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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kantenschleifen von Glasscheiben
mit einem Schleifwerkzeug, das auf einem senkrecht zur Kante der Glasscheibe verschiebbaren
Werkzeugträger gelagert ist, an dem eine Andrückvorrichtung angreift, durch die
das Schleifwerkzeug mit einer einstellbaren Kraft an die Kante der Glasscheibe angedrückt
wird.
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Solche Vorrichtungen finden Anwendung beispielsweise bei automatischen
Kantenschleifmaschineii' bei denen das Schleifwerkzeug an der Kante der Glasscheibe
entlanggeführt wird. Sowolll solche Kantenschleifmaschinen, bei denen die Glasscheibe
auf einer drehbaren Ilalterung durch Drehung an dem Schleifwerkzeug vorbeigeführt
wird, als auch solche Kantenschleifmaschinen, bei denen das Schleifwerkzeug auf
einem Kreuzschlitten um die stationär gelagerte Glassclleibe herum zwangsgeführt
wird, können mit derartigen, den Schleifdruck regelnden Vorrichtungen ausgerüstet
sein.
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Eine bekannte Vorrichtung der genannten Art ist in der DE-PS 19 66
260 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht die Einrichtung zum Andrücken
des Schleifwerkzeugs an die Kanten der Classcheibe aus einem von zwei Seiten beaufschlagbaren
Druckzylinder, wobei durch Veränderung des J)ruckes in dem Zylinder der Schleifdruck
eingestellt werden kann.
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Pneumatische oder hydraulische Druckzylinder als Andrückeinrichtungen
bedingen zusätzliche Leitungen für
die Druckmittelzufuhr. Ferner
sind für die Einstellung des Schleifdruckes auf unterschiedliche Werte zusätzlichc
Vorrichtungen erforderlich, um den Druck des Druckmittels zu verändern. Außerdem
hat es sich gezeigt, daß eine Regelung des Schleifdruckes mit Hilfe eines Regelkreises
bei der bekannten Vorrichtung zu ulibefricdigenden Ergebnissen führt, weil sich
langwellige Regelschwingungen nicht vermeiden lassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art dahingehend zu vcrbessern, daß ihr Aufbau vereinfacht und ihre Arbeitsweise
sicherer wird. Ferner sollen unerwünschte Regelschwingungen beseitigt, und die Möglichkeit
einer feinstufigen und genauen Veränderung und Regelung des Schleifdruckes erreicht
werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Andrückvorrichtung
aus einem elektrischen Drehmomentmotor besteht, der über einen Kurbelarm an den
Werkzeugträger angelenkt ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bietet entscheidende Vorteile: Zum
einen entfallen zusätzliche Druckmittclleitungen und aufwendige mechaiiische Einrichtungen
zum Verändern und Regeln des Druckes des Druckmittels. Zum anderen, und das ist
von ganz besonderer Bedeutung, läßt sich der Schleifdruck mit einer wesentlich größeren
Genauigkeit einstellen und regeln, und zwar mit verhältnismäßig geringem Aufw<ind.
Die durch den Regelkreis bedingten Schwingungen sind bei der erfiiidung sgemäßen
Ausfühning um ein Vielfaches kleiner als bei der Vorwendung
eines
Druckzylinders. Das hat seinen Grund darin, daß die Lagerreibung bei dem Drehmomentmotor
vernachlässigbar klein ist gegenüber der Reibung des Kolbens in dem Druckzylinder
bei der bekannten Vorrichtung. Gerade diese hohe Reibung im Druckzylinder führt
nämlich dazu, daß sich der Kolben von der Zylinderwand erst bei einem relativ hohen
Losbrechmoment löst, wobei das hohe Losbrechmoment für die unvermeidlichen Regelschwingungen
verantwortlich ist.
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In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfndung wird die von dem Drehmomentmotor
ausgeübte Druckkraft über eine Druckmeßdese auf dem Werkzeugträger übertragen, deren
elektrisches Ausgangssignal als istwert des Schleifdrucks dem den Drehmomentmotor
ansteuernden Regelverstärker zugeführt wird.
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In vielen Fällen kann es wünschenswert sein, den Schleifdruck an bestimmten
Stellen der Glasscheibe zu erhöhen oder zu verringern. So ist es z.B. bei eckigen
Glasscheiben zweckmäßig, den Schleifdruck an den Ecken herabzusetzen. Zu diesem
Zweck ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Sollwertspannung nach einem
vorgegebenen Programm zu verändern, indem beispielsweise eine Reihe von Sollwert-Einstellpotentiometern
nach einem gegebenen Programm ein- bzw. abgeschaltet werden.
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Eine feinstufige Regelung des Schleifdrucks setzt ferner cinc möglichst
reibungsarme Lagerung des Werkzeugträgers voraus. Besonders wirksame und vorteilhafte
konstruktive Lösungen besteheii in Weiterbildung der Erfindung dsarill, daß der
Werkzeugträger entweder auf
einem Luftkissen gleitend, oder mit
Hilfe von Schwenkarmen in Drehlagern gelagert ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Von
den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß
aufgebauten Schleifvorrichtung mit einem Regelkreis für den Schleifdruck; Fig. 2
das Schaltbild für eine vorprogrammierte Schleifdruckregelung beim Rundumsehleifen
einer Glasscheibe; Fig. 3 den konstruktiven Aufbau einer Schleifvorrichtung, bei
dem der Werkzeugträger für das Schleifwerkzeug auf einem Luftkissen gelagert ist,
und Fig. 4 eine andere Ausführungsfonn einer Schleifvorrichtung, bei der der Werkzegträger
für das Schle i fwerkzeug an Schwenkarmen gelagert ist.
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Wie aus der schernatiscien Darstellung in Fig. 1 ersichtlich ist,
ist das den Schleifmotor 1 und die auf der Motorachse angeordnete Schleifscheibe
2 umfassende Schleifwerkzeug auf einem Werkzeugträger 4 angeordnet, der auf den
Schienen 5, oder einer anderen eine lineare Verschiebung ermöglichenden Lagerung,
verschiebbar gelagert ist. Der Werkzeugträger 4 ist über die Stangen 6, 6' an den
Kurbelarm.7
angelenkt, der auf der Welle des Drehmomentmotors 8
befestigt ist. Der Drelimomentmotor 8 ist auf dem Schlitten 1o angeordnet, auf dem
ebenfalls die Schienen 5 befestigt sind. Der Drehmomentmotor 8 drückt mit einer
vorbestimmten Kraft die Schleifscheibe 2 gegen die Kante der Glasscheibe 12. Der
Schlitten 10 ist seinerseits auf Gleitschienen 14 verschiebbar gelagert. Mit hilfe
des Schlittens 10 wird das Schleifwerkzeug zugestellt, das heißt in die gewünschte
Position gefahren, während die verschiebbare Lagerung des Werkzeugträgers 4 auf
den Schienen 5 dazu dient, den gewünschten Andruck des Schleifwerkzeugs an die Kante
der Glasscheibe zu ermöglichen.
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Zwischen den Stangen 6, 6' ist eine Druckmeßdose 15 angeordnet, die
ein dem Schleifdruck entsprechendes elektrisches Signal abgibt. Dieser Istwert des
Schleifdrucks wird über die Leitung 16 dem Regelverstärker 17 zugeführt, während
die dem Schleifdruck-Sollwert entsprechende Sollwertspannung über das Potentiometer
18 dem Regelverstärker 17 zugeleitet wird. Vom Regelverstärker 17, der den Sollwert-Istwert-Vergleich
durchführt, wird über die Leitungen 19 der Drehmomentmotor 8 angesteuert. Da an
dem Drehmomentmotor 8 keine Motor-L:MK auftritt, ist zwischen dem Regelverstärker
17 und dem Drehmomentmotor 8 ein Ersatzwiderstand 20 zwischengeschaltet.
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In der Fig. 2 ist eine programmgesteuerte Schleifdruckregelung dargestellt,
die bei einer Kreuzschlitten-Maschine Amfendung findet, bei der das Schleifwerkzeug
mit hilfe einer Programmsteuerung um die Glasscheibe
herumgeführt
wird. Durch die Schieifdruck-Regelungsschaltung wird der Schleifdruck des Schleifwerkzeugs
auf dem Weg entlang der Kante der Glasscheibe verändert, indem er beispielsweise
beim Umfahren der Ecken von eckigen Glasscllciben herabgesetzt wird.
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Anstelle eines fest eingestellten vorgegebenen Sollerts werden also
hierbei in Abhängigkeit von der Position des Schleifwerkzeugs unterschiedliche Sollwerte
vorgegeben.
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Der Schleifmotor 1 ist wieder auf dem Werkzeugträger 4 angeordnet,
der über die Stange 6, die Druckmcßdose 15 und die Stange 6' von dem Drehmomentmotor
8 gegen die Kante der Glasscheibe gedrückt wird. Der Drehmomentmotor 8 wird von
dem Regelverstärker 1 7 angesteuert, und zwischen diesem und dem Drehmomcntmotor
8 ist wieder der Ersatzwiderstand 20 zwischengeschaltet.
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Wichtigster Baustein der Einrichtung für die 1,Rundumprogrammierung"
ist ein handelsüblicher Digital zähler 24 mit Vorwänrtscharakteristik. Der Digitaizähler
24 hat zehn Vorwahlsclialter 25. Jedem Vorwahlschalter 25 ist ein Relaisausgang
zugeordnet; Die von den einzelnen Relaisausgängen gesteuerten Relaiskontakte sind
mit Z1 bis Z 1o bezeichnet.
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Mit Ililfe der Vorwahl schalter 25 des Digital zählers 24 werden diejenigen
Punkte auf der Umlaufbahn des Schleifwerkzeugs bestimmt, an denen der Schleifdruck
erhöht oder verringert werden soll. Diese Punkte werden zweckmäßig empirisch ermittelt
bzw. festgelegt.
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Das Vortakten des Zählers 24 erfolgt über die beiden Digitaltaktgeber
26 und 27, von denen der Digitaltaktgeber 26 mit dem Antrieb für die X-Achse, und
der Difitaltaktgeber 27 mit dem Antrieb für die Y-Achse gekoppelt ist. Bei jedem
Taktsignal eines der beiden Digitaltaktgeber 26, 27 wird der Zähler 24 vorwärts
getaktet, und die Anzahl der Takte erscheint auf dem Anzeigenfeld 28. Sobald ein
auf einem Vorwahlschalter 25 eingestellter Wert mit der auf der Anzeige 28 erscheinenden
Taktzahl übereinstimmt, zieht das zugehörige Relais an und schließt den ent-.
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sprechenden Kontakt Z1 bis Z10.
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Den Relaiskontakten Z Z1 Z3 Z5, Z7 und Z9 ist das Schleifdruck-Sollwertpotentiometer
P1 zugeordnet.
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Das Sollwertpotentiometer P1 bestimmt den Grundschleifdruck, der beispielsweise
auf geradlinige Kantenabschnitten zur Einwirkung kommen soll. Den Relaiskontakten
Z2, Zq, Z6 Z8 und Z10 ist jeweils ein eigenes Sollwertpotentiometer P2, P3, P4 und
P6 zugeordnet, auf dem jeweils der an der entsprechenden Stelle der Umlaufbahn gewünschte
Schleifdruck individuell eingestellt wird. Das Potentiometer P0 dient dazu, nach
Ablauf des Schleifprozesses den Schleifdruck wegzunehmen, tlas heißt,. den Schlitten
lo in seine Ruhestellung zurückzufüIren.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Beim Start der Schleifmaschine
werden die Digitaltaktgeber 26, 27 entsprechend dem vorgegebenen Weg in Drehung
versetzt und takten den Digital zähler 24 vor,
Die Vorwahlschalter
25 veranlassen, daß an den durch sie vorgegebenen Bahnpunkten die Relaiskontakte
Z1 bis Z10 schalten. Bevor der erste Relaiskontakt Z1 betätigt wird, ist der am
Potentiometer P1 eingestellte Grundschleifdruck wirksam. Schaltet an dem eingestellten
Punkt der Bahn der Relaiskontakt Z1 so erfolgt eine Umschaltung auf das Potentiometer
P.
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Bei Erreichen des auf den folgenden Vorwahlschalter eingestellten
Punktes der Bahn wird der Relaiskontakt Z2 betätigt, wodurch das Potentiometer P2
ausgeschaltet und wieder auf das Potentiometer P1 zurückgeschaltet wird. Bei Betätigung
des folgenden Relaiskontaktes Z3 erfolgt wieder ein Umschalten auf das Potentiometer
P3, und beim Schalten des Relaiskontaktes Z4 wieder ein Zurückschalten auf das Potentiometer
Pt.
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Der Vorgang des Umschaltens wiederholt sich dann an jedem Punkt, der
durch die Vorwahlschalter 25 vorgewählt ist.
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Voraussetzung für die beschriebene Schleifdruckregelung ist natürlich,
daß der Kontakt d2 beim Start der Mascluine geschlossen wurde und solange geschlossen
bleibt, bis die Kontur umfahren ist. Bei Beendigung des Schleifvorganges öffnet
der Kontakt dz, und der Kontakt d schließt sich. Durch das Schließen des Kontaktes
d3 wird der Servoverstärker 17 von dem durch das Potentiometer Po eingestellten
Sollwert angesteuert, was zur Folge hat, daß der den Werkzeugträger 4 tragende Schlitten
le (Fig. 1) in seine Ausgangsstellung zurückgezogen wird. Gleichzeitig mit den Kontakten
d2 und d3 schließt der Kontakt d1 , der den D:ig Italzhier 24 löscht
In
der Darstellung ist ein Vorwahlzähler mit zehn Vorwahlschaltern verwendet. Selbstverständlich
ist es möglich, die Anzahl der Vorwaiilschalter zu erhöhen, ohne daß sich dadurch
an der Vorrichtung im übrigen etwas ändert.
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Es ist auch möglich, die für die verschiedenen Glasscheibenformen
ermittelten Sollwerte für die Schaltpunkte und für die Einstellung der Potentiometer
P1 bis Po auf einem Datenträger, beispielsweise auf dem die Weginformationen für
die Steuerung der Antriebsmotore für den Kreuzschlitten tragenden Magnetband zu
speichern, ulld von dem Datenträger automatisch auf die Vorwahlschalter 25 und die
Potentiometer 1)1 bis P6 zu übertragen. Auf diese Weise können alle für das Schleifen
eines bestimmten Modells erforderlichen Daten auf dem Datenträger, beispielsweise
dem Magnetband, gespeichert werden.
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Es ist wichtig, daß der Werkzeugträger 4, auf dem das Schleifwerkzeug
montiert ist und der durch den Drehmomentmotor 8 gegen die Kante der Glasscheibe
gedrückt wird, so reibungsarm wie möglich gelagert ist. In der Fig. 3 ist eine erste
Ausführungsforin für eine reibungsarme Lagerung des Werkzeugträgers 4 dargestellt.
Der Werkzeugträger 4 llat die Form einer mit polierten Oberflächen versehenen Platte,
auf der ein Lager 30 befestigt ist, das das aus dem Motor 1 und der Schleifscheibe
2 bestehende Schleifaggregat trägt. An der Platte 4 (Werkzeugträger) greift über
die Druckmeßdose 15 und den Kurbelarm 7 der Dremomentmotor
8 an.
Die Platte 4 wird zwischen einer unteren Lagerplatte 31 und einer oberen Lagerplatte
32 geführt, die ihrerseits auf beiden Seiten von Abschlußplatten 33 gehalten werden.
Die Platten 31, 32, 33 bilden den Schlitten lo, der über die seitlich angeordneten
Kugellaufbuchsen 34 entlang den Schienen 14 verfahrbar ist. Die Schienen 14 sind
mit liilfe der Lagerböcke 35 auf der Grundplatte 36 der Maschine angeordnet. Auf
dieser Grundplatte 36 ist ebenfalls der Zustellmotor 38 angeordnet, der über den
Zahnriemen 39 den Schlitten lo gemäß einem vorgegebenen Programm in Richtung des
Doppeipfeiles F verschiebt, so daß die Schleifscheibe 2 stets in diejenige Position
geführt wird, die bei der Drehbewegung der Glasscheibe 12 durch die Form der Glasscheibe
vorgegeben ist.
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Ebenfalls auf dem Schlitten 10 ist der Drehmomentmotor 8 angeordnet,
der über den Kurbelarm 7 auf die Platte 4 einwirkt und die Andruckkraft bestimmt,
mit der die Schleifscbeibe gegen die Kante der Glasscheibe angedrückt wird, Um eine
möglichst reibungsarme Lagerung der Platte 4 zwischen den Platten 31, 32 zu gewährleisten,
dürfen die entsprechenden Lagerflächen sich nicht berühren.
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Durch gezieltes Einleiten von Druckluft in die Zwischenräume zwischen
den Platten wird dafür gesorgt, daß oberhalb und unterhalb der Platte 4 jeweils
ein Luftkissen erzeugt wird, zwischen denen sich die Platte 4 schwimmend bewegt.
Zu diesem Zweck sind in
den Platten 31 und 32 einige Bohrungen
42 angebracht, an die die Druckluftleitungen 43 angeschlossen sind.
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Der unterhalb der Platte 4 wirkende Luftdruck wird so eingestellt,
daß das gesamte Gewicht der Platte 4 einschließlich der von ihr getragenen Aggregate
von dem Luftkissezo getragen wird. Der oberhalb der Platte 4 wirkende Luftdruck
wird entsprechend geringer eingestellt, beispielsweise auf 1/3 des Wertes des von
unten wirkenden Luftdruckes. Das Luftkissen zwischen der Platte 4 und der oberen
Platte 32 ist erforderlich, um die Kräfte aufzunehmen, die aus dem Biegemoment resultieren,
das durch den Andruck der untcrllalb der Platte 4 angeordneten Schleifscheibe an
die Glaskanne entsteht. Die Platte 4 ist zwischen den seitlichen Stirnflächen und
den Anschlußplatten 33 einerseits und zwischen dem Lager 30 und den Wandungen des
Langlochs 37 andererseits ebenfalls entsprechend reibungsarm gelagert.
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Die zusätzlich in den Platten 31, 32 angeordneten Kugellager 45 sind
in einer solchen höhe angeordnet, daß die Platte 4 bei Vorhandensein der Luftkissen
nicht mit den Kugeln in Berührung kommt. Die Kugellager 45 haben also lediglich
eine Hilfsfunktion.
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in Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform für eine reibungsarme Lagerung
der Werkzeugträgerplatte 54 dargestellt. In diesem Fall ist die Platte 54 an zwei
Schwonkarmen 55 schwenkbar gelagert. Die Schwenkarme 55 siiid an dem einen Ende
in Schwenklager 56 an einer Konsole 57 gelagert. Die Konsole 57 ist ihrerseits an
dem Schlitten 58 befestigt, der entlang den Schienei 14 verfahrbar ist. Auf diesem
Schlitten
58 ist ebenfalls wiederum der Drehlnomentmotor 8 an
einer Halterung 6o befestigt, und wirkt über ien Kurbel arm 7 und die Druckmeßdose
15 auf die Platte 54.
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Die Schwenkarme 55 sind an der Platte 54 über Schwenklager 62 befestigt.
Bei den Schwenklagern 56 und 62 handelt es sich um reibungsarme Kugellager.
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Diese Schwingenanordnung erlaubt zwar keine streng lineare Bewegung
der Platte 54, doch ist das für den vorliegenden Fall, in dem ja lediglich eine
Regelung des Sclilcifdruckes erfolgt, wobei nur sehr kleine Wegstrecken zurückgelegt
werden, ohne Bedeutung.