DE9206561U1 - Steuerung von Profilschleifmaschinen - Google Patents

Description

Augsburg, den 6. Mai 1992 Anw. Aktenz.: TI.2982

TIGRA Hartstoff GmbH Hauptstraße 14 8901 Meitingen

Steuerung von Profilschleifmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Profilschleifmaschinen, das sind Maschinen zum Schleifen von Profilschneiden von Fräsern, Messerplatten oder dergleichen, die zum Fräsen von Holzprofilen dienen, beispielsweise von Zierprofilleisten an Tür- oder Fensterrahmen oder an Möbeln, Fußboden- oder Deckenabschlußleisten, Bilderrahmenprofilen oder dergleichen.

Das zu schleifende Schneidenprofil einer Fräserschneide bzw. Messerplatte stellt die Negativkonturform des zu fräsenden Holzprofils dar. Das Schleifen des Schneidenprofils erfolgt mit einer Profilschleifmaschine, die eine verhältsnismäßig schmale umlaufende Schleifscheibe aufweist, die entlang des herzustellenden Schneidenprofils vom einen Schneidenende zum anderen Schneidenende bewegt wird. Die Steuerung der Schleifscheibenführung erfolgt dabei mit Hilfe einer Schablone aus Metall oder Kunststoff, die an ihrer abgetasteten Vorderseite ein entsprechendes Profil aufweist, wobei die Profilkontur der Schablone mit oder ohne Verzerrung der Sollkontur der zu schleifenden Schneide entspricht, je nach dem ob die Schneide an einem Fräser oder an einer flach eingespannten Messerscheibe geschliffen wird, und wobei das Schablonenprofil außerdem unter Berücksichtigung der Schleifscheibenkontur ergänzt ist. Die Abtastung der Schablone erfolgt üblicherweise mit einem mechanischen Taster, der mit einem x-y-Tisch fest verbunden ist und das abgefahrene Profil auf den Tisch überträgt, auf welchem der zu schleifende Fräser oder die schleifende Messerscheibe so aufgenommen wird, daß die

Fräserachse bzw. die Schneidenbezugsachse senkrecht zum Schleifscheibendurchmesser orientiert ist. Die Schleifscheibe wird winkelmäßig so eingestellt, daß die zu schleifende Schneide unter dem gewünschten Spanwinkel angestellt und im gewünschten Freiwinkel angeschliffen wird. In dieser Winkeleinstellung liegt die zu schleifende Schneide eines Fräsers mit ihrer Spanwinkelfläche auf einer Auflage auf, und der Fräser kann sich während des Schleifvorgangs immer so nachdrehen, daß der Freiwinkel in Bezug auf die Fräsergeometrie konstant bleibt. Beim Schleifen der Schneide einer Messerscheibe, die auf dem x-y-Tisch in der x-y-Ebene befestigt ist, muß der Konturzug der Schablone natürlich so verzerrt sein, daß bei Projektion in die Spanwinkelebene die gewünschte Holzprofilkontur erscheint. In diesem Fall wird die Schleifscheibe so angestellt, daß ein konstanter Schneidenfreiwinkel geschliffen wird.

Ein Problem beim Schleifen von Profilschneiden stellt das Schleifen des seitlichen Freiwinkels oder der seitlichen Hinterschneidung dar. Die Schleifscheibe wird herkommlicherweise vor dem Schleifen so eingestellt, daß die Schneide entweder linksseitig oder rechtsseitig freigeschliffen wird. Das Problem hierbei liegt darin, daß es nicht möglich ist, auf diese Weise einen geschlossenen, d.h. ununterbrochenen Konturzug zu schleifen, wenn die zu schleifende Kontur sowohl fallende als auch steigende Konturabschnitte aufweist. In diesem Fall müßte die Schleifscheibe zum Schleifen fallender Konturzugabschnitte jeweils im anderen Richtungssinne geschwenkt sein wie beim Schleifen steigender Konturzugabschnitte, was in der Praxis bedeutet, daß der Schleifvorgang nicht in einem Arbeitsgang bewältigt werden kann, sondern in zwei Schleifdurchgängen erfolgen muß, nämlich einmal mit nach der einen Seite unter dem Freiwinkel eingestellter Schleifscheibe und zum anderen Mal mit nach der anderen Seite unter dem Freiwinkel eingestellter Schleifscheibe. Dies ist umständlich und langwierig.

Es ist auch noch bekannt, in Abhängigkeit von der Abtastung

des Schablonenprofils über ein besonderes Gestänge eine Schwenkbewegung der Schleifscheibe nach der einen oder anderen Seite je nach fallendem oder steigendem Profilabschnitt zu steuern. Diese Lösung ist aber mechanisch sehr aufwendig und außerdem sehr störungsanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für Profilschleifmaschinen zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Probleme ohne übermäßigen Aufwand und ohne besondere Störungsanfälligkeit gelöst werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene und in den Unteransprüchen weiter ausgestaltete Steuerung gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht also, kurz zusammengefaßt, darin, daß an der Rückseite der Schablone ein zweites abzutastendes Steuerprofil angebracht wird, welches die Schwenkbewegung der Schleifscheibe in Abhängigkeit von fallenden oder steigenden Abschnitten des zu schleifenden Schneidenkonturzugs steuert.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine Schablone für eine Steuerung

nach der Erfindung mit automatischer Winkelstellungsumschaltung der Schleifscheibe an Übergängen

zwischen fallender und steigender Kontur, und

Fig. 2 eine Schablone zur Steuerung nach

der Erfindung mit stufenloser

Veränderung der Schleifscheibeneinstellung in Abhängigkeit vom Profilverlauf.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schablone 1 ist die Vorderkante mit 2 und die Hinterkante mit 3 bezeichnet. Die mit 4 bezeichnete gestrichelte Linie entspricht dem an der Schneide zu schleifenden Profil. Die Vorderkante 2 der Schablone 1 stellt demgegenüber eine Äquidistante dar, deren Abstand von der Profillinie 4 dem Konturradius der durch die strichpunktierte Linie 5 zur Veranschaulichung angedeuteten Schleifscheibe entspricht. Beim Bewegen der zu schleifenden Schneide relativ zu einer Schleifscheibe 5 entsprechend dem von einem Sensor abgetasteten Verlauf der Vorderkante 2 der Schablone schleift die Schleifscheibe also an einer entsprechenden Messerplatte oder dergleichen das durch die Profillinie 4 angedeutete Schneidenprofil.

Die zu schleifende Messerplatte bzw. der Fräser, dessen Schneide zu schleifen ist, ist an einem x-y-Tisch befestigt, wie schon erwähnt, und führt eine Vorschubbewegung in x-Richtung und eine Zustellbewegung in y-Richtung relativ zur Schleifscheibe 5 aus.

Der zu schleifende Profilkonturzug gemäß der Profillinie 4 gliedert sich in geradlinige Abschnitte g, fallende Abschnitte f und steigende Abschnitte s, wie in der Zeichnung angegeben ist. Bei den fallenden und steigenden Profilabschnitten f und s muß ein seitlicher Freiwinkel angeschliffen werden, der in der Zeichnung bei den fallenden Profilabschnitten f nach links und bei den steigenden Profilabschnitten s nach rechts gerichtet sein muß. Dies wird durch entsprechende Neigung der Schleifscheibe 5 nach der einen oder anderen Richtung erreicht. Bei den geraden Abschnitten g spielt die Neigung der Schleifscheibe keine Rolle.

Die Hinterkante 3 der Schablone 1 wird mittels eines zweiten Sensors S abgetastet und erzeugt, je nach dem, ob der abgetastete Profilabschnitt mit Bezug auf eine Bezugslinie 6 vorspringt oder zurückgesetzt ist, ein Plus- bzw. Minussignal entsprechend einer Schleifscheibenneigung nach der einen oder nach der anderen Seite. Die Schleifscheibe ist (nicht darge-

stellt) mit einer motorisch angetriebenen Schwenkachse versehen, deren Antrieb durch die Abtastung der Schablonenhinterkante 3 gesteuert wird. Der Schwenkwinkelbereich der Schleifscheibe kann beispielsweise mittels Endschaltern eingestellt werden und z.B. -15° bei fallender Profilkontur und +15° bei steigender Profilkontur betragen. Bei jedem Sprung des Profils der Schablonenhinterkante 3 erfolgt also ein Umstellen der Schleifscheibe zwischen negativem und positivem Neigungswinkel bzw. umgekehrt. Auf diese Weise ist also ein automatisches Freischleifen auch bei zusammengesetzten Profilkonturen der dargestellten Art möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stellt sich die Schleifscheibe beim Start des Schleifvorgangs auf eine Neigung von -15° ein und wird von der Hinterkante so gesteuert, daß diese Einstellung während der geraden Profilabschnitte g und während der fallenden Konturabschnitte f beibehalten bleibt, und während der steigenden Konturabschnitte s wird jeweils auf Grund der vorspringenden Hinterkantenbereiche auf eine Neigung von +15° umgestellt.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Hinterkante der Schablone ein zwischen einer zurückgesetzten Position und einer vorspringenden Position springende, zur x-Richtung parallele Abschnitte aufweist, ist die Hinterkante 3 der Schablone 1 nach Fig. 2 für eine kontinuierliche Verstellung des Schleifscheibenwinkels ausgebildet. Die Profilkontur der Schablonenhinterkante 1 verläuft einwärts oder auswärts mit Bezug auf eine strichpunktiert angegebene Bezugslinie 6, wobei die zurückspringenden Abschnitte die Neigung der S*chleifscheibe nach der einen Seite (Minusrichtung) und die vorspringenden Bereiche eine Neigung der Schleifscheibe nach der anderen Richtung (Plusrichtung) herbeiführen, wobei aber im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 kein Umschalten von der einen Extremstellung in die andere Extremstellung erfolgt, sondern ein allmähliches Verändern der Schleifscheiben-WinkeIsteilung.

Als Sensor S zum Abstasten der Schablonenhinterkante kann beispielsweise ein Abstandslaser verwendet werden, der die jeweilige Distanz der Hinterkantenkontur von der Bezugslinie 6 betragsmäßig und vorzeichenrichtig erfaßt und den Schwenkachsenantrieb der Schleifscheibe so steuert, daß der Schleifscheibenwinkel stets proportional zu dieser Distanz ist. Die unterschiedlichen Neigungen der Konturabschnitte der Schablonenhinterkante 3 entsprechen also verschiedenen Schleifscheibenwinkeländerungsgeschwindigkeiten. An der Schablonenvorderkante 2 sind durch Striche SN die jeweiligen Schleifscheibenneigungen zur Veranschaulichung des Vorgangs schematisch dargestellt.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen war von einer Schablone die Rede, die eine abzutastende profilierte Vorderkante 2 und Hinterkante 3 aufweist. Die Abtastung der profilierten Schablonenkanten kann selbstverständlich mit mechanischen Mitteln erfolgen oder auch, wie bereits im Zusammenhang mit der Schablonenhinterkante 3 in beiden Ausführungsbeispielen angegegen ist, mit optischen Mitteln, nämlich beispielsweise einem Abstandslaser S.

Es versteht sich von selbst, daß auch die Schablonenvorderkante optisch abtastbar ist. Bei optischer Abtastung der Schablone braucht die Schablone, das gilt für Vorderkante und Hinterkante gleichermaßen, keine körperlichen Kanten mehr zu haben; vielmehr können das abzutastende Vorderkantenprofil und das abzutastende Hinterkantenprofil auch durch optisch abtastbare Linien auf einem Träger, beispielsweise aus Papier oder Karton, gebildet sein.

Claims (7)

Augsburg, den 6. Mai 1992 Anw.Aktenz.: TI.2982 Anmelder: TIGRA Hartstoff GmbH, Meitingen Schutzansprüche

1. Steuerung für Profilschleifmaschinen zum Schleifen von Schneidkantenprofilen mit fallenden (f) und steigenden (s) Profilkonturabschnitten, mit einer Schablone (1), die eine Steuerkurve aufweist, die dem Verlauf der relativen Zustellbewegungen zwischen der zu schleifenden Schneide und der Schleifscheibe (5) entspricht, weiter mit einem Sensor zum Abtasten der Steuerkurve und zum Erzeugen entsprechender Steuersignale für den Zustellantrieb, und mit Mitteln zur Einstellung der Schleifscheibe (5) unter einem Neigungswinkel zum links- oder rechtsseitigen Freischleifen eines seitlichen Freiwinkels an fallenden bzw. steigenden Profilkonturabschnit ten,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (1) außerdem eine weitere Steuerkurve aufweist, deren Verlauf die jeder Stelle der ersteren Steuerkurve zugeordnete Schleifscheiben-Winkeleinstellung zum links- bzw. rechtsseitigen Freischleifen verkörpert, daß weiter ein zweiter Sensor (S) zum Abtasten der weiteren Steuerkurve vorgesehen ist und daß das Ausgangssignal dieses Sensors einen der Schleifscheibe (5) zugeordneten Schwenkachsenabtrieb zur Winkeleinstellung der Schleifscheibe steuert.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Steuerkurve durch das Profil der Schablonenvorderkante (2) und die weitere Steuerkurve durch das Profil der Schablonenhinterkante (3) gebildet ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven der Schablone (1) durch optisch abtastbare

Linien (2, 3) auf einem Träger gebildet sind.

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkachsenantrieb für eine Umschaltbewegung zwischen zwei einem negativen Einstellwinkel bzw. einem positiven Einstellwinkel entsprechenden Grenzstellungen ausgebildet ist und die weitere Steuerkurve durch Stufensprünge miteinander verbundene, hinterhalb bzw. vorderhalb einer Abtastbezugslinie (6) liegende Steuerkurvenabschnitte aufweist.

5. Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Grenzstellungen entsprechenden Neigungswinkelwerte einstellbar sind.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Steuerkurve hinterhalb oder vorderhalb einer Abtastbezugslinie (6) verlaufende Steuerkurvenabschnitte aufweist und der Sensor an jedem Abtastort den Abstand der Steuerkurve von der Abtastbezugslinie ermittelt und, je nach dem, ob sich der Steuerkurvenabschnitt hinterhalb oder vorderhalb der Abtastbezugslinie befindet, in ein vorzeichenrichtiges und abstandsproportionales Steuersignal umsetzt, aufgrund dessen der Schwenkachsenantrieb der Schleifscheibe auf einen zu den abgetasteten Abstand proportionalen Neigungswinkelwert mit dem Vorzeichen des Abstands entsprechendem Neigungssinn einstellt.

7. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (S) zum Abtasten des Schablonenhinterkanten-Steuerprofils (3) ein hinterhalb dieses Steuerprofils befindlicher Laserabstandssensor ist.