CH622457A5

CH622457A5 -

Info

Publication number: CH622457A5
Application number: CH1323477A
Authority: CH
Inventors: Alfred Dipl Ing Kolb
Original assignee: Kolb Alfred
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1977-10-31
Publication date: 1981-04-15
Also published as: IT1085294B; DE2654404C2; DE2654404A1; FR2372678A1; US4167082A; JPS5634426B2; GB1549892A; JPS5369996A; FR2372678B1

Description

Die Erfindung betrifft eine automatisch steuerbare Projektionsformenschleifmaschine mit einem längs zweier senkrecht aufeinanderstehender Achsen verschieblichen Schleifscheibensupport, mit Handbetätigungselementen zum Verschieben dieses Supports und mit einer optischen Projektionseinrichtung zur Abbildung der Schleifscheibe und des zu bearbeitenden Werkstückes auf einer Projektionsfläche.

Bei bekannten Projektionsformenschleifmaschinen werden ein Bild der Schleifscheibe und ein Bild des Werkstückes ver-grössert auf einem Projektionspult abgebildet, so dass man die Eingriffsstelle der Schleifscheibe genau beobachten kann. Auf dem Projektionsbild ist auf einem durchsichtigen Träger in entsprechender Vergrösserung die Sollformlinie aufgezeichnet, also die gewünschte Kontur des Werkstückes, Mittels einer Handansteuerung, beispielsweise zweier Handräder, wird die Schleifscheibe, etwa auf einem Kreuzsupport, derartig verschoben, dass das Bild der Schleifscheibe auf dem Projektionsschirm genau der Sollformlinie folgt. Dabei wird die Sollform in entsprechender Verkleinerung in das Werkstück eingeschliffen. Die mit derartigen bekannten Projektionsformenschleifmaschinen erzielbaren Genauigkeiten liegen in der Grössen-ordnung von einem Tausendstelmillimeter, es handelt sich also um hochpräzise Vorrichtungen.

Um das Verschieben der Schleifscheibe während des Bearbeitungsvorganges zu automatisieren, ist es bereits bekannt, die Sollformlinie oder eine entsprechende Steuerlinie mit Hilfe einer Fotozelle abzutasten und deren Bewegung zur Steuerung des Schleifscheibensupports zu verwenden. Diese Steuerung hat den Nachteil, dass sie für einen programmierten Betrieb einer Projektionsformenschleifmaschine wenig geeignet ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Projektionsformenschleifmaschine der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, dass eine programmierte Steuerung des Bearbeitungsvorganges möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zur automatischen Steuerung der Verschiebung des Supportes eine numerische Steuerung vorgesehen und auf der Projektionsfläche eine Markierung für die Ausgangsstellung der Schleifscheibe aufgezeichnet ist.

Es ist zwar bereits bekannt, Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise Drehmaschinen oder Fräsmaschinen, numerisch zu steuern. Eine Übertragung einer solchen Steuerung auf eine Projektionsformenschleifmaschine ist jedoch nicht ohne weiteres möglich. Wesentlich für eine numerische Steuerung ist nämlich, dass Werkzeug und Werkstück vor Beginn des automatischen Steuervorganges in einer bestimmten relativen Position zueinanderstehen, damit die numerische Steuerung die Bewegung des Supports von einer ganz bestimmten Ausgangslage aus steuert. Bei üblichen Werkzeugmaschinen ist es relativ leicht, die relative Stellung von Werkstück und Werkzeug zu Beginn des Arbeitsvorganges auszumessen, zum Beispiel mit Lehren. Bei Projektionsformenschleifmaschinen, bei denen mit einer Genauigkeit von weniger als einem Tausendstelmillimeter gearbeitet wird, ist eine solche Relativpositionierung zu Beginn des Steuervorganges jedoch nicht möglich.

Der Einsatz der numerischen Steuerung für Projektionsformenschleifmaschinen gemäss der Erfindung wird erst dadurch ermöglicht, dass auf dem Projektionsschirm eine Bezugsmarkierung für das Schleifscheibenbild angeordnet ist, welche die Stellung des Schleifscheibenbildes und damit der Schleifscheibe relativ zu der Sollformlinie vor Beginn des Steuervorganges angibt.

Diese Markierung kann gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dem Umriss des Schleifscheibenbildes entsprechen.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, vereinfachte Ansicht einer numerisch gesteuerten Projektionsformenschleifmaschine gemäss der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen auf den Projektionsschirm auflegbaren Träger,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Projektionsschirm nach Fig. 1 mit der Positionierung der Schleifscheibe in die Ausgangsstellung für die numerische Steuerung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Projektionsschirm während des Arbeitsablaufes,

Fig. 5 eine schematische Schaltanordnung zum Betreiben der Projektionsformenschleifmaschine mittels der numerischen Steuerung,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 5 mit einer reinen Handsteuerung und

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6 mit gleichzeitiger numerischer Steuerung und Handsteuerung.

Die Projektionsformenschleifmaschine umfasst ein auf einem Support 1 befestigtes Werkstück 2, welches von einer

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auf einem Kreuzsupport 3 gelagerten Schleifscheibe 4 bearbeitet wird (Fig. 1). Die Eingriffsstelle der Schleifscheibe 4 am Werkstück 2 wird mittels einer eine Lichtquelle 5, ein Objektiv 6 sowie Umlenkspiegel 7, 8 und 9 umfassenden Projektions Vorrichtung auf einen Projektionsschirm 10 projiziert. Auf dem Projektionsschirm ist ein durchsichtiger Träger 11 aufgelegt, der eine Sollformlinie 12 und eine Schleifscheibenmarkierung 13 aufweist.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Schleifscheibenmarkierung 13 dieselbe Form wie das Bild 4' der auf der Projektionsfläche abgebildeten Schleifscheibe.

Zum Verschieben der Schleifscheibe 4 gegenüber dem Werkstück 2 ist der Kreuzsupport mit zwei in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Stellmotoren 14, 15 ausgestattet. Diese können beispielsweise als Schrittmotoren oder als Servomotoren ausgebildet sein. Jeder der beiden Stellmotoren ist für die Verschiebung der Schleifscheibe bezüglich einer Richtung zuständig. Gemäss-der Erfindung werden die beiden Stellmotoren von einer numerischen Steuerung an sich bekannter Bauart angesteuert und betrieben, die in Fig. 1 summarisch in Form eines Steuerkastens 16 dargestellt ist. Die Stellmotoren 14 und 15 sind über Leitungen 17 bzw. 18 mit dem Steuerkasten 16 verbunden.

Zwei Handbetätigungselemente, im Ausführungsbeispiel zwei Handräder 19 und 20, sind in der Nähe des Projektionsschirmes 10 derart angeordnet, dass eine Bedienungsperson beim Verdrehen der Handräder den Projektionsschirm 10 im Auge haben kann. Jedes der Handräder betätigt einen Winkelschrittgeber 21, 22, die über Leitungen 23 bzw. 24 ebenfalls mit dem Steuerkasten 16 verbunden sind. Der Steuerkasten 16 weist in der Zeichnung nichtdargestellte Umschalter auf, mit denen, wie dies in den Fig. 3-5 schematisch dargestellt ist, entweder nur die numerische Steuerung oder nur die den Handrädern 19 und 20 zugeordneten Winkelschrittgeber 21 bzw. 22 oder sowohl die numerische Steuerung als auch die Winkelschrittgeber 21 und 22 über die Leitungen 17 und 18 mit den Stellmotoren 14 bzw. 15 verbunden werden können.

Im Betrieb der erfindungsgemässen Projektionsformenschleifmaschine wird zunächst ein Träger 11 mit der Sollformlinie 12 und der Schleifscheibenmarkierung 13 auf den Projektionsschirm 10 aufgelegt. Dann wird das vorgeformte Werkstück so auf dem Support 1 festgespannt, dass seine Umrisse 2' auf dem Projektionsschirm unterhalb der Sollformlinie 12 erscheinen (Fig. 3 und 4). Als weiterer Schritt erfolgt eine Positionierung der Schleifscheibe 4 und damit des Schleifscheibenbildes 4' relativ zum Werkstück bzw. zum Werkstückbild 2'. Dazu werden die Winkelschrittgeber 21 und 22 in der in Fig. 6 dargestellten Weise mit den Stellmotoren 14 und 15 verbunden, so dass nun durch Drehen der Handräder 19 und 20 eine

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Verschiebung der Schleifscheibe erfolgt. Diese wird so positioniert, dass sie genau mit der Schleifscheibenmarkierung übereinstimmt, dass also die Markierung den Umriss des Schleifscheibenbildes bildet. Damit befindet sich die Schleifscheibe in der Ausgangsposition, für welche die numerische Steuerung programmiert ist. Die Verbindungen werden nun entsprechend der Darstellung in Fig. 5 derart gestaltet, dass die Stellmotoren 14 und 15 mit der numerischen Steuerung verbunden sind. Diese wird in an sich bekannter Weise in Gang gesetzt und _ verfährt die Schleifscheibe von der Ausgangsposition in die Bearbeitungsstellung. Auf dem Projektionsschirm 10 kann gleichzeitig beobachtet werden, wie die Schleifscheibe das Werkstück bearbeitet, wobei das Schleifscheibenbild exakt an der Sollformlinie 12 entlangfährt. Bei richtiger Bearbeitung fallen der Rand des bearbeiteten Werkstückes und die Sollformlinie auf dem Projektionsschirm zusammen.

Sollten bei dieser Bearbeitungsweise Abweichungen von der Sollform auftreten, was beispielsweise auf eine Abnützung der Schleifscheibe zurückzuführen sein kann, wird die Vorrichtung in den in Fig. 7 dargestellten Schaltzustand überführt, die Stellmotoren 14 und 15 werden also gleichzeitig mit der numerischen Steuerung und mit den zugeordneten Winkelschrittgebern verbunden. Es ist dadurch möglich, der numerischen Steuerung durch Handbetätigung der Räder 19 und 20 ein weiteres Steuersignal zu überlagern, also neben der Bewegung der Schleifscheibe aufgrund der numerischen Steuerung eine willkürliche Zusatzbewegung der Schleifscheibe durch Betätigen der Räder 19 und 20 herbeizuführen. Damit können auch während des Bearbeitungsvorganges etwa auftretende Abweichungen von der Sollformlinie sofort korrigiert werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Projektionsformenschleifmaschine liegt darin, dass Abnützungen der Schleifscheibe weitgehend dadurch kompensiert werden, dass vor jedem neuen Bearbeitungsgang die Schleifscheibe in die Ausgangsstellung positioniert wird, wobei eine Deckungsgleichheit von Schleifscheibenbild und Schleifscheibenmarkierung auf dem Projektionsschirm herbeigeführt wird. Dies garantiert, dass auch bei Abnützung der Schleifscheibe beim nächsten Bearbeitungsvorgang von der tatsächlichen Schleifscheibenoberfläche ausgegangen wird und nicht von der ursprünglichen.

Dadurch, dass die Anfangsjustierung der Schleifscheibe aufgrund der starken Vergrösserung des Schleifscheibenbildes auf dem Projektionsschirm mit äusserster Genauigkeit durchgeführt werden kann, wird es erst möglich, eine numerische Steuerung der Schleifscheibe mit der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Denn nur dadurch ist der Ausgangspunkt der Steuerung mit der erforderlichen Präzision einstellbar.

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2 Blatt Zeichnungen

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622 457 PATENTANSPRÜCHE

1. Atomatisch steuerbare Projektionsformenschleifmaschine mit einem längs zweier senkrecht aufeinanderstehender Achsen verschieblichen Schleifscheibensupport, mit Handbetätigungselementen zum Verschieben dieses Supportes und mit einer optischen Projektionseinrichtung zur Abbildung der Schleifscheibe und des zu bearbeitenden Werkstückes auf einer Projektionsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Steuerung der Verschiebung des Supportes (3) eine numerische Steuerung vorgesehen ist und auf der Projektionsfläche (10) eine Markierung (13) für die Ausgangsstellung der Schleifscheibe (4) aufgezeichnet ist.

2. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (13) dem Um-riss des Schleifscheibenbildes entspricht.

3. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollformlinie (12) des Werkstückes (2) und die Markierung (13) für die Ausgangsstellung der Schleifscheibe (4) auf einem gemeinsamen, durchsichtigen, auf die Projektionsfläche (10) auflegbaren Träger (11) aufgezeichnet sind.

4. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schleifscheibensupport (3) Antriebsmittel (14,15) zugeordnet sind, die wahlweise entweder von den Handbetätigungselementen (19, 20) oder von der numerischen Steuerung oder von beiden gleichzeitig betätigbar sind.

5. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel Stellmotoren (14,15) umfassen.

6. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmotoren (14,15) als Schrittmotoren ausgebildet sind.

7. Projektionsformenschleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmotoren (14,15) als Servomotoren ausgebildet sind.

8. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Handbetätigungselementen (19, 20) Winkelschrittgeber (21, 22) zugeordnet sind, die elektrische Signale zum Steuern der Stellmotoren (14,15) erzeugen.

9. Projektionsformenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmotoren (14,15) von der numerischen Steuerung betätigbar sind.