EP0344548A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs von Hon- oder Schleifmaschinen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs von Hon- oder Schleifmaschinen Download PDF

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EP0344548A2
EP0344548A2 EP89109076A EP89109076A EP0344548A2 EP 0344548 A2 EP0344548 A2 EP 0344548A2 EP 89109076 A EP89109076 A EP 89109076A EP 89109076 A EP89109076 A EP 89109076A EP 0344548 A2 EP0344548 A2 EP 0344548A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
material removal
pressure
control device
measuring
time
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89109076A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0344548A3 (de
Inventor
Gerhard Wittstock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peter Wolters AG
Original Assignee
Peter Wolters AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Peter Wolters AG filed Critical Peter Wolters AG
Publication of EP0344548A2 publication Critical patent/EP0344548A2/de
Publication of EP0344548A3 publication Critical patent/EP0344548A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the operation of, in particular, two-disc honing or grinding machines according to the preamble of patent claim 1.
  • the workpieces are normally received in receiving openings of the rotor disks, which rest on the lower working disc and whose circumferential toothing is in engagement with an inner and an outer ring gear.
  • the outer or inner ring gear or both are driven so that the rotor disks move about their axis between the working disks.
  • the receiving openings for the Workpieces are eccentric, so that the workpieces perform a cycloidal movement in the described rotation.
  • the very fine surface treatment of the workpieces includes to the fact that a given thickness is adhered to very precisely. It is therefore necessary to measure the workpiece thickness with the aid of a sensor while the machine is operating.
  • the sensor is preset to a specified thickness. It switches off the machine as soon as the specified size has been reached. Since the thickness measurement is normally carried out by measuring the distance between the working surfaces of the working disks, on the other hand the working disks are subject to ablation, it is necessary to take this ablation into account when measuring the thickness. In the prior art, this is done by measuring the workpieces outside the processing machine. Based on the measured values, the switching point for the sensor is readjusted from time to time.
  • the invention is therefore based on the object of a method for controlling the operation of two-disc honing and to specify grinding machines with which the machining time of the workpieces can be optimized with improved tolerance and surface quality with simplified machine operation
  • the material removal per unit of time is measured and compared with a predetermined target value for the material removal per unit of time.
  • a predetermined target value for the material removal per unit of time In other words, during the machining time the change in thickness of the workpiece is measured per time and related to a predetermined change in thickness per time. If the measured material removal per unit of time does not reach the specified value, this is an indication of the weakening of the grip of the work discs. It is therefore necessary to increase the loading pressure. This happens automatically in the method according to the invention.
  • the method according to the invention it is also possible to specify a maximum and a minimum target value for the material removal per unit of time.
  • the loading pressure is increased if the measured material removal per unit of time is below the minimum setpoint and it low if it is above the maximum setpoint, for example if the working discs are broken open. In this way it is ensured that the loading pressure is neither too high nor too low to carry out an optimal workpiece machining.
  • the loading pressure is changed after the completion of a machining cycle before the next machining cycle.
  • the method according to the invention makes it possible to make the magnitude of the change in the loading pressure dependent on the magnitude of the deviation of the actual value from the target value for the material removal per unit of time.
  • a function can be stored in the control for the loading pressure, which expresses the relationship of the loading pressure to the measured material removal per unit of time.
  • a certain value of the removal per unit of time corresponds to a certain load pressure. If the material removal changes, changes the load pressure correspondingly. This can be changed continuously or in predefined steps.
  • the working machine is preferably switched off when the loading pressure has reached a predetermined level.
  • the quality of the machining is no longer guaranteed from a certain size of the load pressure.
  • the method according to the invention provides for an alarm signal to be emitted per unit of time when the maximum setpoint for material removal is reached. Exceeding this setpoint indicates that the working disc can break open and possibly have an impermissible grip, which is also undesirable for quality reasons.
  • one possibility of taking into account the removal of the working disks is that the thickness of the workpieces is measured after removal from the machine and a correction signal is formed from the difference between the measured value and the specified target value in order to modify the specified target value for the material removal .
  • it can also be switched off time of the machine after reaching the specified setpoint for material removal.
  • a correction signal is input for the purpose of modifying the target value for the material removal, according to one embodiment of the invention, a plurality of measurement values are expediently used, from which an average value is formed.
  • an electronic measuring control device is provided which contains a programmable memory in which at least one setpoint for the material removal per unit of time and for the absolute material removal are entered. It also contains a time clock for measuring material removal per unit of time.
  • the sensor is connected to the measuring control device for the purpose of inputting a signal corresponding to the measured material removal value.
  • the measurement control device is connected to a pressure control device which is dependent of the signal from the control device changes the loading pressure.
  • the pressure control device expediently also has a programmable memory for specifying a maximum target value for the loading pressure. It gives a signal to a switch-off device for the working machine when the loading pressure to be applied by the pressure device reaches or exceeds the setpoint.
  • the limitation of the loading pressure prevents the surface quality from suffering or an uncontrolled breakup of the working disks.
  • the senor is a probe with which limit switching points are assigned for a minimum or maximum measurement path limitation. This prevents the measurement from becoming too inaccurate.
  • the signals of the limit switches are preferably given to the measuring control device which, according to one embodiment of the invention, actuates the shutdown device of the machine or a warning lamp when it receives a signal from a limit switch.
  • a remeasuring station having a measuring sensor is assigned in a work machine, and the remeasuring sensor is included connected to the measuring control device for modifying the target value for the material removal of the workpiece or the switch-off time of the machine after reaching a predetermined target value for the material removal.
  • the workpieces are preferably automatically removed from the machine with the aid of a suitable handling device and fed to the remeasurement station.
  • the single figure shows schematically a honing or grinding machine with a control arrangement according to the invention.
  • a two-disc honing or grinding machine 10 has an upper working disc 11 and a lower working disc 12.
  • the upper working disc 11 is suspended on a spindle 13, on the upper end of which a drive wheel 14 is seated, which is driven by a drive belt 15 motor 16 is driven.
  • the spindle 13 is mounted in a bearing bush 14, on which, for example, a loading device 18 acts via a linkage 17. With the help of the loading device 18, the loading pressure of the working disk 11 can be adjusted.
  • the parts described are mounted in an upper part 19 which is pivotally mounted about a vertical axis in the machine frame 20.
  • the lower working disc 12 is rotatably mounted in the machine frame 20 by means of a hollow shaft 21.
  • the hollow shaft 21 is driven by an electric motor 23 via a drive belt 22.
  • the lower working disc 12 is surrounded by a stationary pin ring 24.
  • a plate 25 is arranged within the annular lower working disk 12, which is mounted in the hollow shaft 21 via a shaft 26 and is connected to an electric motor 28 via a belt transmission 27.
  • the plate 25 has a pin ring 29.
  • a plurality of rotor disks 30 are arranged between the working disks 11, 12 and lie on the lower working disk 12, which are provided on the circumference with a toothing which engages with the inner pin ring 29 and the outer pin ring 24.
  • the rotor disks 30 take workpieces 31 into openings whose top and bottom sides are to be processed. During operation the working disks 11, 12 preferably rotate in opposite directions. The plate 25 is also driven, as a result of which the workpieces in the rotor disks 30 move cyclically between the working disks 11, 12. In this respect, it is a conventional honing or grinding machine.
  • the probe 33 is connected to the upper working disk 11 and therefore measures the distance of the working disk 11 from the stationary measuring surface 32. This distance depends on the thickness of the workpieces 31. However, it is also influenced by the removal of the working surfaces of the upper and lower working disk 11, 12.
  • the probe 33 is connected to a measuring control device 35 via an electrical line 34.
  • the measuring control device contains a programmable memory in which the values for a maximum material removal per unit time (/ t max) and a minimum material removal per unit time (/ t min) are given.
  • the measuring control device 35 is connected to a time clock, not shown, which gives the time pulses within the measuring control device (t).
  • the programmable memory also stores the Enter values for a maximum and a minimum total material removal or measuring range (max or min).
  • the measuring control device 35 is connected via a line 36 to a pressure control device 37 which is connected to the loading device 18 via a control line 38.
  • the pressure control device 37 controls the pressure of a pressure medium arriving via a line 39, which pressure medium is fed via line 38 to the loading device 18 (inlet pressure F; outlet pressure F B ).
  • the pressure control device also contains a programmable memory in which a maximum value for the differential pressure (/ Fmax) for an increase in load and a minimum differential pressure value (/ Fmin) for a reduction in load are stored.
  • a post-measurement station 40 has two measuring probes 41, the signals of which are sent to the measuring control device 35 via a line 42.
  • the workpieces 38 are removed from the machine 10 with the aid of an automatically operating handling device, not shown, and placed in the remeasurement station 40.
  • the arrangement described works as follows. Workpieces given during machining are entered into the measuring control device in the manner described above for the values for the maximum and the minimum removal per unit of time given and the absolute values for the upper and lower measuring range.
  • the probe 33 continuously or at intervals gives a signal to the measuring control device 35 which is proportional to the thickness measured in each case.
  • the measuring control device now compares the amounts of the removal within a predetermined period of time set by the time clock. If the determined value is between the maximum and the minimum removal value per unit of time, the operation is continued with the same loading pressure. This was started with a certain pressure F B for the upper working disk 11, which is set by the pressure control device 37 via the loading device 18.
  • the workpieces 31 coming out of the machine are automatically removed with the aid of a handling device and fed to the measuring station 40.
  • the thickness of the workpieces 31 is measured again, this measurement signal being sent to the measurement control device 35 via the line 42.
  • the latter has switched off the drives of the machine 10 via a switching device (not shown) as soon as the measuring button 33 indicates that the desired setpoint for the material removal has been reached. Since the probe 33 does not automatically compensate for the removal of the working disks 11, 12, there may be a difference between the thickness values measured in the station 40 and the who th result, which are given by the probe 33 in the measuring control device 35.
  • the target value for the workpiece thickness stored in the measuring control device 35 is modified accordingly, so that the removal of the working disk is compensated in this way.
  • the pressure may only reach a maximum value if it is not to lead to an uncontrollable breakup of the working disc. Besides, one would high pressure affects the quality of the surfaces. If a predetermined upper pressure is therefore reached, the machine is stopped. The work discs 11, 12 must be reworked. Naturally, a probe only works relatively precisely within a certain range. In order to maintain the accuracy range, switch points (max, min), not shown, are assigned to the measuring probe 34, which ensure that the machine 10 is switched off or for a warning signal when the upper or lower limit of the range is reached.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Verfahren zur Steuerung des Betriebs von Zweischeiben Hon- oder Schleifmaschinen, deren Arbeitsscheiben (11, 12) mittels einer Belastungsvorrichtung (18) mit einem vorgegebenen, veränderbaren Belastungsdruck zueinander und auf die Werkstücke gedrückt werden, bei dem während des Betriebs mit Hilfe einer Meßsteuereinrichtung (35) der Materialabtrag der Werkstücke und ggf. der Arbeitsscheiben gemessen und die Bearbeitung beendet wird, wenn ein vorgegebenes Maß erreicht worden ist, wodurch der Materialabtrag pro Zeiteinheit (Istwert) gemessen und mit mindestens einem vorgegebenen Sollwert für den Materialabtrag pro Zeiteinheit verglichen wird und der Belastungsdruck der Belastungsvorrichtung automatisch erhöht wird, wenn der Istwert unterhalb des Sollwerts liegt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs von insbesondere Zweischeiben-Hon- oder Schleifmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei Zweischeiben-Hon- und Läppmaschinen sind die Werkstücke nor­malerweise in Aufnahmeöffnungen der Läuferscheiben aufgenommen, die auf der unteren Arbeitsscheibe aufliegen und deren Umfangszah­nung mit einem inneren und einem äußeren Zahnkranz in Eingriff steht. Äußerer oder innerer Zahnkranz bzw. beide werden angetrie­ben, so daß sich die Läuferscheiben um ihre Achse drehend zwischen den Arbeitsscheiben vorbewegen. Die Aufnahmeöffnungen für die Werkstücke sind exzentrisch, so daß die Werkstücke bei dem beschriebenen Umlauf eine zykloidische Bewegung ausführen.
  • Bei der sehr feinen Oberflächenbearbeitung der Werkstücke kommt es u.a. darauf an, daß eine vorgegebene Dicke sehr präzise eingehalten wird. Es ist daher notwendig, während des Betriebs der Arbeitsmaschine die Werkstückdicke mit Hilfe eines Meßfühlers zu messen. Der Meßfühler ist auf eine vorgegebene Dicke voreingestellt. Er schaltet die Ma­schine ab, sobald das vorgegebene Maß erreicht worden ist. Da die Dickenmessung normalerweise dadurch erfolgt, daß der Abstand zwischen den Arbeitsflächen der Arbeitsschei­ben gemessen wird, andererseits die Arbeitsscheiben einem Abtrag unterliegen, ist erforderlich, diesen Abtrag bei der Dickenmessung zu berücksichtigen. Dies geschieht im Stand der Technik dadurch, daß die Werkstücke außerhalb der Be­arbeitungsmaschine nachgemessen werden. Aufgrund der nach­gemessenen Werte erfolgt von Zeit zu Zeit eine Nachstellung des Schaltpunktes für den Meßfühler.
  • Mit dem fortschreitenden Abtrag der Arbeitsscheiben ändert sich auch deren Abtragvermögen. Dieses wird zunehmend ge­ringer, da die Arbeitsscheiben ihre Griffigkeit verlieren. Das körnige Gefüge setzt sich zunehmend dicht; die Arbeits­ fläche wird "stumpfer". Naturgemäß wird aus diesem Grunde auch die Bearbeitungszeit länger. Verliert die Arbeits­scheibe einen großen Teil ihrer Griffigkeit, kann die Bearbeitungszeit zu lange dauern, was aus produktionstech­nischen Gründen unerwünscht ist. Dem beschriebenen Effekt kann indessen dadurch begegnet werden, daß der Belastungs­druck zunehmend erhöht wird. Dadurch gelingt es, die Länge der Bearbeitungszeit zu begrenzen. Überschreitet der Bela­stungsdruck vorgegebene Werte, wird unter Umständen die ausreichende Oberflächenqualität sowie die nötige Toleranz­qualität nicht erreicht. Bei zu hohem Druck "brechen" die Scheiben auf, d.h. die Griffigkeit nimmt u.U. zu.
  • Beim herkömmlichen Betrieb von Hon- und Schleifmaschinen wird der Belastungsdruck durch die Bedienungsperson er­höht, wenn sie feststellt, daß die Bearbeitungszeiten zu lang werden. Ein derartiges Verfahren ist jedoch unbefrie­digend und an die Geschicklichkeit und Zuverlässigkeit der Bedienungsperson gebunden, sollen zufriedenstellende Ar­beitsergebnisse erzielt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­fahren zur Steuerung des Betriebs von Zweischeiben-Hon- und Schleifmaschinen anzugeben, mit dem die Bearbeitungs­zeit der Werkstücke optimiert werden kann bei verbesserter Toleranz- und Oberflächenqualität bei vereinfachter Ma­schinenbedienung
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungs­teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Materialabtrag pro Zeiteinheit gemessen und mit einem vorgegebenen Soll­wert für den Materialabtrag pro Zeiteinheit verglichen. Mit anderen Worten, während der Bearbeitungszeit wird die Dickenänderung des Werkstücks pro Zeit gemessen und in Be­ziehung gesetzt zu einer vorgegebenen Dickenänderung pro Zeit. Erreicht der gemessene Materialabtrag pro Zeit­einheit den vorgegebenen Wert nicht, ist dies ein Anzeichen für das Nachlassen der Griffigkeit der Arbeitsscheiben. Es ist daher notwendig, den Belastungsdruck zu erhöhen. Dies geschieht beim erfindungsgemäßen Verfahren automatisch.
  • Es ist beim erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, einen maximalen und einen minimalen Sollwert für den Mate­rialabtrag pro Zeiteinheit vorzugeben. Der Belastungsdruck wird erhöht, wenn der gemessene Materialabtrag pro Zeit­einheit unterhalb des minimalen Sollwerts liegt und er­ niedrigt, wenn er oberhalb des maximalen Sollwerts liegt, beispielsweise bei einem Aufbrechen der Arbeitsscheiben. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Belastungs­druck weder zu hoch noch zu niedrig ist, um eine optimale Werkstückbearbeitung vorzunehmen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den Belastungsdruck fortlaufend in Abhängigkeit vom Material­abtrag pro Zeiteinheit zu ändern, d.h. bei Änderung des gemessenen Wertes für den Materialabtrag pro Zeiteinheit den Belastungsdruck sofort anzupassen. In einer alterna­tiven Ausgestaltung der Erfindung wird der Belastungsdruck nach Abschluß eines Bearbeitungszyklus vor dem nächsten Bearbeitungszyklus geändert.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung möglich, die Größe der Veränderung des Belastungsdrucks von der Größe der Ab­weichung des Istwerts vom Sollwert für den Materialabtrag pro Zeiteinheit abhängig zu machen. Der Steuerung für den Belastungsdruck kann eine Funktion eingespeichert werden, die die Beziehung des Belastungsdrucks zum gemessenen Ma­terialabtrag pro Zeiteinheit ausdrückt. Ein bestimmter Wert des Abtrags pro Zeiteinheit entspricht einem bestimm­ten Belastungsdruck. Ändert sich der Materialabtrag, ändert sich entsprechend auch der Belastungsdruck. Dieser kann stufenlos oder auch in vorgegebenen Stufen verändert wer­den.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Arbeitsmaschine vorzugsweise abgeschaltet, wenn der Belastungsdruck eine vorgegebene Höhe erreicht hat. Wie eingangs ausgeführt, ist ab einer bestimmten Größe des Belastungsdrucks die Qualität der Bearbeitung nicht mehr unbedingt gewährlei­stet. Ferner ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor­gesehen, bei Erreichen des maximalen Sollwerts für den Materialabtrag pro Zeiteinheit ein Alarmsignal abzugeben. Das Überschreiten dieses Sollwerts zeigt an, daß die Ar­beitsscheibe aufbrechen kann und ggf. eine unzulässige Griffigkeit erhält, die aus Qualitätsgründen ebenfalls un­erwünscht ist.
  • Eine Möglichkeit, den Abtrag der Arbeitsscheiben zu be­rücksichtigen, besteht erfindungsgemäß darin, daß die Dicke der Werkstücke nach der Entnahme aus der Maschine nachgemessen wird und aus der Differenz des nachgemessenen Wertes und des vorgegebenen Sollwertes ein Korrektursignal gebildet wird zur Modifizierung des vorgegebenen Sollwerts für den Materialabtrag. Alternativ kann auch der Abschalt­ zeitpunkt der Maschine nach Erreichen des vorgegebenen Sollwerts für den Materialabtrag verschoben werden. Bevor ein Korrektursignal eingegeben wird zwecks Modifizierung des Sollwerts für den Materialabtrag, wird nach einer Aus­gestaltung der Erfindung zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von Nachmeßwerten zugrunde gelegt, aus denen ein Mittelwert gebildet wird.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des er­findungsgemäßen Verfahrens sieht einen Meßfühler mit der zugehörigen Meßsteuervorrichtung vor zur Messung des Mate­rialabtrags der Werkstücke und ggf. der Arbeitsscheiben sowie eine Belastungsvorrichtung zur veränderlichen Ein­stellung des Belastungsdrucks, vorzugsweise der oberen Ar­beitsscheibe. Nach der Erfindung ist eine elektronische Meßsteuervorrichtung vorgesehen, die einen programmierbaren Speicher enthält, in dem mindestens ein Sollwert für den Materialabtrag pro Zeiteinheit und für den absoluten Mate­rialabtrag eingegeben werden. Ferner enthält sie einen Zeit­taktgeber zur Messung des Materialabtrags pro Zeiteinheit. Der Meßfühler ist mit der Meßsteuervorrichtung verbunden zwecks Eingabe eines dem gemessenen Materialabtragswert entsprechenden Signals. Die Meßsteuervorrichtung ist mit einer Drucksteuervorrichtung verbunden, die in Abhängigkeit des Signals von der Steuervorrichtung den Belastungsdruck ändert. Die Drucksteuervorrichtung weist zweckmäßigerweise ebenfalls einen programmierbaren Speicher auf zur Vorgabe eines maximalen Sollwerts für den Belastungsdruck. Sie gibt ein Signal auf eine Abschaltvorrichtung für die Arbeitsma­schine, wenn der von der Druckeinrichtung aufzubringende Belastungsdruck den Sollwert erreicht bzw. überschreitet. Wie erwähnt, wird durch die Begrenzung des Belastungsdrucks verhindert, daß die Oberflächenqualität leidet bzw. ein unkontrolliertes Aufbrechen der Arbeitsscheiben verursacht wird.
  • Der Meßfühler ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein Meßtaster, dem Grenzschaltpunkte zugeordnet sind für eine minimale bzw. maximale Meßwegbegrenzung. Dadurch wird verhindert, daß die Messung zu ungenau wird. Die Signale der Grenzschalter werden vorzugsweise auf die Meßsteuervor­richtung gegeben, die nach einer Ausgestaltung der Erfin­dung die Abschaltvorrichtung der Maschine oder eine Warn­lampe betätigt, wenn sie ein Signal von einem Grenzschalter erhält.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist in einer Arbeitsmaschine eine einen Meßfühler aufweisende Nachmeßstation zugeordnet, und der Nachmeßfühler ist mit der Meßsteuervorrichtung verbunden zur Modifizierung des Sollwerts für den Materialabtrag des Werkstücks oder des Abschaltzeitpunkts der Maschine nach Erreichen eines vor­gegebenen Sollwerts für den Materialabtrag. Die Werkstücke werden vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Handhabungs­vorrichtung automatisch aus der Maschine entnommen und der Nachmeßstation zugeführt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt schematisch eine Hon- oder Schleif­maschine mit einer Steueranordnung nach der Erfindung.
  • Bevor auf die in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeu­tung sein kann.
  • Eine Zweischeiben-Hon- oder Schleifmaschine 10 weist eine obere Arbeitsscheibe 11 und eine untere Arbeitsscheibe 12 auf. Die obere Arbeitsscheibe 11 ist an einer Spindel 13 aufgehängt, auf deren oberem Ende ein Antriebsrad 14 sitzt, das über einen Antriebsriemen 15 von einem Antriebs­ motor 16 angetrieben ist. Die Spindel 13 ist in einer Lagerbuchse 14 gelagert, auf die beispielsweise über ein Gestänge 17 eine Belastungsvorrichtung 18 einwirkt. Mit Hilfe der Belastungsvorrichtung 18 kann der Belastungsdruck der Arbeitsscheibe 11 eingestellt werden. Die beschriebenen Teile sind in einem Oberteil 19 gelagert, das um eine ver­tikale Achse im Maschinengestell 20 schwenkbar gelagert ist.
  • Die untere Arbeitsscheibe 12 ist mittels einer Hohlwelle 21 im Maschinengestell 20 drehbar gelagert. Die Hohlwelle 21 wird über einen Antriebsriemen 22 von einem Elektro­motor 23 angetrieben. Die untere Arbeitsscheibe 12 ist von einem stationären Stiftkranz 24 umgeben. Innerhalb der ringförmigen unteren Arbeitsscheibe 12 ist ein Teller 25 angeordnet, der über eine Welle 26 in der Hohlwelle 21 gelagert ist und über ein Riemengetriebe 27 in Verbindung mit einem Elektromotor 28 steht. Der Teller 25 weist einen Stiftkranz 29 auf. Zwischen den Arbeitsscheiben 11, 12 auf der unteren Arbeitsscheibe 12 aufliegend sind mehrere Läu­ferscheiben 30 angeordnet, die am Umfang mit einer Zahnung versehen sind, die in Eingriff steht mit dem inneren Stift­kranz 29 und dem äußeren Stiftkranz 24. Die Läuferscheiben 30 nehmen in Öffnungen Werkstücke 31 auf, deren Ober- und Unterseiten bearbeitet werden sollen. Während des Betriebs drehen sich die Arbeitsscheiben 11, 12 bevorzugt gegenläu­fig. Ferner wird der Teller 25 angetrieben, wodurch die Werkstücke in den Läuferscheiben 30 sich zykloidisch zwi­schen den Arbeitsscheiben 11, 12 bewegen. Insoweit handelt es sich um eine herkömmliche Hon- oder Schleifmaschine.
  • An dem Teller 25 befindet sich eine Meßfläche 32, der ein Meßtaster 33 zugeordnet ist. Der Meßtaster 33 ist mit der oberen Arbeitsscheibe 11 verbunden und mißt daher den Ab­stand der Arbeitsscheibe 11 von der stationären Meßfläche 32. Dieser Abstand ist abhängig von der Dicke der Werk­stücke 31. Er wird jedoch auch beeinflußt durch den Abtrag der Arbeitsflächen der oberen und unteren Arbeitsscheibe 11, 12.
  • Der Meßtaster 33 ist über eine elektrische Leitung 34 mit einer Meßsteuereinrichtung 35 verbunden. Die Meßsteuer­einrichtung enthält einen programmierbaren Speicher,in den die Werte für einen maximalen Materialabtrag pro Zeitein­heit ( /t max) und einen minimalen Materialabtrag pro Zeit­einheit ( /t min) gegeben werden. Die Meßsteuereinrichtung 35 ist mit einem nicht gezeigten Zeittaktgeber verbunden, der die Zeitimpulse innerhalb der Meßsteuereinrichtung gibt (t). In den programmierbaren Speicher werden außerdem die Werte für einen maximalen und einen minimalen Gesamtmate­rialabtrag bzw. Meßbereich eingegeben ( max bzw. min). Die Meßsteuereinrichtung 35 ist über eine Leitung 36 mit einer Drucksteuereinrichtung 37 verbunden,die über eine Steuerleitung 38 mit der Belastungsvorrichtung 18 in Ver­bindung steht. Die Drucksteuereinrichtung 37 steuert den Druck eines über eine Leitung 39 ankommenden Druckmediums, das über die Leitung 38 auf die Belastungsvorrichtung 18 gegeben wird (Eingangsdruck F; Ausgangsdruck FB). Die Drucksteuereinrichtung enthält ebenfalls einen programmier­baren Speicher, in den ein Maximalwert für den Differenz­druck (/ Fmax) für eine Belastungserhöhung sowie ein mini­maler Differenzdruckwert (/ Fmin) für eine Belastungsver­minderung eingespeichert werden.
  • Eine Nachmeßstation 40 hat zwei Meßtaster 41, deren Signale über eine Leitung 42 auf die Meßsteuereinrichtung 35 gege­ben werden. Die Werkstücke 38 werden mit Hilfe einer nicht gezeigten automatisch arbeitenden Handhabungsvorrichtung aus der Maschine 10 entnommen und in die Nachmeßstation 40 gegeben.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt. Bei der Bearbeitung vorgegebene Werkstücke werden in die Meßsteuer­einrichtung in der oben beschriebenen Weise die Werte für den maximalen und den minimalen Abtrag pro Zeiteinheit ein­ gegeben sowie die absoluten Werte für den oberen und den unteren Meßbereich. Der Meßtaster 33 gibt fortlaufend oder in Zeitabständen ein Signal auf die Meßsteuereinrichtung 35, das der jeweils gemessenen Dicke proportional ist. Die Meßsteuereinrichtung vergleicht nun die Beträge des Ab­trags innerhalb eines vorgegebenen vom Zeittaktgeber ein­gestellten Zeitraums. Befindet sich der ermittelte Wert zwischen dem maximalen und dem minimalen Abtragswert pro Zeiteinheit, wird der Betrieb mit dem gleichen Belastungs­druck fortgesetzt. Dieser wurde mit einem bestimmten Druck FB für die obere Arbeitsscheibe 11 begonnen, der von der Drucksteuereinrichtung 37 über die Belastungseinrichtung 18 eingestellt wird. Die aus der Maschine kommenden Werk­stücke 31 werden mit Hilfe einer Handhabungsvorrichtung automatisch entnommen und der Nachmeßstation 40 zugeführt. In dieser wird die Dicke der Werkstücke 31 erneut gemessen, wobei dieses Meßsignal über die Leitung 42 in die Meß­steuereinrichtung 35 gegeben wird. Diese hat vor Entnahme der Werkstücke über eine nicht gezeigte Schalteinrichtung die Antriebe der Maschine 10 ausgeschaltet, sobald über den Meßtaster 33 angezeigt ist, daß der gewünschte Sollwert für den Materialabtrag erreicht worden ist. Da der Meß­taster 33 den Abtrag der Arbeitsscheiben 11, 12 nicht auto­matisch kompensiert, kann sich eine Differenz zwischen den in der Station 40 nachgemessenen Dickenwerten und den Wer­ ten ergeben, die vom Meßtaster 33 in die Meßsteuereinrich­tung 35 gegeben werden. Der in der Meßsteuereinrichtung 35 gespeicherte Sollwert für die Werkstückdicke wird entspre­chend modifiziert, so daß auf diese Weise der Abtrag der Arbeitsscheibe kompensiert wird.
  • Mit zunehmendem Abtrag der Arbeitsscheiben 11, 12 wird deren "Griffigkeit" kleiner, d.h. die Meßwerte für den Materialabtrag pro Zeiteinheit, die in der Meßsteuerein­richtung 35 ermittelt werden, werden kleiner. Unterschrei­ten diese einen Mindestwert ( /t min), wird über die Leitung 36 ein Signal auf die Drucksteuereinrichtung ge­geben, die daraufhin in Abhängigkeit von der Größe des Signals auf der Leitung 36 den Druck um einen Betrag / Fmax erhöht, wodurch der Andruck der oberen Arbeitsscheibe 11 größer wird. Durch die Vorgabe des maximalen Werts des Materialabtrags pro Zeiteinheit ( /t max), wird erreicht, daß der Druck in optimalen Druckstufen erhöht wird. Der zunehmende Materialabtrag der Arbeitsscheiben und die da­durch automatisch sich einstellende längere Bearbeitungs­zeit der Werkstücke wird durch Druckerhöhung ständig auf­gefangen. Der Druck darf indessen nur einen Höchstwert annehmen, soll er nicht zu einem unkontrollierbaren Auf­brechen der Arbeitsscheibe führen. Außerdem würde ein zu hoher Druck die Qualität der Oberflächen beeinträchtigen. Wird daher ein vorgegebener oberer Druck erreicht, wird die Maschine stillgesetzt. Die Arbeitsscheiben 11, 12 müssen nachgearbeitet werden. Naturgemäß arbeitet ein Meß­taster nur innerhalb eines bestimmten Bereichs relativ genau. Um den Genauigkeitsbereich einzuhalten, sind dem Meßtaster 34 nicht gezeigte Schaltpunkte ( max, min) zu­geordnet, die für eine Abschaltung der Maschine 10 bzw. für ein Warnsignal sorgen, wenn die obere oder untere Grenze des Bereichs erreicht wird.

Claims (16)

1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs von Zweischeiben-­Hon- oder Schleifmaschinen, deren Arbeitsscheiben mit­tels einer Belastungsvorrichtung mit einem vorgegebenen, veränderbaren Belastungsdruck zueinander und auf die Werkstücke gedrückt werden, bei dem während des Betriebs mit Hilfe einer Meßsteuereinrichtung der Materialabtrag der Werkstücke und ggf. der Arbeitsscheiben gemessen und die Bearbeitung beendet wird, wenn ein vorgegebenes Maß erreicht worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialabtrag pro Zeiteinheit (Istwert) gemessen und mit mindestens einem vorgegebenen Sollwert für den Ma­terialabtrag pro Zeiteinheit verglichen wird und der Belastungsdruck der Belastungsvorrichtung automatisch erhöht wird, wenn der Istwert unterhalb des Sollwerts liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein maximaler und ein minimaler Sollwert für den Mate­rialabtrag pro Zeiteinheit vorgegeben werden und der Belastungsdruck der Belastungsvorrichtung erhöht wird, wenn der gemessene Materialabtrag (Istwert) unterhalb des minimalen Sollwerts liegt und erniedrigt wird, wenn der Istwert oberhalb des maximalen Sollwerts liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsdruck fortlaufend in Abhängigkeit vom Materialabtrag pro Zeiteinheit geändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsdruck nach Abschluß eines Bearbei­tungszyklus vor dem nächsten Bearbeitungszyklus geän­dert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Größe der Veränderung des Be­lastungsdrucks von der Größe der Abweichung des Istwerts vom Sollwert für den Materialabtrag pro Zeiteinheit abhängig ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Bearbeitungsdruck stufenlos ver­änderbar ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Belastungsdruck in festen vorge­gebenen Stufen verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des maximalen Sollwerts für den Material­abtrag ein Alarmsignal abgegeben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,bei dem die Dicke der Werkstücke nach Entnahme aus der Maschine nachgemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Differenz des nachgemessenen Wertes und dem vorgege­benen Sollwert ein Korrektursignal gebildet wird zur Modifizierung des vorgegebenen Sollwerts für den Materialabtrag oder zur automatischen Verschiebung des Abschaltzeitpunkts der Maschine nach Erreichen des vorgegebenen Sollwerts für den Materialabtrag.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren Nachmeßwerten ein Mittelwert gebildet wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Meßfühler zur Messung des Materialabtrags der Werkstücke und ggf. der Ar­beitsscheiben und einer Belastungsvorrichtung zur ver­änderlichen Einstellung des Belastungsdrucks, vorzugs­weise der oberen Arbeitsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Meßsteuervorrichtung (35) vorge­sehen ist mit einem programmierbaren Speicher, in den mindestens ein Sollwert für den Materialabtrag pro Zeiteinheit und für den absoluten Materialabtrag gege­ben wird, der Meßsteuereinrichtung (35) ein Zeittakt­geber zugeordnet ist, der Meßfühler (33) mit der Meß­steuervorrichtung (35) verbunden ist zwecks Eingabe eines dem gemessenen Materialabtragswert entsprechen­den Signals und die Meßsteuervorrichtung (35) mit einer Drucksteuervorrichtung (37) verbunden ist, die in Ab­hängigkeit des Signals von der Meßsteuervorrichtung (35) den Belastungsdruck ändert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuervorrichtung (37) einen programmier­baren Speicher aufweist zur Vorgabe eines maximalen Sollwerts für den Belastungsdruck und ein Signal auf eine Abschaltvorrichtung für die Maschine (10) gibt, wenn der von der Druckeinrichtung (18) aufzubringende Belastungsdruck den Sollwert erreicht bzw. überschrei­tet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Meßfühler ein Meßtaster (33) ist und dem Meßtaster (33) Grenzschaltpunkte für eine minimale bzw. maximale Meßwegbegrenzung zugeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzschaltpunkte mit der Meßsteuervorrichtung (35) in Verbindung stehen und diese ein Signal auf die Abschaltvorrichtung für die Maschine (10) gibt, wenn sie ein Signal von einem Grenzschaltpunkt erhält.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,dadurch gekennzeichnet, daß der Maschine (10) eine einen Meß­fühler (41) aufweisende Nachmeßstation (40) zugeordnet ist und die Meßfühler (41) mit der Meßsteuervorrichtung (35) in Verbindung stehen zur Modifizierung des Soll­werts für den Materialabtrag des Werkstücks (31) oder des Abschaltzeitpunkts der Maschine (10) nach Erreichen eines vorgegebenen Sollwert für den Materialabtrag.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Nachmeßstation (40) und der Maschine (10) eine Handhabungsvorrichtung angeordnet ist, die die Werkstücke (31) automatisch aus der Maschine (10) entnimmt und der Nachmeßstation (40) zuführt.
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