DE1477902B2 - Messteuereinrichtung an schleifmaschinen zum schleifen von werkstuecken mit wellenabschnitten unterschiedlicher durchmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßsteuereinrichtung an Schleifmaschinen zum Schleifen von Werkstücken mit Wellenabschnitten unterschiedlicher Durchmesser mit einem programmgemäß die einzelnen Fertigdurchmesserwerte speichernden Verteil- und Steuer gerät und mit einer mit dem Verteil- und Steuergerät gekoppelten Steuereinrichtung für einen wenigstens einen Wellendurchmesser abtastenden Meßkopf, durch den der Zustellantrieb für den auf dem Maschinenunterbau verschiebbaren Schleifspindelstock beim Erreichen des Durchmesserfertigmaßes des auf einem längsverfahrbaren Werkstückschlitten eingespannten Werkstückes abschaltbar ist.

Einrichtungen dieser Art sind der Zeitschrift

ίο »Technische Rundschau«, Nr. 22 vom 23. Mai 1958, S. 25, Sp. 3, zu entnehmen. Für große Durchmesserunterschiede von z. B. 150 mm werden die Meßköpfe solcher Einrichtungen im Aufbau sehr kompliziert und groß und behindern das Einlegen und Herausnehmen des Werkstückes; auch wird die Führung der Meßbacken für große Durchmesserunterschiede schwierig.

Aus der USA.-Patentschrift 3157 971 ist auch eine Meß- und Steuereinrichtung bekannt, die mit einer einzigen Meßlehre arbeitet. Hierbei ist aber ein programmiert messendes Arbeiten mit schräggestellter Scheibe nicht möglich; überdies wird bei Abnutzung der Scheibe der Spalt zwischen Ausgangslage und Werkstückberührung immer größer, ohne daß dieser Fehler selbsttätig eliminiert werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit der die Schleifmaschine nach Zahlenangaben selbsttätig als Universalmaschine vielfältige Programme für kleinere und mittlere Stückzahlen durchführen kann, wobei verschiedene Grade der Selbsttätigkeit verwirklicht werden können. Dabei soll die Bewegung des Tisches (des Werkstückschlittens), mittels der die jeweilige Schleifstelle am Werkstück vor die Schleifscheibe gebracht wird, sowohl als bloße Fortschaltbewegung als auch oszillierend zum Längsschleifen ausgeführt werden können, wobei gegebenenfalls beide Bewegungsarten an demselben Werkstück ausführbar sein sollen.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß bei einer Einrichtung der genannten Gattung das über eine Eingabe die Stellung des Werkstückschlittens und damit die Schleifstelle registrierende Verteil- und Steuergerät mit einem am Schleifspindelstock angeordneten Wegmeßsystem gekoppelt ist, durch das die Stellung der Schleifscheibe relativ zum Unterbau meßbar und der Schleifspindelstock-Zustellantrieb für die anderen Wellendurchmesser steuerbar ist, und daß das Wegmeßsystem eine Suchautomatik aufweist, durch die das Wegmeßsystem über das Verteil- und Steuergerät in Abhängigkeit vom Fertigmaß eines vom Meßkopf abgetasteten Durchmessers selbsttätig auf den Ausgangszustand für den Ablauf der Steuerung des Schleifspindelstockes für andere Wellendurchmesser nach dem voreingestellten Programm einstellbar ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß durch ein Wegmeßsystem auch die Schnellverstellwege des Schleif Spindelstocks steuerbar und die Wegbegrenzungen des Schleifspindelstocks festlegbar sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung liegt ferner , darin, daß für die Zustellung des Schleif Spindelstocks ein elektromechanischer Zustellantrieb mit Schrittmotor vorgesehen ist. Dies hat den besonderen Vorteil, daß in Verbindung mit dem Wegmeßsystem der hohe Regelbereich des Schrittmotors durch beliebig

viele Geschwindigkeitswechsel während des Schleifens ausgenutzt werden kann. Dabei erlaubt es die hohe Abschaltgenauigkeit des Schrittmotors, die Wegbegrenzungen sehr genau einzuhalten. Diese können dementsprechend eng toleriert werden, so daß sich die Nebenzeiten verkürzen.

Zweckmäßig ist der Zustellantrieb mit einem das Ausfunken ersetzenden Feinstvorschub ausgerüstet; es läßt sich dann eine bessers Oberflächengüte erzielen, die Maß- und Zeitstreuungen, die sonst mit dem sogenannten Ausfunken verbunden sind, fallen weg. Die Schleifgenauigkeit entspricht damit dem Auflösungsvermögen des Wegmeßsystems.

Zweckmäßig ist für die Fortschaltung des Werkstückschlittens ebenfalls ein elektromechanischer Antrieb vorgesehen.

Eine Weiterbildung der Erfindung liegt schließlich darin, daß zum Eingeben der die Umschaltpunkte für die einzelnen Arbeitsstufen festlegenden Werte Ziffernschalter vorgesehen sind, und daß Addier- und Anzeigewerke vorgesehen sind, durch die die eingestellten Fertigmaße zahlenmäßig sichtbar sind.

In Gestalt der Lösung der gestellten Aufgabe bietet die erfindungsgemäße Einrichtung allgemein den Vorteil, daß in Gestalt der jedesmaligen Neueinsteliung der Ausgangslage des Wegmeßsystems in Abhängigkeit von dem Erreichen des Fertigmaßes an der ersten Schleifstelle das Wegmeßsystem für die Zustellung bei jedem Werkstück neu justiert wird. Einflüsse von zeitabhängigen Temperaturänderungen, die die Lage sowohl des Schleifbockes als auch des Wegmeßsystems beeinflussen, werden ausgeglichen und wirken sich nicht auf die Genauigkeit aus. Auch die Schleifscheibenabnutzung und das Abrichten der Schleifscheibe werden nach jedem Werkstück selbsttätig ausgeglichen.

Gegenüber der bekannten Verwendung je eines Zweipunktmeßkopfes an jeder Schleifstelle braucht das erfindungsgemäße Verfahren nur einen einzigen Zweipunktmeßkopf, der beim Umrüsten der Maschine für ein anderes Werkstück neu eingestellt werden muß, so daß sich wesentlich kleinere Umrüstzeiten ergeben. Das das Schleifen der anderen Durchmesser an anderen Stellen steuernde Wegmeßsystem läßt sich leicht am Schleifbock geschützt anbringen und behindert nicht die Bedienung und den Arbeitsablauf der Maschine.

Wenn das Wegmeßsystem auch für die Steuerung der Schnellverstellwege und für die Festlegung der äußeren Wegbegrenzungen eingerichtet ist, so bedeutet das, daß z. B. auch der Eilrücklauf in Abhängigkeit von den Durchmessersollwerten, nicht aber von einer Endlage des Schleifbockes aus ausgelöst wird, so daß der Eilrücklauf und die anderen, in Abhängigkeit von den Durchmesser-Sollwerten ausgelösten Weginformationen durch die Schleifscheibenabnützung nicht beeinflußt werden; die Nebenzeiten bleiben konstant.

Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.

F i g. 1 zeigt ein Steuerungsschema;
F i g. 2 ein Funktionsdiagramm der Werkstückschlittenbewegung für das Bearbeiten zweier Schleifstellen verschiedener Durchmesser unter Verwendung einer Meßsteuerung für die erste zu bearbeitende Schleifstelle und eines Wegmeßsystems für die zweite zu bearbeitende Schleif stelle;

Fig.3 ist ein Schema, das die Einstellbarkeit der Steuerwerte nach Zahlenangaben erläutert.

In dem Steuerschema nach F i g. 1 trägt der Werkzeugschlitten 1 den Schleifbock mit der Schleifscheibe und der in seiner Längsrichtung bewegliche Werkstückschlitten 2 einen Tisch mit dem Werkstücks, welches vier Schleifstellen verschiedener Durchmesser I bis IV aufweist. Die Längsstriche in dem den Werkstückschlitten 2 darstellenden Rechteck in Fig. 1 deuten an, daß auf dem Werkstückschlitten durch Leisten gebildete Nockenbahnen angeordnet sind, auf denen Schaltnocken, die die verschiedenen Schaltvorgänge steuern, einstellbar geführt sind. Zum Antrieb des Werkstückschlittens ist ein Vorschubmotor und ein Eilgangmotor vorgesehen, die über ein Schnecken- und Planetenradgetriebe und eine Bremskupplung auf eine Antriebsspindel einwirken. Wenn das Werkstück gewechselt ist und die Maschine zum Schleifen des ersten Durchmessers eingeschaltet wird, wird dieser erste Durchmesser an der Schleifstelle I mittels eines Zweipunktmeßkopfes 7 in an sich bekannter Weise selbsttätig geschliffen, wobei die Schleifscheibe zunächst im Eilgang an die Schleifstelle herangefahren, dann der eigentliche Schleifvorgang zunächst im Grobvorschub, dann im Feinvorschub und schließlich in einem das Ausfunken ersetzenden Feinstvorschub durchgeführt wird. Zu dem Zweipunktmeßkopf 7 gehört eine Verteil- und Steuereinrichtung 8. In diese werden vor dem Schleifen Werte eingegeben, die die Umschaltpunkte UI für das Schleifen an der Schleifstelle I für die Vorschubgänge 4 bis 6, also die Umschaltpunkte U14 bis U16 festlegen. Die Umschaltpunkte Uli, U12, U13 und i/I7 werden an der Verteil- und Steuereinrichtung 6 für das Wegmeßsystem am Werkzeugschlitten eingestellt, das nachfolgend näher beschrieben wird.

Der Werkzeugschlitten 1 hat einen elektrischen Antrieb mit Schrittmotor 4. Er ist mit dem Wegmeßsystem 5 ausgerüstet, zu dem eine Verteil- und Steuereinrichtung 6 gehört. Diese ist auch für die Eilbewegung und die Wegbegrenzung eingerichtet.

Wenn der Meßkopf 7 über die Steuereinrichtung 8 das Erreichen des Fertigmaßes an der Schleifstelle I anzeigt, wird diese Anzeige über 12 in die Verteil- und Steuereinrichtung 6 eingegeben, die dadurch selbsttätig auf ihren Null-Punkt gestellt wird. Die Sollwerte für die Schleifscheibengänge an den Schleifstellen II bis IV werden der Verteil- und Steuereinrichtung 6 bis 13 eingegeben, die Werte für die Eilbewegung bei 14 und die Werte für die Wegbegrenzung bei 15. Welche Schleif stelle an der Reihe ist, erfährt die Einrichtung 6 über die Eingabe 10 in Abhängigkeit von der Stellung des Werkstückschlittens 2.

Solange die Stelle I geschliffen wird, beeinflußt die Verteil- und Steuereinrichtung 8 in Abhängigkeit vom Meßkopf 7 den elektrischen Antrieb 4 des Werkzeugschlittens 1 unmittelbar über 17. Beim Schleifen der übrigen Stellen beeinflußt die Verteil- und Steuereinrichtung 6 des Wegmeßsystems 5 den Antrieb 4 über 16.

In dem Diagramm nach F i g. 2 gibt die Ordinate die Geschwindigkeit und die Abszisse den Weg des Werkstückschlittens bezogen auf einen maschinenfesten Punkt an. Die Vorlaufrichtung geht in F i g. 2 von links nach rechts, die Rücklaufrichtung von rechts nach links. Das Diagramm ist aus zwei, ent-

sprechend dem Durchmesserunterschied in der Weglage gegeneinander versetzten Diagrammen zusammengesetzt, wobei der gestrichelte Linienverlauf dem Diagramm für die mit Meßsteuerung arbeitende Schleif stelle I und der stark ausgezogene Linienverlauf dem Diagramm für die vom Wegmeßsystem aus behandelte Schleifstelle II entspricht. Die Umschaltpunkte für die Schleifstelle I heißen wieder UI bis t/17, diejenigen für die Schleifstelle II E/II1 bis Ulli. Uli bis U12 entspricht dem Eilgang, t/12 bis U13 dem Eilvorschub, U13 bis U14 dem Grobvorschub, U14 bis U15 dem Feinvorschub, V15 bis t/16 dem Feinstvorschub und t/16 bis t/17 dem Rücklauf. Entsprechendes gilt für die t/II-Bereiche. Bei dem Werkstück 3' nach F i g. 3 ist wieder der Meßkopf 7 an der Schleifstelle I angesetzt. Hier hat aber die Schleifstelle III denselben Durchmesser und dieselben sonstigen Abmessungen wie die Schleifstelle I, so daß beide Stellen in gleicher Weise geschliffen werden können und statt des Meßkopfes 7 an der Stelle I auch der Meßkopf T an der Stelle III angesetzt sein könnte. Dafür ist hier im Gegensatz zu dem Werkstück3 der Fig. 1 noch eine Schleifstelle V vorhanden. Die Schleifstellen II, IV und V werden also wieder unter Steuerung des Werkzeugschlittens vom Wegmeßsystem aus geschliffen. Die den Verteil- und Steuereinrichtungen 8 und 6 einzugebenden Werte lassen sich mittels Ziffernschalter 18 einstellen, und zwar läßt sich jeder Umschaltpunkt für jede Schleifstelle gesondert festlegen. Bei dem gezeichneten Beispiel nach F i g. 3 ist vereinfachend angenommen, daß der Schnellverstellungsweg und das Schleifaufmaß für alle Schleifstellen, bezogen auf das Fertigmaß, gleich sind, so daß die Umschaltpunkte t/3, t/4, US und Ul einmal für alle Schleif stellen von I bis V eingestellt werden, während t/ 6 dem jeweiligen Fertigmaß an jeder Schleifstelle entspricht. Die Fertigmaße lassen sich unmittelbar nach der Zeichnung einstellen, so daß sie in den Anzeigewerken von Addier- und Anzeigewerken 19 als Zahlenangaben für jede Schleif stelle erscheinen.

Die verschiedenen Durchmesser an den einzelnen Schleifstellen können infolge der zahlenmäßigen Anzeige der Durchmesserwerte auch von Hand geschlif- fen werden, ohne daß darauf verzichtet werden müßte, von dem beim Erreichen des Fertigmaßes an einer ersten Schleifstelle über einen Meßkopf angegebenen Ausgangspunkt auszugehen. Die Stellung des Werkzeugschlittens wird dann durch besondere, in der Zeichnung nicht dargestellte Ziffernanzeigeröhren sichtbar gemacht. Die Einstellung des Antriebs des Werkzeugschlittens erfolgt dabei zweckmäßig über zwei Drehknöpfe, von denen der eine für Grobverstellung mit hohen Geschwindigkeiten und der andere für Feinverstellung mit kleinen Geschwindigkeiten vorgesehen ist, derart, daß sich die Geschwindigkeiten im Maß der Drehung der Knöpfe vorzugsweise kontinuierlich ändern. Die Verstellung des Werkstückschlittens kann dabei ebenfalls von Hand erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Meßsteuereinrichtung an Schleifmaschinen zum Schleifen von Werkstücken mit Wellenabschnitten unterschiedlicher Durchmesser mit einem programmgemäß die einzelnen Fertigdurchmesserwerte speichernden Verteil- und Steuergerät und mit einer mit dem Verteil- und Steuergerät gekoppelten Steuereinrichtung für einen wenigstens einen Wellendurchmesser abtastenden Meßkopf, durch den der Zustellantrieb für den auf dem Maschinenunterbau verschiebbaren Schleifspindelstock beim Erreichen des Durchmesserfertigmaßes des auf einem längsverfahrbaren Werkstückschlitten eingespannten Werkstückes abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das über eine Eingabe (10) die Stellung des Werkstückschlittens (2) und damit die Schleifstelle registrierende Verteil- und Steuergerät (6) mit einem am Schleifspindelstock (1) angeordneten Wegmeßsystem (5) gekoppelt ist, durch das die Stellung der Schleifscheibe relativ zum Unterbau meßbar und der Schleifspindelstock-Zustellantrieb (4) für die anderen Wellendurchmesser steuerbar ist, und daß das Wegmeßsystem (5) eine Suchautomatik aufweist, durch die das Wegmeßsystem über das Verteil- und Steuergerät (6) in Abhängigkeit vom Fertigmaß eines vom Meßkopf (7) abgetasteten Durchmessers selbsttätig auf den Ausgangszustand für den Ablauf der Steuerung des Schleifspindelstockes (1) für andere Wellendurchmesser nach dem voreingestellten Programm einstellbar ist.

2. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Wegmeßsystem auch die Schnellverstellwege des Schleifspindelstocks (1) steuerbar und die Wegbegrenzungen des Schleifspindelstocks (1) festlegbar sind.

3. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zustellung des Schleifspindelstocks (1) ein elektromechanischer Zustellantrieb mit Schrittmotor (4) vorgesehen ist.

4. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustellantrieb mit einem das Ausfunken ersetzenden Feinstvorschub ausgerüstet ist.

5. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Fortschaltung des Werkstückschlittens (2) ebenfalls ein elektromechanischer Antrieb vorgesehen ist.

6. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eingeben der die Umschaltpunkte für die einzelnen Arbeitsstufen festlegenden Werte Ziffernschalter (18) vorgesehen sind und daß Addier- und Anzeigewerke (19) vorgesehen sind, durch die die eingestellten Fertigmaße zahlenmäßig sichtbar sind.