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Beispielsweise
bei den Einspritzventilen von Dieselmotoren werden Ventilspindeln
benötigt,
die extrem präzise
zylindrisch sind. Diese Ventilspindeln dürfen praktisch keinen Gestaltsfehler
aufweisen in dem Sinne, dass sie von einem Ende zum anderen Ende
keglig zulaufen. Der Sitz der Ventilspindel und damit die Dichtheit
würden
sonst beeinträchtigt
sein.
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Zum
Schleifen solcher Ventilspindeln ist es bekannt, sie zwischen Spitzen
in einer Schleifmaschine zu schleifen, wobei die Schleifscheibe
tangential angreift. Während
des Schleifvorgangs wird bei der bekannten Schleifmaschine mit zangenartigen Messmitteln
der Durchmesser an den beiden Enden des Werkstücks ermittelt. Der Wert wird
angezeigt und ermöglicht
es dem Bediener, den Reitstock längs einer
Verstellachse quer zu verstellen, bis der Gestaltfehler minimal
wird. Zum Verstellen des Reitstocks ist eine handbe tätigte Stelleinrichtung
vorgesehen.
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Eine
solche Nachstellung ist erforderlich, weil sich im Laufe des Betriebs
durch Temperatureinfluss Fluchtungsfehler hinsichtlich der Werkstückspindel
und des Reitstocks einstellen. Wenn diese beide Achsen in der Ebene
gegeneinander verstellt sind, wird ein kegeliges Werkstück erzeugt.
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Ähnliche
Fehler verursachen kegelig abgerichtete Schleifscheiben.
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Bei
all diesen Fehlern ist der Versatz der Rotationsachse des Werkstücks in radialer
Richtung bezüglich
der Schleifscheibe relevant. Ein tangentialer Versatz spielt keine
Rolle, weil die radiale Änderung bei
Abweichung in tangentialer Richtung so gering ist, dass der durch
die Kreisform der Schleifscheibe verursachte radiale Unterschied
zu einem vernachlässigbaren
Fehler führt.
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Im
Prozess geht man deswegen her und misst die nach dem Schleifen erhaltenen
Werkstücke aus,
um beispielsweise für
das übernächste Werkstück an der
Schleifmaschine eine Trendkorrektur vornehmen zu können.
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Eine
Korrektur am Werkstück
selbst während des
Schleifvorgangs wurde bislang nicht vorgenommen.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der Erfindung eine Schleifmaschine zu schaffen,
bei der die Verstellung des Reitstocks automatisierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der
Schleifmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.
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Bei
der neuen Schleifmaschine sitzt auf dem Maschinenbett ein Werkstückspindelstock,
mit dem das zu schleifende Werkstück bezüglich einer Rotationsachse
angetrieben wird. Ferner ist mit dem Maschinenbett eine Gelenkanordnung
verbunden, über die
der Reitstock an den Maschinenbett befestigt ist. Der Reitstock
ist mit Hilfe der Gelenkeinrichtung quer zu der Rotationsachse des
Werkstück
bewegbar.
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Außerdem ist
bei der Schleifmaschine ein Aktuator vorgesehen, der an dem Reitstock
angreift, um den Reitstock längs
der Verstellachse zu bewegen, die sich quer zu der Scharnierachse
erstreckt.
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Da
zum Verstellen des Reitstocks ein Aktuator verwendet wird, anstelle
der normalen handbetätigten
Anordnung, besteht die Möglichkeit,
die Schleifmaschine zu automatisieren in dem Sinne, dass der Zylinderfehler
automatisch beim Schleifen des betreffenden Werkstücks kompensiert
wird.
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Die
Bewegung des Reitstocks ist wegen seiner vergleichsweise kleinen
Masse vorteilhaft. Es ist grundsätzlich
aber auch denkbar, anstatt den Reitstock über eine Gelenkanordnung mit
dem Maschinenbett zu verbinden, dies mit dem Werkstückspindelstock
zu tun und diesen zum Zweck der Korrektur des Kegelfehlers quer
zu der Rotationsachse des Werkstücks
zu verstellen.
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Die
Gelenkanordnung ist im einfachsten Falle ein Scharnier mit einer
Scharnierachse, die parallel zu der Rotationsachse des Werkstücks liegt.
Gleichwohl sind andere Gelenkanordnungen auch denkbar, beispielsweise
Kugelführungen,
wobei dann die Bewegungsachse quer zu der Rotations achse ausgerichtet
ist. Insgesamt eignet sich hierfür
jede Gelenkanordnung, die hinreichend spielfrei ist, die Genauigkeit
des herzustellenden Werkstücks
nicht zu beeinträchtigen.
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Die
Korrektur des Zylinderfehlers während des
Arbeitsvorgangs ermöglicht
außerdem
einen schnelleren Schleifprozess. Die Zeitdauer für den Schleifprozess
wird wesentlich durch die Anpresskraft bestimmt, mit der Werkstück und Schleifscheibe aneinander
angepresst werden. Für
den betrachteten Arbeitsvorgang muss die Schleifscheibe als elastisch
angenommen werden, wobei die Elastizität innerhalb der Schleifscheibe
nicht homogen ist und bereits hierdurch Kegelfehler auftreten können. Da
die Zylindrizität
während
des Schleifvorgangs gemessen wird, kann das Ausweichen der Schleifscheibe
bei hohen Anpressdrücken
kompensiert werden.
Einfügung
1
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Um
den Zylinderfehler während
des Schleifens zu messen, ist zweckmäßigerweise eine Messeinrichtung
vorgesehen, um den Durchmesser des Werkstücks an wenigstens zwei Stellen
zu messen. Um die Messung möglichst
wenig durch eine Verstellung des Reitstocks zu beeinflussen, wird
mit Hilfe der Messeinrichtung ein Durchmesser gemessen, der in einer
Ebene liegt, auf die die Verstellachse des Aktuators senkrecht steht.
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Eine
besonders fehlerfreie Verstellung, weil spielfrei, lässt sich
erreichen, wenn die Scharnieranordnung, mit der der Reitstock an
dem Maschinenbett befestigt ist, von einem Biegescharnier, beispielsweise
in Gestalt einer Biegefeder, gebildet ist.
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Die
Reitstockspindel ist in einem Reitstockgehäuse gelagert, das über die
Biegefeder und eine Art Support auf dem Schienenbett sitzt.
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Eine
besonders schnelle und hochgenaue Verstellung ist möglich, wenn
der Aktuator ein piezoelektrischer Aktuator ist. Der mit einem solchen
piezoelektrischen Aktuator erreichbare Verstellhub von insgesamt
ca. 120 Mikrometer reicht in der Regel vollständig aus. Die Genauigkeit wird
durch die geringe Hysterese des piezoelektrischen Aktuators begünstigt.
Dabei wird die Anordnung so gestaltet, dass die Biegefeder bereits
vorgespannt ist, wenn der Aktuator nicht mit einer elektrischen
Spannung beaufschlagt ist.
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Die
mit einem solchen Aktuator zu erzielenden Kräfte liegen bei ca. 240 N, was
für den
vorliegenden Anwendungsfall ausreicht.
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Um
zu verhindern, dass Quer- oder Biegekräfte auf den Aktuator übertragen
werden, ist es vorteilhaft, wenn der Aktuator über Biegefedern entkoppelt
wird. Diese Biegefedern können
an einem oder vorzugsweise an beiden Enden vorhanden sein. Im einfachsten
Falle sind solche Biegefedern rotationssymetrisch, damit der Aktuator
auf keinen Fall nennenswert verspannt wird.
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Mit
der neuen Schleifmaschine ist es auch möglich, während der Bearbeitung des Werkstücks ein
Nachstellen vorzunehmen, um den Zylinderfehler praktisch auf Null
zu korrigieren. Dazu enthält
die neue Schleifmaschine einen Regelkreis, der die Messwerte von
zwei Durchmessern-Messeinrichtungen zugeführt werden. Aus diesem Signal
wird in dem Regelkreis das Steuersignal für den Aktuator erzeugt.
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Im
Falle eines Aktuators, der selbst keine Integralcharakteristik aufweist,
ist es zweckmäßig, wenn
der Regler ein Integralregler ist, bzw. einen Integralanteil enthält.
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Mit
einer mit einem Steuerkreis versehenen Schleifmaschine ist es auch
möglich,
gezielt unrunde Werkstücke
zu erzeugen. So wird mit der Schleifspindel Drehgeber gekoppelt,
so dass der Sollwert für den
Aktuator entsprechend der Drehstellung des Werkstücks verstellt
wird. Der Werkstückspindelstock
sitzt auf einer Anordnung ähnlich
der beschriebenen Anordnung für
den Reitstock.
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Im Übrigen sind
Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.
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Im Übrigen erkennt
der Leser beim Studium der Figurenbeschreibung, dass eine Reihe
von Abwandlungen möglich
sind.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des
Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 den
prinzipiellen Aufbau einer Außenrundschleifmaschine
in einer Draufsicht unter Veranschaulichung des auftretenden Fehlers
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2 den
Reitstock, der erfindungsgemäßen Schleifmaschine
in einer Stirnansicht auf die Spitze der Reitstockspindel.
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3 das
Blockschaltbild für
einen Regelkreis zur automatischen Fehlerkorrektur,
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4 ein
anderes Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Schleifmaschine
in einer stark vereinfachten Draufsicht,
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5 das
Blockschaltbild für
eine Steuereinrichtung zum Erzeugen unrunder Werkstücke und
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6 das
Blockschaltbild für
einen Regelkreis zur automatischen Fehlerkorrektur unter Verwendung
eines Messtasters zum Erfassen der Auslenkung, die durch den Aktuator
verursacht wird.
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1 zeigt
in einer Ansicht von oben die zum Verständnis der Problematik wesentlichen
Teile einer Außenrundschleifmaschine.
Zu der Maschine gehören
ein Werkstückspindelstock 1,
ein Reitstockspindelstock 2 sowie eine Schleifeinheit 3,
die auf einem nicht weiter dargestellten, in der Zeichenebene darunter
befindlichen Schleifmaschinenbett, angeordnet sind. Der Werkstückspindelstock 1 enthält eine
drehbar gelagerte Werkstockspindel 4, die über eine
Motoreinheit 5 wahlweise in Umdrehung zu versetzen ist.
Die Werkstückspindel 4 trägt eine
Körnerspitze 6 zum
Einstecken in eine Zentrierbohrung eines Werkstücks 7.
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Die
Werkstückspindel 4 definiert
eine erste Rotationsachse 8.
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Der
Reitstock 2 weist eine Reitstockspindel 9 auf,
die an ihrem freien Ende eine feststehende körnerspitze 10 trägt. Mit
ihrer Hilfe wird das Werkstück 7 an
einer weiteren Zentrierbohrung in der Schleifmaschine 1 gehalten.
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Durch
den Reitstock 2 wird eine zweite Rotationsachse 11 für das Werkstück 7 definiert.
Diese Rotationsachse fällt
im Idealfall mit der ersten Rotationsachse 8 zusammen.
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Seitlich
neben der Anordnung aus Werkstückspindelstock 1 und
Reitstock 2 befindet sich die Schleifeinheit 3.
Die Schleifeinheit 3 setzt sich aus einem Antrieb 12 und
wenigstens einer Schleifscheibe 13 zusammen, die um eine
Achse 14 rotiert, die parallel zu den Rotationsachsen 8 und 11 ausgerichtet ist.
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Um
das Werkstück 7 bearbeiten
zu können, ist
die Schleifeinheit 3 in Richtung parallel zu einem Doppelpfeil 15 auf
das Werkstück 7 zustellbar.
Der Doppelpfeil 15 repräsentiert
damit die Zustellachse der Schleifeinheit 3.
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Um
lange Werkstücke über die
gesamte Länge
bearbeiten zu können,
ist die Schleifeinheit 3 außerdem in Richtung parallel
zu der Rotationsachse 14 entsprechend einem Doppelpfeil 16 zu
bewegen. Der Doppelpfeil 16 repräsentiert somit gleichzeitig die
Vorschubachse.
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Die
Antriebe, um die Schleifeinheit 3 längs den Vorschub- und der Zustellachsen 15, 16 zu
bewegen, sind in der schematischen Darstellung nicht gezeigt.
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Wenn
die Rotationsachse 8 mit der Rotationsachse 11 zusammenfällt, wird
beim Schleifvorgang ein exakt zylindrisches Werkstück 7 erzeugt. Wenn
hingegen die Rotationsachse 11 gegenüber der Rotationsachse 8,
wie angedeutet, in der Zeichenebene, gegeneinander versetzt sind,
wird ein Werkstück
erzeugt, das sich in Richtung auf das Ende, das dem Reitstock 2 benachbart
ist, konisch oder kegelig verjüngt.
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Ein
Versatz der beiden Rotationsachsen 8 und 11 in
Richtung senkrecht zur Zeichenebene dagegen, ist unschädlich. Bei
einer Verlagerung von ca. maximal 50 μm in jeder Richtung, ist der
hieraus resultierende radiale Unterschied des Abstandes zu der Rotationsachse 14 vernachlässigbar.
Es spielt also nur der Versatz der Achsen in der Zeichenebene eine
Rolle, da dieser Versatz unmittelbar zu einer Änderung der Abstandes zwischen
der Rotationsachse 14 und der betreffenden Rotationsachse 8 oder 11 führt.
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Ein
Gestaltsfehler tritt auch auf, wenn die Schleifscheibe 13 nicht
exakt zylindrisch abgerichtet ist. Kleine Teile werden mit einer
Schleifscheibe bearbeitet, deren Breite der Länge der zu bearbeitenden Fläche an dem
Werkstück
entspricht. Hiebei bildet sich der Gestaltsfehler der Schleifscheibe
unmittelbar auf dem Werkstück
ab.
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Diese
Zusammenhänge
sind dem Fachmann bekannt und brauchen deswegen an dieser Stelle
nicht ausführlicher
erläutert
zu werden.
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2 zeigt
eine Reitstockeinheit 2, die dazu eingerichtet und geeignet
ist, den Versatz der beiden Rotationsachsen 8 und 11 in
Richtung parallel zu einer Ebene, die die Zustellachse 12 enthält, zu korrigieren.
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Es
ist ein Schnitt durch die Schleifmaschine 1 etwa auf der
Höhe des
rechten Endes des Werkstückes 7 nach
Fig. veranschaulicht, womit 2 eine Ansicht
auf die Reitstockeinheit 2 aus der Sicht des Werkstücks wiedergibt.
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Die
Reitstockeinheit 2 weist einen auf einem Maschinenbett 17 angeordneten
Sockel 18 auf. Das Maschinenbett 17 verfügt in der üblichen
Weise über Führungsflächen 19, 20 und 21,
von denen die Flächen 19 und 20 zueinander
parallel sind, während
die Fläche 21 rechtwinklig
zu den Flächen 19 und 20 ausgerichtet
ist. Der Sockel 18 trägt
dazu komplementäre
Anlageflächen 22, 23 und 24,
die es ermöglichen
den Sockel in exakter Weise auf dem Maschinenbett 17 zu
positionieren.
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In
dem Maschinenbett 17 sind Senkbohrungen 25 enthalten,
durch die Schrauben 26 hindurch führen, die in Gewindebohrungen
des Sockels 18 eingeschraubt sind, um den Sockel 18 gegen
die Führungsflächen 19, 20 und 21 des
Maschinenbetts 17 anzupressen.
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Der
Sockel 18 ist an seinem linken oberen Ende mit einer Ausnehmung
versehen, die von zwei zueinander rechtwinkligen Flächen 27 und 28 begrenzt
ist. Diese Flächen 27 und 28 laufen
durch den Sockel 18 durch und liegen parallel zu der Rotationsachse 11.
Innerhalb dieser Ausnehmung 27 befindet sich ein Reitstockgehäuse 29,
in dem die Reitstockspindel 9 verschiebbar gelagert ist.
Die Spitze des Mitlaufkörners 10 ist
bei 31 angedeutet.
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Das
Reitstockgehäuse 29 und
der Sockel 18 sind über
eine Biegefeder 32 miteinander verbunden. Die Biegefeder 32 bildet
ein Scharnier oder Gelenk, mit dessen Hilfe das Gehäuse 19 gegenüber dem Sockel 18 bezüglich einer
Achse schwenkbar ist, die zu der Achse 11 parallel liegt.
Diese Scharnierachse ist bei 33 schematisch angedeutet.
Sie befindet sich etwa auf der Mitte der Biegefeder 32,
und ungefähr auf
der Mitte der Höhe
eines Spaltes 34, der das Ge häuse 29 von den beiden
Flächen 27 und 28 trennt. Dieser
Spalt ist, um eine Verschmutzung zu vermeiden, mit einer dauerelastischen
Masse 35 gefüllt.
Die Biegefeder 32 ist bandförmig und entspricht in ihrer Länge senkrecht
zu der Zeichenebene der Länge
des Reitstockgehäuses.
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Die
Biegefeder 32 enthält
mehrere Stufenbohrungen 36, durch die Kopfschrauben 37 hindurchführen, die
in Gewindebohrungen 38 sowohl des Gehäuses 29 als auch des
Sockels 18 hinein geschraubt sind, um die Biegefeder 32 mit
beiden starr und fest zu verbinden.
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Um
die Biegefeder 32 möglichst
dicht mit ihrer Scharnierachse 33 an die Achse 31 heranzurücken, sind
zur Aufnahme der Biegefeder, wie gezeigt, sowohl in dem Gehäuse 29 als
auch in dem Sockel 18 Ausnehmungen 39 und 41 vorhanden.
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Um
das Reitstockgehäuse 29 bezüglich der Scharnierachse 33 zu
bewegen, ist ein Aktuator 41 vorgesehen. Der Aktuator 41 stützt sich
einends an einem Joch 42 ab, das über zwei Schenkel 43 mit dem
Sockel 18 verbunden ist. Der Aktuator 41 liegt zwischen
diesen beiden Schenkeln 43 und 44. In das rechte
hintere Ende des Aktuators 41 ist in einem Fortsatz 45 ein
Bolzen 46 eingeschraubt, der mit einem Gewindeschaft 47 durch
das Joch 42 hindurchführt
und mittels einer gegengeschraubten Mutter 48 starr an
dem Joch 42 festgelegt ist. Zwischen zwei Bundflächen 49 und 51,
die im Spalt zwischen dem Aktuator 41 und dem Joch 42 liegen,
erstreckt sich ein im Durchmesser verjüngter Bereich 52,
der als rotationssymetrische Biegefeder wirkt.
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Das
bewegliche Ende des Aktuators 41 ist in einer ähnlichen
Weise mit dem Reitstockgehäuse 29 verbunden.
Das Reitstockgehäuse 29 verfügt hierzu über einen
zylindrischen Fortsatz 53 mit darin befindlichen Gewinde,
in den eine Verbindungsschraube 54 eingedreht ist. Die
Verbindungsschraube 54 ist ebenfalls mit einem verjüngten Abschnitt 55 versehen,
der rotationssymetrisch ist und ähnlich
wie der Abschnitt 52 als Biegefeder wirkt.
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Bei
dem Aktuator 41 handelt es sich um einen piezoelektrischen
Aktuator mit einem Maximalhub von ca. 120 Mikrometern. Mit dem Aktuator 41 können sowohl
Zug- als auch Druckkräfte übertragen werden.
Die mit dem Aktuator 41 zu erzeugende Kraft beträgt ca. 120
N.
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Solche
Aktuatoren sind handelsüblich
und brauchen deswegen an dieser Stelle nicht im Detail erläutert zu
werden.
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An
dem hinteren Ende des Aktuators 41 befindet sich ein Zuleitungskabel 56,
das durch eine Bohrung 57 in dem unteren Schenkel 44 hindurchführt.
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Schließlich weist
die Schleifmaschine 1 noch zwei Durchmesser Messeinrichtungen
auf, um an zwei voneinander getrennt liegenden Stellen den Durchmesser
des Werkstücks 7 zu
ermitteln. Die Messeinrichtungen, beispielsweise Zangenmesseinrichtungen,
sind so angeordnet, dass sie einen Durchmesser messen, der in einer
Ebene liegt, die senkrecht auf der Zustellachse 15 ist.
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Von
dieser Messeinrichtung sind lediglich zwei Messköpfe 58 und 59 schematisch
veranschaulicht. Weitere Messköpfe
die im Abstand hierzu nochmals den Durchmesser an einer anderen
Stelle messen, sind aus der Zeichnung auf Rücksicht auf die Übersichtlichkeit
weggelassen.
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Die
Reitstockanordnung 2 ist mit dem Aktuator 41 derart
justiert, dass bei spannungslosem Aktuator das Gehäuse 29 in
Richtung auf das Joch 42 verlagert ist, damit die Drehachse 11 um
ca. 20 μm gegenüber der
Rotationsachse 8 versetzt ist, und zwar in Richtung von
der Schleifeinheit 3 weg. Wenn der Aktuator 21 mit
Spannung beaufschlagt wird, kann er sich um bis zu 120 Mikrometern
verlängern, und
um diesen Betrag das Gehäuse 29 aus
der Ruhelage von dem Sockel 18 nach links drücken, wobei das
Gehäuse 29 eine
Schwenkbewegung um die Scharnierachse 33 macht. In der
anderen Endlage ist die Rotationsachse 11 gegenüber der
Rotationsachse 8 um ca. 60 bis 70 μm verlagert, jetzt jedoch in Richtung
auf die Schleifeinheit 3 zu.
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Mit
der erläuterten
Anordnung für
die Reitstockeinrichtung 2 ist es möglich, dynamisch im Betrieb
eine Kompensation des Versatzes zwischen den beiden Rotationsachsen 8 und 11 zu
erzeugen. Hierzu weist die Schleifmaschine zusätzlich einen Regler auf, dessen
Prinzipschaltbild in 3 veranschaulicht ist. Der Regler
enthält
ein Summierglied 61 mit zwei Eingängen 62 und 63.
Dem Eingang 62 wird ein elektrisches Signal zugeführt, dass
dem Durchmesser D1 des Werkstückes 7,
beispielsweise in der Nähe
des Werkstückspindelstockes 1,
entspricht. Dem Eingang 63 wird mit umgekehrtem Vorzeichen
ein Signal zugeführt,
das den Durchmesser D2 des Werkstückes 7 an dem anderen
Ende, beispielsweise in der Nähe
des Reitstockes 2, repräsentiert.
Wenn die beiden Durchmesser exakt gleich sind, liefert das Summierglied 61 an
seinem Ausgang 64 ein elektrisches Signal entsprechend
einem Nullwert.
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Allgemein
ausgedrückt
entspricht der Wert an dem Ausgang 64 der Differenz der
beiden Durchmesser D1 und D2 un ter Berücksichtigung des Vorzeichens.
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Das
Ausgangssignal des Summiergliedes 61 wird einem Eingang 65 eines
Integrators 66 zugeführt,
der an seinem Ausgang 67 das Steuersignal für den Aktuator 41 erzeugt.
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Ein
Integrator ist in dem Regler deswegen erforderlich, weil der Aktuator 41 als
piezoelektrischer Wandler rein proportional arbeitet. Würde der
Regler keine Integrationscharakteristik haben, würde ein Restfehler verbleiben,
der der Schleifenverstärkung des
Reglers entspricht.
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In
Verbindung mit 2 ist ausführlich eine Schleifmaschine
beschrieben, die dazu eingerichtet ist, gegebenenfalls automatisch,
einen Zylinderfehler zu kompensieren, der durch einen Achsversatz
oder eine konische Schleifscheibe 13 hervorgerufen wird. Dazu
ist ausführlich
dargetan, wie die Reitstockspindel 9 samt dem Gehäuse 29 um
eine Achse 32 schwenkbar ist, die parallel zur Rotationsachse
des Werkstücks 7 liegt.
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Es
ist ohne weiteres einzusehen, dass in ähnlicher Weise auch ein Gehäuse für die Werkstückspindel
schwenkbar an dem Maschinenbett befestigt werden kann. Die Figur
hierzu sähe
spiegelbildlich aus, da die Scharnierachsen sowohl des Gehäuses für den Reitstock,
als auch des Gehäuses
für die
Werkstückspindel
zueinander koaxial sein müssen
und demzufolge auf derselben Seite des Maschinenbetts liegen.
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Der
prinzipielle Aufbau ist in 4 in einer Draufsicht
gezeigt. Der Werkstückspindelstock 1 und der
Reitstock 2 sind jeweils mit einem eigenen piezoelektrischen
Aktuator 41a und 41b verbunden. Außerdem ist
die der Werk stückspindel 4 zusätzlich ein Inkrementalgeber 70 versehen,
um ein elektrisches Signal zu liefern, dessen Wert dem Azimutwinkel
des Werkstücks 7 gegenüber der
Schleifscheibe 13 entspricht. Das elektrische Signal wird
in eine Steuerung 71 gemäß 5 eingespeist.
Diese Steuerung 71 korreliert die gelieferten Winkelwerte
mit Werten in einer Tabelle und liefert elektrische Signale an die
piezoelektrischen Aktuatoren 41a und 41b des Werkstückspindelstocks 1 und
des Reitstocks 2. Indem beide synchron und um gleiche Beträge phasenrichtig
zu der Winkellage des Werkstücks 7 auf
die Schleifscheibe 13 zu und von dieser weg bewegt werden,
kann ein Werkstück 7 erzeugt
werden, das in Umfangsrichtung gesehen, unterschiedliche Krümmungsradien
aufweisen. Durch geeignete Steuerung kann beispielsweise ein Werkstück erzeugt
werden, das "viereckig" ist. Bei einem solchen
Werkstück
wären,
längs des
Umfangs gesehen, in einer exakt zylindrischen Bohrung vier bananenförmige Räume gebildet
um hier beispielsweise Schmiermittel aufzunehmen.
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Falls
bei der neuen Schleifmaschine ein Aktuator 41 verwendet
wird, der keine lineare Kennlinie hat, in dem Sinne, dass die Bewegung
des Reitstockgehäuses 29 proportional
der Spannung oder dem Strom ist, der dem Aktuator 41 zugeführt wird,
kann es zweckmäßig sein,
auf dem Schenkel 43 zusätzlich einen
Messtaster 70 anzuordnen, der mit einem Anschlag 71 auf
dem Reitstockgehäuse 29 zusammenwirkt.
Die Regelanordnung aus 3 wird zur Einschleifung des
Signals von dem Messtaster 70 kaskadiert, wie dies in 5 gezeigt
ist. Das Signal aus dem Ausgang 67 des Reglers 66 gelangt
in einen Regler 72 als Soll-Signal. Als Ist-Signal wird über eine
Leitung 73 das Ausgangssignal des Messtasters 70 zugeführt. Der
Regler 72 hat ebenfalls vorzugsweise wieder eine Integralcharakteristik
oder wenigstens einen Integralanteil und liefert an seinem Ausgang 74 das
Stell-Signal für den Aktuator 71.
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Die
gezeigte Regelanordnung für
die neue Schleifmaschine wird bevorzugt in Verbindung mit einem
piezoelektrischen Aktuator verwendet. Es ist jedoch auch ohne weiteres
möglich,
an Stelle des Piezoaktuators jede andere Form von Aktuator zu verwenden,
um in einer Regelschleife gemäß 3 oder
gemäß 5 den
Kegelfehler während
des Schleifens zu korrigieren.
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Bei
einer Schleifmaschine ist der Reitstock bezüglich einer Achse schwenkbar
gelagert, die parallel zur Drehachse des Werkstücks ausgerichtet ist. Mit Hilfe
eines piezoelektrischen Aktuators kann der Reitstock um diese Achse
geschwenkt werden, um die Drehachse an diesem Ende des Werkstücks mit der
Drehachse am anderen Ende fluchtend auszurichten oder gegenüber dieser
Achse gezielt zu verstellen.