CH622458A5

CH622458A5 -

Info

Publication number: CH622458A5
Application number: CH557977A
Authority: CH
Inventors: Mario Possati
Original assignee: Finike Italiana Marposs
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1981-04-15
Also published as: DE2718753B2; GB1563376A; IT1070157B; SE7705184L; ES458432A1; DE2718753A1; SE419055B; US4112629A; FR2350173A1; JPS6048307B2; DE2718753C3; JPS52155492A; FR2350173B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mess- und Steueranlage an einer Innenschleifmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind Innenrundschleifmaschinen bekannt, bei denen durch eine während des Bearbeitungsvorganges der zu bearbeitende Innendurchmesser des Werkstückes gemessen wird und die Schleifscheibenzustellung abhängig von den Messwerten gesteuert wird. Solche Messeinrichtungen sind insofern unvorteilhaft, als die Messungen unter ungünstigen Bedingungen vorgenommen werden, da die Messgenauigkeit durch Erwärmung, Schwingungen und Spannungen des Werkstückes sowie durch das Überspülen mit Kühlmittel leidet. Ferner verlängert sich durch die Messungen der Schleifvorgang und das Messgerät kann beim Platzen der Schleifscheibe zerstört werden. Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn die Messungen nicht unmittelbar an der Schleifmaschine, sondern in einer vorgeschalteten Messstation vorgenommen werden.

Bei einer bekannten Steueranlage der eingangs erwähnten Gattung wird in der vorgeschalteten Messstation der zu bearbeitende Durchmesser des Werkstückes, hier ein Aussen-durchmesser, gemessen. Abhängig von dem Messwert und dem Sollwert des gewünschten Durchmessers wird die Bearbeitungsdauer bestimmt und der Schleifvorgang so lange ausgeführt, bis man annimmt, dass der gewünschte Durchmesser erreicht ist (DE-OS 2 339 726).

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Anderseits ist es auch bekannt (DE-AS 1 083 149), nach der Bearbeitung in einer Nachmessstation das Werkstück zu messen, um die Schleifscheibe nachzustellen, wenn die Abmessung des Werkstückes ausserhalb eines bestimmten Wertes liegt. Weiterhin ist es bekannt (DE-AS 1 215 022), mittels einer Kontrollvorrichtung festzustellen, ob ein Werkstück auf der Werkstückaufnahme einer Rundschleifmaschine aufsitzt. Dabei erfolgt gleichzeitig auch eine Vorsortierung der zu bearbeitenden Werkstücke nach Massgabe der Toleranzen. Wie bekannt (US-PS 2 448 921), lässt sich abhängig vom Anfangsdurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes durch den Messfühler eine Umschaltung vom Eilgang auf die Zustellung der Schleifscheibe vornehmen. Zum Abrichten der Schleifscheibe ist es bekannt (DE-OS 2 202 487), während der Bearbeitung ein von der Zerspannungsmenge abhängiges Signal von einem Messfühler zu erzeugen. Auch bei einer anderen Schleifmaschine ist es bekannt (DE-OS 2 159 876), die Zerspanungsmenge aufgrund der Messungen eines Messfühlers zu berechnen, der in der Bearbeitungsstation angeordnet ist und den Durchmesser der Werkstücke zu Anfang und zu Ende des Schleifvorganges feststellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steueranlage der eingangs erwähnten Gattung so auszubilden, dass sie befähigt ist, den Werkzeugvorschub in Abhängigkeit von den Messwerten des Werkstückes zu steuern, selbst wenn Messungen während der Bearbeitung nicht ausgeführt werden können oder jedenfalls schwierig sind, wobei die Steueranlage gleichzeitig hohe Genauigkeit und einen hohen Wirkungsgrad gewährleisten soll. Ferner wird eine Verbesserung der Betriebssicherheit bzw. der Bearbeitungsgenauigkeit angestrebt, wenn anormale Werkstücke auf der Maschine eingespannt sind. Insbesondere wird eine Ausbildung der Anlage angestrebt, die sich besonders zur Steuerung von Schleifmaschinen für das Innenschleifen von Lagerringen eignet.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss in einer Ausbildung gesehen, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 umschrieben ist. In bezug auf weitere Besonderheiten von Ausführungsformen der erfindungsgemäs-sen Steueranlage wird auf die abhängigen Ansprüche hingewiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beiliegender Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemazeichnung gewisser Teile einer Innen-rundschleifmaschine zur Bearbeitung der Innenrillen von Lagerringen sowie eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Steueranlage,

Fig. 2 ein Blockschaltbild dieser Anlage,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsvariante desjenigen Teiles der Anlage der das Abrichten der Schleifscheibe steuert,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Synchronisier- und Schaltkreise der Anlage.

In Fig. 1 ist bei 12 eine Innenrundschleifmaschine symbolisiert, die zum Schleifen einer einen kreisförmigen Querschnitt besitzenden Innenoberfläche an jedem der nacheinander zur Bearbeitung gelangenden, eine zylindrische Aussenfläche besitzenden Werkstücke 15 dient, die dabei mit dieser Aussenfläche an in der Schleifmaschine vorhandenen Abstützteilen (Gleitschuhen) 44, 45 anliegen. Bei den Werkstücken 15 kann es sich beispielsweise um Lagerringe handeln, an denen Innenrillen zu schleifen sind. Mit 11 ist eine erste, der Schleifmaschine 12 vorgeschaltete automatische Messmaschine und mit 13 eine zweite, der Schleifmaschine 12 nachgeschaltete automatische Messmaschine bezeichnet. Solche automatischen Messmaschinen sind bekannt; auf deren Aufbau und Wirkungsweise wird nur so weit eingegangen, als dies im vorliegenden Zusammenhang von Bedeutung ist. Die Ringe 15 werden über die bekannten synchronen Förderer 17 mit

Schrittvorschub zur ersten Messmaschine 11, von dort aus zur Schleifmaschine 12, dann zur zweiten Messmaschine 13 befördert und schliesslich aus dieser entfernt, wobei die z. B. aus Förderbändern bestehenden Förderer mit in gleichem Abstand angeordneten Lagersitzen zur Aufnahme der Ringe versehen sind.

Die erste Messmaschine 11 umfasst eine Führung 18, welche die Ringe 15 zu dem auf der Seite der Führung angeordneten Messkopf 19 geleitet. Der Messkopf 19 besitzt einen Messfühler 20, der in Kontakt mit der Aussenfläche des Ringes 15 steht und diesen gegen einen Anschlag 21 drückt, der an der entgegengesetzten Seite der Führung 18 angeordnet ist. Der Messkopf 19 und der Anschlag 21 bilden zusammen eine Vorrichtung zur Messung des Werkstückaussendurchmessers. Ein beweglicher Anschlag 22 blockiert jedes an der Messmaschine 11 ankommende Werkstück, hält es zusammen mit dem Anschlag 21 in einer Bezugsstellung während der Messung und gibt schliesslich die Weiterförderung frei, so dass der Ring 15 von der Maschine 11 entfernt werden kann.

Ausserdem umfasst die Messmaschine 11 einen Messdorn 23 mit zwei Messfühlern 24, 25. Der axial bewegliche Messdorn 23 wird in den Ring 15 eingesetzt, nachdem dieser in seiner Bezugsstellung festgehalten ist, worauf er die Messung längs des Durchmessers der Innenrille des Ringes vollzieht.

Die Versetzung des Domes 23 in Richtung Messstellung innerhalb des Ringes 15 wird durch in Fig. 1 nichtgezeigte Abtaster gesteuert, welche die Positionierung des Ringes und das Ende der entsprechenden Messungen abgreifen. Messkopf 19 und Messdorn 23 sind an elektrische Geräte 26, 27 angeschlossen, welche Signale proportional zu den Schwankungen des Aussendurchmessers sowie des Innendurchmessers der Ringe 15 gegenüber den Sollwerten erzeugen. Ausserdem besitzt die Messmaschine 11 eine Steuerschaltung 29, welche den Arbeitszyklus steuert und an 26, 27 angeschlossen ist.

Die zweite (als die nachgeschaltete) Messmaschine 13 umfasst eine Führung 28 zur Führung der Ringe 15 in Richtung eines beweglichen Anschlages 31, welcher den ankommenden Ring festlegt und ihn in einer Bezugsstellung während der Messung festhält und schliesslich den Ring 15 freigibt. Die Messvorrichtungen der Messmaschine 13 umfassen einen Messdorn 33 mit zwei Messfühlern 34, 35.

Der axial bewegliche Messdorn 33 wird in den Ring 15 zur Messung der Abweichung gegenüber dem entsprechenden Sollwert des Durchmessers der Innenrille eingesetzt, deren Oberfläche gerade geschliffen worden ist. Der Messdom 33 ist an ein elektrisches Gerät 37 angeschlossen, welches ein der Abweichung proportionales Signal erzeugt. Ausserdem umfasst die nachgeschaltete Messmaschine 13 eine mit dem Gerät 37 verbundene Steuerschaltung 39.

Die elektrischen Geräte 26, 27, 37 sind an eine Steuereinrichtung 40 angeschlossen, die ihrerseits mit einem Servoaggregat 42 der Schleifmaschine 12 verbunden ist, die Steuereinrichtung 40 steuert die Versetzung der Schleifscheibe 47 gegenüber dem Werkstück, also dem Ring 15, der durch eine nichtgezeigte magnetische Spindel gedreht wird und dabei mit seiner Aussenfläche an den Gleitschuhen 44,45 aufliegt.

Die Radialversetzungen der Schleifscheibe 47 werden durch das Servoaggregat 42 durchgeführt, das über die in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 49 angezeigte Verbindung mit der Steuereinrichtung verbunden ist.

Der Ausgang des Gerätes 26, an dem ein Signal proportional zu der durch den Messkopf 19 gemessenen Abweichung SE des Aussendurchmessers DE des Ringes 15 vom Sollwert DEn anliegt, ist (Fig. 2) an den negativen Eingang einer Vergleichsschaltung 51 sowie an den positiven Eingang einer Vergleichsschaltung 51 geführt. Die Vergleichsschaltung 51 erhält am positiven Eingang eine Spannung proportional zum negativen Wert SEi = DEi - DEn, worin DEi die untere Toleranzgrenze für

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den Aussendurchmesser DE ist. Am negativen Eingang der Vergleichsschaltung 53 liegt eine Spannung proportional dem Wert SEa = DEa - DEn an, deren Bedeutung nachstehend näher erläutert wird.

Zwischen den Ausgang der Vergleichsschaltung 51 und Masse ist die Wicklung eines Relais 55 mit Arbeitskontakt geschaltet, der in einem Eingangskreis einer Werkstückauswerfeinrichtung 56 angeordnet ist, die Teil der Maschine 11 ist.

Zwischen den Ausgang der Vergleichsschaltung 53 und Masse ist die Wicklung eines Relais 57 mit einem Arbeitskontakt geschaltet, der im Eingangskreis der Auswerfeinrichtung 56 angeordnet ist.

Am Ausgang des Gerätes 27 liegt ein Signal an, das proportional der Abweichung Sj des Innendurchmessers Dt des Ringes 15 gegenüber dem Sollwert DIn ist; dieser Ausgang ist an die positiven Eingänge zweier Vergleichsschaltungen 61, 62 geführt. Am negativen Eingang der Vergleichsschaltung 61 liegt eine Spannung an, die proportional ist dem Wert Sjs = Djs - Din, worin Dls die obere Toleranzgrenze des Innendurchmessers Dj darstellt.

Der negative Eingang der Vergleichsschaltung 62 ist an Masse gelegt. Zwischen den Ausgang der Vergleichsschaltung 61 und Masse ist die Wicklung eines Relais 64 geschaltet, dessen Arbeitskontakt an den Eingangskreis der Auswerfeinrichtung 56 geführt ist.

Schliesslich sind zwischen den Ausgang der Vergleichsschaltung 62 und Masse eine Verzögerungsschaltung 65, ein zweiter Ruhekontakt 66 des Relais 64 sowie die Wicklung eines Relais 67 mit einem Arbeitskontakt in Reihe geschaltet, wobei dieser Kontakt an einen anderen Eingangskreis der Auswerfeinrichtung 56 geführt ist.

Die Vergleichsschaltung 51 erzeugt ein Ausgangssignal, so dass die Wicklung des Relais 55 erregt wird, wodurch der entsprechende Kontakt schliesst, wenn die Bedingung DE<DEi herrscht, d.h. wenn der gemessene Ring 15 ein nicht mehr zu bearbeitendes Ausschussteil ist, da sein Aussendurchmesser unterhalb der unteren Toleranzgrenze liegt.

Die Vergleichsschaltung 61 erzeugt ein Ausgangssignal, das die Wicklung des Relais 64 beaufschlagt, wodurch der entsprechende Kontakt schliesst, wenn die Bedingung Di > DIs herrscht, d.h. wenn der gemessene Ring 15 ein Äusschussteil ist, da der Durchmesser seiner Innenrille grösser ist als die obere Toleranzgrenze. In diesem Zustand wird auch die Vergleichsschaltung 62 beaufschlagt, doch verhindern die Verzögerungsschalter 65 und das Öffnen des Kontaktes 66 eine Erregung der Wicklung der Relais 67.

Wenn die Bedingung DJS>Di>DIn herrscht, erregt das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 62 die Wicklung des Relais 67, wodurch der entsprechende Arbeitskontakt schliesst. Das Schliessen des Kontaktes des Relais 65 oder das des Arbeitskontaktes des Relais 64 bewirkt die Betätigung eines ersten Auslasses der Auswerfeinrichtung 56.

Die Auswerfeinrichtung 56 tritt auch infolge der Beaufschlagung des Relais 67 in Tätigkeit, doch erfolgt in diesem Fall der Auswurf des entsprechenden Ringes durch einen zweiten Auslass in der Messmaschine 11. Ausser möglichen Formfehlern der Innenrille liegt der Durchmesser Dt des Werkstük-kes über Sollwert, jedoch innerhalb des Toleranzbereiches.

Schliesslich greift die Auswerfeinrichtung 56 auch nach Erregung des Relais 57 ein, um zu verhindern, dass Ringe 15 zur Schleifmaschine 12 gefördert werden, bei denen das Einfahren der Schleifscheibe 57 in die Bohrung des Ringes unmöglich oder unsicher ist. Für diesen Zweck wird der Bezugswert SEa = DEa - DEi1 in Abhängigkeit vom Grenzwert DEa gewählt, unter welchem sichergestellt ist, dass ein normalerweise in der Messmaschine 11 nach Einsatz des Messdornes 23 gemessener Ring 15 das Einfahren der Schleifscheibe 47 gestattet, wenn er auf den Gleitschuhen 44, 45 anliegt, wobei angenommen wird, dass dieses Einfahren unter den kritischen Bedingungen bezüglich des Durchmessers der Schleifscheibe, der Stellung und des Verschleisses der Gleitschuhe 44, 45 usw. 5 stattfinden muss. Ausserdem ist das Gerät 26 an den Eingang einer Verzögerungsschaltung 70 angeschlossen, deren Klemme für die Rückstellung der Steuerung an einen Ausgangskreis der Auswerfeinrichtung 56 geführt ist und dessen Ausgang mit einem Analog-Digital Umsetzer 71 verbunden ist, welcher die io Analogsignale in Digitalsignale im BCD-Code umsetzt.

Ebenso ist das Gerät 27 an den Eingang einer Verzögerungsschaltung 72 angeschlossen, deren Rückstellklemme an diesen Ausgangskreis der Auswerfeinrichtung 56 geführt ist und dessen Ausgang mit einem Analog-Digitalumsetzer 74 ver-15 bunden ist, welcher das Analogsignal in ein Digitalsignal verwandelt.

Die Verzögerungsschaltungen 70, 72 sind für die Verzögerung vorgesehen, welche durch die Messungen der Ringe 15 auf der Messmaschine 11 vor der nachfolgenden Bearbeitung 20 auf der Schleifmaschine 12 bedingt ist. Die Verzögerungsschaltungen werden zusammen durch ein Signal rückgestellt, das durch den vorstehend erwähnten Ausgangskreis der Auswerfeinrichtung 56 erzeugt wird, wenn diese einen Ring auswirft, wodurch verhindert wird, dass Messwerte von ausgeworfenen 25 Ringen an die Schleifmaschine 12 gelangen.

Der Ausgang des Umsetzers 71 ist an den negativen Eingang eines Differenzierkreises 73 geführt, an dessen positiven Eingang das Ausgangssignal einer Summierstufe 75 anliegt. Sofern es den Umsetzer 71 betrifft, ist es offensichtlich, dass 30 er verschiedene Klemmen und Ausgangsanschlüsse besitzt, um Digitalsignale parallel zu übertragen, obwohl aus Gründen der Einfachheit bei der Erläuterung nur von einem Ausgang des Umsetzers gesprochen wird und eine einzige Leitungsverbindung in den Zeichnungen gezeigt ist. Dies gilt auch für andere 35 Schaltungen.

An einem Eingang der Summierstufe 75 liegt ein Digitalsignal im BCD-Code für eine vorgegebene Zahl Z von Zustellungsschritten der Schleifscheibe 47 sowie ein anderes Eingangssignal für eine Korrektur des Wertes Z an, der in 40 Abhängigkeit vom Durchmesser an der nachgeschalteten Messmaschine 13 bzw. in Abhängigkeit von Regulierungen an der Maschine 12 gewonnen wird, wie nachstehend näher erläutert wird.

Der Ausgang des Differenzierkreises 73, an welchem ein 45 Signal für eine Sollzahl Z' von Zustellschritten der Schleifscheibe anliegt, die in bezug auf den Wert Z korrigiert ist, wobei Vorbearbeitungs- und Nachbearbeitungsmessungen berücksichtigt sind, ist an den Eingang eines Steuergerätes 77 geführt, welches über eine Verbindungsleitung 80 die Arbeitsso weise eines zum Servoaggregat 42 gehörenden Schrittmotors 78 steuert. Uber die Wirkverbindung 49 innerhalb der Schleifmaschine sorgt der Schrittmotor 78 für die Bewegungen der Schleifscheibe 47 für den Eilgang, die Zustellung und das Zurückfahren.

55 Die Verbindungsleitung 80 zwischen dem Steuergerät 77 und dem Motor 78 hat also die Aufgabe, dem Motor die Steuerimpulse zuzuleiten, welche die Bewegungsschritte des Motors steuern. Eine von einem mit dem Motor 78 gekoppelten Codiergerät 76 zum Steuergerät 77 geführte Leitung 81 60 überträgt an dieses Signale für die vom Motor 78 ausgeführten Bewegungsschritte im Uhrzeigersinn sowie im Gegensinn.

Das an sich bekannte Steuergerät 77 umfasst Schaltungen für Bezugsspannungen für die Umsetzung dieser Bezugsspan-' 65 nungen in Frequenzsignale, Steuerkreise für den Motor 78, einen Empfänger 84 für die Signale des Codiergerätes 76 sowie einen Zähler 79 zur Zählung der durch den Motor sowohl während des Abhebens der Schleifscheibe 47 von der

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geschliffenen Fläche als auch während des Eilgangs und der Bearbeitungsphase ausgeführten Schritte.

An einem ersten Eingang einer Vergleichsschaltung 82 liegt ein Ausgangssignal des Zählers 79 im BCD-Code für die Schritte Z (t) des Motors 78 während des Abhebens der Schleifscheibe an, und ein zweites Eingangssignal im BCD-Code erscheint am Differenzierkreis 73. Wenn die beiden Eingangssignale der Vergleichsschaltung 82 gleich sind, gibt sie an ihren an das Steuergerät 77 geführten Ausgang ein Signal zur Steuerung des Endes des Bearbeitungszyklus ab und anschliessend ein Signal für den Beginn der Eilgangphase der Schleifscheibe in Richtung der Fläche eines neuen zu schleifenden Ringes.

Das das Ende eines Bearbeitungszyklus steuernde Signal steuert auch die Löschung des Signals für die Anzahl der Schritte Z', die in beiden Richtungen durch die Schleifscheibe 47 für den vorher geschliffenen Ring 15 ausgeführt wurde.

Eine Anzeigevorrichtung 83 erhält ein Ausgangssignal des Gerätes 77 im BCD-Code für die Differenz zwischen der Zahl Z' und der durch die Schleifscheibe 47 ausgeführten Vorwärtsschritte. Dieses Ausgangssignal des Steuergerätes 77 gelangt auch an die entsprechenden Eingänge der drei Vergleichsschaltungen 85, 86, 87.

Am zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 86 liegt ein Signal im BCD-Code für das theoretische Material I Sn | = | Du—Din I der Innenrille der Ringe 15 an in Abhängigkeit von welchem der Übergang vom Schrupp- zum Schlichtschleifen vollzogen werden soll. Sind die beiden Signale an den Eingängen der Vergleichsschaltung 86 gleich, dann steuert die Vergleichsschaltung über einen mit dem Gerät 77 verbundenen Ausgang diesen Übergang. Ebenso liegt am zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 87 ein Signal im BCD-Code für das theoretische Abtragen | Sï21 = | Di2—Di„ | der Innenrille der Ringe 15 an, in Abhängigkeit von welchem eine Ausfunkphase durchgeführt werden soll. Sind die beiden Signale an den Eingängen der Vergleichsschaltung 87 gleich, dann steuert die Vergleichsschaltung über einen mit dem Steuergerät 77 verbundenen Ausgang das Ende des Schlichtschleifens und den Beginn der Ausfunkphase, deren Dauer über einen nichtge-zeigten Zeitgeber eingestellt wird. Ein anderer Eingang der Vergleichsschaltung 85 ist an den Ausgang eines Differenzierkreises 89 geführt. Dieser besitzt zwei Eingänge, deren erster negativ ist und mit dem Ausgang des Umsetzers 74 verbunden ist, während am zweiten positiven Eingang ein Bezugssignal für einen Wert K anliegt, dessen Bedeutung nachstehend näher erläutert wird. Das Ausgangssignal der Schaltung 89 für den Wert -Si + K (Si ist normalerweise negativ) dient der Steuerung - über einen Vergleich mit dem vom ersten Eingang der Vergleichsschaltung 85 her anliegenden Signal - des Endes des Eilgangs (Ende des «Luftschlusses») der Schleifscheibe 47 in Richtung der Oberfläche der Rille des Werkstückes 15 sowie des Beginns des Schruppschleifens. Diese Steuerung wird über einen mit dem Steuergerät 77 verbundenen Ausgang bedient, wenn die Eingangssignale der Vergleichsschaltung 85 gleich sind. Da die Einstellung der Steuerung des Schrittmotors 78 so durchgeführt wird, dass, wenn Z (t) = Z', die Schleifscheibe 47 sich am Ende des Abhebens vom Werkstück befindet, und dass, wenn sie Z (t) = O, die Schleifscheibe am Ende der Ausfunkphase in einer Stellung ist, welche dem Erreichen des gewünschten Innendurchmessers entspricht, d. h. theoretisch gleich ist DIn, so folgt daraus, dass die theoretische Bedingung, bei welcher während des Eilganges der Schleifscheibe 47 in Richtung Werkstück 15 der Kontakt zwischen Schleifscheibe und zu schleifender Fläche stattfindet, am Anzeigegerät 83 durch eine Zählung Zc = j S, | erfüllt wird.

Daraus folgt dann, dass die Steuerung für das Ende des Eilganges betätigt wird, wenn die Zählung am Anzeigegerät 83 den Wert Zc + K erreicht hat. Der Wert K wird aus Sicherheitsgründen für die Vorwegnahme des Steuerungsganges im Hinblick auf den theoretischen Kontakt zwischen Schleifscheibe und Werkstück eingestellt. Das Signal, welches an einem Eingang der Summierstufe 75 zur Korrektur des Wertes Z in Abhängigkeit von einer an der nachgeschalteten Messmaschine 13 durchgeführten Nachbearbeitungsmessung bzw. in Abhängigkeit von an der Schleifmaschine 12 vorgenommenen Einstellungen, wird wie folgt gewonnen. Der Ausgang des Gerätes 37 ist an den Eingang einer Sperrschaltung 91 geführt, welche das Eingangssignal in Abhängigkeit vom Wert eines Schaltsignals durchsteuert oder sperrt, das an der Klemme 92 anliegt, welche mit einer Anzeigeschaltung eines Aggregates 93 für die Abrichtsteuerung der Schleifscheibe 47 verbunden ist. Die Klemme 92 ist auch an die Starttaste der Anlage geführt. Eine Ausmittlungsschaltung 95 erhält die über die Sperrschaltung 91 übertragenen Signale und führt eine mittlere Sim an einer vorgegebenen Zahl der gleichen Signale durch oder auch ein exponentielles Mittel, wie es z. B. in den italienischen Patenten 931 738 und 931 735 beschrieben ist. Der Ausgang der Ausmittlungsschaltung 95 ist an den Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 96 geführt, dessen Ausgang seinerseits mit dem negativen Eingang einer Differenzierschaltung 97 verbunden ist. Der positive Eingang der Schaltung 97 ist an das Steueraggregat 93 angeschlossen, während der Ausgang an die Summierstufe 75 geführt wird. Die Steuergruppe 93 steuert das Abrichten der Schleifscheibe 47, nachdem eine vorgegebene Zahl von Werkstücken 15 bearbeitet worden ist; ferner steuert das Aggregat auch die «Schleifscheibenkompensation».

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Gerät erfolgt die Schleifscheibenkompensation elektrisch. Die Verbindung zwischen dem Steueraggregat 93 und der Schaltung 97 liefert dieser die über eine Addierstufe 99 des Aggregates 93 gewonnenen progressiv anwachsenden Summe der folgenden Abrichtwerte (oder, da der Abrichtwert normalerweise konstant ist, des Produktes dieses Wertes mit einer Anzahl von Abrichtvorgängen, das sich progressiv bis zum Ersatz der Schleifscheibe erhöht). Das Kompensationssignal wird in der Addierstufe 75 zum Signal für den Wert Z addiert. Der Wert Z wird einerseits durch dieses Kompensationssignal korrigiert und ausserdem durch ein Signal für die mittlere Abweichung S'Im vom Sollwert Di„ des Durchmessers D'i des nach jedem Abrichtgang geschliffenen Werkstückes. Auf diese Weise können der Verschleiss der Abrichtvorrichtung, der Gleitschuhe 44, 45 und andere Quellen von Bearbeitungsfehlern kompensiert werden. Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, ergibt sich die mittlere Abweichung S'im, weil das Aggregat 93 nach jedem Abrichtgang an die Sperrschaltung 91 ein Ansteuerungssignal abgibt, welches durch Durchsteuerung der Nachbearbeitungsmesssignale für eine vorgegebene Anzahl von Werkstücken gestattet, die unmittelbar nach dem Abrichtgang geschliffen wurden. Ein gleiches Ansteuerungssignal gelangt an die Schaltung 91 beim Anschalten der Anlage.

Die Schaltung der Fig. 3 zeigt eine weitere Anwendung der Vorbearbeitungs- und Nachbearbeitungsmessungen. Diese Schaltung steuert die Abrichtung der Schleifscheibe 47 an, sobald sie einen vorgegebenen Betrag zum Material zerspant hat und nicht nach der Bearbeitung einer vorgegebenen Zahl von Ringen, wie anhand der Fig. 2 erläutert wurde. Auf diese Weise erfolgt das Abrichten früher.

Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 72 ist über eine weitere Verzögerungsschaltung 101 an den negativen Eingang einer Differenzschaltung 103 geführt, an deren positiven Eingang das Ausgangssignal des Gerätes 37 anliegt. Die Verzögerungsschaltung 101 ermöglicht es, dass am Ausgang der Differenzschaltung 103 Signale anliegen, welche proportional zur Differenz des Materials eines gleichen Ringes vor (Si) und nach (S'r) sind. Diese Signale gelangen an den Eingang einer

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Integrationsschaltung 105, welche die Summe der durch die Schleifscheibe 47 abgetragenen Istbeträge des Materials von nachfolgenden Ringen 15 errechnet und diese Summe fortschreibt, wenn an einer Klemme 104 ein Ansteuerungssignal anliegt, wie nachstehend näher erläutert wird. Das Ausgangssignal der Integrationsschaltung 105 gelangt an den positiven Eingang einer Vergleichsschaltung 106, an deren negativen Eingang eine Bezugsspannung für den maximalen Betrag des durch eine Schleifscheibe 47 abzutragenden Materials anliegt, wobei die Schleifscheibe eine genügend grosse Zerspanungsfähigkeit zwischen zwei Abrichtvorgängen aufrechterhalten muss.

Zwischen dem Ausgang der Vergleichsschaltung 106 und Masse ist die Wicklung eines Relais 108 geschaltet, dessen Arbeitskontakt mit einer Rückstellklemme 109 der Integrationsschaltung 105 sowie mit einer Klemme 110 einer Abrichtsteuerschaltung eines Aggregates 112 für die Abrichtsteuerung gekoppelt ist, welches Aggregat im wesentlichen dem Aggregat 93 gleich ist, zumindest soweit es die mechanischen Teile betrifft.

Ausserdem ist der Kontakt des Relais 108 mit der bereits erwähnten Anschaltklemme 92 der Sperrschaltung 91 der Vorrichtung der Fig. 2 verbunden, die sonst unverändert bleibt.

Es ist offensichtlich, dass infolge des Schliessens des Relaiskontaktes 108 ein Signal für die Abrichtsteuerung erzeugt wird, wenn die Spannung am positiven Eingang der Vergleichsschaltung 106 die am negativen Eingang anliegende Spannung übersteigt. Ausserdem bewirkt das Schliessen des Kontaktes die Rückstellung oder Löschung der Integrationsschaltung 105 und die Erzeugung eines Ansteuerungssignals für die Sperrschaltung 91.

In Fig. 4 sind Werkstücktaster 120,121,122 gezeigt, die entsprechend auf den Messmaschinen 11, 13 sowie auf der Schleifmaschine 12 angeordnet sind, um die Zustellung und Positionierung der Ringe in den Mess- und Bearbeitungsstellungen abzutasten.

Die Ausgänge der Werkstücktaster 120,121,122 sind an die entsprechenden Eingänge einer logischen Summierschaltung 125 geführt. Der Ausgang der logischen Summierschaltung 125 ist mit einer Klemme 127, einer Steuerung 129 verbunden, welche die Förderbänder 17 über Leitungen 131,132, 133,134 steuert. Sobald ein Werkstück auf mindestens einer der Messmaschinen 11,13 bzw. der Schleifmaschine 12 positioniert ist, liegt an der Klemme 127 ein Signal an, welches die Förderer 17 zum Anhalten bringt. Eine andere Klemme 136 der Steuerung 129 ist an den Ausgang eines UND-Tores 139 geführt, dessen zwei Eingänge an die Vergleichsschaltung 82 und das Steueraggregat 93 geführt sind.

Wenn am Ausgang der Vergleichsschaltung 82 die entsprechende Steuerspannung anliegt (dies ist auch der Fall, wenn sich kein Werkstück auf der Schleifmaschine befindet), während gleichzeitig die Schaltkreise des Steueraggregates 93 ein Signal für das Ende eines Abrichtganges der Schleifscheibe oder des Fehlens einer Abrichtsteuerung erzeugen, liegt an der Klemme 136 ein Bestätigungssignal für die Bewegung der Förderer 17 an, die sich dann synchron bewegen, vorausgesetzt, dass kein Haltsignal an der Klemme 127 anliegt.

Die Werkstücktaster 120,121,122 besitzen weitere Ausgänge 140, 141, 142, die jeweils bei Abtastung der Positionierung eines Werkstückes den Beginn eines Zyklus der Messmaschinen 11 oder 13 sowie der Schleifmaschine 12 steuern.

Der dritte Ausgang des Werkstücktasters 121 ist über eine Verzögerungsschaltung 146 an eine Klemme 104 der Integrationsschaltung 105 geführt, um die Fortschreibung der durch diese Integrationsschaltung durchgeführten Rechnung zu steuern. Die Arbeitsweise der Schaltkreise der Fig. 4 wird nun anhand von einigen der acht möglichen Bedingungen beschrieben, die im Hinblick auf die Zustellung der Werkstücke 15 zu den Messmaschinen 11, 13 sowie zur Schleifmaschine 12 gelten.

Wenn sowohl die Schleifmaschine 12 als auch die Messma-5 schinen 11,13 Ringe 15 nach einem synchronen Vorwärtsför-derschritt der Förderbänder 17 und der nachfolgenden Beschickung über Beschickungsvorrichtungen oder Gleitführungen in der Bearbeitungs- und Messstellung aufnehmen, steuern die Werkstücktaster 120,121,122 das Anhalten der Förderer 17 sowie die Auslosung der entsprechenden Arbeitszyklen der Schleifmaschine 12 und der Messungen vor dem Bearbeitungsgang der Schleifmaschine beendet sind. Nach dem Ende des Schleifvorganges sowie dem Ende eines möglichen Abrichtens erfolgt ein weiterer Vorwärtsschritt der Förderer, wobei sie das 15 in der Messmaschine 11 gemessene Werkstück zur Schleifmaschine 12 (vorausgesetzt, dass das Werkstück nicht ausgeworfen wird), das geschliffene Werkstück zur nachgeschalteten Messmaschine 13 und das nachgemessene Werkstück zu einem Behälter fördern. In einem anderen möglichen Zustand neh-20 men die Messmaschinen 11,13 die entsprechenden Ringe auf, während ein Ring zur Schleifmaschine 12 gelangt. In diesem Fall vollziehen die Maschinen 11, 13 die Messgänge, während die Schleifmaschine 12 nicht arbeitet. Nach dem Ende der ^ Messungen erfolgt ein weiterer synchroner Vorwärtsschritt.

Mit Hilfe der Schaltung der Fig. 4 sowie anderer Durchsteuerkreise der Messmaschinen 11,13 sowie der Schleifmaschine 12 wird der Gleichlauf zwischen den vorgeschalteten Messungen, den Nachmessungen und dem Schleifen beibehal-30 ten, wobei mögliche Störungen, die sich aus Änderungen der Dauer des Schleifens bzw. Veränderungen der Abrichtzeiten ergeben können, vermieden werden.

Der Aufbau der Synchronisier- und Durchsteuerungsschaltungen kann von dem in Fig. 4 gezeigten, je nach den besonde-35 ren Merkmalen der Schleifmaschine 12 und der Messmaschinen 11,13 verschieden sein. Die Erfindung kann für verschiedene Arten von Schleifmaschinen unter Verwendung verschiedener Messmaschinen eingesetzt werden.

40 Daraus erhellt, dass die Erfindung nicht die besondere Auslegung der Schleifmaschine 12 oder der Messmaschinen 11, 13 betrifft, sondern die Einrichtungen, welche die Arbeitsweise der Schleifmaschine in Abhängigkeit vom Betrieb der Messmaschinen ermöglichen, insbesondere die Vorrich-45tungen, durch welche die Versetzung der Schleifscheibe 47 in Abhängigkeit von den Werten der Vorbearbeitungs- und Nachbearbeitungsmessungen gesteuert wird. Die Messmaschinen 11, 13 sowie die Schleifmaschine 12 sind im wesentlichen bekannt.

50 Die Messmaschinen 11,13 können automatisch oder halbautomatisch sein, wobei sie Vorrichtungen zur Förderung, Beschickung und Entnahme der Werkstücke, wie Fall- oder Gewichtsführungen usw. umfassen. Wie bereits erwähnt, kann eine Messung des Innendurchmessers der Ringe vor dem 55 Bearbeiten zur Veränderung des Arbeitstaktes der Schleifmaschine 12 so ausgenützt werden, dass das Ende des Eilganges («Luftschlusses») in Abhängigkeit von der abzutragenden Materialmenge gesteuert wird.

60 Die Regelung des Arbeitstaktes der Schleifmaschine in Abhängigkeit von der abzutragenden Materialmenge kann auch auf andere Phasen der Bearbeitung ausgedehnt werden, wie dies in der italienischen Patentschrift 968 059 beschrieben ist.

65 Die Messmaschinen 11, 13 können mit weiteren Messvorrichtungen versehen sein, um zusätzliche Vorbearbeitungsund Nachbearbeitungsprüfungen und Messungen durchzuführen.

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Diese zusätzlichen Prüfungen und Messungen können für die Steuerung der Schleifmaschine 12, für die Klassifizierung der Werkstücke und für ihre Auswahl verwendet werden.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, auf verschiedenen Flächen eines jeden Werkstückes Messungen des Schlagfehlers, der Unrundheit, der Rechtwinkligkeit usw. durchzuführen.

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Steueranlage an einer Innenschleifmaschine (12) zum Schleifen einer einen kreisförmigen Querschnitt besitzenden Innenoberfläche an jedem der nacheinander zur Bearbeitung gelangenden, eine zylindrische Aussenfläche besitzenden Werkstücke (15 ), die dabei mit dieser Aussenfläche an in der Schleifmaschine vorhandenen Abstützteilen (44, 45) anliegen,

mit einer an ein Servoaggregat (42) der Schleifmaschine angeschlossenen Steuereinrichtung (40) zur Steuerung der Versetzung der Schleifscheibe (47) gegenüber dem Werkstück, welche Einrichtung auch Mittel zur Messung dieser Versetzungen enthält,

ferner mit einer Messmaschine (11), die der Schleifmaschine vorgeschaltet und durch einen Förderer (17) mit ihr verbunden ist und die ferner eine Messvorrichtung (19, 21) für die Messung eines Durchmessers des Werkstückes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Messmaschine (11) gehörende Messvorrichtung (19, 21) eingerichtet ist zum Messen des Aussendurchmessers des Werkstückes und zur Abgabe eines Signals in Abhängigkeit von der gemessenen Grösse dieses Aussendurchmessers,

die Steuereinrichtung (40) an diese Messvorrichtung angeschlossen und eingerichtet ist zum Steuern der Versetzung der Schleifscheibe in bezug auf das Werkstück in Abhängigkeit des gemessenen Aussendurchmessers und eines Sollwertes des Innendurchmessers des Werkstückes anlässlich des Schleifens der Innenoberfläche des Werkstückes konzentrisch zur Aussenfläche.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmaschine (11) eine zweite Messvorrichtung (23, 27) aufweist, und zwar eine solche, die eingerichtet ist zum Messen des Durchmessers der Werkstückinnenoberfläche vor deren Bearbeitung und zur Abgabe eines Signals in Abhängigkeit von der gemessenen Grösse dieses Durchmessers, und dass die Steuereinrichtung auch an diese zweite Messvorrichtung angeschlossen und eingerichtet ist zum Steuern des Arbeitsablaufes der Innenschleifmaschine (12) in Abhängigkeit vom Anfangswert des am Werkstück abzutragenden Materials.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmaschine (11) eine zweite Messvorrichtung (23, 27) aufweist, und zwar eine solche, die eingerichtet ist zum Messen des Durchmessers der Werkstückinnenoberfläche vor deren Bearbeitung und zur Abgabe eines Signals in Abhängigkeit von der gemessenen Grösse dieses Durchmessers, und dass die Steuereinrichtung auch an diese zweite Messvorrichtung angeschlossen und eingerichtet ist zum Steuern des Eilgangendes der Schleifscheibe in Richtung zum Werkstück in Abhängigkeit von den beiden Signalen, die sie einerseits von der ersten (19, 21) und anderseits von der zweiten (23, 27) der beiden zur Messmaschine (11) gehörenden Messvorrichtungen empfängt.
4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) eine Sicherheitsvorrichtung (53, 57, 56) enthält, die an mindestens eine (19, 21) der beiden Messvorrichtungen (19, 21, 23, 27) angeschlossen ist und ein Sperrsignal erzeugt, wenn die Schleifscheibe nicht in das Werkstück einfahrbar ist, und mit Hilfe derselben befähigt ist, die Möglichkeit zu prüfen, dass die Schleifscheibe in das an den Abstützteilen (44, 45) anliegende Werkstück einfahrbar ist, sowie ein Sperrsignal abzugeben, wenn die Prüfung ein negatives Ergebnis zeitigt.
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite Messmaschine (13) aufweist, die der Innenschleifmaschine (12) nachgeschaltet und vorzugsweise durch einen Förderer mit ihr verbunden ist, und die ferner eingerichtet ist zum Messen des Durchmessers der Werkstückinnenoberfläche nach deren Bearbeitung und Abgabe eines diesbezüglichen Signals an dasselbe verarbeitende Schaltungen (91, 95, 96), die in der Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Korrektursignals für die Schleifscheibenversetzung in Abhängigkeit von einer allfälligen Abweichung des gemessenen Innendurchmessers vom Sollwert angeschlossen sind.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zweite Schaltungen (101, 103, 105) aufweist, welche an die zweite Messvorrichtung (23, 27) und an die zweite Messmaschine (13) angeschlossen sind, um ein Signal in Abhängigkeit vom Betrag des Materials abzugeben, das während des Schleifens der Innenfläche eines jeden Werkstückes (15) abgetragen wird.
7. Anlage nach Anspruch 6, mit einem Aggregat (112) zur Steuerung des Abrichtens der Schleifscheibe (47) in Abhängigkeit des von aufeinanderfolgenden Werkstücken (15) abgetragenen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass sie dritte Schaltungen (106,108,112) aufweist, welche im Zusammenwirken mit den zweiten Schaltungen (101, 103,105) an das Abrichtsteueraggregat (112) ein Stellsignal in Abhängigkeit von der Gesamtmenge des von einer Mehrzahl von Werkstük-ken abgetragenen Materials abgeben.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, an einer Schleifmaschine, deren Servoaggregat (42) für die Versetzung der Schleifscheibe (47) einen Schrittmotor (78) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Mittel zur Messung dieser Versetzungen ein Anzeigegerät (83) für die durch den Schrittmotor von vorgegebenen Stellungen aus durchgeführten Schritte angeschlossen ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, mit einem zweiten, die Schleifmaschine (12) mit der ihr nachgeschalteten zweiten Messmaschine (13) verbindenden Förderer, gekennzeichnet durch eine zweite Steuereinrichtung (129) zur zeitlichen Abstimmung des Betriebes der beiden Förderer mit demjenigen der beiden automatischen Messmaschinen (11,13) und der Schleifmaschine, welche zweite Steuereinrichtung an in den beiden Messmaschinen (11,13) und in der Schleifmaschine (12) untergebrachten Werkstücktaster (120,121,122) angeschlossen ist (Fig. 4).