur Steuerung des Antriebes von Schleifscheiben, die mit einer Markierung für einen Signalgeber versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (7) der Schleifscheibenspindel (1) an einen Datenspeicher (6) angeschlossen ist, in dem die unterschiedlichen Beschaffenheiten von nacheinander zum Einsatz kommenden verschiedenartigen Schleifscheiben durch deren Abtastung aufgenommen sind, und daß der Datenspeicher (6) über den Antrieb (7) die Vorschub- und/oder Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe (2, 3) steuert.
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