DE2427710C3 - Flachschleifmaschine mit einer Meßsteuereinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Flachschleifmaschine mit einer Meßsteuereinrichtung für eine Vielzahl auf einem bewegbaren Maschinentisch angeordneten Werkstücken und einer Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe, wobei die Meßsteuereinrichtung eine außerhalb des Werkstückbereichs angeordnete Abtasteinrichtung aufweist, bestehend aus einem mit dem Maschinentisch bewegbaren Vergleichsstück mit einer Meßfläche, die mit der Schleifscheibe intervallmäßig in Eingriff kommt und von einem Meßtaster abgetastet wird und wobei bei Erreichen des Werkstücksollmaßes die Zustelleinrichtung der Schleifscheibe abgeschaltet wird.

Bei Schleifvorgängen ist bei Zustellung der Schleifwerkzeuge auf Fertigmaß jeweils auch die Schleifkörperabnutzung auszugleichen, was nach der vorliegenden Erfindung auf besonders präzise Weise unter Anwendung der Differenzmethode erfolgt.

Nach dem DT-Gbm 17 82 602 sowie den DT-PS 5 96 634, 4 69 107 und 5 66 980 sind einfache Differenzmeßmethoden bekannt. Diese bekannten Ausführungen eignen sich jedoch nicht zur automatischen Steuerung für Schleifvorgänge mit einer Vielzahl zu schleifender Werkstücke mit entsprechend vielen Tastlücken.

Nach der weiter bekannten DT-PS 10 42 417 werden mit einem Kontakt-Meßtaster und einem Maß-Anschlag außerhalb der Werkstücke zwar die Nachteile der Wirkung von Tastlücken und verschmutzter Werkstückoberfläche vermieden jedoch gibt der Kontakttaster nur gleiche binäre Signale, die für eine Differenzmessung mit Meßanzeige und Steuerung unbrauchbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, unter Ausschaltung von Tischhöhenunterschieden, wie solche vor allem bei Magnetspanntischen infolge Erwärmung auftreten, einwandfreie Werkstückmaße bei einer Vielzahl von Werkstücken mit Tastlücken beim Genauigkeitsschleifen mit einer Meßsteuerung zu ermöglichen. Die Flachschleifmaschine mit einer Meßsteuereinrichtung für eine Vielzahl auf einem bewegbaren Maschinentisch angeordneten Werkstücken und einer Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß zur Differenzmessung ein zweites Vergleichsstück in Höhe des Maschinentisches mit diesem bewegbar vorgesehen und durch einen zweiten Meßtaster abtastbar ist und daß das Differenzsignal beider Meßtaster einer Speicherstufe und einer parallel hierzu angeordneten digitalen Steuerstufe zuleitbar ist, durch welche die Umladung des Meßwertes zu einer Anzeige und die Löschung der Speicherstufe erfolgt, gesteuert durch die ansteigenden und abfallenden Meßsignalwerte beim Auf- und Ablauf der Meßtaster an den Vergleichmeßflächen, und daß durch das Differenzsignal beider Meßtaster beim Erreichen des Werkstücksollmaßes die Zustelleinrichtung der Schleifscheibe abschaltbar ist.

Im besonderen kann der einen Speicherkondensator enthaltenden Speicherstufe vor dem Kondensator eine Diode zum Durchlaß nur des extremen Meßwertes vorgeschaltet sein, wodurch der Maximal — oder Minimal — Meßwert einer Meßstrecke noch ausgesondert wird.

Desweiteren können durch das Dtfferenzmeßsignal, welches der Speicherstufe und der digitalen Steuer stufe ansteht, zusätzlich auch Grenzwertstufen für die Maschinensteuerung — Schleifscheiben-Grobzustellung bzw. Schleifscheiben-Feinzustellung bzw. Ausfunken — steuerbar sein.

Im einzelnen sind die beiden Meßtaster an einem stabilen Schwenkarm am Maschinenkörper angeordnet und bei gleichzeitiger Meßtastung in Differenzanzeige geschaltet, während die beiden Vergleichsmeßflächen an einer mit dem Schleiftisch seitenflächig verbundenen Blockaufnahme höhenverstellbar angeordnet sind, wobei die Werkstück-Vergleichsfläche vorzugsweise aus

einem abschleifbaren Materialstab besteht Der als Werkstück-Vergleichsfläche dienende Vi aterialsiab sitzt in einer mittels Stellmutter und Schlitzführung höhenverschiebbaren Aufnahmehülse festklemmbar, wobei den Vergleichsflächen in Form eines höhenverstellbaren Schraubbolzens sowie dem abschleifbaren Materialstab zur Nullstellung der Differenzmeßtaster zwei auf Sciiieiftischhöhe eingestellte Meßbolzen zugeordnet sind.

Eine Ausführungsform einer Flachschleifmaschine -.o mit Meßsteuereinrichtung sowie Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt und an Hand derselben beschrieben und zwar zeigen

F i g. 1 und 2 die Ansicht und Draufsicht der Gesamtanordnung,

Fi g. 3 bis 5 die Teilansichten und einen Schnitt hierzu und

F i g. 6 die Schaltungsanordnung für diese Steuervorrichtung.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Flachschleifmaschine 1 mit Rundtisch 2 (Schleiftisch) und Stirn-Schleifscheibe 3 dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht hierbei aus einer mechanischen Blockaufnahme 4, an der zwei Vergleichsmeßflächen 5 (Werkstückhöhe) und 6 (Schteiftischhöhe) angeordnet sind, welche mit zwei induktiven Meßtastern 7 und 8 zusammenwirken, und aus einem elektronischen Teil 9, in welchem die Differenz-Meßsignale verstärkt, gespeichert und gesteuert werden. Die Meßsignale wirken in bekannter Weise auf das Vorschub-Steuersystem 10 und die Zustelleinrichtung 11 der Maschine, indem Grob-Zustellbeträge, Fein-Zustellbeträge, Ausfünkvorgänge und Rückfahren der Schleifscheibe in die Ausgangsstellung vor dem Schlcifvorgang bewirkt werden. Außerdem bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine fortschreitende, stetige Maßanzeige 12 der Werkstückhöhen 13 beim Schleifen einer Vielzahl von Werkstücken 14, welche mit höchster Genauigkeit in einem selbsttätigen Schleifzyklus geschliffen werden.

Wegen der hohen Genauigkeitsforderung an die Werkstückhöhe 13 müssen alle Höhenveränderungen, wie beispielsweise des Rundtisches 2, durch Schmiermittelanhub beim Lauf und thermischer Längenänderung, wenn z. B. als Arbeitstisch eine Magnetspannplatte dient, sowie thermische Längenänderung des Meßständers 15 und der Meßtaster 7 und 8 durch Differenzmessung eliminiert werden. Zu beachten ist hierbsi, daß der Vorteil der Differenzmessung an Werkstücken verloren geht, wenn bei unterbrochenen Werkstückflächen 14 die Tastlücken das Meßsignal verfälschen können. Desweiteren sind bei direkter Abtastung einer Vielzahl von Werkstücken die Verschmutzungseinflüsse durch Schleifkörper und Schleifspäne beim Schleifvorgang erheblich und ermöglichen keine genauen Direktmessungen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird nach der Erfindung die Differenzmeßmethode als Vergleichsmessung an einer Blockaufnahme 4 durchgeführt. Die Vergleichsfläche 5 für die Werkstückhöhe 13 wird hierbei durch einen abschieifbaren Materialstab 16 gebildet. Der Matcrialstab 16 ist in einer Aufnahmehülse 18 festgeklemmt und mit dieser zusammen durch die Stellmutter 17 höhenverschiebbar einstellbar mit einem geringen Aufmaß über die Sollmaßhöhe der Werkstükke.

Bei jeder Umdrehung des Rundtisches 2 gibt nun der Materialstab 16 ein Signal an den Meßtaster 7. Gleichzeitig gibt die Vergleichsmeßfiäche δ entsprechend der Rundtischhöhe ein Signal an den Meßtaster 8. Die Gleichzeitigkeit der Signalgabe, welche für die Differenzmeßmethode wichtig ist, wird durch die Anordnung der Meßtaster und Vergleichsflächen durch die neue Vorrichtung gesichert. Somit besteht kein fixierter Belegzwang für die Werkstücke, und die Werkstückform an der Schleiffläche ist ohne Bedeutung für diese Differenzmeßmethode an zwei Mclistelien.

In einem Differenzverstärker 19 werden die beiden Signale der beiden Meßtaster 7 und 8 verstärkt und ein Analog-Signal gleich dem Differenzwert der Signale und gleich dem Übermaßbetrag der Werkstücke gebildet. Über die Verstärker 23, 24,25 werden mit den vorgegebenen Höhenmarken 20, 21 und 22 die Grenzwerte für die Vorschub-Steuerung 10 und die Zustelleinrichtung 11 in an sich bekannter Weise gegeben. In der weiter bekannten Speicherschaltung 26 werden die Analog-Werte aus dem Differenzverstärker 19 über die Diode 39 geleitet und somit der Spitzenwert in dem Kondensator 27 gespeichert.

Erfindungsgemäß werden die Speichervorgänge durch die Blockaufnahme 4 mit den Meßflächen 5 und 6 und den anhebenden Meßtastern 7 und 8 durch die ansteigenden und abfallenden Meßsignal-Flanken digital gesteuert. Hierzu wird das analoge Meßsignal aus Differenzverstärker 19 einem Schwellwertgeber (Komparator) 33 zugeführt, bei dem ein Vergleich mit einem Referenzwert 34 erfolgt, der in seiner Höhenmarkeneinstellung unter den Grenzwerten 20, 21, 22 für die Maschinensteuerung liegt. Überschreitet das analoge Meßsignal die Schwelle 34 des Referenzwerts so wird in einer Triggerschaltung 35 eine digitale Signalformung vorgenommen und werden mit der digitalen Steuerstufe 36 die Feldeffekt-Transistoren 37 und 28 gesteuert. Der Feldeffekt-Transistor 37 wird durch das ansteigende Meßsignal bei der Referenzwertschwelle 34 leitend und löscht damit den Speicherkondensator 27 während der Löschzeit 38. Danach bewirkt die Diode 39 die Aufladung des neuen Spitzenwerts 40 in den Speicherkondensator 27.

Durch das abfallende Meßsignal wird der Referenzwert 34 unterschritten, dabei steuert die digitale Steuerstufe 36 für die Übergabezeit 41 den Feldeffekt-Transistor 28 an. Der Feldeffekttransistor 28 leitet den im Speicherkondensator 27 gespeicherten neuen Spitzenwert 40 an den Kondensator 29 und den Anzeigeverstärker 30. Nach der Übergabezeit 41 wird der im Kondensator 29 gespeicherte letzte Spitzenwert 40 stetig am Anzeige-Instrument 12 angezeigt, also auch in der Zeit, in der die Meßtaster keine Meßsignale liefern und die Blockaufnahme 4 unter der Schleifscheibe 3 und an dem Materialstab 16 die neue Werkstückhöhe 13 geschliffen wird.

Die fortschreitende Maßveränderung beim Schleifen wird bei jeder Tischumdrehung durch die Blockaufnahme 4 mit den Vergleich-Meßflächen 5 und 6 durch Differenzmessung als analogen Spitzenwert 40 gemessen und gleichzeitig mit dem ansteigenden und abfallenden Meßsignal der Analog-Spitzen-Speicher digital gesteuert. In der Schalterstellung 31 wird der Spitzenwert zur Anzeige gebracht. In der Schalterstellung 32 wird der momentane Analogwert angezeigt, was für Einstellzwecke notwendig ist. Zu Einstellzwecken hat die Blockaufnahme 4 ferner noch zwei weitere Auflageflächen 42 und 43 in Tischhöhe für Einstell-Mei· ster-Werkstücke.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Flachschleifmaschine mit einer Meßsteuereinrichtung für eine Vielzahl auf einem bewegbaren Maschinentisch angeordneten Werkstücken und einer Zustelleinrichtung für die Schleifscheibe, wobei die Meßsteuereinrichtung eine außerhalb des Werkstückbereichs angeordnete Abtasteinrichtung aufweist, bestehend aus einem mit dem Maschinentisch bewegbaren Vergleichsstück mit einer Meßfläche, die mit der Schleifscheibe intervallmäßig in Eingriff kommt und von einem Meßtaster abgetastet wird und wobei bei Erreichen des Werkstücksollmaßes die Zustelleinrichtung der Schleifscheibe abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Differenzmessung ein zweites Vergleichsstück (6) in Höhe des Maschinentisches (2) mit diesem bewegbar vorgesehen und durch einen zweiten Meßtaster (8) abtastbar ist und daß das Differenzsignal beider Meßtaster (7, 8) einer Speicherstufe (26) und einer parallel hierzu angeordneten digitalen Steuerstufe (36) zuleitbar ist, durch welche die Umladung des Meßwertes (40) zu einer Anzeige (12) und die Löschung der Speicherstufe (26) erfolgt, gesteuert durch die ansteigenden und abfallenden Meßsignalwerte (38,41) bei Auf- und Ablauf der Meßtaster an den Vergleichmeßflächen (5, 6), und daß durch das Differenzsignal beider Meßtaster (7, 8) beim Erreichen des Werkstücksollmaßes die Zustelleinrichtung der Schleifscheibe (3) abschaltbar ist.

2. Flachschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Speicherkondensator (27) enthaltenden Speicherstufe (26) vor dem Kondensator (27) eine Diode (39) zum Durchlaß nur des extremen Meßwertes vorgeschaltet ist.

3. Flachschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Differenzmeßsignal (13), welches der Speicherstufe (26) und der digitalen Steuerstufe (36) ansteht, zusätzlich auch Grenzwertstufen (20 bis 22) für die Maschinensteuerung — Schleifscheiben-Grobzustellung (20) bzw. Schleifscheiben-Feinzustellung (21) bzw. Ausfunken (22) — steuerbar sind.

4. Flachschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der digitalen Steuerstufe (36) ein Spannungsvergleicher (33) vorgeschaltet ist, dessen Schwelle (34) über eine Triggerstufe (35) die Speichereinschaltung (27) bewirkt.

5. Flachschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kondensator (27) gespeicherte Meßwert über einen Feldeffekt-Transistor (28) an einen Anzeigespeicher (29) mit nachfolgendem Anzeigeverstärker (30) weitergebbar ist und zwischen der digitalen Steuerstufe (36) und der Speicherstufe (26) ein Feldeffekttransistor (37) zur anschließenden Löschung des Speicherkondensators (27) liegt.