EP0389871A2 - Vorrichtung zum Steuern einer automatischen Gussputzmaschine - Google Patents

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EP0389871A2 EP19900104858 EP90104858A EP0389871A2 EP 0389871 A2 EP0389871 A2 EP 0389871A2 EP 19900104858 EP19900104858 EP 19900104858 EP 90104858 A EP90104858 A EP 90104858A EP 0389871 A2 EP0389871 A2 EP 0389871A2
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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an automatic cast cleaning machine, in particular cast cleaning machine, in which a grinding or cutting disc is placed against a clamped cast workpiece and then at least the working feed of the grinding or cutting disc is program-controlled by means of workpiece-dependent control data.
  • the noises or fibrations that occur when the workpiece is touched by the grinding tool are used to switch from infeed speed to working speed, respectively. used as a start signal for a programmed control system, with corresponding electrical control signals being obtained via vibration meters and frequency converters.
  • the object of the present invention is therefore to create a method of the aforementioned type, in which a pre-signal necessary and suitable for a precise introduction of the programmed machining process can be generated, regardless of the material of the cast workpieces.
  • a control signal can be generated, which takes effect before a contact between the grinding or cutting disc and the cast workpiece and thus initiates a precise program-controlled machining of the cast workpiece, regardless of fibrations. It is also irrelevant which material the workpiece is made of.
  • the proximity distance between the grinding or cutting disc and the cast workpiece can itself be monitored by a light barrier or a laser beam in order to generate an electrical control signal at a given approximation, but this is due to external influences such as clouding of the optics, machine vibrations and the like. The like. Is not always sufficiently precise. However, it would be advantageous here to retrofit existing machines without undue effort.
  • a further improvement in the quality of cast part processing by means of a grinding or cutting disc requires that the unstable behavior of all parts of the casting cleaning machine that are in motion is eliminated. This can be achieved in that the control signal initiates a program-controlled linear working feed of the grinding or cutting wheel and at the same time brings all other actuating means of the cast-iron grinding machine into a rigid connection state.
  • the present invention further relates to an automatic cast cleaning machine with a clamping device, adjustable against one another and together, for a machine stand carrying a cast workpiece to be machined, and with a tool holder carrying a grinding and / or cutting disc, which is supported on a machine stand by carriage means on the cast workpiece.
  • this cast plaster grinding machine is characterized in that the clamping means against the machine stand are electrically isolated and the grinding and / or cutting disc against the tool holder is electrical via insulating means are trically isolated; that the grinding and / or cutting disc is electrically conductive; and that the grinding and / or cutting disc and the clamping means, respectively.
  • the cast workpiece clamped between them are connected in series with a controllable high-voltage generator and an ignition current evaluation circuit providing a control signal.
  • Locking means centrally controllable and lockable hydraulic servomotors. Hydraulic cylinder.
  • the present invention relates to a grinding or cutting disc for carrying out the method, which is characterized by an electrically conductive design over the entire extent of the disc.
  • the automatic cast plaster grinding machine for processing a cast workpiece 1 comprises a machine stand 10, on which vertical, horizontal and mutually movable clamping means 5 and 6 for the cast workpiece 1 are supported.
  • the actuating means are preferably hydraulic cylinders 42, 42 ', 43 and 44, which are operatively connected to a controllable hydraulic control 50 via corresponding feed lines.
  • a tool holder 3 which carries a grinding and / or cutting disc 2, is supported on a machine frame 11 by slide means 4 on the cast workpiece 1.
  • a motor or, as shown, a hydraulic cylinder 40 can effect the feed.
  • the tool holder 3 can additionally be arranged on the slide means 4 for a transverse feed, which then, as indicated, is effected by a further hydraulic cylinder 45.
  • hydraulic or electric servomotors are also conceivable.
  • the actuating means on the machine frame 11 are also operatively connected to the hydraulic control 50 mentioned. This can also be provided for the drive motor 41 of the grinding or cutting disc 2.
  • the cast workpiece 1 clamped between them is connected in series with a controllable high-voltage generator 20 and an ignition current evaluation circuit 21 which supplies the control signal 22.
  • This circuit also includes a control stage 26 connected to the high-voltage generator 20.
  • the output signal 22 then arrives at a CNC control system or the like, which in turn controls the hydraulic control 50 by means of control signals 25 and is also fed back by means of a release signal 24.
  • the output voltage at the high-voltage generator 20 can be 1,000 to 20,000 volts, whereas the limited ignition current should not exceed 0.1 mA.
  • the output signal 22 of the ignition current evaluation circuit 21 has approximately 24 volts.
  • the grinding or cutting disc 2 over its whole Expansion have an electrically conductive design, for example by inclusion of graphite in the grinding wheel or by introducing or applying copper mesh or braid.
  • a controllable high-voltage potential is thus built up between the grinding or cutting disc 2 and the cast workpiece 1, the level of the voltage and the size of the air gap 30 forming the flashover gap between the disc and the workpiece being a precise measure of the ignition voltage causing the electrical control signal 22.

Abstract

Die automatische Gussputzschleifmaschine mit einem, gegeneinander und gemeinsam verstellbare Festspannmittel (5,6) für ein zu bearbeitendes Gusswerkstück (1) tragenden Maschinenständer (10) und mit einem, eine Schleif- und/oder Trennscheibe (2) tragenden Werkzeughalter (3), der über Schlittenmittel (4) an das Gusswerkstück (1) anstellbar auf einem Maschinenbock (11) abgestützt ist, gestattet eine berührungslose, präzise Erzeugung eines Steuersignals dadurch, dass die Festspannmittel (5,6) gegen den Maschinenständer (10) über Isolationsmittel (12) und die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) gegen den Werkzeughalter (3) über Isolationsmittel (13) elektrisch isoliert sind; dass die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) elektrisch leitend ausgebildet ist; und dass die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) und die Festspannmittel (5,6) resp. das zwischen diesen eingespannte Gusswerkstück (1) mit einem regelbaren Hochspannungsgenerator (20) und einer, ein Steuersignal (22) liefernden Zündstrom- Auswertschaltung (21) in Serie geschaltet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer automatischen Gussputzmaschine, insbesondere Gussputz­schleifmaschine, bei welcher eine Schleif- oder Trennscheibe an ein eingespanntes Gusswerkstück angestellt und dann min­destens der Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trennscheibe mittels werkstückabhängigen Steuerdaten programmgesteuert wird.
  • Bei bekannten Verfahren der vorgenannten Art werden die beim Berühren des Werkstückes durch das Schleifwerkzeug entstehen­den Geräusche oder Fibrationen für das Umschalten von Zustell­geschwindigkeit auf Arbeitsgeschwindigkeit resp. als Start­signal für eine programmierte Steuerung herangezogen, wobei über Schwingungsmesser und Frequenzumwandler entsprechende elektrische Steuersignale gewonnen werden.
  • Die Signalgewinnung setzt hierbei immer ein Berühren zwischen Schleifscheibe und Gusswerkstück voraus, was einer präzisen Steuerung durch ein Vorab-Signal entgegensteht. Zudem sind frequenzabhängige Messungen der Berührung zwischen Schleif­scheibe und Gusswerkstück für die Anwendung bei Aluminium-­Gussteilen völlig ungeeignet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens der vorgenannten Art, bei dem ein für eine präzise Einleitung des programmierten Bearbeitungsvorganges notwendiges und geeignetes Vorabsignal erzeugbar ist, unab­hängig vom Material der Gusswerkstücke.
  • Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Näherungsabstand zwischen Schleif- oder Trennscheibe und Guss­werkstück als Vergleichsmass für die Auslösung eines elektri­schen Steuersignals zur Einleitung der Programmsteuerung her­angezogen wird.
  • Durch diese Massnahmen kann ein Steuersignal erzeugt werden, welches vor einer Berührung zwischen Schleif- oder Trennscheibe und Gusswerkstück wirksam wird und so unabhängig und unbeein­flusst von Fibrationen eine präzise programmgesteuerte Bear­beitung des Gusswerkstückes einleitet. Hierbei ist es zudem gleichgültig, aus welchem Material das Werkstück besteht.
  • Der Näherungsabstand zwischen Schleif- oder Trennscheibe und Gusswerkstück lässt sich ansich durch eine Lichtschranke oder durch einen Laserstrahl überwachen, um bei vorgegebener Nähe­rung ein elektrisches Steuersignal zu erzeugen, was aber auf Grund äusserer Einflüsse, wie Trübung der Optik, Maschinen­schwingungen u. dgl. nicht immer ausreichend präzise ist. Vorteilhaft wäre hier aber die Möglichkeit der Nachrüstung bestehender Maschinen ohne übermässigen Aufwand.
  • Vorteilhafter hingegen ist, wenn zwischen der Schleif- oder Trennscheibe und dem Gusswerkstück ein regelbares Hochspannungs­potential aufgebaut wird, wobei die Höhe der Spannung und die Grösse des, einen Ueberschlagsspalt bildenden Luftspaltes zwischen Schleif- oder Trennscheibe und Gusswerkstück ein Mass für die das elektrische Steuersignal bewirkende Zünd­spannung sind.
  • Das setzt zwar eine elektrisch leitend ausgebildete Schleif- oder Trennscheibe sowie elektrisch gegen den Maschinenrahmen isolierte Werkzeug- und Werkstückträger voraus, ergibt aber hochpräzis vorwählbare und voreinstellbare Zündmomente bei praktisch beliebig wählbarer Breite des Luftspaltes zwischen einander genäherten Scheibe und Werkstück. Bei entsprechendem Spannungspotential, beispielsweise zwischen 1'000 und 20'000 Volt, können Näherungen von beispielsweise 1 bis 8 mm Luft­spaltbreite festgelegt werden, bei welcher Näherung das Steuersignal durch Lichtbogenzündung ausgelöst wird.
  • Eine weitere Verbesserung der Qualität der Gussteilbearbei­tung mittels Schleif- oder Trennscheibe setzt voraus, dass das instabile Verhalten aller in Bewegungsverbindung stehenden Teile der Gussputzmaschine aufgehoben wird. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass das Steuersignal einen programm­gesteuerten linearen Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trenn­scheibe einleitet und gleichzeitig alle anderen Stellmittel der Gussputzschleifmaschine in starren Verbindungszustand bringt.
  • Dadurch, dass nunmehr nur noch die Schleif- oder Trennscheibe beim Bearbeitungsvorgang einen linearen Vorschub erhält, alle anderen Stellglieder aber in starren Verbindungszustand gebracht werden, können sich allfällig auf Stellglieder übertragenen Fibrationen nicht mehr negativ auswirken.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine automatische Gussputzschleifmaschine mit einem, gegeneinander und gemein­sam verstellbare Festspannmittel für ein zu bearbeitendes Guss­werkstück tragenden Maschinenständer und mit einem, eine Schleif- und/oder Trennscheibe tragenden Werkzeughalter, der über Schlittenmittel an das Gusswerkstück anstellbar auf einem Maschinenbock abgestützt ist.
  • Diese Gussputzschleifmaschine zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die Festspannmittel gegen den Maschinen­ständer über Isolationsmittel und die Schleif- und/oder Trenn­scheibe gegen den Werkzeughalter über Isolationsmittel elek­ trisch isoliert sind; dass die Schleif- und/oder Trennscheibe elektrisch leitend ausgebildet ist; und dass die Schleif- und/oder Trennscheibe und die Festspannmittel resp. das zwi­schen diesen eingespannte Gusswerkstück mit einem regelbaren Hochspannunggenerator und einer, ein Steuersignal liefernden Zündstrom-Auswertschaltung in Serie geschaltet sind.
  • Hierbei sind die Stellmittel für die Schlittenmittel resp. Festspannmittel zentral ansteuerbare und feststellbare hydrau­lische Stellmotoren resp. Hydraulikzylinder.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Schleif- oder Trennscheibe zur Durchführung des Verfahrens, welche sich auszeichnet durch eine elektrisch leitende Ausbildung über die ganze Ausdehnung der Scheibe.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung, welche in schematischer Darstellung eine automatische Gussputzschleifmaschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt, näher erläutert.
  • Die automatische Gussputzschleifmaschine zur Bearbeitung eines Gusswerkstückes 1 umfasst einen Macshinenständer 10, an dem vertikal, horizontal und gegeneinander bewegbare Festspann­mittel 5 und 6 für das Gusswerkstück 1 abgestützt sind. Die Stellmittel sind hier vorzugsweise Hydraulikzylinder 42, 42′, 43 und 44, welche über entsprechende Zuleitungen mit einer ansteuerbaren Hydrauliksteuerung 50 in Wirkungsverbindung stehen.
  • Gegenüber dem Gusswerkstückbereich ist weiter ein, eine Schleif- und/oder Trennscheibe 2 tragender Werkzeughalter 3 über Schlittenmittel 4 an das Gusswerkstück 1 anstellbar auf einem Maschinenbock 11 abgestützt. Hierbei kann ein Motor, oder wie gezeigt, ein Hydraulikzylinder 40 den Anstellvorschub be­wirken. Weiter kann der Werkzeughalter 3 zusätzlich für einen Quervorschub an den Schlittenmitteln 4 angeordnet sein, den dann, wie angedeutet, ein weiterer Hydraulikzylinder 45 bewirkt.
  • Anstelle der Hydraulikzylinder sind auch hydraulische oder elektrische Stellmotoren denkbar.
  • Die Stellmittel am Maschinenbock 11 sind ebenfalls mit der ge­nannten Hydrauliksteuerung 50 in Wirkungsverbindung. Dies kann auch für den Antriebsmotor 41 der Schleif- oder Trennscheibe 2 vorgesehen sein.
  • Um nun in Abhängigkeit des Näherungsabstandes 30 zwischen der Schleif- oder Trennscheibe 2 und dem Gusswerkstück 1 ein Steuersignal zu gewinnen, das beispielsweise den Schnellvor­schub zum Anstellen des Werkzeuges an das Werkstück unter­bricht, das ferner evtl. gleichzeitig alle hydraulischen Stell­mittel zum Einrichten und Voreinstellen in starren Verbindungs­ zustand bringt und das die beispielsweise werkstückabhängige Programmsteuertung einleitet, ist die Schleif- oder Trenn­scheibe 2 sowie die Festspannmittel 5 und 6 resp. das zwischen diesen eingespannte Gusswerkstück 1 mit einem regelbaren Hoch­spannungsgenerator 20 und einer, das Steuersignal 22 liefernden Zündstrom- Auswertschaltung 21 in Serie geschaltet. Dieser Schaltkreis umfasst zudem eine dem Hochspannungsgenerator 20 zugeschaltete Regelstufe 26. Das Ausgangssignal 22 gelangt dann zu einer CNC-Steueranlage oder dgl., welche ihrerseits die Hy­drauliksteuerung 50 mittels Steuersignale 25 ansteuert und zudem mittels Freigabesignal 24 rückgekoppelt ist. Die Aus­gangsspannung am Hochspannungsgenerator 20 kann dabei 1'000 bis 20'000 Volt betragen, wogegen der begrenzte Zünd­strom 0,1 mA nicht überschreiten sollte. Das Ausgangssignal 22 der Zündstrom-Auswertschaltung 21 weist ca. 24 Volt auf.
  • Solche Schaltungen sind ansich bekannt und bedürfen so keiner näheren Erläuterung. Die trifft auch für die hier anwend­baren numerischen Steuerungen, wie CNC-Steuerung, zu.
  • Wesentlich ist, dass die Festspannmittel 5 und 6 gegen den Maschinenständer 10 über Isolationsmittel 12 und die Schleif- oder Trennscheibe 2 gegen den Werkzeughalter 3 resp. die Schlittenmittel 4 über Isolationsmittel 13 elektrisch isoliert sind.
  • Zudem muss die Schleif- oder Trennscheibe 2 über ihre ganze Ausdehnung eine elektrisch leitende Ausbildung aufweisen, etwa durch Einschluss von Graphit in den Schleifkörper oder durch Einbringung oder Aufbringung von Kupfergewebe oder -geflecht.
  • Eine solche Schleif- oder Trennscheibe ist Gegenstand einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung des gleichen An­melders.
  • Somit wird zwischen der Schleif- oder Trennscheibe 2 und dem Gusswerkstück 1 ein regelbares Hochspannungspotential aufge­baut, wobei die Höhe der Spannung und die Grösse des den Ueberschlagsspalt bildenden Luftspaltes 30 zwischen Scheibe und Werkstück ein präzises Mass für die das elektrische Steuer­signal 22 bewirkende Zündspannung sind.

Claims (6)

1. Verfahren zum Steuern einer automatischen Gussputzma­schine, insbesondere Gussputzschleifmaschine, bei welcher eine Schleif- oder Trennscheibe an ein eingespanntes Guss­werkstück angestellt und dann mindestens der Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trennscheibe mittels werkstückabhängigen Steuerdaten programmgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungsabstand zwischen Schleif- oder Trennscheibe und Gusswerkstück als Vergleichsmass für die Auslösung eines elektrischen Steuersignals zur Einleitung der Programmsteuerung herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schleif- oder Trennscheibe und dem Gusswerkstück ein regelbares Hochspannungspotential aufgebaut wird, wobei die Höhe der Spannung und die Grösse des, einen Ueberschlags­spalt bildenden Luftspaltes zwischen Schleif- oder Trennscheibe und Gusswerkstück ein Mass für die das elektrische Steuer­signal bewirkende Zündspannung sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal einen programmgesteuerten linearen Arbeits­vorschub der Schleif- oder Trennscheibe einleitet und gleich­zeitig alle anderen Stellmittel der Gussputzschleifmaschine in starren Verbindungszustand bringt.
4. Automatische Gussputzschleifmaschine mit einem, gegenein­ander und gemeinsam verstellbare Festspannmittel (5,6) für ein zu bearbeitendes Gusswerkstück (1) tragenden Maschinen­ständer (10) und mit einem, eine Schleif- und/oder Trennschei­be (2) tragenden Werkzeughalter (3), der über Schlittenmittel (4) an das Gusswerkstück (1) anstellbar auf einem Maschinen­bock (11) abgestützt ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festspann­mittel (5,6) gegen den Maschinenständer (10) über Isolations­mittel (12) und die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) gegen den Werkzeughalter (3) über Isolationsmittel (13) elektrisch isoliert sind; dass die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) elektrisch leitend ausgebildet ist; und dass die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) und die Festspannmittel (5,6) resp. das zwischen diesen eingespannte Gusswerkstück (1) mit einem regelbaren Hochspannungsgenerator (20) und einer, ein Steuer­signal (22) liefernden Zündstrom- Auswertschaltung (21) in Serie geschaltet sind.
5. Gussputzschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Stellmittel für die Schlittenmittel (4) resp. Festspannmittel (5,6) zentral ansteuerbare und festell­bare Stellmotoren resp. Hydraulikzylinder (40,45,42,42′,43,44) sind.
6. Schleif- oder Trennscheibe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Ausbildung.
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