DE1513439A1 - Einrichtung zum Steuern des Bearbeitungsvorganges bei Werkzeugmaschinen,insbesondere bei Schleifmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Steuern des Bearbeitungsvorganges bei'#erkzeugmaschinen, insbesondere bei Schleifmaschinen Die Erfindjing betrifft eine Einrichtung zum Steuern des Bearbeitungsvorganges bei Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Schleifmaschinen, bei der ein Meßtaster mit am Werkstück anliegenden Fühlhebeln den Vorschub steuert. Da sich z.B. bei Schleifmaschinen die Schleifscheibe dauernd abnutzt, erfaßt man bei Bearbeitungsvorgängen mit hoher Genauigkeit laufend den Istwert, z.B. den jeweiligen Durchmesser, des in Bearbeitung befindlichen Werkstückes und verwendet ihn zum Steuern der Zustellbewegung der Schleifscheibe. Die bisher dazu verwendeten Meßtaster werden normalerweise mit Endmaßen oder mit einem Mutterteil auf das gewünschte Sollmaß eingestellt. Gemessen wird während des Bearbeitens mit einem induktiven Meßfühler. Hierbei wird die Induktivität eines Brückenzweiges mit dem Durchmesser des Werkstückee verändert und beim Brückenabgleich, d.h. beim Erreichen des Sollmaßes nach dem Ausfeuern der Schleifscheibensupport auf Rücklauf geschaltet, womit der BearbeitunUsvorgang beendet ist. Sind nun an einem Werkstück mehrere Bearbeitungsstellen vorhanden, so muß.für jede Bearbeitungsstelle ein Meßtaster vorgesehen werden, der zuvor mit der gewünschten hohen Genauigkeit eingestellt sein muß. Dadurch ergeben sich verhältnismäßig hohe Rüstzeiten. Auch ist eine Automatisierung dieses Vorganges nicht ohne weiteres möglich.
• Man könnte nun daran denken, den Abstand zwischen den Schneiden von am Werkstück anliegenden Fühlhebeln durch ein geeignetes Lagemeßsystem zu positionieren und den von den Fühlhebeln betätigten Induktivgeber beizubehalten. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß der Positioniervorgang mit einer extrem hohen Genauigkeit durchgeführt werden muß; ein Positionierfehler geht als systematischer Fehler in das Arbeitsergebnie ein. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine leicht einstellbare und genaue Meßeinrichtung zum Steuern des Vorschubs zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, da-, ein Finihebe-L des Meßtasters fest mit einem induktiven Linearmajatab eines Lagemeigebers und ein weiterer Fühlhebel mit einem auf dem Linearmaistab verschiebbaren Reiter verbunden ist und da.i dieser ."jagemeiigeber, dem der Bearbeitungesollwert aus einem J#eicher vorgegeben ist, den Vorschub steuert. Vorteilhaft wird dacei der mit jem Reiter verechiebbare Fühlhebel vor dem übergang auf einen neuen Bearbeitungesollwert durch ein Stahlband oder eine 31.indel vom Werkstück abgenoben und nach dem Einfahren der Maschine auf die neue Bearbeitungentelle durch sein Eigen- oder ein Zusatzgewicht auf das Werkatück abgeaenkt, so daß keine Verfalachungen dea keiwertea durch Zusatzkräfte auftreten können. Weitere Einzelneiten und kerkmale der Erfindung ergeben eich anhand einen in der Zeichnung dargestellten Ausführungebeispiele. Die Figur soil nur das Prinzip darstellen. In der Ausführung wird man vorteilhaft das Meßsystem in die Ebene des Meßobjektes bringen und so das Abbelsche Prinzip einhalten. Pel der in Pig. 1 gezeigten Anordnung Ist mit 1 das gu tende Werkatück beze.icbpetg das - wie nicht weiter in einer Rundschleifmaschine ein espannt ist. Der A*betgp4 der Schneiden 4 und 5 der Fühlhebel 2 und 3 entspriq#t dem jewqil#gep Durchmesser des Werkstückes 1. Der Fühlhebel 3 ist f-ept mit einem induktiven Linearmaßetab 10 verbunden. Der Fühlhebel 2 ißt fegt mit dem Reiter 6 verbunden, der in Pfeilrichtung A und B,guf dem Linearmaßstab 10 verechiebbar ist. Der Fühlhebel 2 kann dabei durch ein Stahlband 13, das über ein Getriebe und eine Aufwickelvorrichtung 12 mit einem Motor 11 verbunden ist, in Pfeilrichtung A gehoben werden. Statt des Stahlbandes kann natürlich auch eine. Aphebespindel o.dgl. verweniet worden. Der induktive Linearmaßstab 10 und der Reiter 6 (in eigentlichem Sinne ein weiterer induktiver Linearmaßstab) stellen einen direkten tranlatorischen Lagemaßgeber darg dessen eine Ausführi;ngsform iinter dem Handelanamen "Inductosyn" bekannt ist und de; etwa die gleiche Wirkungsweise wie ein Drehmelder hat. Maßstab 10 und Reiter 6 entsprechen Rotor und Stator eines Drehmelders. Der Reiter 6 trägt zwei um 90 0 räumlich versetzte gedruckte Wicklungen 7 und R; der Maßstab 10 hat eine gedruckte Wicklung 9 mit einer bestimmten Perlodenlänge, z.B. 2 mm. Werden die beiden Wicklungen 7 und 8 des Reiters 6 mit je einer Spannung gespeist, deren Amr)Ii-tiidenirn gleichem Verhältnis wie der Sinus zum Yosinus des vorgegebenen Sollwert-"Winkels" stehen, so ergibt- sich ein resultierender Feldvektor, dessen Lage im Raum diesem Verhältnis entspricht. Die in der Wicklung 9 des Linearmaßstabes 10 induzierte Spannung ändert den Scheitelwert ihres Betrages sinusförmig mit der Verschiebung des Reiters 6 und wird Null, wenn sich der Feldvektor mit bestimmten Punkten der Wicklung*9 deckt. Mit der am Reiter angelegten Spannung läßt sich daher die Lage des Nulldurchganges bzw. die anzusteuernde Sollwertposition einstellen. Die in der Wicklung 9 induzierte Spannung entspricht dann jeweils der Soll-Ist-Differenz in der Periode. Da die beim Schleifvorgang auftretende Durchmesseränderung des Werkstückes kleiner als eine Periodenlänge ist, kommt man mit einem einspurigen Maßstab normalerweise aus. blan könnte natürlich, um eine Eindeutigkeit innerhalb des gesamten Meßbereiches zu erhalten, z.B. einen Dreispurmaßstab verwenden. Der Bearbeitungsvorgang läuft nun folgendermaßen ab: Mit dem Motor 11 wird der Fühlhebel 2 vor dem Übergang auf einen neuen Durchmesser (neuer Positionswert) vom Werkstück 1 in Pfeilrichtung A abgehoben. Der Meßtaster (2,3 6,10) wird an die neu zu bearbeitende Stelle gefahren und der Fühlhebel 2 durch sein eigenes Gewicht oder durch ein Zusatzgewicht in Pfeilrichtung B auf das Werkstück 1 abgesenkt. Das Stahlband 13 wird hierbei gelöst, so daß keine Zusatzkräfte auftreten können. Abhängig vom jeweiligen Durchmesser des Werkstückes 1 wird nun der Schleifvorschub durch die Signale des Lagemaßgebers gesteuert. Eine Ausführungsform der Schaltung der erfindungegemäßen Einrichtung zeigt Pig.2. Der &@wünschte Sollwert des Werkatückes ist mit Hilfe eines Lochstreitenn oder durch Dekadenschalter von Hand in den Sollwertspeicher 14 einZesetzt. Dieser in digitaler Yorm anstehende Sollwert wird durch einen Digital-Analogwandler i5 in ehtsprechende SpAnnlingen umgesetzt. Zu diesem Zweck werden a.B. an einen mit einer Frequenz von 10 kRz arbeitenden Sinua-Oszillator 16 angeschlossene Einstell- 809. Programmiertransformatoren.im Digital-Analogwandler benutzt, die die benötigten Sinus- bzw. Kosinunspannungen abgeben. Die beiden SpahhÜngen werden über einen Impedanzwandler 17 auf die Wicklungen 7 und 8 des Reiters 6 gegeben. Das von der Wicklung 9 des induktiven Linearmaßstabes 10 abgenommene Signal wird über einen Verstärker 18 einem phasenrichtigen Demodulator 1-.) zugeführt, der-seine Bezugsspannung ebenfalls vom Sinusoazillator 16 erhält. Die Amplitude des demodulierten Signals ergibt die Abweichung vom vorgegebenen Sollwert. Der Bearbeitungsvorgang wird nun eingeleitet und solange aufrechterhalten, bis bei der Amplitudenmessung ein bestimmter voreingestellter Grenzwert, z.B. Null (aus maschinentechnischen.und meßtechnischen Gründen meistens > 0 gewählt) erreicht ist, worauf nach dem Ausfeuern der Abschaltbefehl, d.h. der Befehl zum Rücklauf des Schleifacheibenaupportes gegeben wird. Da das Abschaltsignal für die Bearbeitung durch Phasenmessung gebildet wird, läßt sich eine sehr-hohe-Repro4uzierbarkeit de-r-Maße bis 092 jum)

Claims (2)

1. Patentanaprüche e Einrichtung zum Steuern des Bearbeitungsvorganges bei Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen, bei der ein Meßtaster mit am Werkstück anliegenden Pfthlhebeln den Vorschub steuert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pühlhebel (3) des Meßtasters fest mit einem induktiven Linearmaßstab (10) eines Lagemeßgebers (6, 10) und ein weiterer Fühlhebel (2) mit einem auf dem Linearmaßstab (10) verschiebbaren weiteren Linearmaßstab, z.B. einem sog. Reiter (6), verbunden ist und daß dieser Lagemeßgeber (6, 10), dem der Bearbeitungssollwert aus einer.. Speicher (14) vorgegeben ist, den Vorschub steuert.
2. 2. EinricIrt-ung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Reiter (6) verschiebbare Fühlhebel (2) vor dem Übergang, auf einen neuen Bearbeitungesollwert vom Werkstück (1) abliebbar und nach dem Einfahren der Werkzeugmaschine auf die neue Bearbeitungsstelle durch sein Eigen- oder ein Zusatzgewicht auf das Werkstück (1) absenkbar ist. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine von einem Motor (11) angetriebene Anhebespindel oder ein Stahlband (13) zum Abheben des FühlliebeIs (21.