EP0389871B1 - Vorrichtung zum Steuern einer automatischen Gussputzmaschine - Google Patents

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EP0389871B1
EP0389871B1 EP19900104858 EP90104858A EP0389871B1 EP 0389871 B1 EP0389871 B1 EP 0389871B1 EP 19900104858 EP19900104858 EP 19900104858 EP 90104858 A EP90104858 A EP 90104858A EP 0389871 B1 EP0389871 B1 EP 0389871B1
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    • B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
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    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
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    • Y10T83/853—Indicates tool position
    • Y10T83/855—Relative to another element

Definitions

  • the present invention relates to an automatic cast cleaning machine with a mutually and jointly adjustable clamping means for a machine base to be machined to carry a machine stand and with a tool holder carrying a grinding and / or cutting disc, which is supported on a machine stand by means of slides on the cast workpiece, wherein at least the working feed of the grinding or cutting disc is program-controlled by means of workpiece-dependent control data.
  • Such a cast cleaning machine is known from DE-A-2204159.
  • the rotational speeds of the motor that change when the workpiece is ground by the grinding tool determine the relative infeed speed between the grinding wheel and the workpiece.
  • DE-A-310 55 78 discloses position detection relative to the workpiece, but part of the program control of the tool movement also starts at the point of contact between the tool and the grinding wheel, which leads to large deviations depending on the different clamping of the tool.
  • the cast cleaning machines of the known type show an unstable behavior of all parts in motion, which increases the susceptibility to fibrillation and thus imprecise control.
  • the object of the present invention is therefore to create a cast-iron grinding machine of the aforementioned type which starts at a flexible starting point for a precise introduction of the programmed machining process, namely directly in front of the workpiece, and in which the unstable behavior of all parts in motion is eliminated.
  • 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, independently and unaffected by fibrations. It is also irrelevant what material the workpiece is made of and, in addition, that now only the grinding or cutting wheel receives a linear feed during the machining process, but all other actuators are brought into a rigid connection state, any vibrations transferred to actuators can occur no longer have a negative impact.
  • the automatic cast plaster grinding machine for processing a cast workpiece 1 comprises a machine stand 10 on which can be moved vertically, horizontally and against one another Tensioning means 5 and 6 are supported for the cast workpiece 1.
  • the actuating means here 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 means of slides 4 on the casting 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 passes to 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.
  • 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.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft 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, wobei mindestens der Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trennscheibe mittels werkstückabhängigen Steuerdaten programmgesteuert ist.
  • Eine solche Gussputzschleifmaschine ist aus der DE-A-2204159 bekannt. Bei dieser Maschine bestimmen die beim Schleifen des Werkstückes durch das Schleifwerkzeug ändernden Drehzahlen des Motors die relative Zustellgeschwindigkeit zwischen Schleifscheibe und Werkstück.
  • Die Signalgewinnung setzt hierbei aber immer ein Berühren zwischen Schleifscheibe und Gusswerkstück voraus, was einer präzisen Steuerung durch ein Vorab-Signal entgegensteht.
  • Zwar ist durch die DE-A-310 55 78 eine zum Werkstück relative Positionserkennung bekannt, wobei aber ein Teil der Programmsteuerung der Werkzeugbewegung ebenfalls am Berührungspunkt zwischen Werkzeug und Schleifscheibe startet, was zu grossen Abweichungen führt, je nach unterschiedlicher Einspannung des Werkzeuges.
  • Zudem zeigen die Gussputzschleifmaschinen der bekannten Art ein instabiles Verhalten aller in Bewegungsverbindung stehenden Teile, was die Fibrationsanfälligkeit und damit eine unpräzise Steuerung erhöht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Gussputzschleifmaschine der vorgenannten Art, die für eine präzise Einleitung des programmierten Bearbeitungsvorganges an einem flexiblen Ausgangspunkt, nämlich unmittelbar vor dem Werkstück startet und bei der das instabile Verhalten aller in Bewegungsverbindung stehenden Teile aufgehoben wird.
  • Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass
    • a) die Festspannmittel gegen den Maschinenständer über Isolationsmittel und die Schleif-und/oder Trennscheibe gegen den Werkzeughalter über Isolationsmittel elektrisch isoliert sind;
    • b) die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) elektrisch leitend ausgebildet ist;
    • c) die Schleif- und/oder Trennscheibe und die Festspannmittel resp. das zwischen diesen eingespannte Gusswerkstück mit einem regelbaren Hochspannungsgenerator und einer, ein Steuersignal liefernden Zündstrom-Auswertschaltung in Serie geschaltet sind; und
    • d) die Zündspannung des zwischen der Schleif- oder Trennscheibe und dem Gusswerkstück aufbaubaren regelbaren Hochspannungspotentials ein Steuersignal bewirkt, das einen programmgesteuerten linearen Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trennscheibe einleitet und gleichzeitig alle anderen Stellmittel der Gussputzschleifmaschine in starren Verbindungszustand bringt; wobei
    • e) die Stellmittel für die Schlittenmittel resp. Festspannmittel zentral ansteuerbare und feststellbare Stellmotoren resp. Hydraulikzylinder sind.
  • 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, und zudem 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.
  • 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 Maschinenständer 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 Verbindungszustand 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 (1)

  1. 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, wobei mindestens der Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trennscheibe mittels werkstückabhängigen Steuerdaten programmgesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) 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;
    b) die Schleif- und/oder Trennscheibe (2) elektrisch leitend ausgebildet ist;
    c) 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; und
    d) die Zündspannung des zwischen der Schleif- oder Trennscheibe und dem Gusswerkstück aufbaubaren regelbaren Hochspannungspotentials ein Steuersignal bewirkt, das einen programmgesteuerten linearen Arbeitsvorschub der Schleif- oder Trennscheibe einleitet und gleichzeitig alle anderen Stellmittel der Gussputzschleifmaschine in starren Verbindungszustand bringt; wobei
    e) die Stellmittel für die Schlittenmittel (4) resp. Festspannmittel (5,6) zentral ansteuerbare und feststellbare Stellmotoren resp. Hydraulikzylinder (40,45, 42,42' ,43,44) sind.
EP19900104858 1989-03-29 1990-03-15 Vorrichtung zum Steuern einer automatischen Gussputzmaschine Expired - Lifetime EP0389871B1 (de)

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EP0389871A2 EP0389871A2 (de) 1990-10-03
EP0389871A3 EP0389871A3 (de) 1991-02-06
EP0389871B1 true EP0389871B1 (de) 1994-09-14

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