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Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine
Vorrichtung zur Verwendung in einer Schlief- oder
Zurichtmaschine.
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In einer Ausführungsform ist die Erfindung bei der sog.
neuen Kopfzurichtung beim Ersatz eines Schleifsteins bzw.
-rades anwendbar.
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In den letzten Jahren hat die Genauigkeit der
Schleifendbearbeitung durch eine Schleifmaschine zugenommen. Mit
dieser Tendenz wird ein Schleifprozeß durch Rotation des
Schleifkopfes mit sog. Hypergeschwindigkeit durchgeführt.
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In den folgenden Absätzen werden von den Anmeldern
durchgeführte Entwicklungen auf dem betroffenen Gebiet
dargestellt. Diese Entwicklungen sind jedoch, soweit den
Anmeldern bekannt, nicht Publik geworden.
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Es sei beispielsweise eine Innenschleifmaschine betrachtet.
Das Werkstück ist unter Verwendung einer axial in einem
Magnetlager gelagerten Spindel geschliffen worden. Speziell ist
das Werkstück auf einem Spindelkasten montiert und durch
Bewegung des Spindelkastens, eines Schleifkopfwellen-Tisches
oder von beiden auf vorgegebene Abmessungen geschliffen
worden. In diesem Falle ist ein Größendetektor zur
Detektierung verwendet worden, ob das Werkstück auf die
vorgegebenenen
Abmessungen geschliffen worden ist oder nicht. Wenn
der Änderungsbetrag beim Schleifen von Abmessungen
vorgegebene Abmessungen erreicht hat, ist der Spindelkasten oder
der Schleifkopfwellen-Tisch in Abhängigkeit von einem
Detektorsignal des Größendetektors zurückgezogen worden, wodurch
der Schleifkopf vom Werkstück getrennt wird.
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Bei der Durchführung eines Schleifprozesses durch das
vorstehend beschriebene System ist jedoch der Schleifkopf
zurückbewegt worden, wenn Abmessungswerte vorgegebene
Abmessungen erreicht haben, wobei sich aufgrund einer
Zeitverzögerung in der mit dem Zurückziehen des Schleifkopfes
zusammenhängenden Tischbewegung eine Steuerung in den
Endabmessungen des geschliffenen Werkstückes bzw. in dessen
Verjüngung ergeben hat.
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In den letzten Jahren hat auch die Genauigkeit der
Schleifendbearbeitung durch eine Schleifmaschine zugenommen.
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Was die eigene Erfahrung der Anmelder betrifft, ist speziell
das Werkstück auf einem Spindelkasten montiert und sodann
durch Bewegung des Spindelkastens, des Schleifkopfwellen-
Tisches oder beider gemäß vorgegebener Abmessungen
geschliffen worden. Dabei ist die Bewegung des Spindelkastens oder
des Schleifkopfwelien-Tisches bis zur Berührung des
Werkstücks durch den Schleifkopf, d.h. die Bewegung beim Führen
ohne Last schneller als der Schleifprozeß durchgeführt
worden, um die zur Durchführung eines Schleifens notwendige
Zeit zu verringern. Der Kontakt zwischen dem Schleifkopf und
dem Werkstück ist durch Detektierung einer
Ultraschallfrequenzschwingung, nämlich von sog. AE (akustische Emission)-
Wellen, welche beim Entstehen des Kontaktes erzeugt werden,
oder durch Detektieren einer Zunahme des Laststroms der
Schleifkopfspindel aufgrund des Schleifwiderstandes erkannt
worden.
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Es hat sich jedoch dabei ein dem obengenannten System
eigener zweiter Nachteil ergeben. Wird der Schleifprozeß
durch das vorgenannte System durchgeführt und durch die AE-
Wellen ein Endpunkt der Schnellbewegung detektiert, so
entstehen bei der Detektierung Störungen aufgrund mechanischer
Schwingungen und damit Ungenauigkeiten. Wird der Endpunkt
durch Zunahme des Laststroms detektiert, so wird das
Inkrement des Laststroms detektiert, nachdem der Schleifkopf mit
dem Werkstück in Kontakt gelangt ist, was zu dem Problem
führt, daß aufgrund einer Verzögerung der Detektierung einer
Abnahme der Schleifgenauigkeit hervorgerufen wird.
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Darüber hinaus tendiert ein Aufschlagen des Schleifkopfes
auf das Werkstück in nachteiliger Weise dazu, eine
Beschädigung des Schleifkopfes hervorzurufen.
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Das Ausrichten und Zurichten eines rotierend angetriebenen
Schieifkopfes, der am Ende einer Schleifkopfwelle einer
Spindel angeordnet ist, ist bisher mit einem beispielsweise
mit einem Diamantwerkzeug ausgerüsteten Zurichter
durchgeführt worden.
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Der Zurichtprozeß ist auch durchgeführt worden, wenn der
Schleifkopf ersetzt wird. Der Grund dafür wird wie folgt
erklärt. Der auf die Rotorwelle aufgepaßte Schleifkopf (ein
neuer Kopf) ist exzentrisch in Drehung versetzt worden,
wobei eine sog. Seitenabweichung auftritt. Es ist bisher
erforderlich gewesen, die Seitenauslenkung zwecks
Realisierung der Konfiguration zu eliminieren. Um einen vorgegebenen
Schleifunterschnittbetrag durch Bewegung des Zurichters, der
Spindel oder beider zwecks Vermeidung eines
Zurichtfehlbetrages zu erreichen, ist eine
Gesamt-Zurichtunterschnittgröße gesteuert worden.
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In den letzten Jahren ist es mit höherer Schleifgenauigkeit
Praxis geworden, den Schleifkopf beim Schleifen mit sog.
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Hypergeschwindigkeit rotieren zu lassen. Aus diesem Grunde
ist durch die Anmelder vornehmlich eine magnetisch
gelagerte Spindel verwendet worden, wobei eine Rotorwelle einer
Spindel durch Elektromagnete axial gehalten wird.
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Dies hat jedoch den beim Zurichtsteuersystem der oben
beschriebenen Art auftretenden folgenden dritten Nachteil
hervorgerufen. Das frühere System ist so aufgebaut, daß zur
Realisierung einer vorgegebenen Ausrichtunterschnittgröße,
welche wenigstens keinen Zurichtfehlbetrag hervorruft, die
Zurichtsteuerung für einen neuen Kopf gleichförmig
durchgeführt wird. Es hat sich daraus der Nachteil ergeben, daß
abhängig vom Schleifkopf eine übermäßige Ausrichtung
bewirkt wird. Dabei wird ein Abrieb des Zurichters aufgrund
der übermäßigen Zurichtung stärker als erwartet oder die
Zurichtzeit nimmt zu.
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In der US-A-4,180,946 ist eine Schleifmaschine mit einer mit
einem Schleifkopf versehenen Spindel, Antriebsmitteln zum
Drehen der Spindel, einer Vielzahl von Elektromagneten für
eine freie Lagerung der Spindel und mit Steuermitteln zur
Steuerung der Erregung der Elektromagneten im Sinne der
Steuerung der Lage der Spindel beschrieben.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zur
Verwendung in einer Schleif- oder Zurichtmaschine mit einer
Spindel, an der ein Schleifkopf anbringbar ist;
Antriebsmitteln zur Drehung der Spindel; einer Vielzahl von
Elektromagneten, durch die eine freie Beweglichkeit der Spindel
bewirkbar ist; Lagermitteln zur Lagerung eines Werkstücks oder
eines Zurichtelementes; Einstellmitteln zur Realisierung
einer Relativbewegung von Spindel und Lagermitteln zwecks
Durchführung eines Schleif- oder Zurichtprozesses; sowie
Regelmitteln zur Regelung der Erregung des Elektromagneten
zwecks Steuerung der Einstellung der Spindel vorgesehen, die
dadurch gekennzeichnet ist, daß Sensormittel zur Erfassung
von auf die Durchführung des Schleif- oder Zurichtprozesses
bezogener Daten vorgesehen sind und die Regelmittel Signale
von den Sensormitteln aufnehmen, um die Einstellung der
Spindel in Abhängigkeit von den Signalen zu regeln
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Die Lagermittel können einen Spindelkasten zur Lagerung
eines Werkstücks umfassen, der auf einem Tisch montiert ist,
wobei die Einstellmittel eine Relativbewegung des Tisches
und der Spindel bewirken.
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Die Sensormittel können einen Größendetektor zur
Detektierung von Veränderungen in den Abmessungen des Werkstücks
umfassen.
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Die Regelmittel dienen vorzugsweise zur frei beweglichen
Halterung der Spindel in einer gegebenen Stellung durch
Einstellung der Erregung der elektromagnetischen
Lagermittel.
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Die Regelmittel können zur Regelung der Bewegung der
Lagermittel zwecks Trennung des Schleifkopfs und des Werkstücks
dienen, wenn der Größendetektor feststellt, daß wenigstens
eine Abmessung des Werkstücks einen vorgegebenen Wert
erreicht hat, und Bewegungsstellungs-Modifizierungsmittel zur
Modifizierung der Bewegungsstellung der Spindel in Richtung
des Wegziehens vom Werkstück umfassen, wenn der
Größendetektor feststellt, daß die wenigstens eine Abmessung den
vorgegegebenen Wert erreicht hat.
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Die Sensormittel können Steliungssensoren zur Detektierung
der Bewegungsstellung der Spindel umfassen.
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In diesem Fall können die Regeimittel zur Einstellung der
Erregung auf der Basis von Detektorsignalen von den
Stellungsdetektoren dienen. Darüber hinaus können die
Regelmittel zur Regelung der Bewegung der Lagermittel dienen,
derart, daß diese schnell geführt werden, bis der
Schleifkopf am Beginn des Schleifprozesses mit dem Werkstück in
Kontakt tritt, und Modifizierungsmittel zur Reduzierung des
Grades der Lagerung der Spindel auf einen Wert enthalten,
welcher kleiner als derjenige ist, welcher im Schleifprozeß
durch Einstellen der Erregung während der Schnellführung
realisiert wird.
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Bei einer Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung einen
Zurichter zur Zurichtung eines Schleifkopfes.
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In diesem Fall können die Regelmittel zur Regelung der
Zurichtführungsgeschwindigkeit dienen, einen Zurichtregler
enthalten, der aus Spannungsänderungen, welche proportional
zu Erregerströmen der elektromagnetischen Lagermittel sind,
detektiert, wann der Schleifkopf den Zurichter zu berühren
beginnt, und der Zurichtregler aus einem arithmetischen
Wert, welcher aus der Spannung an einer vorgegebenen Stufe
berechnet wird, festlegt wann die Zurichtung vollständig
ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Schleifkopf
sofort vom Werkstück zurückgezogen werden, wenn das
Schleifen abgeschlossen ist.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann während
des Schnellführungsvorgangs des Schleifkopfes ein weicher
Kontakt des Schleifkopfes mit einem Werkstück realisiert
werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine
wirksame Zurichtung eines neuen Schleifkopfes durchgeführt
werden.
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Die Erfindung wird beispielhaft anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert, in denen:
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Fig. 1 ein eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung darstellendes Schaltbild;
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Fig. 2 ein einen Unterschnittzustand zeigendes Diagramm;
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Fig. 3 ein die Regelvorgänge der ersten Ausführungsform
zeigendes Flußdiagramm;
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Fig. 4 ein eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung für
eine Schleifmaschine gemäß vorliegender Erfindung
darstellendes Blockschaltbild;
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Fig. 5 ein einen Unterschnittzustand zeigendes Diagramm;
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Fig. 6 ein Steuervorgänge der zweiten Ausführungsform
zeigendes Flußdiagramm;
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Fig. 7 ein eine dritte Ausführungsform einer
Zurichtregelvorrichtung gemäß der Erfindung darstellendes
Blockschaltbild;
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Fig. 8 ein einen Steuerströmen proportionalen
Spannungszustand zeigendes Diagramm; und
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Fig. 9 ein Steuervorgänge der dritten Ausführungsform
zeigendes Flußdiagramm
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zeigt.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden
nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten
Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verwendung in einer
Schleifmaschine
gemäß vorliegender Erfindung In Fig. 1
repräsentiert das Symbol a eine Spindel einer Innenschleifmaschine;
b einen auf einem Spindelkasten montierten
Unterschneidungstisch; c einen Magnetlagerregler; und d einen Hauptregler.
Der Magnetlagerregler c und der Hauptregler d sind zur
Bildung von Regelmitteln e kombinert.
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Eine Anordnung der Spindel a ist so getroffen, daß radiale
Elektromagneten 2a, 2b, 2c und 2d an entgegengesetzten
Enden einer Rotorwelle 1 angeordnet sind, um diese Rotorwelle
in den Radialrichtungen axial zu lagern; und Elektromagneten
4a, 4b, 45c und 4d sich gegenüberstehend auf beiden Seiten
einer einstückig an der Rotorwelle 1 in deren Mitte
vorgesehenen Scheibe 3 angeordnet sind, um die Rotorwelle 1 in
den Axialrichtungen axial zu lagern.
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Eine Stellung, in welche die Rotorwelle 1 durch die
entsprechenden Elektromagneten angehoben wird, wird auf folgende
Weise geregelt. Die Stellung der Rotorwelle 1 wird durch an
entgegengesetzten Enden der Rotorweile 1 angeordnete
Radialstellungssensoren 5 bis 8 sowie einen an einem Ende der
Rotorwelle 1 angeordneten Axialstellungssensor 9 detektiert.
Detektorsignale dieser Sensoren werden durch den
Magnetlagerregler c verarbeitet, wobei die Erregerströme der
einzelnen Elektromagneten so eingestellt werden, daß die
Rotorwelle 1 schwebend in einer Bezugszielstellung gehalten wird.
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Aus diesem Grunde enthält der Magnetlagerregler c eine
Brückenschaltung, weitere Verarbeitungsschaltungen sowie
einen Elektromagnettreiber zur Zuführung von Erregerströmen
zu den entsprechenden Elektromagneten, derart, daß die
Rotorwelle 1 in der Bezugszielstellung schwebend gehalten
wird. Der Magnetlagerregler c enthält weiterhin
Zielstellungs-Modifizierungsmittel zur Modifizierung der
Bezugszielstellung auf der Basis eines vom Hauptregler d
gelieferten Befehls.
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In Fig. 1 ist mit 10 ein am anderen Ende der Rotorwelle 1
vorgesehener Schleifkopf bezeichnet, der sich mit der
Drehung der Rotorwelle 1 dreht. Wird speziell einem im
wesentlichen in der Mitte der Rotorwelle 1 angeordneten Motor
11 von einem nachfolgend noch beschriebenen Motortreiber ein
Treiberstrom zugeführt, so dreht sich die als Rotor des
Motors 1 wirkende Rotorwelle 1, wodurch der Schleifkopf 10 in
Drehung versetzt wird.
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Der Unterschneidungstisch b ist mit einem Spindelkasten 15
vesehen, auf dem ein Werkstück W gelagert ist. Dieses
Werkstück W dreht sich in gleichartiger Weise wie der axiale
Kern der Rotorwelle 1.
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Mit 16 ist ein auf dem Unterschneidungstisch b montierter
bekannter Größendetektor bezeichnet, auf dem vorstehende
Größenkontakte 16a und 16b aufgepaßt sind, um einen
Innendurchmesser auf dem Spindelkasten zu messen; dieser
Größendetektor ist auch auf einem in den Achsrichtungen der
Rotorwelle 1 mittels eines Servomotors 17 beweglichen
Konstantkontakt-Gleittisch 18 angeordnet, um eine willkürliche
Innendurchmesserstellung zu messen.
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Der Unterschneidungstisch b ist in auf der Rotorwelle 1
senkrechten Richtungen (in der Figur durch Pfeile X
bezeichnet) mittels eines Servomotors 19 und einer durch
diesen Motor in Drehung versetzten Kugelumlaufspindel 20
bewegbar.
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Der als programmierbarer Regler ausgebildete Hauptregler d
dient zur Regelung der Spindel a und des
unterschneidungstisches b gemäß einem gespeicherten Programm. Speziell
liefert der Hauptregier d ein Ausgangssignal von einer
Abmessungsdetektorschaltung 21 zur Abmessungsdetektierung
durch Verarbeitung von vom Größendetektor 16 übertragenen
Detektorsignalen. Der Hauptregler d liefert weiterhin
Ausgangssignale für Treiber 22 bis 24 zur Ansteuerung von
Servomotoren 13, 17 und 19 zur Bewegung der Tische 12, 18
und b sowie für einen Motortreiber 25 für den Drehantrieb
der Rotorwelle 1.
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Der Magnetlagerregler c wird als Ganzes durch den
Hauptregler d angesteuert. Speziell regelt der Magnetlagerregler c
im oben diskutierten Sinne die Erregerströme der
Elektromagneten 2a bis 2d und 4a bis 4d, um die Rotorwelle 1 auf
der Basis der Detektorsignale der entsprechenden
Stellungssensoren 5 bis 9 in der Bezugszielstellung schwebend zu
halten. Die Ansteuerung der Elektromagnete wird auf der
Basis von vom Hauptregler d gelieterten Befehlen ausgelöst
und gehalten. Daneben wird die Bezugsziel-Schwebestellung
der Rotorwelle 1 in AbhängigkeIt von einem vom Hauptregler d
gegebenen Befehl geändert.
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Die so ausgebildete erste Ausführungsform wird anhand der
Fig. 2 und 3 beschrieben. Fig. 2 zeigt ein einen
Unterschnittzustand angebendes Diagramm und Fig. 3 ein die
Regelvorgänge darstellendes Flußdiagramm.
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Wird eine Schleifarbeit durch Einstellen des Werkstücks W
auf dem Spindelkasten ausgelöst, so liefert der Hauptregler
d einen Magnetlager-Treiberbefehi für den Magnetlagerregler
c. In Abhängigkeit davon werden den Elektromagneten 2a bis
2d und 4a bis 4d Erregerströme zugeführt, wodurch die
Rotorwelle 1 in der Schleifzeit starr schwebend in der
vorgegebenen Bezugszielstellung gehalten wird. Gleichzeitig wird der
Motortreiber 25 angesteuert, um einer Wicklung des Motors 11
einen elektrischen Strom zuzuführen, wodurch die Rotorwelle
1 rotierend angetrieben wird (Schritt 100).
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Danach liefert der Hauptregler d Ansteuerbefehle für den
Schleifkopfwellentisch-Servomotortreiber 22 und den
Unterschneidungstisch-Servomotortreiber 24 mit dem Ergebnis, daß
die Servomotoren 13 und 19 mit hoher Drehzahl rotieren, um
das Werksktück W und den Schleifkopf 10 schnell aneinander
anzunähern und miteinander in Kontakt zu bringen (Schritt
102, Punkt A in Fig. 2). Dieser Kontakt wird durch einen
(nicht dargestellten) Sensor detektiert, der dem
Hauptregler d ein Signal zuführt, wodurch die Servomotoren 13 und 19
gestoppt werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß Stellungsänderungen der
Rotorwelle 1 aufgrund des so detektierten Kontaktes durch
Stellungssensoren 5 bis 9 detektiert werden.
Detektorsignale dieser Sensoren werden in den Magnetlagerregler c
eingespeist, der ein Ausgangssignal für den Hauptregler d
abgeben kann.
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Nachdem der Schleifkopf mit dem Werkstück W in Kontakt
gelangt ist, wird ein Grobschleifen ausgelöst (Schritt 104).
Dabei liefert der Hauptregler d einen Pendelbefehl für den
Spindeltisch-Servomotortreiber 22, wodurch der Servomotor in
Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gedreht wird. Danach führt
der Tisch 12 Hin- und Herbewegungen mit vorgegebenen Hüben
in den Axialrichtungen der Rotorwelle 1 aus, d.h. es werden
Pendelbewegungen ausgeführt. Gleichzeitig wird dem
Unterschneidungstisch-Servomotortreiber 24 ein
Grobschliffunterschnitt-Befehl zugeführt, wodurch der Servomotor 19 drehend
angetrieben wird, um den Unterschneidungstisch b 50 zu
bewegen, daß ein vorgegebener Betrag von Abmessungsänderungen
(definiert durch Punkte A und B in Fig. 2) erhalten wird.
Der Betrag der Abmessungsänderungen wird durch einen (nicht
dargestellten) Drehzahldetektor des Servomotors 19
detektiert; auf der Basis eines Detektorsignais dieses Detektors
wird ein Bewegungsbetrag berechnet.
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Obwohl im Flußdiagramm nach Fig. 3 nicht dargestellt,
liefert der Hauptregler d im Bedarfsfall einen
Ansteuerbefehl
für einen Größenkontakt-Servomotortreiber 23 zwecks
Ansteuerung des Servomotors 17. Sodann wird der Größenkontakt-
Gleittisch 18 bewegt, wodurch in bekannter Weise
intermittierende Größeneinteilungsbewegungen ausgeführt werden.
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Nach Fertigstellung des Grobschleifprozesses (Schritt 106
Ja), wird ein Feinschleifen gestartet (Schritt 108). Der
Hauptregler liefert nämlich einen
Feinschleif-Unterschnittbefehl für den Unterschneidungstisch-Servomotortreiber 24,
wodurch die Drehzahl des Servomotors 19 verringert wird. Der
Unterschneidungstisch b wird bewegt, um einen vorgegebenen
Betrag von Abmessungsänderungen (definiert durch Punkte B
und C in Fig. 2) zu realisieren. Es ist darauf hinzuweisen,
daß der Betrag der Größenänderungen in der gleichen Weise
wie bei dem Grobschleifen berechnet wird.
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Wird das Werkstück bei der Feinschleifarbeit auf vorgegebene
Abmessungen geschliffen, was bei vollständiger Durchführung
des Feinschleifprozesses mit dem vorgegebenen Betrag von
Abmessungsänderungen auf der Basis von Werten gemessener
Abmessungen in diesem Zeitpunkt durch intermittierenden
Größeneinteilungsbetrieb der Fall ist (Schritt 110 Ja, Punkt
C in Fig.2), liefert der Hauptregler d einen
Zielschwebestellungs-Modifizierungsbefehl für den Magnetlagerregler c,
um die Bezugsziel-Schwebestellung der Rotorwelle 1 in einer
solchen Richtung zu modifizieren, daß sich der Schleifkopf
10 vom Werkstück W, d.h. in Rückzugrichtung weg bewegt
(wodurch der Schleifkopf in Fig. 1 nach unten eingestellt
wird). Der Hauptregler d liefert weiterhin einen
Rückzugbefehl für den Unterschneidungstisch-Servomotortrelber 24
sowie einen Pendelbewegungs-Stopbefehl für den
Schleifkopfwellentisch-Servomotortreiber 22 (Schritt 112).
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Aus diesem Grunde ermöglicht der Magnetlagerregler c eine
Einspeisung von Erregerströmen in dIe Radialelektromagneten
2a bis 2d, welche den Modifizierungen der
Zielschwebestellung
äquivalent sind, wodurch die Schwebestellung der
Rotorwelle 1 geändert wird. Der Schleifkopf 10 wird nämlich
zurückgezogen, um ihn fast ohne Zeitverzögerung vom
Werkstück W zu trennen (beispielsweise weniger als 1/10 der
Zeitverzögerung von einem Schritt der Abgabe eines
Rückzugbefehls zum Unterschneidungstisch an unter Verwendung des
Servomotors und der Kugelumlaufspindel zur Auslösung des
Rückzugs).
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Andererseits startet der Unterschneidungstisch b auch den
Rückzug zusammen mit der Anderung der Schwebestellung der
Rotorwelle 1. In diesem Falle wird jedoch der Rückzug mit
einer gewissen Zeitverzögerung (Punkt D in Fig. 2)
gestartet, weil dabei der Drehantrieb des Motors 19 und der
zugehörigen Kugelumlaufspindel 20 einbezogen ist.
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Der Unterschneidungstisch b zieht sich mit einem
vorgegebenen Hub zurück, wodurch der Schleifkopf 10 vom Werkstück W
getrennt wird. Das Werkstück W wird sodann vom Spindelkasten
10 abmontiert, wodurch der Schleifprozeß abgeschlossen ist
(Schritt 114 Ja).
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die
Zielschwebestellung der Rotorwelle 1 während des Feinschleifens
des Werkstücks auf vorgegebene Abmessungen so modifiziert,
daß sich der Schleifkopf 10 gleichzeitig dann vom Werkstück
W weg bewegt, wenn der Rückzug des Unterschneidungstisches b
gestartet wird. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, den
Schleifkopf 10 fast ohne Zeitverzögerung vom Werkstück W zu
trennen und eine Streuung in den endgültigen Abmessungen des
geschliffenen Werkstücks sowie in der Verjüngung zu
vermeiden. Der Schleifprozeß kann daher mit hoher Genauigkeit
durchgeführt werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß der Tisch, auf dem der
Spindelkasten montiert ist, in der vorstehend erläuterten
Ausführungsform ein Unterschneidungstisch ist; es kann
jedoch auch ein Tisch mit einer darauf montierten Spindel oder
es können beide Typen von Tischen als Unterschneidungstisch
verwendet werden.
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Die vorstehend erläuterte Ausführungsform ist ein Beispiel
für eine Innenschleifmaschine Natürlich ist die vorliegende
Erfindung auch bei einer Oberflächenschleifmaschine oder
anderen Schleifmaschinen verwendbar. In diesem Falle kann
ersichtlich die Bezugsziel-Schwebestellung der Rotorwelle in
den Axialrichtungen geändert werden.
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Wie oben ausgeführt, gewährleistet die vorliegende Erfindung
die folgenden Effekte. Die Zielschwebestellung der
Rotorwelle wird geändert, wenn das Werkstück auf vorgegebene
Abmessungen fein geschliffen wird, so daß sich der
Schleifkopf gleichzeitig mit dem Start des Rückzuges des
Unterschneidungstisches vom Werkstück weg bewegt. Daher kann der
Schleifkopf bei Abschluß des Feinschlelfprozesses fast ohne
Zeitverzögerung vom Werkstück getrennt werden. Es ist
weiterhin möglich, eine Streuung in den Endabmessungen des
geschliffenen Werkstücks sowie in der Verjüngung zu
verhindern. Daher kann der Schleifprozeß mit hoher Genauigkeit
durchgeführt werden.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbiid einer zweiten
Ausführungsform einer Vorrichtung für eine Innenschleifmaschine gemäß
vorliegender Erfindung. Die Vorrichtung setzt sich aus einer
Spindel a, einem Spindelkasten b und Regelmitteln e
zusammen.
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Die Spindel a ist so angeordnet, daß radiale Elektromagnete
21a, 2b, 2c und 2d an entgegengesetzten Enden einer
Rotorwelle 1 angeordnet ist, um diese Rotorwelle in den
Radialrichtungen zu lagern; axiale Elektromagneten 4a, 4b, 4c und
4d sind einander gegenüberstehend auf beiden Seiten einer
einstückig in der Mitte der Rotorwelle 1 vorgesehenen
Scheibe 3 angeordnet, um die Rotorwelle 1 in den Axialrichtungen
axial zu lagern.
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Die Lage, in welcher die Rotorwelle 1 durch die
entsprechenden Elektromagneten frei gelagert wird, wird
folgendermaß geregelt. Die Stellung der Rotorwelle 1 wird durch
Radialstellungssensoren 5 bis 8 an entgegengesetzten Enden der
Rotorwelle 1 und durch einen an einem Ende der Rotorwelle 1
vorgesehenen Axialstellungssensor 9 detektiert.
Detektorsignale dieser Sensoren werden durch die Regelmittel e
verarbei-tet und es werden die Erregerströme der einzelnen
Elektro-magnete so eingestellt, daß die Rotorwelle 1 in
einer Be-zugszielstellung schwebend gehalten wird.
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Mit 10 ist in Fig. 1 ein am anderen Ende der Rotorwelle 1
vorgesehener Schleifkopf bezeichnet, welcher sich mit der
Rotorwelle 1 dreht. Wird speziell einem etwa in der Mitte
der Rotorwelle 1 angeordneten Motor 11 von den
Regelnmitteln e ein Treiberstrom zugeführt, so dreht sich die
Rotorwelle 1 und wirkt als Rotor des Motors, wodurch der
Schleifkopf 10 in Drehung versetzt wird.
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Die Spindel a ist derart angeordnet, daß ein auf ihr
montierter Tisch 12 durch einen Servomotor 13 in Verbindung mit
einer durch diesen Motor ein Drehung versetzten
Kugelumlaufspindel 14 in den Axialrichtungen (in Fig. 4 durch Pfeile Z
angegeben) beweglich ist.
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Auf dem Spindelkasten b wird durch einen (nicht
dargestellten) Arbeitsmontagemechanismus ein Werkstück W gehalten, das
mit dem axialen Kern der Rotorwelle 1 rotiert. Ebenso wie
bei der Spindel a ist der Spindelkasten b durch einen
Servomotor 26 sowie einer durch diesen Motor in Drehung
versetzten Kugelumlaufspindel 27 in zu den Axialrichtungen der
Rotorwelle senkrechten Richtungen (in der Figur durch Pfeile
X angegeben) bewegbar. Mit dieser Ausgestaltung wird der
Unterschneidungsbetrag des Schleifens (Schleifgröße) durch
Bewegung des Spindelkastens b eingestellt, wodurch die
Abmessungen des Werkstücks W eingestellt werden.
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Die Regelmittel e umfassen eine Brückenschaltung und
weitere Verarbeitungsschaltungen und enthalten:
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eine Stellungsdetektorschaltung 28 zur Detektierung einer
Schwebestellung der Rotorwelle 1 bei Aufnahme von von den
entsprechenden Stellungssensoren 5 bis 9 gelieferter
Detektorsignalen;
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eine Verarbeitungsschaltung 29 zur Einstellung von
Erregerströmen der Elektromagnete 2a bis 2d und 4a bis 4d zur
Kompensation einer Abweichung vom Zielwert durch Vergleich
eines von der Stellungsdetektorschaltung 28 kommenden
Detektorsignals und einer Bezugszielstellung;
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einen Elektromagnettreiber 30 zur Einspeisung der
Erregerströme in die Elektromagente 2a bis 2d und 4a bis 4d in
Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der
Verarbeitungsschaltung 29;
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einen Motortreiber 31 zur Zuführung des Erregerstroms zum
Motor 11;
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einen Servomotortreiber 32 zur Ansteuerung der Servomotoren
13 und 26 zwecks Bewegung des Spindelkastens b und des
Tisches 12; und
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Steifigkeitsmodifizierungsmittel f, die sich aus einem
Komparator 33 und einer Steifigkeitsmodifizierungsschaltung
34 zusammensetzen, wobei es sich um die charakteristischen
Komponenten gemäß vorliegender Erfindung handelt.
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Aus der Stellungsdetektorschaltung 28 werden ein der
Rotorwelle 1 zugeordnetes Schwebestellungssignal sowie eine
voreingestellte Stellung der Welle in den Komparator 33
eingegeben. Wenn der Wert des Schwebestellungssignals einen
voreingestellten Wert übersteigt, d.h. wenn die Schwebestellung
der Rotorwelle 1 nach Berührung des Werkstückes W durch den
Schleifkopf 10 bei Schnellführung um eine vorgegebene
Strecke von der Zielstellung abweicht (verschoben ist),
sendet der Komparator 33 ein Signal für die
Steifigkeitsmodifizierungsschaltung 34.
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Die Steifigkeitsmodifizierungsschaltung 34 dient dazu, die
Steifigkeit der Rotorwelle 1 während des Schleifprozesses um
einen vorgegebenen Betrag zu verringern. Die
Steifigkeitsmodifizierungsschaltung 34 dient zur Verringerung der den
Elektromagneten 2a bis 2d oder 4a bis 4d von der
Verarbeitungsschaltung 29 zugeführten Erregerströme in einem
vorgegebenen Ausmaß.
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Die Wirkungsweise der so ausgestalteten Ausführungsform wird
anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben. Das Diagramm nach Fig.
5 zeigt einen Unterschneidungszustand und das Flußdiagramm
nach Fig. 6 Regelvorgänge.
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Wird durch Einstellung des Werkstückes W auf dem
Spindelkasten b eine Schleifarbeit ausgelöst, so liefert ein (nicht
dargestellter) programmierbarer Regler (im folgenden mit
(PC) abgekürzt) einen Magnetlager-Treiberbefehl für die
Regelmittel e. In Abhängigkeit davon werden die
Erregerströme in die Elektromagnete 2a bis 2d und 4a bis 4d
eingespeist, wodurch die Rotorwelle 1 mit einer vorgegebenen
Steifigkeit beim Schleifen in der vorgegebenen
Bezugszielstellung gehalten wird. Gleichzeitig wird der
Motortreiber 31 angesteuert, um einer Wicklung des Motors 11
einen elektrischen Strom zuzuführen, wodurch die Rotorwelle
1 rotierend angetrieben wird (Schritt 200).
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Danach liefert der PC einen Ansteuerbefehl für den
Servomotortreiber 32, wodurch der Servomotor schnell gedreht
wird, um den Tisch vorwärts zu bewegen, bis der Schleifkopf
10 in das Werkstück W eintritt (Schritt 201). Der PC liefert
einen Pendelbefehl für den Servomotortreiber 32, wodurch der
Servomotor 13 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gedreht
wird. Sodann führt der Tisch 12 Hin- und Herbewegungen mit
vorgegebenen Hüben in den Axialrichtungen der Rotorwelle 1
aus, wodurch sich Pendelbewegungen ergeben.
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Wird der andere Servomotor 26 mit hoher Drehzahl gedreht, so
nähern sich das Werkstück W und der Schleifkopf 10 schnell
aneinander an, wobei gleichzeitig ein
Schnellführungs-Befehlssignal vom PC in die
Steifigkeitsmodifizierungsschaltung 34 eingegeben wird. Danach liefert die
Steifigkeitsmodifizierungsschaltung 34 ein
Steifigkeitsverringerungssignal für die Verarbeitungsschaltung 29, deren
Ausgangssignal in den Elektromagnettreiber 30 eingespeist wird, um den
Erregerstrom um einen vorgegebenen Betrag zu verringern.
Daher wird die Rotorwelle 1 wie vorher durch einen
Steifigkeitsabschwächer schwebend gehalten (Schritt 202 Punkt A&sub0;
in Fig. 5).
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Der nächste Grobschleifprozeß wird nach einem Schritt
gestartet, in dem detektiert wird, daß das Werkstück W sich
dem Schleifkopf 10 schnell annähert und mit diesem in
Kontakt kommt (Schritt 204 Ja); es handelt sich dabei um einen
Schritt, in dem der Komparator detektiert, daß der am oberen
Ende der Rotorwelle 1 vorgesehene Schleifkopf 10 das
Werkstück W berührt, um die Schwebestellung zu ändern, wobei
sich ein Stellungssignal der Stellungsdetektorschaltung 28
so ändert, daß es mit Änderungen in der Schwebestellung
einen voreingestellten Wert übersteigt. Die
Steifigkeitsmodifizierungsschaltung 34 arbeitet in Abhängigkeit von einem
Ausgangssignal der Schaltung 28 nicht mehr weiter, wobei die
Verarbeitungsschaltung 28 ein Ausgangssignal für den
Elektromagneten 30 zur Wiederherstellung der ursprünglichen
Steifigkeit liefert (Schritt 206).
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In Verbindung mit dem Grobschieifprozeß liefert der PC einen
Grobschleif-Unterschneidungsbefehl für den Servomotortreiber
32, wobei der Spindelkasten B nach einem Drehantrieb des
Servomotors 26 bewegt wird, bis das Werkstück W auf
vorgegebene Abmessungen bearbeitet ist (durch Punkte A und B in
Fig. 5 definiert).
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Nach Abschluß des Grobschleifprozesses (Schritt 208 Ja) wird
ein Feinschleifprozeß ausgelöst (Schritt 210). Speziell
liefert der PC einen Feinschleif-Unterschneidungsbefehl für den
Servomotortreiber 32, wodurch die Drehzahl des Servomotors
26 verringert wird. Sodann wird der Spindelkasten b so
bewegt, daß das Werkstück W auf vorgegebene Abmessungen
bearbeitet wird (durch Punkt B und C in Fig. 5 definiert).
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Ist das Werkstück W während dieser Feinschleifarbeit auf
vorgegebene Abmessungen geschliffen (Schritt 212 Ja, Punkt C
in Fig. 5), so liefert der PC einen Rückzugbefehl für den
Servomotortreiber 32, wobei auch ein
Pendelbewegungs-Stoppbefehl geliefert wird.
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Der Spindelkasten b wird sofort bewegt, d.h. der
Unterschneldungstisch wird zurückgezogen (Schritt 214).
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Nach der Zurückziehung des Spindelkastens b um einen
vorgegebenen Hub trennt sich der Schlelfkopf 10 von Werkstück W,
das dann vom Splndelkasten b abmontlert wird, wodurch der
Schleifprozeß abgeschlossen wird (Schritt 216 Ja).
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Wie bereits beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform die
Steifigkeit der Rotorwelle 1 bei der Schnellführung
verringert, wobei gleichzeitig aus einem Betrag von
Stellungsänderungen der Rotorwelle 1 der Kontakt zwischen dem Werkstück W
und dem Schleifkopf 10 detektlert wird. Aufgrund dieser
Ausgestaltung ist es möglich, den Kontakt zwischen dem
Werkstück W und dem Schleifkopf 10 ohne Zeitverzögerung zu
detektieren und die Auftreffimpulse abzuschwächen.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß in der oben beschriebenen
Ausführungsform der Unterschneidungstisch als Spindelkasten
verwendet wird; der Tisch 12 mit der darauf montierten
Spindel a kann jedoch auch als solcher verwendet werden oder es
können diese beiden Komponenten als Unterschneidungstische
dienen.
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Die vorstehend erläuterte Ausführungsform ist ein Beispiel
für eine Innenschleifmaschine. Natürlich ist die vorliegende
Erfindung auch bei einer Oberflächenschleifmaschine oder
anderen Schleifmaschinen verwendbar. Eine
Steifigkeitsverringerung kann auch in einer Richtung durchgeführt werden,
in der der Schleifkopf mit dem Werkstück in Kontakt tritt,
d.h. allein in Radial- oder Axialrichtung.
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Die vorliegende Erfindung gewährleistet im oben diskutierten
Sinne die vorliegenden Effekte. Die Rotorwellenstelfigkeit
wird während des Schnellvorlaufs verringert, wobei der
Kontakt zwischen dem Werkstück und dem Schleifkontakt aus
den Betrag von Änderungen der Schwebestellung der Rotorwelle
detektiert wird. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann ein
Kontaktpunkt ohne Zeitverzögerung detektiert werden und des
können die Auftreffimpulse abgeschwächt werden.
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Der Schleifprozeß ist daher mit hoher Genauigkeit unter
Vermeidung von Beschädigungen des Schleifkopfes durchführbar.
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Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer dritten
Ausführungsform, die durch eine Zurichtregelvorrichtung für eine
Schleifmaschine gemäß der Erfindung gebildet ist. Die
Regelvorrichtung setzt sich aus einer Spindel a, einem
Spindelkastentisch
b, einem Schleifkopfwellen-Tisch 12 und
Regelmitteln e zusammen.
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Die Spindel a ist so angeordnet, daß an entgegengesetzten
Enden einer Rotorwelle 1 zu deren axialer Lagerung in den
Radialrichtungen radiale Elektromagneten 2a, 2b, 2c und 2d
angeordnet sind; axiale Elektromagnete 4a, 4b, 4c und 4d
sind der Rotorwelle 1 gegenüberstehend in deren Mitte
angeordnet, um diese in den Axialrichtungen axial zu lagern.
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Die Stellung, in welche die Rotorwelle 1 durch die
entsprechendne Elektromagneten angehoben wird, wird folgendermaßen
geregelt. Die Stellung der Rotorwelle 1 wird durch an ihren
entgegengesetzten Enden angeordnete Radialstellungssensoren
5 bis 8 detektiert, wobei an einem Ende der Rotorwelle 1 ein
Axialstellungssensor 9 vorgesehen ist. Detektorsignale
dieser Sensoren werden durch einen Magnetlagerregler h
verarbeitet, wobei die Erregerströme der einzelnen
Elektromagnete so eingestellt werden, daß die Rotorwelle 1 in einer
Bezugszielstellung schweben gehalten wird.
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Mit 10 ist ein zuzurichtender Schleifkopf (neuer Kopf)
bezeichnet, welcher lösbar am anderen Ende der Rotorwelle 1
befestigt ist und sich mit dieser dreht. Speziell wird einem
im wesentlichen in der Mitte der Rotorwelle angeordneten
Motor 11 von den Regelmitteln e ein Treiberstrom zugeführt,
wobei die Rotorwelle 1 als Rotor des Motors wirkt und dabei
den Schleifkopf 10 mit hoher Drehzahl in Drehung versetzt.
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Die Spindel a ist mittels eines Schleifkopfwellen-Tisches 12
in den Axialrichtungen (in der Figur durch Pfeile Z
angegeben) der Rotorwelle 1 bewegbar. Der Schleifkopfwellen-Tisch
2 mit darauf montierter Spindel a ist durch einen
Servomotor 13 sowie ein durch diesen In Drehung versetzte
Kugelumlaufspindel 14 bewegbar.
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Auf einem Spindelkastentisch b ist ein mit einem
Diamantzurichter 35 bestückter Zurichterkopf 36 montiert Der
Spindelkastentisch b ist ebenso wie die Spindel a durch einen
Bewegungsmechanismus entsprechend bewegbar. Der
Spindelkastentisch b wird nämlich durch einen Servomotor 37 sowie
eine durch diesen in Drehung versetzte Kugelumlaufspindel 38
in zu den Axialrichtungen der Rotorwelle 1 senkrechten
Richtungen (durch Pfeile X) angegeben, bewegbar.
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Eine Kontaktstellung zwischen dem Schleifkopf 10 und dem
Diamantzurichter 35 wird durch Bewegung des
Spindelkastentisches b und des Schleifkopfwellen-Tisches 12 eingestellt,
wodurch eine Zurichtungsunterschneidungsgröße und eine
Zurichtungsführungsgeschwindigkeit festgelegt wird.
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Die Regelmittel e enthalten den Magnetlagerregler h zur
schwebenden Halterung der Rotorwelle 1 in vorgegebener
Zielstellung, einen Zurichtregler k zur Beurteilung des
Zurichtabschlusses eines neuen Kopfes für den Schleifkopf 10
sowie einen Hauptregler g zur gemeinsamen Regelung der
vorgenannten Regler h und k.
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Der Magnetlagerregler h umfaßt folgende Komponenten:
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eine Stellungsdetektorschaltung 39 zur Detektierung einer
Schwebestellung der Rotorwelle 1 durch
Verarbeitungsdetektorsignale von den entsprechenden Stellungssensoren 5 bis 9
unter Verwendung einer Brückenschaltung und weiterer
Prozesvor Schaltungen;
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eine Verarbeitungsschaltung 40 zur Einstellung der
Erregerströme der Elektromagnete 2a bis 2d und 4a bis 4d zur
Kompensation einer Abweichung von der Zlelstellung nach
Vergleich des Detektorsignals von der
Stellungsdetektorschaltung 39 mit der Bezugszielstellung; und einen
Elektromagnettreiber 41 zur Einspeisung der Erregerströme in die
Elektromagnete 2a bis 2d und 4a bis 4d auf der Basis von von
der Verarbeitungsschaltung 40 ausgegebenen Signalen.
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Der Zurichtregler k, bei dem es sich um die
charakteristische Komponente vorliegender Erfindung handelt, setzt
sich aus folgenden Elementen zusammen:
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Eine Integrationsschaltung 42 zur Integration von den
Erregerstromwerten (Regelströmen) der Elektromagnete (im
vorliegenden Fall Elektromagnet 2a) vom Elektromagnettreiber 41
proportionalen Spannungswerten;
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eine Spitzenhalteschaltung 43 zum Halten eines Spitzenwertes
der den Erregerstromwerten proportionalen Spannungen;
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eine erste Multiplikationsschaltung 44 zur Multiplikation
eines Haltewertes der Spitzenhalteschaltung 43 mit einer
Zurichtzeit T, die durch TeIlen der Breite
(Schleifkopfbreite in Richtung eines Pfeiles Z in der Figur) des
Schleifkopfes 10 durch eine Zurichtführungsgeschwindigkeit VD
(Führungsgeschwindigkeit in Richtung des Pfelles Z in der Figur)
gewonnen wird;
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eine zweite Multiplikationsschaltung 45 zur Multiplikation
eines Ausgangswertes der ersten Multiplikationsschaltung 44
mit einer vorgegebenen Konstanten K (0,9 in der Figur);
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einen Komparator 45 zum Vergleich eines Ausgangswertes der
Integrationsschaltung 42 mit einem Ausgangswert der zweiten
Multiplikationsschaltung 45; und
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einen Zähler 47 zur Zählung der Anzahl von Ausgangswerten
des Komparators 46, wenn der Ausgangswert der
Integrationsschaltung 42 den Ausgangswert der zweiten
Multiplikationsschaltung 45 übersteigt.
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Der einen programmierbaren Regler enthaltende Hauptregler g
dient zur Ansteuerung der obengenannten Regler h und k. Der
Hauptregler g steuert weiterhin einen Inverter 48 zur
Einspeisung eines Treiberstromes in den Motor 11 sowie
Servomotortreiber 49 und 50 für Treiberservomotoren 13 und 37 für
die Bewegung des Schleifwellentisches 12 und des
Spindelkastentisches b.
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Die Wirkungsweise der so ausgebildeten dritten
Ausführungsform wird anhand der Fig. 8 und 9 beschrieben. Das Diagramm
nach Fig. 8 zeigt einen Zustand einer einem zweiten
Regelstrom proportionalen Spannung. Das Flußdiagramm nach Fig. 9
zeigt die Regelvorgänge.
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Auf die Rotorwelle 1 wird ein neuer Kopf (Schleifkopf 10)
aufgesetzt wobei der Hauptregler d einen
Magnetlager-Treiberbefehl für den Magnetlagerregler h liefert. Dadurch
werden Erregerströme in die Elektromagnete 2a bis 2d und 4a bis
4d eingespeist, wodurch die Rotorwelle 1 schwebend in einer
vorgegebenen Zielstellung gehalten wird. Gleichzeitig wird
dem Inverter 48 ein Motortreiberbefehl zugeführt, wodurch
einer Wicklung des Motors 11 ein Erregerstrom zugeführt
wird. Dadurch wird die Rotorwelle in Drehung versetzt
(Schritt 300).
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Der Hauptregler g liefert einen Treiberbefehl für den
Zurichtregler a, um in diesem eine Konstante K (0,9) und eine
Zurichtzeit t einzustellen, die aus der Schleifkopfbreite
und einer Zurichtführungsgeschwindigkeit VD gewonnen wIrd
(Schritt 301).
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Sodann wird ein Zählerwert des Zählers 47 auf Null
rückgesetzt (Schritt 302), wobei der Diamantzurichter 35 sich
gegen den Schleifkopf 10 zu bewegen beginnt (Schritt 303). Das
bedeutet, daß der Hauptregler g einen Treiberbefehl für den
Servomotortreiber 49 mit dem Ergebnis liefert, daß der
Servomotor
37 in Drehung versetzt wird, um den
Spindelkastentisch b in den durch Pfeile X angegebenen Richtungen (in der
Figur abwärts) zu bewegen. Danach wird dem
Servomotortreiber 50 ein Treiberbefehl aufgeprägt, um den Servomotor 13 in
Drehung zu versetzen und damit den Schleifkopfwellen-Tisch
12 in den Z-Achsenrichtungen zu bewegen. Danach berührt der
Schleifkopf 10 den Diamantzurichter 35. Dabei befindet sich
der Schleifkopf 10 jedoch im frühen Zustand der Bewegung in
einem ausgelenkten Zustand und kommt daher intermittierend
mit dem Zurichter in Kontakt. Während dieser Kontaktperiode
wird eine Last auf die Rotorwelle 1 ausgeübt, wodurch die
Erregerströme der entsprechenden Elektromagneten, d.h. die
Regelströme geändert werden. Diese Änderungen sind gemäß
Fig. 8 im frühen Zustand der Bewegung wegen eines kleinen
Kontaktbereiches klein und werden danach graduell größer.
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Da den Regelströmen des Elektromagneten 2a proportionale
Spannungen in die Integrationsschaltung 42 sowie die
Spitzenhalteschaltung 43 eingespeist werden, liefert die
Integrationsschaltung 42 einen Integrationswert E
(entsprechend einem Bereich E in Fig. 8), der durch Integration
einer dem Regelstrom proportionalen Spannung V über eine
Zeit Δ T gewonnen wird. Gleichzeitig liefert die
Spitzenhalteschaltung 43 einen Maximalwert VMAX während der Zeit
der Änderungen (Schritt 304).
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Durch Multiplikation von VMAX mit Δ T in der ersten
Multiplikationsschaltung 44 wird ein virtueller
Integrationswert ED erzeugt. Gemäß Fig. 8 verläuft jedoch das obere Ende
der dem Regelstrom proportionalen Spannung V nicht eben
sondern wegen der fortlaufenden Drehung der Rotorwelle 1
geringfügig wellig. Aus diesem Grunde multipliziert die
zweite Multiplikationsschaltung 45 den virtuellen
Integrationswert ED mit der vorgegebenen Konstanten K (im
vorliegenden Falle gleich 0,9), wodurch ED1 ausgegeben wird
(Schritt 306).
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Der Komparator 46 vergleicht einen Bezugsausgangswert E von
der Integrationsschaltung 42 mit einem Ausgangswert ED1 von
der zweiten Multiplikationsschaltung 45. Auf der Basis
dieses Vergleichs liefert der Komparator 46 Ausgangssignale für
den Zähler 47, wenn der Ausgangswert E größer als ED1 ist
(Schritt 308 Ja). Jedes Mal wenn die Ausgangssignale
übertragen werden, wird ein Zählwert des Zählers 47 um Eins
inkrementiert (Schritt 310).
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Ist jedoch der Ausgangswert E kleiner als ED1 (Schritt 308
Nein), so kehrt das Programm zum Schritt 302 zurück, in dem
ein Zählerwert N auf Null rückgesetzt wird
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Wird der Zählwert des Zählers 47 gleich 3 oder größer
(Schritt 312 Ja), so liefert der Zähler 47 Signale für den
Hauptregler g, der seinerseits die Ansteuerung der
Servomotortreiber 49 und 50 stoppt. Die Servomotoren 37 und 13
werden daher gestoppt, so daß die Zurichtung des neuen
Kopfes abgeschlossen ist.
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Der Grund dafür, warum der Zählerwert im Schritt 312 auf 3
gesetzt wird, liegt darin, daß dieser numerische Wert aus
experimentellen Ergebnissen gewonnen wird, welche zeigen,
daß dabei die Exzentrizität (Auslenkung) des neuen Kopfes
100-%ig eliminiert werden kann. Der Zählerwert kann daher
größer oder kleiner als dieser numerische Wert sein. Ist er
jedoch größer als dieser Wert, so wird die Zurichtgröße
unzweckmäßig groß. Ist dieser Wert beispielsweise gleich 1,
so bleibt die Exzentrizität wahrscheinlich erhalten.
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Wie oben ausgeführt, wird bei dieser Ausführungsform eine
Kontaktgröße zwischen dem Diamantzurichter 35 und dem
Schleifkopf 10 aus Änderungen von Spannungen berechnet,
welche den Regelströmen der Magnetlagerelektromagnete der
Rotorwelle 1 proportional sind, woraus der Zurichtabschluß
des neuen Kopfes festgelegt wird. Zur Eliminierung einer
Auslenkung des Kopfes kann daher die
Zurichtunterschneidungsgröße minimal gehalten werden.
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Es ist daher möglich, sowohl eine übermäßige Zurichtung des
Schleifkopfes als auch einen Abrieb des Zurichters zu
verhindern. Daneben kann die Zurichtperiode verringert werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der oben beschriebenen
Ausführungsform eine dem Regelstrom des Elektromagneten 2a
proportionale Spannung detektiert wird; es können natürlich
auch Regelströme anderer Elektromagnete ausgenutzt werden.
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Die in Rede stehende Ausführungsform gewährleistet die
folgenden Effekte. Wie bereits erläutert, wird ein
Kontaktbetrag zwischen dem Zurichter und dem Schleifkopf aus
Änderungen von Spannungen detektiert, welche den Regelströmen
der Magnetlagerelektromagnete der Rotorwelle proportional
sind, wodurch eine Gesamt-Zurichtunterschneidungsgröße
festgelegt wird. Zur Eliminierung der Auslenkung des neuen
Kopfes kann daher die Gesamt-Zurichtunterschneidungsgröße
minimal gehalten werden.
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Damit wird wiederum ein übermäßiges Zurichten des
Schleifkopfes und ein Abrieb des Zurichters verhindert,
wodurch wiederum die Lebensdauer des Zurichters vergrößert
wird. Darüber hinaus kann die Zurichtzeit reduziert werden.