EP1331062A1 - Schleifmaschine mit Schleifscheibenbürste, Verfahren zur Verwendung einer Schleifscheibenbürste - Google Patents

Schleifmaschine mit Schleifscheibenbürste, Verfahren zur Verwendung einer Schleifscheibenbürste Download PDF

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EP1331062A1
EP1331062A1 EP02001732A EP02001732A EP1331062A1 EP 1331062 A1 EP1331062 A1 EP 1331062A1 EP 02001732 A EP02001732 A EP 02001732A EP 02001732 A EP02001732 A EP 02001732A EP 1331062 A1 EP1331062 A1 EP 1331062A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
wheel
grinding wheel
brush
cleaning
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02001732A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Dr. Ing. Bartelt
Gaetano Campisi
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.)
Klingelnberg AG
Original Assignee
Oerlikon Geartec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Geartec AG filed Critical Oerlikon Geartec AG
Priority to EP02001732A priority Critical patent/EP1331062A1/de
Publication of EP1331062A1 publication Critical patent/EP1331062A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B24B49/00—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
    • 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
    • B24B53/007—Cleaning of grinding wheels
    • 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
    • B24B53/08—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels controlled by information means, e.g. patterns, templets, punched tapes or the like
    • B24B53/085—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels controlled by information means, e.g. patterns, templets, punched tapes or the like for workpieces having a grooved profile, e.g. gears, splined shafts, threads, worms

Definitions

  • the present invention relates to grinding machines and methods for cleaning those used in such a machine Grinding wheel.
  • the diamond grinding wheels become one Grinding machine cleaned manually.
  • the grinding process interrupted to gain access to the grinding wheel to be cleaned.
  • the grinding wheel is used, for example, using a suitable brush cleaned manually.
  • Such cleaning is necessary from time to time because the grinding wheel clogs and a higher process force is required, to get the desired grinding effect.
  • a dirty diamond grinding wheel can be recognized by the fact that it changes color. That's because Soiling that gets caught between the diamonds, for example.
  • the tasks are accomplished by a device according to claim 1, or by a method which the in claim 10 comprises specified steps, or by a given in claim 15 Software module solved.
  • the invention is based on the knowledge that diamond grinding wheels and some other grinding wheels are not dressable. Of It is also important to note that some of these are used today coming grinding machines with a dressing device as standard are equipped, which are not used for non-dressable grinding wheels come.
  • this is usually present Dressing disc, which is part of the dressing device, by a special Brush disc replaced. From time to time, the brush disc can over the Control of the dressing unit brought up to the diamond grinding wheel in order to be able to clean them in a controlled and precisely defined manner. It is note that a relative rotation is carried out so that on Circumference of the diamond grinding wheel is either faster or faster moved more slowly.
  • the invention is for profile grinding machines, such as for Gear cutting machines suitable.
  • the invention can advantageously in Processing machines are used as they are in numerous industrial and Manufacturing companies are used.
  • a first embodiment of the invention is related described with Figures 1A and 1B. Part of one is shown Grinding machine 10, in which a diamond grinding wheel 11 above a Dressing device 12 is arranged. The grinding wheel 11 sits on a Adapter 13 and a grinding spindle 14.
  • the dressing unit 12 includes one Drive 15 and a dressing spindle 16. Instead of the machine with a To equip the dressing wheel, a brush wheel 17 is used. The entire arrangement sits on or above a machine table 18.
  • the brush disk 17 is rotated from time to time by the drive 15 and brought up to the grinding disk 11. This is done in such a way that a relative movement is carried out on the circumference of the grinding wheel 11, in which the brushes of the brush wheel 17 clean the grinding wheel 11.
  • the relative movement is defined by the speed n B of the brush wheel, the speed n S of the grinding wheel, the diameter of the brush and grinding wheel, and the direction of rotation of the two wheels.
  • a brush disc 20, which is particularly suitable for use in a The machine 10 according to the invention is suitable in FIGS. 2A and 2B shown. It can be seen in the section in FIG. 2A that the brush disk 20 has a annular inner part 21 which carries the brushes 22.
  • the Inner diameter A of the annular inner part 21 is chosen so that the Brush disk 20 easily on the dressing spindle 16 of a grinding machine 10 can be assembled. If this is not possible, an adapter for Adjust the diameter to be used.
  • the annular inner part 21 typically has one Inner diameter A between 20mm and 100mm. Preferably, the Inner diameter A between 40mm and 80mm.
  • the diameter B is like this chosen that the wall thickness (A-B) / 2 of the annular inner part 21 a offers sufficient stability.
  • the diameter is typically B between 40mm and 120mm and preferably between 50mm and 90mm.
  • the Length of the brushes (C-B) / 2 is depending on the material of the brushes and Operating parameters (such as rotation speed, type of cleaning Grinding wheel, etc.) between 5mm and 50mm.
  • the length is preferably the brushes between 10mm and 30mm. This results in a Outside diameter C between 50mm and 220mm and preferably between 70mm and 150mm.
  • the thickness a of the annular inner part 21 is between 10mm and 50mm and preferably between 20mm and 40mm.
  • the thickness c of the Brush part 22 is that shown in FIGS. 2A and 2B Embodiment slightly less than the thickness a of the annular inner part 21.
  • the thickness c is between 8mm and 48mm and preferably between 18mm and 38mm.
  • the brushes 22 can for example made of nylon or glass fibers.
  • the diameter of the individual brush hair can be between 0.2mm and 1.5mm.
  • the diameter of the individual brush hairs is preferably approximately 1 mm. ever Depending on the area of application, the brushes 22 can be arranged in an ordered or disordered manner his.
  • a brush disk 40 can be used has different zones 41 and 42, as shown in FIG. Zone 41
  • Zone 41 can have brushes oriented in a different direction are as the brushes of zone 42.
  • the two zones 41 and 42 can with Brushes of different lengths or made of different materials his.
  • the brush disk 40 can be parallel to Rotation axis of the dressing spindle (16 in Figure 1B) that e.g. in a first Cleaning step Zone 41 is used. Then a small one Displacement along the rotation axis takes place by a second To be able to perform cleaning step with the brushes of the second zone 42.
  • FIG. 3 Another grinding machine 30 according to the invention is shown in FIG. 3 shown.
  • the system 30 according to the invention is for processing Workpieces.
  • the system 30 shown comprises a machine bed 32.
  • the workpiece to be machined (not shown) is on a rotary table 31 stored.
  • the rotary table 31 is moved by a drive.
  • This is optional Machine bed with a counterholder 33 (also called backrest) provided to better fix the workpiece on the rotary table 31.
  • a stand 34 is mounted on the machine bed 32.
  • the stand 34 can can be moved by a drive in the Y direction.
  • the stand 34 carries one Feed carriage 35 with a swivel device 36 on which a grinding spindle 37 is attached with a grinding wheel 38.
  • the grinding wheel 38 can a drive can be put into rotation D.
  • the swiveling device 36 also carries a dressing unit 39 with a brush disk 20.
  • the brush disk 20 can be driven by a drive a rotation E can be offset. It rotates around the axis of rotation P.
  • At least temporarily ground simultaneously and the grinding wheel 38 are cleaned.
  • the grinding wheel 38 continue to rotate to another side (e.g. the side that the Brush disc 20 is opposite) in a workpiece to be machined intervene and profile it.
  • the system 30 stores information that can be used to determine when, how often and how long an individual cleaning sequence is to be carried out.
  • the frequency and / or the intensity of the cleaning sequences can be increased in the case of grinding processes, which experience has shown to lead to particularly heavy contamination of the grinding wheel 38.
  • the contact pressure between grinding wheel 38 and brushing wheel 20 can be increased, and the relative speed on the circumference of grinding wheel 38 can be adjusted by setting suitable speeds n B and n S.
  • the rotating grinding wheel 38 can Execute relative movement in relation to the workpiece to be machined to to carry out a grinding process.
  • the dressing unit 39 can Relative movement of the brush wheel 20 with respect to the grinding wheel 38 carry out one with the brush disk 20 on the grinding wheel 38 Carry out cleaning process. It is important that the dressing device 39 is spatially arranged so that it does not interfere with the actual grinding process. With parallel grinding and cleaning, cleaning is ideally done on one Side of the grinding wheel 38, which faces away from the point at which the Grinding wheel 38 engages in the workpiece for grinding.
  • the dressing device has a 1-, 2- or even 3-axis Movement unit (e.g. in the form of a cross slide, e.g. by an NC servo drive can be realized) to the for cleaning the To be able to perform grinding wheel 38 necessary movements.
  • a 1-, 2- or even 3-axis Movement unit e.g. in the form of a cross slide, e.g. by an NC servo drive can be realized
  • the solution is complex and expensive.
  • the software module 50 preferably offers a graphical one User interface 71, as shown by way of example in FIG. 7, the inputs and outputs enabled via a computer screen 70.
  • the user of the Grinding machine according to the invention can be a via the software module 50 Define procedure for cleaning a grinding wheel yourself, or start, stop or modify an existing procedure.
  • the A process flow is created using the example of the flow diagram in FIG. 6 explained.
  • Step 60 First, an input mask (e.g. the input mask 71 in Figure 7) on a screen (e.g. screen 70 in Figure 7) shown.
  • an input mask e.g. the input mask 71 in Figure 7
  • a screen e.g. screen 70 in Figure 7.
  • Step 61 This input mask is preferably designed so that it supports the user in creating the process flow. Details on A process sequence is created in connection with FIG. 7 explained.
  • Step 62 After the user inputs to create the Has completed the procedure, you are asked whether the entry is complete. If no, the process branches back via branch 63 in order to make further entries enable.
  • Step 64 If the entry was finished, the process flow becomes the grinding machine or the control of the dressing unit posed.
  • the process flow can be "converted into a language", which can be processed by the control of the dressing unit.
  • Step 65 Either the process can now be done manually or by the sequence control of the actual grinding process can be started.
  • Step 66 The process sequence is then processed. This can, depending after defining the process sequence in parallel / at the same time as the grinding process, or during the set-up time. For example, the time is suitable during a robot reloads the grinder to perform cleaning.
  • the procedure can be repeated (loop), for example include that is executed repeatedly.
  • the cleaning process can either be specified by the manufacturer in the form of a software module, loaded via an interface, or - as shown in FIG. 7, for example - be newly created.
  • An input mask 71 can be used to create a corresponding software module.
  • the cleaning method is preferably composed of a number of predefined modules.
  • the input mask can specify a certain number of selection options, for example in the form of pull-down menus.
  • An example is shown in which the actual cleaning step is defined. This is done by selecting the cleaning module in the pull-down menu 73. A further selection can then be made under the Function heading in window 74. In the example shown, it was selected that the cleaning process should take place in the opposite direction. That is, the brush wheel rotates against the direction of rotation of the grinding wheel.
  • the cleaning method according to the invention can by additional Sensors are expanded.
  • a CCD camera can be used to automatically make a statement about the degree of pollution of the To be able to hit the grinding wheel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

Schleifmaschine (10) mit einer Schleifscheibe (11), die zum Bearbeiten eines Werkstücks drehbar auf einer Schleifspindel (14) montiert ist, und mit einer Abrichteinheit, die einen Antrieb (15) und eine Abrichtspindel (16) aufweist. Die Schleifmaschine (10) umfasst eine Bürstenscheibe (17) mit Bürsten, die auf der Abrichtspindel (16) montiert ist, und eine Steuerung. Die Steuerung ist so ausgelegt, dass die Bürstenscheibe (17) und die Schleifscheibe (11) relativ zueinander bewegbar sind, um die Bürsten der Bürstenscheibe (17) mit der Schleifscheibe (11) in Kontakt zu bringen. Die Bürstenscheibe (17) wird in eine Rotation versetzt, bei der die Bürsten der Bürstenscheibe (17) die Schleifscheibe (11) berühren und dadurch reinigen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifmaschinen und Verfahren zum Reinigen der in einer solchen Maschine zur Anwendung kommenden Schleifscheibe.
Stand der Technik
Es werden zahlreiche Maschinen angeboten, mit denen man mittels eines Schleifwerkzeuges ein Werkstück bearbeiten kann. Derartige Maschinen werden zum Beispiel zum sogenannten Profil- oder Formschleifen eingesetzt. Typischerweise wird das Schleifwerkzeug durch eine geeignete Maschinensteuerung so entlang des zu bearbeitenden Werkstückes bewegt, dass das gewünschte Profil bzw. die gewünscht Form erzeugt wird. Es sind Schleifmaschinen unterschiedlichster Konfiguration bekannt, bei denen eine rotierende Schleifscheibe als Schleifwerkzeug zum Einsatz kommt.
In Schleifmaschine zum Bearbeiten von Hartmetall kommen normalerweise Diamant-Schleifscheiben zur Anwendung. Derartige Schleifscheiben lassen sich nicht wirtschaftlich abrichten. Deshalb werden solche Schleifscheiben von Zeit zu Zeit aus der Maschinen entnommen und extern wieder aufbereitet. Eine solche Prozedur ist nicht nur teuer, weil das Aufbereiten der Schleifscheibe an sich kostspielig ist, sondern auch weil es durch den Einund Ausbau der Schleifscheibe zu erhöhten Nebenzeiten der Maschine kommt.
Üblicherweise werden die Diamant-Schleifscheiben einer Schleifmaschine manuell gereinigt. Zu diesem Zweck wird der Schleifprozess unterbrochen, um Zugang zu der zu reinigenden Schleifscheibe zu bekommen. Dann wird die Schleifscheibe zum Beispiel unter Einsatz einer geeigneten Bürste manuell gereinigt. Eine solche Reinigung ist von Zeit zu Zeit notwendig, da sich die Schleifscheibe zusetzt und damit eine höhere Prozesskraft erforderlich wird, um die gewünschte Schleifwirkung zu erhalten. Eine verschmutzte Diamant-Schleifscheibe ist daran zu erkennen, dass sie sich verfärbt. Das liegt an Verschmutzungen, die sich zum Beispiel zwischen den Diamanten verfangen.
Anstatt eine manuelle Reinigung vorzunehmen, kann auch eine geeignete Flüssigkeit, z.B. eine Emulsion oder ein Schleiföl, mit hohem Druck aufgespritzt werden, um die Diamantscheibe zu reinigen.
Diese bekannten Verfahren weisen zahlreiche Nachteile auf. Während dem Reinigen der Schleifscheibe kann eine Schleifmaschine nicht produktiv eingesetzt werden. Dadurch reduziert sich die Verfügbarkeit der Maschine. Dies ist besonders bei aufwendigen Maschinen mit entsprechend hohem Investitionsbedarf von grossem Nachteil. Ausserdem reduziert sich die Produktivität der Maschinen durch die für das Reinigen notwendige Nebenzeit.
Es ist Gegenstand der Erfindung einen Ansatz zum Reinigen einer Diamant-Schleifscheibe bereit zu stellen, der die bekannten Nachteile reduziert bzw. ganz umgeht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Reduzieren der durch das Reinigen der Schleifscheibe verursachten Nebenzeit bereit zu stellen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereit zu stellen, deren durch das Reinigen der Schleifscheibe verursachte Nebenzeit reduziert ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine entsprechende Software bereit zu stellen.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1, bzw. durch ein Verfahren, das die im Anspruch 10 angegebenen Schritte umfasst, bzw. durch ein in Anspruch 15 gegebenes Softwaremodul gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass Diamant-Schleifscheiben und einige andere Schleifscheiben nicht abrichtbar sind. Des Weiteren ist wichtig anzumerken, dass einige der heutzutage zum Einsatz kommenden Schleifmaschinen standardmässig mit einer Abrichteinrichtung ausgerüstet sind, die bei nicht-abrichtbaren Schleifscheiben nicht zum Einsatz kommen.
Gemäss Erfindung wird diese üblicherweise vorhandene Abrichtscheibe, die Bestandteil der Abrichteinrichtung ist, durch eine spezielle Bürstenscheibe ersetzt. Von Zeit zu Zeit kann die Bürstenscheibe über die Steuerung der Abrichteinheit an die Diamant-Schleifscheibe heran geführt werden, um diese kontrolliert und genau definiert reinigen zu können. Dabei ist zu beachten, dass eine relative Rotation so ausgeführt wird, dass sich am Umfang der Diamant-Schleifscheibe die Bürstenscheibe entweder schneller oder langsamer bewegt.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Nebenzeiten durch den mit der Bürstenscheibe ausführbaren Reinigungsprozess nicht oder nur unwesentlich erhöht werden. Vergleicht man den erfindungsgemässen Ansatz mit den konventionellen Verfahren, dann wird die Nebenzeit sogar drastisch reduziert.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass sie auch für andere Schleifscheiben eingesetzt werden kann, die nicht abrichtbar sind. Die Erfindung eignet sich auch zum Reinigen von Topfscheiben.
Es ist ein Vorteil eines der erfindungsgemässen Verfahren, dass der Schleifvorgang zum Reinigen nicht oder nur kurzzeitig unterbrochen werden muss. Dadurch steht die Maschinen während einer längeren Hauptzeit zur Verfügung, was einen positiven Einfluss auf die Produktivität hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung bilden die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 9.
Weitere vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Ansprüchen 11 bis 14 widergegeben.
Vorteilhafte Ausführungen des Softwaremoduls sind den Ansprüchen 16 und 17 zu entnehmen.
Die Erfindung ist für Profilschleifmaschinen, wie zum Beispiel für Verzahnungsmaschinen geeignet. Die Erfindung kann vorteilhafter Weise in Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden, wie sie in zahlreichen Industrie- und Fertigungsbetrieben zum Einsatz kommen.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
FIG. 1A
eine Detailansicht einer ersten Schleifmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 1B
eine schematische Schnittdarstellung der ersten Schleifmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 2A
eine schematische Ansicht einer ersten Bürstenscheibe gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 2B
eine schematische Schnittdarstellung der ersten Bürstenscheibe gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 3
eine weitere Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 4
eine schematische Ansicht einer weiteren Bürstenscheibe gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 5
ein schematische Darstellung eines Softwaremoduls gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 6
ein schematische Darstellung eines Flussdiagramms zur Erstellung eines Verfahrensablaufs gemäss der vorliegenden Erfindung;
FIG. 7
ein schematische Darstellung einer Eingabemaske gemäss der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben. Gezeigt ist ein Teil einer Schleifmaschine 10, bei der eine Diamant-Schleifscheibe 11 oberhalb einer Abrichteinrichtung 12 angeordnet ist. Die Schleifscheibe 11 sitzt auf einem Adapter 13 und einer Schleifspindel 14. Die Abrichteinheit 12 umfasst einen Antrieb 15 und eine Abrichtspindel 16. Anstatt die Maschine mit einer Abrichtscheibe auszustatten, kommt eine Büstenscheibe 17 zum Einsatz. Die gesamte Anordnung sitzt auf einem oder oberhalb eines Maschinentischs 18.
Gemäss Erfindung wird die Bürstenscheibe 17 von Zeit zu Zeit durch den Antrieb 15 in Rotation versetzt und an die Schleifscheibe 11 herangeführt. Dies erfolgt in einer Art und Weise, dass am Umfang der Schleifscheibe 11 eine Relativbewegung ausgeführt wird, bei der die Bürsten der Bürstenscheibe 17 die Schleifscheibe 11 reinigen. Die Relativbewegung definiert sich durch die Drehzahl nB der Bürstenscheibe, die Drehzahl nS der Schleifscheibe, den Durchmesser der Bürsten- und der Schleifscheibe, sowie der Drehrichtung der beiden Scheiben.
Eine Bürstenscheibe 20, die besonders für den Einsatz in einer erfindungsgemässen Maschine 10 geeignet ist, ist in den Figuren 2A und 2B gezeigt. Im Schnitt in Figur 2A ist zu erkennen, dass die Bürstenscheibe 20 einen ringförmigen Innenteil 21 umfasst, der die Bürsten 22 trägt. Der Innendurchmesser A des ringförmigen Innenteils 21 ist so gewählt, dass die Bürstenscheibe 20 problemlos auf der Abrichtspindel 16 einer Schleifmaschine 10 montiert werden kann. Falls dies nicht möglich ist, so kann ein Adapter zum Anpassen der Durchmesser zum Einsatz kommen.
Der ringförmigen Innenteil 21 hat typischerweise einen Innendurchmesser A zwischen 20mm und 100mm. Vorzugsweise liegt der Innendurchmesser A zwischen 40mm und 80mm. Der Durchmesser B ist so gewählt, dass die Wandstärke (A-B)/2 des ringförmigen Innenteils 21 eine ausreichende Stabilität bietet. Typischerweise beträgt der Durchmesser B zwischen 40mm und 120mm und vorzugsweise zwischen 50mm und 90mm. Die Länge der Bürsten (C-B)/2 beträgt je nach Material der Bürsten und den Einsatzparametern (wie Drehgeschwindigkeit, Art der zu reinigenden Schleifscheibe, etc.) zwischen 5mm und 50mm. Vorzugsweise beträgt die Länge der Bürsten zwischen 10mm und 30mm. Daraus ergibt sich ein Aussendurchmesser C zwischen 50mm und 220mm und vorzugsweise zwischen 70mm und 150mm. Die Dicke a des ringförmigen Innenteils 21 beträgt zwischen 10mm und 50mm und vorzugsweise zwischen 20mm und 40mm. Die Dicke c des Bürstenteiles 22 beträgt in der in den Figuren 2A und 2B gezeigten Ausführungsform etwas weniger als die Dicke a des ringförmigen Innenteils 21. Die Dicke c beträgt zwischen 8mm und 48mm und vorzugsweise zwischen 18mm und 38mm.
Zur Herstellung des ringförmigen Innenteils 21 sind Kunststoffmaterialen, wie zum Beispiel PE gut geeignet. Die Bürsten 22 können zum Beispiel aus Nylon oder aus Glasfasern gefertigt sein. Der Durchmesser der einzelnen Bürstenhaare kann zwischen 0,2mm und 1,5mm betragen. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der einzelnen Bürstenhaare ca. 1mm. Je nach Einsatzgebiet können die Bürsten 22 geordnet oder ungeordnet angeordnet sein.
Es kann eine Bürstenscheibe 40 zum Einsatz kommen, die verschiedene Zonen 41 und 42 aufweist, wie in Figur 4 gezeigt. Die Zone 41 kann zum Beispiel Bürsten aufweisen, die in eine andere Richtung ausgerichtet sind als die Bürsten der Zone 42. Oder die beiden Zonen 41 und 42 können mit Bürsten unterschiedlicher Länge oder aus unterschiedlichem Material bestückt sein. Mittels der Abrichteinheit kann man die Büstenscheibe 40 so parallel zur Rotationsachse der Abrichtspindel (16 in Figur 1B), dass z.B. in einem ersten Reinigungsschritt die Zone 41 zum Einsatz kommt. Dann kann eine kleine Verschiebung entlang der genannten Rotationsachse erfolgen, um einen zweiten Reinigungsschritt mit den Bürsten der zweiten Zone 42 ausführen zu können.
Eine weitere Schleifmaschine 30 gemäss Erfindung ist in Figur 3 gezeigt. Das erfindungsgemässe System 30 ist zur Bearbeitung von Werkstücken geeignet. Das gezeigte System 30 umfasst ein Maschinenbett 32. Das zu bearbeitende Werkstück (nicht gezeigt) wird auf einem Rundtisch 31 gelagert. Der Rundtisch 31 wird über einen Antrieb bewegt. Optional ist das Maschinenbett mit einem Gegenhalter 33 (auch Gegenständer genannt) versehen, um das Werkstück besser auf dem Rundtisch 31 fixieren zu können. Auf dem Maschinenbett 32 ist ein Ständer 34 gelagert. Der Ständer 34 kann durch einen Antrieb in Y-Richtung bewegt werden. Der Ständer 34 trägt einen Vorschubschlitten 35 mit einer Schwenkeinrichtung 36, an der eine Schleifspindel 37 mit einer Schleifscheibe 38 befestigt ist. Die Schleifscheibe 38 kann über einen Antrieb in eine Rotation D versetzt werden. Dabei rotiert sie um die Rotationsachse U. Die Schwenkeinrichtung 36 trägt auch eine Abrichteinheit 39 mit einer Bürstenscheibe 20. Die Bürstenscheibe 20 kann über einen Antrieb in eine Rotation E versetzt werden. Dabei rotiert sie um die Rotationsachse P.
Bei einem weiteren erfindungsgemässen Verfahren kann zumindest zeitweise gleichzeitig geschliffen und die Schleifscheibe 38 gereinigt werden. Beim Reinigen werden mittels der Bürstenscheibe 20 Verschmutzungen von der Schleifscheibe 38 entfernt. Während dem Reinigen kann die Schleifscheibe 38 weiter rotieren, um an einer anderen Seite (z.B. an der Seite, die der Bürstenscheibe 20 gegenüber liegt) in ein zu bearbeitendes Werkstück einzugreifen und dieses zu profilieren.
Ein weiteres Reinigungsverfahren ist in mehrere Reinigungssequenzen unterteilt. Dabei wird durch dass System 30 Information gespeichert, mittels der ermittelbar ist, wann, wie häufig und wie lange eine einzelne Reinigungssequenz auszuführen ist. Bei Schleifprozessen, die erfahrungsgemäss zu einer besonders starken Verschmutzung der Schleifscheibe 38 führen, kann die Häufigkeit und/oder die Intensität der Reinigungssequenzen erhöht werden. Es ist zum Beispiel auch möglich je nach Bedarf andere Parameter zu variieren. So kann zum Beispiel der Anpressdruck zwischen Schleifscheibe 38 und Bürstenscheibe 20 erhöht werden, die relative Geschwindigkeit am Umfang der Schleifscheibe 38 kann durch Einstellen geeigneter Drehzahlen nB und nS angepasst werden.
Durch die spezielle Anordnung der verschiedenen beweglichen Komponenten des Systems 30, kann die rotierende Schleifscheibe 38 eine Relativbewegung in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück ausführen, um einen Schleifvorgang durchzuführen. Zeitgleich kann die Abrichteinheit 39 eine Relativbewegung der Bürstenscheibe 20 bezüglich der Schleifscheibe 38 vollziehen, um mit der Bürstenscheibe 20 an der Schleifscheibe 38 einen Reinigungsvorgang durchzuführen. Wichtig ist, dass die Abrichteinrichtung 39 räumlich so angeordnet ist, dass sie den eigentlichen Schleifvorgang nicht stört. Beim parallelen Schleifen und Reinigen erfolgt das Reinigen idealerweise an einer Seite der Schleifscheibe 38, die von dem Punkt abgewandt ist, an dem die Schleifscheibe 38 zum Schleifen in das Werkstück eingreift.
Idealerweise weist das Abrichtgerät eine 1-, 2- oder sogar 3-achsige Bewegungseinheit (z.B. in Form eines Kreuzschlittens, der z.B. durch einen NC-Servoantrieb realisiert sein kann) auf, um die für die Reinigung der Schleifscheibe 38 notwendigen Bewegungen ausführen zu können. Eine derartige Lösung ist jedoch aufwendig und teuer.
Die Steuerung, die beim Ausführen des konventionellen Abrichtprozesses zum Einsatz kommt, kann durch Verwendung eines entsprechenden Softwaremoduls an die geänderte Situation angepasst werden. Dieses Softwaremodul 50 unterstützt eine oder mehrere der folgenden Aktionen, wie schematisch in Figur 5 gezeigt:
  • Auslösen einer Rotationsbewegung der Bürstenscheibe (Modul 51);
  • Erzeugen einer relativen Zustellbewegung (Modul 52), um die Büstenscheibe und die Schleifscheibe in kontrollierter Art und Weise miteinander in Kontakt zu bringen;
  • Anpassen der Reinigungsdauer je nach Verschmutzungsgrad der Schleifscheibe (Modul 53);
  • Durchführen einer kurzen Reinigungssequenz (Modul 54);
  • Durchführen einer intensiven Grundreinigung (Modul 55);
  • Wechseln der Bürstenscheibe (Modul 56);
  • etc.
Vorzugsweise bietet das Softwaremodul 50 eine grafische Benutzeroberfläche 71, wie beispielhaft in Figur 7 gezeigt, die Ein- und Ausgaben über einen Computerbildschirm 70 ermöglicht. Der Benutzer der erfindungsgemässen Schleifmaschine kann über das Softwaremodul 50 einen Verfahrensablauf für das Reinigen einer Schleifscheibe selbst definieren, oder einen existierenden Verfahrensablauf starten, stoppen oder modifizieren. Das Erstellen eines Verfahrensablaufs wird am Beispiel des Flussdiagrams in Figur 6 erklärt.
Schritt 60: Als erstes wird eine Eingabemaske (z.B. die Eingabemaske 71 in Figur 7) auf einem Bildschirm (z.B. dem Bildschirm 70 in Figur 7) dargestellt.
Schritt 61: Diese Eingabemaske ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie den Benutzer bei der Erstellung des Verfahrensablaufs unterstützt. Details zur Erstellung eines Verfahrensablaufs werden im Zusammenhang mit Figur 7 erläutert.
Schritt 62: Nachdem der Benutzer Eingaben zum Erstellen des Verfahrensablauf getätigt hat, wird gefragt, ob die Eingabe beendet ist. Falls nein, so verzweigt der Ablauf über den Zweig 63 zurück, um weitere Eingaben zu ermöglichen.
Schritt 64: Falls die Eingabe beendet war, so wird der Verfahrensablauf der Schleifmaschine respektive der Steuerung der Abrichteinheit zur Verfügung gestellt. Dabei kann der Verfahrensablauf in eine "Sprache konvertiert werden", die von der Steuerung der Abrichteinheit abgearbeitet werden kann.
Schritt 65: Entweder kann der Verfahrensablauf nun manuell oder durch die Ablaufsteuerung des eigentlichen Schleifprozesses gestartet werden.
Schritt 66: Dann wird der Verfahrensablauf abgearbeitet. Dies kann, je nach Definition des Verfahrensablaufs parallel/zeitgleich mit dem Schleifprozess, oder während der Rüstzeit erfolgen. Zum Beispiel eignet sich die Zeit während der ein Roboter die Schleifmaschine neu bestückt, um das Reinigen auszuführen.
Der Verfahrensablauf kann zum Beispiel eine Wiederholung (Schleife) umfassen, die wiederholt ausgeführt wird.
Das Reinigungsverfahren kann entweder in Form eines Softwaremoduls vom Hersteller vorgegeben, über eine Schnittstelle geladen oder - wie z.B. in Figur 7 gezeigt - neu erstellt werden. Zum Erstellen eines entsprechenden Softwaremoduls, kann eine Eingabemaske 71 zur Anwendung kommen. Vorzugsweise wird das Reinigungsverfahren aus einer Anzahl vordefinierter Module zusammengesetzt. Zu diesem Zweck kann die Eingabemaske zum Beispiel in Form von Pull-Down Menüs eine gewisse Anzahl von Auswahlmöglichkeiten vorgeben. Gezeigt ist ein Beispiel, in dem der eigentliche Reinigungsschritt definiert wird. Dies geschieht, in dem im Pull-Down Menü 73 das Modul Reinigen ausgewählt wird. Dann kann unter der Rubrik Funktion im Fenster 74 eine weitere Auswahl getroffen werden. Im gezeigten Beispiel wurde ausgewählt, dass der Reinigungsprozess im Gegenlaufverfahren erfolgen soll. D.h., die Bürstenscheiben dreht sich entgegen der Drehrichtung der Schleifscheibe. Im Pull-Down Menü 75 kann als einer der Parameter die Drehzahl nB eingegeben werden (z.B. nB = 1000). Nachdem diese Schritte abgeschlossen sind, können die ausgewählten Definitionen in ein Fenster 72 kopiert werden, um eine Kontrolle der einzelnen Verfahrensschritte zu ermöglichen.
Das erfindungsgemässe Reinigungsverfahren kann durch zusätzliche Sensoren erweitert werden. Es kann zum Beispiel eine CCD Kamera eingesetzt werden, um automatisch eine Aussage über den Grad der Verschmutzung der Schleifscheibe treffen zu können.

Claims (17)

  1. Schleifmaschine (10; 30) mit einer Schleifscheibe (11; 38), die zum Bearbeiten eines Werkstücks drehbar auf einer Schleifspindel (14; 37) montiert ist und mit einer Abrichteinheit, die einen Antrieb (15; 39) und eine Abrichtspindel (16) aufweist, wobei die Schleifmaschine (10; 30)
    eine Bürstenscheibe (17; 20; 40) mit Bürsten, die auf der Abrichtspindel (16) montiert ist, und
    eine Steuerung aufweist,
    wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass
    die Bürstenscheibe (17; 20; 40) und die Schleifscheibe (11; 38) relativ zueinander bewegbar sind, um die Bürsten (22) der Bürstenscheibe (17; 20; 40) mit der Schleifscheibe (11; 38) in Kontakt zu bringen, und
    die Bürstenscheibe (17; 20; 40) in eine Rotation versetzbar ist, bei der die Bürsten (22) der Bürstenscheibe (17; 20; 40) die Schleifscheibe (11; 38) berühren und dadurch reinigen.
  2. Die Schleifmaschine (10; 30) nach Anspruch 1, wobei die Schleifscheibe (11; 38) eine nicht-abrichtbare Schleifscheibe, vorzugsweise eine Diamant-Schleifscheibe ist.
  3. Die Schleifmaschine (10; 30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bürstenscheibe (17; 20; 40) einen ringförmigen Innenteil (21) umfasst, der die Bürsten (22) trägt.
  4. Die Schleifmaschine (10; 30) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Bürsten (22) aus Nylon oder aus Glasfasern bestehen.
  5. Die Schleifmaschine (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bürstenscheibe (40) verschiedene Zonen (41, 42) aufweist, die vorzugsweise mit Bürsten unterschiedlicher Länge oder aus unterschiedlichem Material bestückt sind.
  6. Die Schleifmaschine (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass zumindest zeitweise gleichzeitig das Bearbeiten des Werkstücks mit der Schleifscheibe (11; 38) und das Reinigen der Schleifscheibe (11; 38) mit der Bürstenscheibe (17; 20; 40) erfolgen kann.
  7. Die Schleifmaschine (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass die Bürstenscheibe (17; 20; 40) im Bezug auf die Schleifscheibe (11; 38) im Gleichlauf oder im Gegenlauf betrieben werden kann.
  8. Die Schleifmaschine (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass ein Reinigungsverfahren mit mehreren Reinigungssequenzen ausführbar ist.
  9. Die Schleifmaschine (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerung ein Softwaremodul (50) umfasst, welches das Reinigungsverfahren vorgibt.
  10. Verfahren zum Reinigen einer nicht abrichtbaren Schleifscheibe (11; 38), während diese in einer Schleifmaschine (10; 30) montiert ist, mit den folgenden Schritten, die von Zeit zu Zeit ausgeführt werden:
    Heranführen einer Bürstenscheibe (17; 20; 40) an die Schleifscheibe (11; 38),
    Ausführen einer Relativbewegung entlang des Umfangs der Schleifscheibe (11; 38), bei der Bürsten (22) der Bürstenscheibe (17; 20; 40) die Schleifscheibe (11; 38) berühren, wobei die Bürstenscheibe (17; 20; 40) über einen Antrieb (15) in Rotation versetzt wird, um die Schleifscheibe (11; 38) zu reinigen indem Verschmutzungen von der Schleifscheibe (11; 38) entfernt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Schleifvorgang, der mit der Schleifscheibe (11; 38) in der Schleifmaschine (10; 30) ausgeführt wird, zum Reinigen nicht oder nur kurzzeitig unterbrochen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Ablauf des Verfahrens durch ein Softwaremodul (50) beeinflussbar ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Verfahren in mehrere Reinigungssequenzen unterteilt ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei Häufigkeit und/oder Intensität der Reinigungssequenzen je nach Verschmutzungsgrad der Schleifscheibe (11; 38) änderbar ist/sind.
  15. Softwaremodul (50) zum Einsatz in einer Schleifmaschine (10; 30), mit Modulen, bei deren Ausführung durch einen Prozessor die Durchführung einer oder mehrerer der folgenden Aktionen bewirkbar ist:
    Auslösen einer Rotationsbewegung einer Bürstenscheibe (17; 20; 40; Modul 51);
    Erzeugen einer relativen Zustellbewegung einer Bürstenscheibe (17; 20; 40) an eine Schleifscheibe (11; 38; Modul 52), um die Büstenscheibe (17; 20; 40) und die Schleifscheibe (11; 38) in kontrollierter Art und Weise miteinander in Kontakt zu bringen;
    Anpassen der Reinigungsdauer je nach Verschmutzungsgrad der Schleifscheibe (11; 38; Modul 53);
    Durchführen einer kurzen Reinigungssequenz (Modul 54);
    Durchführen einer intensiven Grundreinigung (Modul 55);
    Wechseln der Bürstenscheibe (17) (Modul 56).
  16. Softwaremodul (50) nach Anspruch 15, zum Bereitstellen einer grafische Benutzeroberfläche (71), die Ein- und Ausgaben über einen Computerbildschirm (70) ermöglicht.
  17. Softwaremodul nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Softwaremodul (50) in der Schleifmaschine (10; 30) vorgegeben ist, über eine Schnittstelle in die Schleifmaschine (10; 30) ladbar ist, oder durch einen Benutzer erstellbar ist.
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