EP2147745A1 - Superfinishmaschine mit Schleifband und Verfahren zum Betrieben einer Superfinishmaschine - Google Patents

Superfinishmaschine mit Schleifband und Verfahren zum Betrieben einer Superfinishmaschine Download PDF

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EP2147745A1
EP2147745A1 EP08013396A EP08013396A EP2147745A1 EP 2147745 A1 EP2147745 A1 EP 2147745A1 EP 08013396 A EP08013396 A EP 08013396A EP 08013396 A EP08013396 A EP 08013396A EP 2147745 A1 EP2147745 A1 EP 2147745A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
belt
abrasive belt
light barrier
abrasive
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08013396A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Dipl. Ing. Billharz
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.)
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Original Assignee
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
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 Supfina Grieshaber GmbH and Co KG filed Critical Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Priority to EP08013396A priority Critical patent/EP2147745A1/de
Priority to CN200910151148A priority patent/CN101633142A/zh
Publication of EP2147745A1 publication Critical patent/EP2147745A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency
    • 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
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/004—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor using abrasive rolled strips
    • 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
    • B24B49/12—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 optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D9/00—Wheels or drums supporting in exchangeable arrangement a layer of flexible abrasive material, e.g. sandpaper
    • B24D9/006—Tools consisting of a rolled strip of flexible material

Definitions

  • Superfinishing machines that work with a sanding belt have been known for a long time. Superfinishing is also known as short-stroke honing.
  • the abrasive belt has two tasks in the superfinishing of workpieces. First, the surface of the workpiece is machined with the sharp abrasive grains in the abrasive belt. In the course of processing, the tips of the abrasive grains wear off and the abrasive belt settles. This reduces the removal rate of the grinding belt and as a result, the surface of the workpiece is smoothed. For every workpiece a new section of unconsumed sanding belt is needed.
  • a transport device which usually includes a transport roller, driven accordingly.
  • abrasive belt In order to detect the tearing of the abrasive belt, it is common in marketed machines to guide the abrasive belt via a spring-loaded button or plunger. Due to the pre-tension of the abrasive belt, the button is held in a certain position, which is an indication of an intact abrasive belt. When the abrasive belt breaks, the plunger is moved by a spring from this position and thereby an electrical contact is interrupted or closed. This change in the position of the plunger is converted into a corresponding electrical signal and evaluated as an error message or as a message about the crack of the abrasive belt in the machine control.
  • a disadvantage of this monitoring of the abrasive belt is that a band break can only be detected if the abrasive belt breaks in the vicinity of the plunger. Namely, if the abrasive belt breaks at a different location, it may be that the remaining residual tension of the abrasive belt is still sufficient to hold the plunger in the first position, so that an error message is not issued.
  • the invention has for its object to provide an improved monitoring of the abrasive belt while minimizing the consumption of abrasive belt.
  • This object is achieved according to the invention in a superfinishing machine, with a grinding belt, with a grinding belt clamping device, with a transport device for the grinding belt and with means for monitoring the grinding belt, in that the means for monitoring the grinding belt are formed as an optical system.
  • optical system in the context of the invention means optical sensors including the subsequent evaluation of the output signals of the optical sensors.
  • optical systems are light barriers, in which a sharply focused light beam is directed onto the grinding belt, reflected by it, and the reflected light beam is detected, for example, by a photodiode or a plurality of photodiodes and converted into an output signal.
  • an image of the grinding belt can also be recorded and evaluated.
  • the optical systems have in common that they can distinguish between standstill and movement of the grinding belt. Some optical systems can additionally determine the distance traveled by the grinding belt. Since the invention does not relate to the optical system itself, but can rely on marketed products, a detailed description of the operation is omitted here. In the following, the said "optical systems" are referred to as photocell for the sake of simplicity.
  • an optical system in particular a light barrier
  • At least one light barrier is positioned at the beginning of the superfinishing machine, ie where the fresh abrasive belt is unwound from a roll, and the actual processing of the workpiece takes place between the light barrier and the transport device.
  • At least one light barrier is designed as a through-beam sensor, a particularly compact and simple design can be realized.
  • Commercially available through-beam sensors can be supplied, for example, with a diameter of twelve or eighteen millimeters as commercial products. It is then housed by screwing in such a through-beam sensor both the transmitter and the associated receiver in a housing, which simplifies the attachment and of course the wiring of the light barrier.
  • laser light in particular having a wavelength of approximately 650 nanometers, is used as the light source of the at least one light barrier.
  • the laser light has the advantage of providing a very thin beam of less than 1.5 millimeters in diameter. This makes it possible to reliably detect even the smallest movements of the grinding belt, because even with the smallest movements of the grinding belt, the reflection behavior of the grinding belt changes. Furthermore, it is possible to detect also the distance traveled by the grinding belt. As a result, additional monitoring or control functions of the superfinishing machine are possible without incurring additional costs.
  • the invention is not limited to one-way laser light barriers, but it may be other commercially available photocells, for example, have one or more LEDs as a light source, are used.
  • a clamping device for the grinding belt is provided in a further advantageous embodiment of the invention.
  • one or more known honing shells are provided in a further advantageous embodiment, over which the grinding belt is guided.
  • the object mentioned at the outset is likewise achieved by a sanding belt for finishing machines with a front side and a rear side, the abrasive material being bound on the front side, achieved by marking the sanding belt in the longitudinal direction of the sanding belt at regular intervals.
  • the markings according to the invention can be applied to the back and / or the front of the abrasive belt.
  • abrasives of the abrasive belt To use markings.
  • the roughness of the abrasive paper on the back as a marker.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a method for operating a superfinishing machine, with a grinding belt, with a grinding belt clamping device, with a transport device for the grinding belt and with at least one light barrier for monitoring the grinding belt with which the workpiece is machined the worn portion of the abrasive belt is replaced after processing a workpiece by an unconsumed portion of the abrasive belt, simultaneously detecting movement of the abrasive belt by the at least one light barrier and outputting an error message if the abrasive belt is not moving even though the transport device is active.
  • This method allows error-free detection of tape breaks, because regardless of what happens between the photocell and the transport device with the torn abrasive belt, the abrasive belt in the area of the light barrier can not be transported by the transport device arranged further back when the tape torn is.
  • Another advantage of the method according to the invention is that without additional hardware in an intact Abrasive belt, the transport movement of the abrasive belt can be detected. This makes it possible to control the transport of the abrasive belt by the transport device is switched off when the target feed of the abrasive belt is reached. The nominal feed is determined depending on the geometry of the workpiece and the honing cups. Due to the transition from a control of the abrasive belt transport according to the prior art to a control according to the invention, the safety margins during transport of the abrasive belt and thus the consumption of the abrasive belt can be significantly reduced to that. This reduces the consumption of sanding belt by up to 50%, which translates into correspondingly reduced costs for the sanding belt.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a superfinishing machine according to the invention.
  • the superfinishing machine 1 according to the invention is used in the in FIG. 1 illustrated embodiment for superfinishing a cylindrical workpiece 3, such as a bearing of a crankshaft.
  • FIG. 1 are above the honing cup 7, a clamping device 9 and a light barrier 11 according to the invention arranged. Below the honing bowl 7, the grinding belt is still deflected by various roles until it is finally passed over a transport roller 13.
  • the sanding belt 5 is pressed onto the transport roller 13. This can be done for example via a pressure roller, not shown.
  • the transport roller 13 is in the in FIG. 1 illustrated embodiment via a gear 15 and a crank 17 with a linear actuator 19 is actuated. Between the crank 17 and the gear 15 is an unillustrated freewheel available, so that the transport roller 13 can be transported by repeated actuation of the linear actuator 19 as far as desired.
  • the grinding belt 5 moves from above first past the light barrier 11 through the clamping device 9 via the honing bowl 7 and is then transported over the transport roller 13.
  • the clamping device 9 is activated, so that the grinding belt 5 can not be tightened further.
  • the transport roller 13 is acted upon in the transport direction with a predetermined torque, so that the abrasive belt 5 has a bias.
  • the workpiece 3 and the superfinishing machine 1 are moved toward each other.
  • the workpiece 3 is set in rotation and the grinding belt 5 and the honing cup 7 perform an oscillating movement in a direction which is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the light barrier 11 is activated according to the invention. If the sanding belt 5 is undamaged, the sanding belt 5 is pulled past the photocell 11 with the clamping device 9 open by the rotation of the transport wheel 13. This movement of the grinding belt is detected by the light barrier 11.
  • the light barrier 11 operates in the illustrated embodiment with a laser light source and is directed to the back of the abrasive belt 5. Due to the changed reflection behavior of the abrasive belt 5, when it is set in motion, the light barrier 11 outputs a corresponding output signal to the unillustrated control of the superfinishing machine. As a result, the controller of the superfinishing machine recognizes that the grinding belt 5 is intact.
  • the light barrier 11 according to the invention in particular when working with a laser light source, can not only provide an output signal which contains information as to whether the grinding belt 5 is moving or stationary. Rather, it is also possible to determine the path which executes the abrasive belt 5. This information can be used to control the feed of the abrasive belt 5. This means nothing else than that the sanding belt 5 is only moved by exactly the distance until the honing bowl 7 is completely covered again by unconsumed fresh sanding belt 5. Subsequently, the processing of the next workpiece 3 can take place.
  • the inventive detection of the transport of the abrasive belt 5 and the corresponding feedback or control of the transport roller 15 allows a significant reduction in consumption Sanding belt, since the sanding belt 5 can be fully utilized over its entire length.
  • conventional superfinishing machine 1 is usually worked with a safety margin of 10 - 50%, since the tape feed is only controlled and not regulated.
  • the grinding belt 5 should be torn, then the grinding belt 5 does not move past the light barrier 11 despite the open clamping device 9 and the rotating transport roller 13. As a result, the output signal of the light barrier 11 changes with respect to an intact abrasive belt 5, which is detected by the controller.
  • FIG. 2 another embodiment of a superfinishing machine according to the invention is shown.
  • the same components are provided with the same reference numerals and it is the respect FIG. 1 Said accordingly.
  • the essential difference between the embodiments according to FIG. 1 and 2 is that two honing shells 7.1 and 7.2 are used in the second embodiment and the tape guide is done differently.
  • FIG. 3 a section of the rear side of a grinding belt 5 according to the invention is shown. On the back of the abrasive belt 5 rectangular marks 21 are printed. If, instead of a light barrier 11 with a laser light source, a light barrier 11 with, for example, an LED as the light source is used, it is also possible to monitor the transport of the abrasive belt 5 with the aid of the markings 21.
  • the light source of the light barrier 11, not shown, is directed to the markings, so that during transport of the abrasive belt 5 in the longitudinal direction alternately a sequence of dark marks 21 and bright spaces 23 is transported under the light barrier 11 past. As a result, it can be firstly determined whether the sanding belt 5 is moving. By counting the markings 21 and / or the gaps 23, moreover, the path that the grinding belt 5 has been transported can be determined. The length of the marks L M and the length of the gaps 23 L Z is in FIG. 3 entered.
  • the sanding belt 5 deviates laterally, then the markings 21 move out of the working range of the light barrier 11 (not shown) so that the light barrier 11, despite the transport of the sanding belt 5, does not recognize any sequence of dark markings 21 and light gaps 23. As a result, the light barrier 11 outputs an error signal and the superfinishing machine is stopped.
  • FIG. 4 an embodiment of a method according to the invention is shown.
  • the clamping device 9 is released in a first functional block 25 and the transport device is activated. This means that, for example, the transport roller 13 is driven and driven.
  • a further block 33 it is compared whether the traveled path of the grinding belt 5 is less than or equal to a predetermined desired value. If the distance traveled by the abrasive belt 5 is greater than or equal to the target value, then in a functional block 35, the transport device is switched off and the method is ended.
  • the program branches again before the function block 31 (detecting the path of the grinding belt).
  • an error message is output in a function block 37. This error message can then trigger an audible warning signal and / or lead to a shutdown of the superfinishing machine 1 with the aid of the machine control.

Landscapes

  • 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

Es wird eine Superfinishmaschine ein Schleifband für eine Finisheinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Superfinishmaschine vorgeschlagen, mit deren Hilfe die Überwachung eines Schleifbands (5) der Superfinishmaschine möglich ist. Gleichzeitig ist auch ein geregelter Vorschub des Schleifbands (5) möglich, was erhebliche Einsparungen ermöglicht.

Description

    Stand der Technik
  • Superfinishmaschinen, die mit einem Schleifband arbeiten, sind seit langem bekannt. Das Superfinishen wird auch als Kurzhubhonen bezeichnet.
  • Das Schleifband hat bei der Superfinishbearbeitung von Werkstücken zwei Aufgaben. Zunächst wird mit den scharfen Schleifkörnern in dem Schleifband die Oberfläche des Werkstücks spanend bearbeitet. Im Verlauf der Bearbeitung nutzen sich die Spitzen der Schleifkörner ab und das Schleifband setzt sich zu. Dadurch verringert sich die Abtragleistung des Schleifbands und infolge dessen wird die Oberfläche des Werkstücks geglättet. Für jedes Werkstück wird ein neuer Abschnitt unverbrauchten Schleifbands benötigt.
  • Der dazu erforderliche Transport des Schleifbands erfolgt zwischen der Bearbeitung von zwei Werkstücken. Dazu wird eine Transporteinrichtung, die in aller Regel eine Transportrolle umfasst, entsprechend angesteuert.
  • Um das Reißen des Schleifbands erkennen zu können, ist es bei auf dem Markt befindlichen Maschinen üblich, das Schleifband über einen federbelasteten Taster oder Stößel zu führen. Durch die Vorspannung des Schleifbands wird der Taster in einer bestimmten Position gehalten, die ein Indiz für ein intaktes Schleifband ist. Wenn das Schleifband reißt, wird der Stößel von einer Feder aus dieser Position bewegt und dadurch ein elektrischer Kontakt unterbrochen oder geschlossen. Diese Änderung der Position des Stößels wird in ein entsprechendes elektrisches Signal umgesetzt und als Fehlermeldung beziehungsweise als Meldung über den Riss des Schleifbands in der Maschinensteuerung ausgewertet.
  • Nachteilig an dieser Überwachung des Schleifbands ist, dass ein Bandriss nur dann erkannt werden kann, wenn das Schleifband auch in der Nähe des Stößels reißt. Wenn nämlich das Schleifband an einer anderen Stelle reißt, kann es sein, dass die verbleibende Restspannung des Schleifbands immer noch ausreicht, um den Stößel in der ersten Position zu halten, so dass eine Fehlermeldung nicht ausgegeben wird.
  • Des Weiteren kann es auch dazu kommen, dass der Stößel, die Feder und/oder das Finishband nach einem Riss sich verklemmen und aus diesen Gründen das Reißen des Schleifbands nicht erkannt wird.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Überwachung des Schleifbands zu ermöglichen und gleichzeitig den Verbrauch von Schleifband zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Superfinishmaschine, mit einem Schleifband, mit einer Klemmeinrichtung für das Schleifband, mit einer Transporteinrichtung für das Schleifband und mit Mitteln zum Überwachen des Schleifbands dadurch gelöst, dass die Mittel zum Überwachen des Schleifbands als optisches System ausgebildet sind.
  • Unter dem Begriff "optisches System" werden im Zusammenhang mit der Erfindung optische Sensoren inklusive der anschließenden Auswertung der Ausgangssignale der optischen Sensoren verstanden. Beispiele solcher optischen Systeme sind Lichtschranken, bei denen ein scharf fokussierter Lichtstrahl auf das Schleifband gerichtet, von diesem reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl zum Beispiel von einer Photodiode oder mehreren Photodioden erfasst und in ein Ausgangssignal umgewandelt wird. Es kann aber auch ein Bild des Schleifbands erfasst und ausgewertet werden. Den optischen Systemen ist gemeinsam, dass sie zwischen Stillstand und Bewegung des Schleifbands unterscheiden können. Manche optischen Systeme können zusätzlich noch die von dem Schleifband zurückgelegte Strecke ermitteln. Da die Erfindung nicht das optische System selbst betrifft, sondern auf am Markt befindliche Produkte zurückgreifen kann, wird auf eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise an dieser Stelle verzichtet. Im Folgenden werden die genannten "optischen Systeme" zur Vereinfachung als Lichtschranke bezeichnet.
  • Durch den Einsatz eines optischen Systems, insbesondere einer Lichtschranke, ist es möglich, die Bewegung des Schleifbands zu erfassen. Wenn die Transporteinrichtung aktiv ist und gleichzeitig sich das Schleifband an der Stelle, an der die Lichtschranke angeordnet ist nicht bewegt, ist eine zweifelsfreie Erkennung eines Bandrisses möglich. Dies ist unabhängig davon, ob das gerissene Band sich verklemmt, einen nicht vorgesehenen Weg nimmt oder andere unerwartete Situationen auftreten. Dadurch wird die Erfassung von Bandrissen fehlerfreier und infolgedessen können Folgeschäden aufgrund von Bandrissen deutlich reduziert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es naturgemäß, wenn mindestens eine Lichtschranke am Anfang der Superfinishmaschine, das heißt dort, wo das frische Schleifband von einer Rolle abgewickelt wird, positioniert ist und zwischen der Lichtschranke und der Transporteinrichtung die eigentliche Bearbeitung des Werkstücks stattfindet.
  • Wenn mindestens eine Lichtschranke als Einweglichtschranke ausgebildet ist, kann eine besonders kompakte und einfache Bauweise realisiert werden. Handelsübliche Einweglichtschranken können beispielsweise mit einem Durchmesser von zwölf oder achtzehn Millimetern als handelsübliche Produkte geliefert werden. Es ist dann durch das Einschrauben einer solchen Einweglichtschranke sowohl der Sender als auch der zugehörige Empfänger in einem Gehäuse untergebracht, was die Anbringung und natürlich auch die Verkabelung der Lichtschranke vereinfacht. Es können aber auch Lichtschranken eingesetzt werden bei denen die Lichtquelle und der Empfänger auf verschiedenen Seite des Schleifbands angeordnet sind.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn als Lichtquelle der mindestens einen Lichtschranke Laserlicht, insbesondere mit einer Wellenlänge von etwa 650 Nanometer, eingesetzt wird.
  • Das Laserlicht hat den Vorteil, dass sie einen sehr dünnen Lichtstrahl von weniger als 1,5 Millimetern Durchmesser zur Verfügung stellt. Dadurch ist es möglich, auch kleinste Bewegungen des Schleifbands sicher zu erfassen, weil sich schon bei kleinsten Bewegungen des Schleifbands das Reflektionsverhalten des Schleifbands ändert. Des Weiteren ist es möglich, auch den zurückgelegten Weg des Schleifbands zu erfassen. Dadurch sind zusätzliche Überwachungs- beziehungsweise Steuerungs- und Regelungsfunktionen der Superfinishmaschine möglich, ohne zusätzliche Kosten zu verursachen.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf Einweglaserlichtschranken beschränkt, sondern es können auch andere handelsübliche Lichtschranken, die beispielsweise eine oder mehrere LEDs als Lichtquelle aufweisen, eingesetzt werden.
  • Um während der Bearbeitung des Werkstücks das Schleifband zu fixieren und eine definierte Spannung an dem Schleifband im Bereich des Werkstücks aufbringen zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine Klemmeinrichtung für das Schleifband vorgesehen.
  • Zwischen der Klemmeinrichtung und der Transporteinrichtung sind in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eine oder mehrere an sich bekannte Honschalen vorgesehen, über die das Schleifband geführt wird.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Schleifband für Finishmaschinen mit einer Vorderseite und mit einer Rückseite, wobei auf der Vorderseite das Schleifmittel gebunden ist, dadurch gelöst, dass in Längsrichtung des Schleifbands in regelmäßigen Abständen Markierungen an dem Schleifband angeordnet sind.
  • Dadurch ist es möglich, mithilfe einer Einweglichtschranke, den zurückgelegten Weg des Schleifbands zu erfassen. Dies ist dann auch möglich, wenn andere Lichtquellen als Laserlicht eingesetzt werden. Aus dem Wechsel der Ausgangssignale der Einweglichtschranke, der sich ergibt, wenn der Lichtstrahl der Lichtschranke abwechselnd eine Markierung und einen Zwischenraum zwischen zwei Markierungen erfasst, kann der Transportweg des Schleifbands ermittelt werden. Dies setzt voraus, dass der Abstand der Markierungen voneinander bekannt ist. Selbstverständlich hängt die Genauigkeit, mit der der Transportweg des Schleifbands erfasst werden kann, von den Abmessungen der Markierungen ab.
  • Es ist auch möglich, mithilfe solcher erfindungsgemäßer Markierungen auf dem Schleifband ein Schieflaufen des Schleifbands zu erkennen. Wenn nämlich das Band so weit seitlich ausweicht, dass sich die Markierungen des Bandes aus dem Abtastbereich der Lichtschranke bewegen, gibt es keine Wechsel zwischen hellen und dunklen Abschnitten des Schleifbands mehr und es kann eine entsprechende Fehlermeldung an die Steuerung der Maschine ausgegeben werden.
  • Die erfindungsgemäßen Markierungen können auf der Rückseite und/oder der Vorderseite des Schleifbands aufgebracht werden. Bei Lichtschranken mit Laserlicht als Lichtquelle ist es auch möglich, Schleifmittel des Schleifbands als Markierungen heranzuziehen. Des Weiteren ist es auch möglich, die Rauhigkeit des Schleifpapiers auf der Rückseite als Markierung auszunutzen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, die Markierungen als Durchbrüche in dem Schleifband auszubilden. Dann ist es möglich, eine Lichtschranke zu verwenden, bei der Sender und Empfänger auf gegenüber liegenden Seiten des Schleifbands angeordnet sind.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Superfinishmaschine, mit einem Schleifband, mit einer Klemmvorrichtung für das Schleifband, mit einer Transporteinrichtung für das Schleifband und mit mindestens einer Lichtschranke zum Überwachen des Schleifbands, mit dem das Werkstück bearbeitet wird, dass der verbrauchte Abschnitt des Schleifbands nach der Bearbeitung eines Werkstücks durch einen unverbrauchten Abschnitt des Schleifbands ersetzt wird, wobei zeitgleich die Bewegung des Schleifbandmittels der mindestens einen Lichtschranke erfasst wird und eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn sich das Schleifband nicht bewegt, obwohl die Transporteinrichtung aktiv ist.
  • Dieses Verfahren ermöglicht, eine fehlerfreie Erfassung von Bandrissen, da immer unabhängig davon, was zwischen der Lichtschranke und der Transporteinrichtung mit dem gerissenen Schleifband passiert, das Schleifband im Bereich der Lichtschranke nicht mehr von der weiter hinten angeordneten Transporteinrichtung transportiert werden kann, wenn das Band gerissen ist.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass ohne zusätzliche Hardware bei einem intakten Schleifband die Transportbewegung des Schleifbands erfasst werden kann. Dadurch ist es möglich, den Transport des Schleifbands zu regeln, indem die Transporteinrichtung abgeschaltet wird, sobald der Sollvorschub des Schleifbands erreicht ist. Der Sollvorschub wird abhängig von der Geometrie des Werkstücks und der Honschalen festgelegt. Durch den Übergang von einer Steuerung des Schleifbandtransports nach dem Stand der Technik zu einer erfindungsgemäßen Regelung, können die Sicherheitszuschläge beim Transport des Schleifbands und damit auch der Verbrauch des Schleifbands auf das signifikant reduziert werden. Dadurch kann der verbrauch von Schleifband um bis zu 50% reduziert werden, was sich in entsprechend verringerten Kosten für das Schleifband niederschlägt.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung in den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
    • Zeichnung
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Superfinishmaschine,
    Figur 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Superfinishmaschine,
    Figur 3
    ein Ausschnitt aus einem Schleifband mit erfindungsgemäß angebrachten Markierungen und
    Figur 4
    ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Superfinishmaschine.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Superfinishmaschine. Die erfindungsgemäße Superfinishmaschine 1 dient bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zum Superfinishen eines zylindrischen Werkstücks 3, wie zum Beispiel eines Lagers einer Kurbelwelle.
  • Die Feinbearbeitung des Werkstücks 3 erfolgt mit Hilfe eines Schleifbands 5, welches über eine Honschale 7 geführt wird. In dem in Figur 1 dargestellten Zustand befindet sich die Superfinishmaschine 1 und infolgedessen auch das Schleifband 5 nicht im Eingriff mit dem Werkstück 3.
  • In Figur 1 sind oberhalb der Honschale 7 eine Klemmeinrichtung 9 und eine erfindungsgemäße Lichtschranke 11 angeordnet. Unterhalb der Honschale 7 wird das Schleifband noch durch verschiedene Rollen umgelenkt, bis es schließlich über eine Transportrolle 13 geführt wird.
  • Im Bereich der Transportrolle 13 wird das Schleifband 5 auf die Transportrolle 13 gedrückt. Dies kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Anpresswalze erfolgen. Die Transportrolle 13 wird bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Zahnrad 15 sowie eine Kurbel 17 mit einem Linearantrieb 19 betätigt. Zwischen der Kurbel 17 und dem Zahnrad 15 ist ein nicht dargestellter Freilauf vorhanden, so dass die Transportrolle 13 durch wiederholtes Betätigen des Linearantriebs 19 beliebig weit transportiert werden kann.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle des beschriebenen Antriebs einen Elektromotor oder einen sonstigen Antrieb für die Transportrolle 13 vorzusehen.
  • Das Schleifband 5 bewegt sich von oben zuerst an der Lichtschranke 11 vorbei durch die Klemmeinrichtung 9 über die Honschale 7 und wird dann über die Transportrolle 13 transportiert.
  • Wenn nun das Werkstück 3 bearbeitet werden soll, wird die Klemmeinrichtung 9 aktiviert, so dass das Schleifband 5 nicht mehr weiter nachgezogen werden kann. Gleichzeitig wird die Transportrolle 13 in Transportrichtung mit einem vorgegebenen Drehmoment beaufschlagt, so dass das Schleifband 5 eine Vorspannung hat. In diesem Zustand werden das Werkstück 3 und die Superfinishmaschine 1 aufeinander zu bewegt. Während der Bearbeitung wird das Werkstück 3 in Rotation versetzt und das Schleifband 5 und die Honschale 7 führen eine oszillierende Bewegung in einer Richtung aus, die senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.
  • Wenn die Bearbeitung des Werkstücks 3 abgeschlossen ist, fahren Superfinishmaschine und Werkstück 3 wieder in die in Figur 1 dargestellte Position. Danach wird ein neues Werkstück 3 eingelegt und das durch die Bearbeitung verschlissene und zugesetzte Schleifband 5 ersetzt. Dies geschieht dadurch, dass die Klemmeinrichtung 9 geöffnet wird und die Transportrolle 13 um ein vorgegebenes Maß gedreht wird.
  • Gleichzeitig wird erfindungsgemäß die Lichtschranke 11 aktiviert. Wenn das Schleifband 5 unbeschädigt ist, wird das Schleifband 5 bei geöffneter Klemmeinrichtung 9 durch die Drehung des Transportrades 13 an der Lichtschranke 11 vorbeigezogen. Diese Bewegung des Schleifbands wird von der Lichtschranke 11 detektiert.
  • Die Lichtschranke 11 arbeitet im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Laserlichtquelle und ist auf die Rückseite des Schleifbands 5 gerichtet. Aufgrund des geänderten Reflexionsverhaltens des Schleifbands 5, wenn es in Bewegung gebracht wird, gibt die Lichtschranke 11 ein entsprechendes Ausgangssignal an die nicht dargestellte Steuerung der Superfinishmaschine ab. Dadurch erkennt die Steuerung der Superfinishmaschine, dass das Schleifband 5 intakt ist.
  • In diesem Fall kann die erfindungsgemäße Lichtschranke 11, insbesondere wenn sie mit einer Laserlichtquelle arbeitet, nicht nur ein Ausgangssignal bereitstellen, welches Informationen enthält, ob das Schleifband 5 sich bewegt oder feststeht. Es ist vielmehr auch möglich, den Weg, welches das Schleifband 5 ausführt, zu ermitteln. Diese Information kann zur Regelung des Vorschubs des Schleifbands 5 genutzt werden. Dies bedeutet nichts anderes, als dass das Schleifband 5 nur um genau die Strecke verschoben wird, bis die Honschale 7 wieder vollständig von unverbrauchtem frischen Schleifband 5 überdeckt ist. Anschließend kann die Bearbeitung des nächsten Werkstücks 3 erfolgen.
  • Die erfindungsgemäße Erfassung des Transports des Schleifbands 5 und die entsprechende Rückkoppelung beziehungsweise Ansteuerung der Transportrolle 15 ermöglicht eine erhebliche Verringerung des Verbrauchs an Schleifband, da das Schleifband 5 über seine gesamte Länge voll ausgenutzt werden kann. Bei herkömmlichen Superfinishmaschine 1 wird üblicherweise mit einem Sicherheitszuschlag von 10 - 50 % gearbeitet, da der Bandvorschub lediglich gesteuert und nicht geregelt wird.
  • Wenn nun das Schleifband 5 gerissen sein sollte, dann bewegt sich das Schleifband 5 trotz geöffneter Klemmeinrichtung 9 und sich drehender Transportrolle 13 nicht an der Lichtschranke 11 vorbei. In Folge dessen ändert sich das Ausgangssignal der Lichtschranke 11 gegenüber einem intakten Schleifband 5, was von der Steuerung erkannt wird. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, ein gerissenes Schleifband 5 sicher zu detektieren und eine entsprechende Fehlermeldung auszugeben, ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben und/oder die Superfinishmaschine 1 stillzusetzen.
  • In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Superfinishmaschine dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das bezüglich Figur 1 Gesagte entsprechend. Der Wesentliche Unterschied zwischen den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 und 2 besteht darin, dass zwei Honschalen 7.1 und 7.2 im zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden und die Bandführung anders erfolgt.
  • In Figur 3 ist ein Abschnitt der Rückseite eines erfindungsgemäßen Schleifbands 5 dargestellt. Auf der Rückseite des Schleifbands 5 sind rechteckige Markierungen 21 aufgedruckt. Wenn nun anstelle einer Lichtschranke 11 mit Laserlichtquelle eine Lichtschranke 11 mit beispielsweise einer LED als Lichtquelle eingesetzt wird, ist es möglich, mit Hilfe der Markierungen 21 ebenfalls den Transport des Schleifbands 5 zu überwachen.
  • Die Lichtquelle der nicht dargestellten Lichtschranke 11 ist dabei auf die Markierungen gerichtet, so dass beim Transport des Schleifbands 5 in dessen Längsrichtung abwechselnd eine Folge von dunklen Markierungen 21 und hellen Zwischenräumen 23 unter der Lichtschranke 11 vorbei transportiert wird. Dadurch kann erstens festgestellt werden, ob sich das Schleifband 5 bewegt. Durch das Zählen der Markierungen 21 und/oder der Zwischenräume 23 kann überdies der Weg, den das Schleifband 5 transportiert wurde, ermittelt werden. Die Länge der Markierungen LM und die Länge der Zwischenräume 23 LZ ist in Figur 3 eingetragen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es zusätzlich auch noch möglich, die Führung des Schleifbands zu erfassen. Wenn nämlich das Schleifband 5 seitlich ausweicht, dann wandern die Markierungen 21 aus dem Arbeitsbereich der Lichtschranke 11 (nicht dargestellt) hinaus, so dass auch die Lichtschranke 11 trotz des Transports des Schleifbands 5 keine Abfolge von dunklen Markierungen 21 und hellen Zwischenräumen 23 erkennt. Infolgedessen gibt die Lichtschranke 11 ein Fehlersignal aus und die Superfinishmaschine wird gestoppt.
  • In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start wird in einem ersten Funktionsblock 25 die Klemmeinrichtung 9 gelöst und die Transporteinrichtung aktiviert. Dies bedeutet, dass beispielsweise die Transportrolle 13 angesteuert und angetrieben wird.
  • In einem zweiten Funktionsblock 27 wird mit Hilfe der Lichtschranke 11 die Bewegung des Schleifbands 5 erfasst.
  • Anschließend wird in dem Block 29 geprüft, ob die Transporteinrichtung aktiv ist und sich gleichzeitig das Schleifband 5 bewegt. Wenn diese Abfrage ("Y") positiv ist, dann wird in einem Funktionsblock 31 der Weg, den das Schleifband 5 transportiert wird, erfasst.
  • In einem weiteren Block 33 wird verglichen, ob der zurückgelegte Weg des Schleifbands 5 kleiner oder gleich einem vorgegebenen Sollwert ist. Wenn der zurückgelegte Weg des Schleifbands 5 größer oder gleich dem Sollwert ist, dann wird in einem Funktionsblock 35 die Transporteinrichtung abgeschaltet und das Verfahren ist beendet.
  • Solange die Abfrage in dem Block 33 negativ ist, das heißt solange der tatsächlich zurückgelegte Weg des Schleifbands 5 kleiner als der Sollwert ist, verzweigt das Programm wieder vor den Funktionsblock 31 (Erfassen des Weges des Schleifbands).
  • Wenn die Abfrage in dem Funktionsblock 29 ergibt, dass die Transporteinrichtung aktiv ist und das Schleifband 5 sich nicht bewegt, dann wird in einem Funktionsblock 37 eine Fehlermeldung ausgegeben. Diese Fehlermeldung kann dann ein akustisches Warnsignal auslösen und/oder mit Hilfe der Maschinensteuerung zu einem Abschalten der Superfinishmaschine 1 führen.

Claims (15)

  1. Superfinishmaschine, mit einem Schleifband (5), mit einer Klemmeinrichtung (9) für das Schleifband (5), mit einer Transporteinrichtung (13) für das Schleifband (5) und mit Mitteln zum Überwachen des Schleifbands (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Überwachen als optisches System (11) ausgebildet sind.
  2. Superfinishmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System mindestens eine Lichtschranke (11), bevorzugt mindestens eine Einweg-Lichtschranke, umfasst.
  3. Superfinishmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle des optischen Systems beziehungsweise der mindestens einen Lichtschranke (11) Laser-Licht, insbesondere mit einer Wellenlänge von etwa 650 nm, eingesetzt wird.
  4. Superfinishmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle des optischen Systems beziehungsweise der mindestens einen Lichtschranke (11) eine oder mehrere LEDs eingesetzt werden.
  5. Superfinishmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches System beziehungsweise eine Lichtschranke (11) in Laufrichtung des Schleifbands (5) vor der Klemmeinrichtung (9) angeordnet ist.
  6. Superfinishmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches System beziehungsweise eine Lichtschranke (11) zwischen der Klemmeinrichtung (9) und der Transporteinrichtung (13) angeordnet ist.
  7. Superfinishmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifband (5) über eine oder mehrere Honschalen (7) geführt wird.
  8. Schleifband für eine Finisheinrichtung, mit einer Vorderseite und mit einer Rückseite, wobei auf der Vorderseite Schleifmittel gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Schleifbands (5) in regelmäßigen Abständen Markierungen (21) an dem Schleifband (5) angeordnet sind.
  9. Schleifband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen (21) auf der Rückseite und/oder der Vorderseite aufgedruckt sind.
  10. Schleifband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen als Durchbrüche in dem Schleifband (5) ausgebildet sind.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Superfinishmaschine, mit einem Schleifband (5), mit einer Klemmeinrichtung (9) für das Schleifband (5), mit einer Transporteinrichtung (13) für das Schleifband (5) und mit mindestens einem optischen System, insbesondere einer Lichtschranke (11), zum Überwachen des Schleifbands (5), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    Bearbeiten eines Werkstücks (3),
    Ersetzen eines verbrauchten Abschnitts des Schleifbands (5) durch einen unverbrauchten Abschnitt des Schleifbands (5) Erfassen einer Bewegung des Schleifbands (5) mittels der mindestens einen Lichtschranke (11) und Ausgabe einer Fehlermeldung, wenn sich das Schleifband (5) nicht bewegt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg des Schleifbands (5) mittels des mindestens einen optischen Systems, insbesondere der mindestens einen Lichtschranke (11), erfasst wird, und dass die Bewegung des Schleifbands (5) beendet wird, sobald ein Sollvorschub des Schleifbands (5) erreicht ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Schleifbands (5) beendet wird, indem die Klemmeinrichtung (9) aktiviert und/oder die Transporteinrichtung (13) deaktiviert wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bearbeitung des Werkstücks (3) die Klemmeinrichtung (9) aktiviert und das Schleifband (5) an einer ersten Stelle fixiert ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (13) während der Bearbeitung des Werkstücks (3) an einer zweiten Stelle des Schleifbands(5) eine Spannkraft () auf das Schleifband (5) ausübt.
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