DE3784258T2

DE3784258T2 - Walzenschleifmaschine mit vorrichtungen zur ueberwachung der abmessungen und der oberflaeche und zur steuerung.

Info

Publication number: DE3784258T2
Application number: DE8787200458T
Authority: DE
Inventors: Valeriano Giustina Int Corallo
Original assignee: Pomini Farrel SpA
Current assignee: Pomini Long Rolling Mills SRL
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2007-03-13
Also published as: JP2500608Y2; DE3784258D1; IT8619820A0; ES2037702T3; JPS62264856A; JPH0657549U; EP0239161A2; CA1312731C; EP0239161B1; IT1191688B; EP0239161A3; US4811524A; IT8619820A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Walzenschleifmaschine mit Vorrichtungen zum Abtasten und zum Überwachen der Abmessungen und der Oberfläche, wobei Bewegung und Funktion dieser Vorrichtungen während der Bearbeitung in einer von der Bewegung des das Werkzeug tragenden Schlittens unabhängigen Art und Weise ablaufen. Eine Maschine in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs I ist aus der US-A-3 088 250 bekannt.
Um das Schleifen von zylindrischen Gegenständen auszuführen oder zu wiederholen, beispielsweise von Walzen für Walzwerke oder dergleichen, wobei dies insbesondere im Rahmen eines automatischen Arbeitszyklus ohne Bedienungspersonen ausgeführt wird, besteht ein Erfordernis, ein Abtasten der Geometrie und des Oberflächenzustandes des Werkstücks selbst während der Bearbeitung auszuführen, damit der im Fortschreiten befindliche Bearbeitungszyklus als eine Funktion des gemessenen Bearbeitungszyklus beeinflußt und die maximale für eine solche Bearbeitung geforderte Präzision sichergestellt werden kann. Derartige Operationen werden mit Hilfe von Meßwandlern ausgeführt, welche sowohl in Berührung mit der Oberfläche als auch bei einem gewissen Abstand von dieser arbeiten und welche im Falle von Schleifmaschinen bekannter Ausführung an dem beweglichen, das Schleifwerkzeug tragenden Schlitten angebracht sind und die Oberfläche, der Bewegung des Werkzeuges folgend, abtasten.
Dies bedeutet, daß die Geschwindigkeit der Abtastung des Werkstückes und die Geschwindigkeit der Bearbeitung dieselbe sein müssen. Verschiedene Ausführungen von Meßwandlern erfordern Abtastzeiten, die wesentlich länger sind als diejenigen Zeiten, die das Werkzeug für einen Schleifdurchgang erfordert, und es ist daher notwendig, entweder die Bearbeitungsgeschwindigkeit an diejenige, welche durch die Abtastvorrichtungen gefordert ist, anzupassen, mit der Folge verlängerter Schleifzeiten, oder eine teilweise Abtastung des Werkstückes auszuführen, wobei während eines jeden Werkzeug-Durchganges die Werkstücksoberfläche unvollständig abgetastet wird, so daß ihre vollständige Abtastung durch statistische Maßnahmen nach einer Anzahl von Durchgängen erreicht wird.
Darüberhinaus kann die Positionierung der Meßinstrumente in der Nähe des Werkzeuges zu einer Verminderung der Lebensdauer solcher Geräte führen, weil durch den Schleifvorgang verursachter Schleifstaub oder Dämpfe vorhanden sind; hinzu kommt, daß die Möglichkeit besteht, daß infolge der Bearbeitung in dem das Werkzeug tragenden Schlitten Vibrationen auftreten, und solche Vibrationen können zu den Meßinstrumenten übertragen werden, wodurch die Genauigkeit der durch diese angezeigten Messungen vermindert wird.
Es besteht daher die Notwendigkeit, eine Schleifmaschine vorzusehen, welche derartige Probleme löst, ein Abtasten des in Bearbeitung befindlichen Werkstückes unabhängig von der Bewegung des Werkzeuges umfaßt, welches die Bearbeitung an dem Werkstück ausführt, und welche ferner die Abtast-Instrumente in einer geschützten Stellung hält, die sich auch genügend weit weg von möglichen Störquellen befindet.
Derartige Ergebnisse werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, welche in Anspruch 1 definiert ist.
Der abhängige Anspruch 2 betrifft eine Ausführungsform der Erfindung.
Die Erfindung wird nunmehr im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Schleifmaschine entsprechend der Erfindung;
Fig. 2 die Schleifmaschine gemäß Fig. 1 in Draufsicht;
Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend der Ebene III-III gemäß Fig. 2.
Wie sich aus den Figuren ersehen läßt, handelt es sich hierbei um eine Schleifmaschine für Walzen, welche eine rückwärtige Werkbank 1 aufweist, auf welcher der Haupt-Schlitten 2 in einer relativ zu der Achse Z verschiebbaren Art und Weise und das Werkzeug 3 in der Form einer Schleifscheibe tragend angeordnet ist.
Der Schlitten 2 ist mit (nicht dargestellten) motorisierten Einrichtungen versehen, welche dazu geeignet sind, die geforderte Verschiebung entlang der rückwärtigen Werkbank T über die gesamte ins Auge gefaßte Bearbeitungs-Strecke zu bewirken.
Die Scheibe 3 ist durch die entsprechenden tragenden und zur Energieversorgung dienenden Vorrichtungen getragen, mit deren Hilfe sie in Rotation versetzt wird und auf dem Schlitten 2 entlang der Achse X, rechtwinkelig zur Achse Z, bewegt sowie in der Richtung U abgesenkt werden kann, um die entsprechende Haupt-Vorschubbewegung gegen das Werkstück hin und die Präzisions-Vorschubbewegung durchzuführen.
In paralleler Ausrichtung zu der rückwärtigen Werkbank 1 ist ferner eine vordere Werkbank 5 vorhanden, auf welcher die Auflager 6a, 6b zum Lagern und Haltern der Walze oder der zu schleifenden Walze 7 angeordnet sind, wie dies durch strichpunktierte Linien in Fig. 1 angedeutet ist; auf der vorderen Werkbank 5 sind ebenfalls ein Support 8 sowie ein Gegensupport 9 angeordnet, welche die Einrichtungen aufweisen, um die Walze in Rotation zu versetzen und um dieselbe in der Längsrichtung zu blockieren.
Ferner ist mit der vorderen Werkbank 5 eine dritte Werkbank 10 befestigt, welche Führungen zum Verschieben eines Meßschlittens 11 aufweist, der entlang der Achse V und zur Achse Z parallel, mit Hilfe einer unabhängigen motorbetriebenen Vorrichtung 12 bewegbar ist.
Auf dem Schlitten 11 ist ein vorspringender, sich nach oben erstreckender Rahmen 13 vorhanden, der ein Meßinstrument 14 trägt, welches mit Meßarmen 15 versehen ist, zwischen welchen es sich mit Hilfe einer motorbetriebenen Vorrichtung 16 und entsprechende Getriebe- oder Kraft-Übertragungsmittel bewegen kann, was dazu führt, daß die Walze während der Bearbeitung umgeben und auf ihr die Abtastung hinsichtlich der Abmessungen durchgeführt werden kann.
Die Enden 15a der Arme 15 sind mit einer schräg geneigten Achse C ausgerichtet und entlang dieser bewegbar, wobei diese Achse C die Längsachse der Walze 7 durchschneidet und die Achse der Messung des Durchmessers des in Bearbeitung befindlichen Werkstückes umfaßt.
Das Meßinstrument 14 ist durch den Rahmen 13 mit Hilfe von vorspringenden Zungen 17 getragen, die an entsprechenden Befestigungselementen 18 des Rahmens drehbar angelenkt sind, und infolgedessen ist das Meßinstrument 14, wie in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie dargestellt, zur Seite hin drehbar, mit dem Zweck, die Arme 15 des Meßinstruments jenseits des Bereiches der Störung oder Behinderung der Walze zu halten, so daß die Positionierung und Entfernung der Maschine ermöglicht ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind mit den Enden 15b der Arme 15 des Meßinstruments die Lage-Meßumformer 19 verbunden, welche dazu befähigt sind, die Bewegungen der Arme selbst abzutasten und deren Berührung mit der Oberfläche der Walze zu signalisieren.
Der Rahmen 13 weist ferner einen Teleskoparm 20 auf, welcher einen Meßwandler 21 zum Messen der Rauhigkeit des Werkstückes trägt und an welchem ferner ein Meßwandler 22 vorhanden ist, der zum Messen von strukturellen Fehlern an der Oberfläche des in Bearbeitung befindlichen Werkstückes dient und mit einem gewissen Abstand von dem Werkstück selbst arbeitet.
Der Schlitten 4 trägt in einer in Bezug auf die Scheibe 3 längsseitigen Position einen Schlitten 23, der senkrecht zur Achse der zu bearbeitenden Walze beweglich ist, wobei sich auf diesem Schlitten 23 ein Meßwandler 24 befindet, welcher dazu geeignet ist, seinen Abstand gegenüber der Oberfläche des zu schleifenden Werkstückes zu ermitteln, beispielsweise durch ein Wirbelstromverfahren, um auf diese Weise eine Überprüfung bezüglich der Abnutzung der Scheibe zu ermöglichen.
Der Schlitten 23 wird zum Zwecke seiner Bewegung senkrecht zur Achse der Walze 7 mit Hilfe entsprechender (nicht gezeigter) motorisierter Einrichtungen betätigt.
Der Rahmen 13 weist gegenüber der Vertikalen eine Neigung unter einem Winkel auf, der zwischen 10º und 30º liegt, oder vorzugsweise 15º beträgt, wodurch der Schwerpunkt des Rahmens in einer Lage nahe bei dem Schlitz 11 und auf seiner vertikalen Kante gehalten ist, derart, daß die maximale Stabilität für das Meßinstrument 14 sichergestellt und somit die größtmögliche Zuverlässigkeit für die durchzuführenden Messungen gewährleistet wird.
Zu diesem Zweck ist eine besondere Bedeutung und Wichtigkeit der Positionierung des Meßinstrumentes und der anderen Meßeinrichtungen an einem Schlitten zuzuweisen, welcher von dem die Scheibe tragenden Schlitten 2 getrennt ist und gegenüber diesem einen Abstand aufweist, da auf diese Art und Weise solche Instrumente gegen den Schleifstaub und gegen aufgrund des Schleifens auftretende Dämpfe sicher sind und ferner die unvermeidlichen Vibrationen aufgrund der Wirkung bzw. des Betriebes der Scheibe nicht auf die Meßinstrumente übertragen werden, welche mit unabhängigen Trag- und Bewegungs-Einrichtungen versehen sind.

Claims

1. Walzenschleifmaschine mit Vorrichtungen zum Abtasten und zum Überwachen der Abmessungen und der Oberfläche, mit einer vorderen Werkbank (5) mit Auflagern (6a, 6b) zum Lagern und Haltern des zu bearbeitenden Werkstücks, mit einem Support (8) und einem Gegensupport (9) für die Werkstücksrotation und die Längs-Einspannung des Werkstücks, sowie mit einer rückwärtigen Werkbank (1), welche auf ihr längsbeweglich und in paralleler Ausrichtung zu der Achse des Werkstücks einen Schlitten (2) trägt, auf welchem sich ein Schleifspindelstock (4) befindet, welcher auf diesem Schlitten rechtwinklig zu der Achse des Werkstücks beweglich ist und das Schleifwerkzeug (3) trägt, ferner mit einer fest mit der vorderen Werkbank (5) verbundenen dritten Werkbank (10), auf welcher ein Meßschlitten (11) in bewegbarer Weise angeordnet ist, wobei dessen Achse parallel zur Achse der Rotation des Werkstücks ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschlitten (11) einen sich nach oben erstreckenden Rahmen (13) trägt, auf welchem ein Meßinstrument (14) mit einem Paar von Armen (15) vorgesehen ist, welche dazu geeignet sind, um das zu bearbeitende Werkstück herum angeordnet zu werden, wobei diese Arme (15) in Berührung mit zwei diametral einander entgegengesetzten Oberflächenbereichen des Werkstücks stehen und mit Mitteln zum Abtasten der Bewegungen der Arme selbst verbunden sind, wenn sich diese in Berührung mit dem Werkstück befinden, wobei weiterhin ein Teleskoparm mit einer Achse vorgesehen ist, welche rechtwinklig zu der Rotationsachse des Werkstücks verläuft und einen Abschnitt (20) aufweist, welcher selbst in bezug auf das Werkstück beweglich ist und an dessen Ende Instrumente (22) zum Abfühlen/Abtasten der Oberfläche und von Struktureigenschaften der zu bearbeitenden Walze vorgesehen sind, und zwar ohne Berührung mit den Oberflächen selbst, wobei die Kombination dieser Elemente die Durchführung von Messungen bewerkstelligt, welche zur gleichen Zeit wie die Bearbeitung des Zylinders in einer von dieser unabhängigen Art und Weise und mit Kompensation von eventuellen geometrischen Fehlern der Führungen erfolgen.

2. Walzenschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (13) gegenüber der Vertikalen eine Neigung unter einem Winkel aufweist, welcher zwischen 10º und 30º liegt, oder vorzugsweise 15º beträgt, wodurch der Schwerpunkt des Rahmens in einer Lage nahe bei dem Schlitten (11) gehalten ist.