EP2260975B1 - Planschleifmaschine und Verfahren zur planschleifenden Werkstückbearbeitung - Google Patents

Planschleifmaschine und Verfahren zur planschleifenden Werkstückbearbeitung Download PDF

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EP2260975B1
EP2260975B1 EP09007668A EP09007668A EP2260975B1 EP 2260975 B1 EP2260975 B1 EP 2260975B1 EP 09007668 A EP09007668 A EP 09007668A EP 09007668 A EP09007668 A EP 09007668A EP 2260975 B1 EP2260975 B1 EP 2260975B1
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EP
European Patent Office
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workpiece
workpiece holder
surface grinding
grinding machine
holder
Prior art date
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Active
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EP09007668A
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English (en)
French (fr)
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EP2260975A1 (de
Inventor
Harald Stöckel
Markus Dipl.-Ing. Winkens (FH)
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Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Original Assignee
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
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Priority to EP09007668A priority patent/EP2260975B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B24B7/17—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings for simultaneously grinding opposite and parallel end faces, e.g. double disc grinders

Definitions

  • the present invention relates to a surface grinding machine, comprising at least one grinding tool and a movably drivable workpiece holder for holding at least one workpiece, wherein at least a portion of the workpiece holder from a loading area, in which the workpiece holder can be equipped with at least one workpiece, over a processing area, in which at least a workpiece held on the workpiece holder is in engagement with the grinding tool, is movable into a removal area for removing a machined workpiece.
  • Such surface grinding machines are from the US 5,121,572 and from the US 1,436,309 known.
  • a workpiece holder for holding a workpiece, which is inserted in a pendulum fashion into and out of a processing region.
  • the workpiece holder is equipped in a placement area of the surface grinding machine with at least one workpiece and the workpiece holder is supplied together with the workpiece a processing area.
  • the processing area has two opposite ends. The workpiece is fed to the processing area from a first end and led out of the processing area after passing through the processing area at its second end. Subsequently, the direction of movement of the workpiece holder is reversed, so that the workpiece from the second end of the processing area ago introduced into this and out at the first end out of the processing area.
  • the present invention has the object to provide a surface grinding machine, which allows for the lowest possible non-productive times a highly accurate surface grinding of workpieces.
  • the surface grinding machine according to the invention makes it possible to equip the workpiece holder with an increased number of workpieces compared to the pendulum grinding. This is because the moving direction of the workpiece holder is not reversed but maintained, so that a workpiece can be supplied from the loading area to the removal area via the machining area and, if necessary, remain on the workpiece holder and returned to the processing area through the placement area.
  • the surface grinding machine according to the invention makes it possible to guide workpieces through the processing area several times, whereby a so-called “Aus85n” or “sparking" of workpieces can be realized, the workpiece remains on the workpiece holder and does not need to be re-clamped.
  • the arranged in the removal area handling device is optionally convertible into two positions.
  • a removal position a removal of an at least once machined workpiece from the workpiece holder takes place.
  • a transport position the workpiece, which has been machined at least once, remains on the workpiece holder and, while maintaining the direction of movement of the workpiece holder, is transported out of the removal area into the processing area via the placement area, where the workpiece can be processed at least once more.
  • the surface grinding machine comprises a measuring device for measuring the geometry of the machined workpiece. This is in particular a thickness measuring device.
  • the thickness measuring device makes it possible to compare an actual geometry of the workpiece obtained after a machining operation with a predefinable desired geometry in order to be able to decide whether the workpiece is to be fed again to the machining area.
  • the measuring device is arranged between the processing area and the handling device, so that a workpiece having a desired geometry can be removed from the workpiece holder immediately after passing through the measuring device by means of the handling device.
  • a control device for controlling the handling device is provided as a function of the result of a measurement of the geometry of the machined workpiece. This allows automated processing of a workpiece, in particular a multiple machining.
  • the removal of a machined workpiece is gravity-assisted, so that it is possible to dispense with a drive, which is possible in principle, for moving the workpiece relative to the workpiece holder.
  • the handling direction has a guide surface for guiding a workpiece whose position and / or position is adjustable. This makes it possible to influence a movement path of the workpiece such that, depending on the position and / or position of the guide surface, the workpiece remains on the workpiece holder or is removed therefrom.
  • the guide surface is formed as a bearing surface, whereby a particularly gentle guidance of a machined workpiece is made possible.
  • a transfer can in particular be effected by means of a handling device in the form of a gripping system, which grips the workpiece and conveys it from the plane of movement of the workpiece holder to a higher level.
  • the gripping system is, for example, a mechanical, magnetic or pneumatic system.
  • the gripping system may be stationarily positioned in the removal area or movable, in particular along a straight or a circular trajectory.
  • the workpiece holder has a plurality of workpiece holders, so that a plurality of workpieces can be held on the workpiece holder.
  • a reversal of the direction of movement of the workpiece holder it is possible to process a plurality of workpieces in batches, so to equip a workpiece holder with multiple workpieces and to drive the workpiece holder until all workpieces have reached a desired geometry.
  • the surface grinding machine is preferably a double-surface grinding machine which has two grinding wheels lying opposite one another. The distance between the two grinding wheels defines a grinding gap in which workpieces can be machined on opposite workpiece surfaces.
  • the invention further relates to a method for surface grinding workpiece machining, wherein at least a portion of a workpiece holder from a loading area, in which the workpiece holder is equipped with at least one workpiece, over a processing area in which the workpiece held on the workpiece holder in engagement with at least one grinding tool is moved into a removal area for removing the machined workpiece is moved.
  • the present invention is based on the further object of providing a method for surface-grinding workpiece machining, which permits highly precise surface grinding of workpieces with as few auxiliary times as possible.
  • This object is achieved in a method mentioned above according to the invention in that in the removal region, the movement of the machined workpiece is controlled such that it is selectively removed from the workpiece holder or held on the workpiece holder and fed again to the processing area while maintaining a direction of movement of the workpiece holder becomes.
  • An embodiment of an in FIG. 1 Plane grinding machine designated overall by the reference numeral 10 is designed as a double-surface grinding machine and comprises two grinding wheels, of which in FIG. 1 an upper grinding wheel 12 is shown.
  • the upper grinding wheel 12 and the lower grinding wheel are each rotatably driven about a grinding wheel axis 14.
  • the surface grinding machine 10 further comprises a disc-shaped workpiece holder 16 which is rotatably driven about a workpiece holder axis 17.
  • the workpiece holder axis 17 and the grinding wheel axis 14 are mutually parallel or inclined by a few degrees, for example up to a maximum of 5 °, relative to each other.
  • the workpiece holder 16 comprises a plurality of workpiece holders 18, which are preferably spaced apart identically in the radial direction relative to the workpiece holder axis 17 and are also preferably identically spaced relative to each other in the circumferential direction.
  • the workpiece holder 16 has at least two workpiece holders 18.
  • the workpiece holder on a matched to the geometry of the workpieces to be machined the highest possible number of workpiece holders 18, for example, ten workpiece holders 18 or more.
  • a workpiece holder 18 may be formed for example by a hole-shaped material recess of the workpiece holder 16, which serves to receive a workpiece 20.
  • the surface grinding machine 10 has a loading area 22, in which unprocessed workpieces 20 can be inserted into a workpiece holder 18.
  • the insertion can be done by hand or by means of a known in principle and therefore not shown loading device, which in particular has a magazine for storing unprocessed workpieces.
  • the surface grinding machine 10 further includes a processing area 24 in which workpieces 20 held on the workpiece holder 16 are in face-grinding engagement with the upper grinding tool 12 and with the lower grinding tool.
  • the surface grinding machine 10 comprises a removal region 26, in which workpieces 20 can be removed from the workpiece holders 18.
  • the upper grinding tool 12 and the lower grinding tool are spaced apart from each other, so that a grinding gap is formed, in which workpieces 20 are received and supported in relation to the direction of gravity down and up.
  • the Workpieces 20 supported in the loading area 22 by means of a workpiece support 28 downwards.
  • the workpieces are supported at the bottom by means of a workpiece support 30.
  • the surface grinding machine 10 comprises a measuring device 32, which is arranged in the removal region 26. With the aid of the measuring device 32, a parallel to the extension direction of the grinding gap applied thickness of a workpiece 20 is measured.
  • the measuring device 32 comprises two measuring pins 34 and 36, which can be brought to this on opposite sides of a workpiece 20 and whose distance relative to each other corresponds to the thickness of the workpiece 20 to be measured.
  • the surface grinding machine 10 further comprises a handling device 38, which is arranged in the removal region 26.
  • the handling device 38 has a guide element 40 with a guide surface 42 for guiding a workpiece 20.
  • the guide element 40 is movable by means of a drive device 44, so that the guide element 40 can assume different positions.
  • the drive device 44 is designed, for example, in the form of a linear drive 46.
  • the handling device 38 further comprises a workpiece removal 48, which serves to guide workpieces 20, which are removed from the workpiece holder 16.
  • the workpiece removal 48 is formed for example in the form of a chute.
  • the workpiece holder 16 is common with in the workpiece holders 18 recorded workpieces 20 in a direction of movement 50 rotatably moves around the workpiece holder axis 17 around.
  • a workpiece 20 is supplied from the loading area 22 to the processing area 24, where it is processed by grinding.
  • a machined workpiece 20 is first measured using the measuring device 32.
  • the measuring device 32 is connected to a control device 51, which serves to control the drive device 44. If it is detected by means of the measuring device 32 that a workpiece 20 has not yet reached a predetermined desired thickness after passing through the processing region 24, the handling device 38 remains in its in the FIGS. 1 and 2 illustrated transport position. In the transport position, the guide element 40 is positioned such that a workpiece 20 is supported by the guide surface 42 in the region of the guide element 40, so that it remains on the workpiece holder 16 and can be fed to the placement region 22 again. From there, the workpiece 20, which has already been machined at least once, returns to the machining area 24, where it can be re-machined, while maintaining a grinding gap or reducing a grinding gap.
  • the guide member 40 of the handling device 38 by means of the drive means 44 from its in the FIGS. 1 and 2 shown transport position in a in the Figures 3 and 4 shown removal position to be transferred.
  • the guide member 40 for example, in relation to the workpiece holder axis 17 radial Moved direction so that a workpiece support formed by means of the workpiece supports 30 and 28 at the level of the guide member 40 is interrupted.
  • a workpiece 20 supported by gravity, can be transferred from the workpiece support 30 out of a workpiece holder 18 into the workpiece removal 48.
  • the guide member 40 can again in one in the FIGS. 1 and 2 shown transport position of the handling device 38 are transferred.
  • FIGS. 6 to 9 shown further embodiment of a surface grinding machine 10 has a to the in the FIGS. 1 to 5 Plane grinding machine 10 shown similar construction. Therefore, with respect to the structure and operation of the surface grinding machine according to FIGS. 6 to 9 to the description above.
  • the surface grinding machine 10 according to FIGS. 6 to 9 differs from the surface grinding machine 10 described above FIGS. 1 to 5 In the embodiment of the handling device 38.
  • a guide member 40 is also provided with a guide surface 42, which by means of a drive device 44 between a transport position (cf. FIGS. 6 and 7 ) and a removal position (cf. FIGS. 8 and 9 ) is movable.
  • the guide element 40 is pivotable about a pivot axis 52, so that the inclination of the guide surface 42 is adjustable. In the transport position of the guide element 40, the guide surface 42 is substantially horizontal. In this position, that creates Guide member 40 connects between the workpiece supports 30 and 28th
  • the guide surface 42 In an inclined position of the guide member 40, which corresponds to the removal position of the handling device 38, the guide surface 42 is inclined relative to a horizontal direction. As a result, a workpiece, which is initially still supported by the workpiece support 30, gravity-assisted removed from a workpiece holder 18. The workpiece 20 slips over the inclined guide surface 42 and reaches the workpiece removal 48.
  • the drive device 44 in the form of a linear drive 46 is preferably pivotally connected to the guide element 40 and held pivotably on a stationary bearing shaft 54.
  • FIG. 7 In addition to the upper grinding tool 12 and a lower grinding tool 56 is shown.
  • the grinding tools 12 and 56 are spaced around a grinding gap 58 relative to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Planschleifmaschine, umfassend mindestens ein Schleifwerkzeug und einen bewegbar antreibbaren Werkstückhalter zum Halten mindestens eines Werkstücks, wobei zumindest ein Abschnitt des Werkstückhalters aus einem Bestückungsbereich, in welchem der Werkstückhalter mit mindestens einem Werkstück bestückbar ist, über einen Bearbeitungsbereich, in welchem mindestens ein an dem Werkstückhalter gehaltenes Werkstück in Eingriff mit dem Schleifwerkzeug steht, in einen Entnahmebereich zum Entnehmen eines bearbeiteten Werkstücks bewegbar ist.
  • Solche Planschleifmaschinen sind aus der US 5,121,572 und aus der US 1,436,309 bekannt.
  • Um im Rahmen einer planschleifenden Bearbeitung von Werkstücken einen möglichst hohen Materialabtrag zu erreichen, ist es bekannt, einen Werkstückhalter zum Halten eines Werkstücks zu verwenden, welcher pendelnd in einen Bearbeitungsbereich eingeführt und aus diesem herausgeführt wird. Hierfür wird der Werkstückhalter in einem Bestückungsbereich der Planschleifmaschine mit mindestens einem Werkstück bestückt und der Werkstückhalter gemeinsam mit dem Werkstück einem Bearbeitungsbereich zugeführt. Der Bearbeitungsbereich weist zwei entgegengesetzte Enden auf. Das Werkstück wird dem Bearbeitungsbereich von einem ersten Ende her zugeführt und nach Durchlauf des Bearbeitungsbereichs an dessen zweitem Ende aus dem Bearbeitungsbereich herausgeführt. Anschließend wird die Bewegungsrichtung des Werkstückhalters umgekehrt, so dass das Werkstück vom zweiten Ende des Bearbeitungsbereichs her in diesen eingeführt und an dessen erstem Ende wieder aus dem Bearbeitungsbereich herausgeführt wird.
  • Das vorstehend beschriebene Verfahren wird auch als "Pendelschleifverfahren" bezeichnet. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, dass die maximale Anzahl von Werkstücken, welche gleichzeitig an dem Werkstückhalter gehalten werden können, begrenzt ist, da die Werkstücke den Bearbeitungsbereich, wie vorstehend beschrieben, pendelnd durchlaufen.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Planschleifmaschine zu schaffen, welche bei möglichst geringen Nebenzeiten eine hochgenaue Planschleifbearbeitung von Werkstücken erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Planschleifmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die erfindungsgemäße Planschleifmaschine ermöglicht es, den Werkstückhalter mit einer im Vergleich zum Pendelschleifen erhöhten Werkstückanzahl zu bestücken. Dies liegt daran, dass die Bewegungsrichtung des Werkstückhalters nicht umgekehrt sondern beibehalten wird, so dass ein Werkstück aus dem Bestückungsbereich über den Bearbeitungsbereich dem Entnahmebereich zugeführt werden kann und hiervon ausgehend bedarfsweise an dem Werkstückhalter verbleiben kann und durch den Bestückungsbereich hindurch wieder dem Bearbeitungsbereich zugeführt wird.
  • Die Beibehaltung der Bewegungsrichtung des Werkstückhalters ermöglicht es, diesen konstant anzutreiben, so dass eine zeitaufwändige Umkehrung der Bewegungsrichtung mit entsprechenden Beschleunigungs- und Abbremsvorgängen nicht erforderlich ist.
  • Die erfindungsgemäße Planschleifmaschine ermöglicht es, Werkstücke mehrfach durch den Bearbeitungsbereich zu leiten, wodurch ein sogenanntes "Ausfeuern" oder "Ausfunken" von Werkstücken realisiert werden kann, wobei das Werkstück an dem Werkstückhalter verbleibt und nicht umgespannt werden muss.
  • Dadurch, dass bei mehrfachem Durchlauf des Werkstücks durch den Bearbeitungsbereich keine Bewegungsrichtungsumkehr erfolgt, ist es möglich, die Schleifscheibe in ihrer Neigung zu verstellen, so dass ein keilförmiger Schleifspalt entsteht. Ein unbearbeitetes oder bereits einmalig bearbeitetes Werkstück kann so in den Schleifspalt eingeführt werden, dass sich der Schleifspalt in Bewegungsrichtung des Werkstücks gesehen verkleinert. Ein solcher keilförmiger Schleifspalt wird beim Pendelschleifen nicht realisiert.
  • Die in dem Entnahmebereich angeordnete Handhabungseinrichtung ist wahlweise in zwei Stellungen überführbar. In einer Entnahmestellung erfolgt eine Entnahme eines zumindest einmalig bearbeiteten Werkstücks aus dem Werkstückhalter. In einer Transportstellung verbleibt das zumindest einmalig bearbeitete Werkstück an dem Werkstückhalter und wird unter Beibehaltung der Bewegungsrichtung des Werkstückhalters aus dem Entnahmebereich über den Bestückungsbereich in den Bearbeitungsbereich transportiert, wo das Werkstück zumindest ein weiteres Mal bearbeitet werden kann.
  • Die Planschleifmaschine umfasst eine Messeinrichtung zum Messen der Geometrie des bearbeiteten Werkstücks. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Dickenmesseinrichtung. Die Dickenmesseinrichtung ermöglicht es, eine nach einem Bearbeitungsvorgang erreichte Ist-Geometrie des Werkstücks mit einer vorgebbaren Soll-Geometrie zu vergleichen, um entscheiden zu können, ob das Werkstück dem Bearbeitungsbereich erneut zugeführt werden soll.
  • Vorzugsweise ist die Messeinrichtung zwischen dem Bearbeitungsbereich und der Handhabungseinrichtung angeordnet, so dass ein Werkstück, welches eine Soll-Geometrie aufweist, unmittelbar nach Durchlauf der Messeinrichtung mit Hilfe der Handhabungseinrichtung von dem Werkstückhalter entfernt werden kann.
  • Ferner ist eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Handhabungseinrichtung in Abhängigkeit des Ergebnisses einer Messung der Geometrie des bearbeiteten Werkstücks vorgesehen. Dies ermöglicht eine automatisierte Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eine Mehrfachbearbeitung.
  • In vorteilhafter Weise erfolgt die Entnahme eines bearbeiteten Werkstücks schwerkraftunterstützt, so dass auf einen im Prinzip möglichen Antrieb zur Bewegung des Werkstücks relativ zu dem Werkstückhalter verzichtet werden kann.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Handhabungsrichtung eine Führungsfläche zur Führung eines Werkstücks aufweist, deren Position und/oder Lage einstellbar ist. Dies ermöglicht es, eine Bewegungsbahn des Werkstücks so zu beeinflussen, dass in Abhängigkeit der Position und/oder Lage der Führungsfläche das Werkstück an dem Werkstückhalter verbleibt oder von diesem entfernt wird.
  • In vorteilhafter Weise ist die Führungsfläche als Auflagefläche ausgebildet, wodurch eine besonders schonende Führung eines bearbeiteten Werkstücks ermöglicht wird.
  • Wenn eine Neigung der Führungsfläche veränderbar ist, kann ein Werkstück in besonders einfacher Weise aus einer Bewegungsebene des Werkstückhalters in eine zweite Bewegungsebene, vorzugsweise in eine untere Bewegungsebene, überführt werden, um das Werkstück auf diese Weise von dem Werkstückhalter zu entfernen.
  • Für bestimmte Schleifprozesse und/oder Werkstückgeometrien kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Werkstücke in eine höher gelegene Ebene überführt werden. Eine solche Überführung kann insbesondere mittels einer Handhabungseinrichtung in Form eines Greifsystems erfolgen, welches das Werkstück ergreift und aus der Bewegungsebene des Werkstückhalters in eine höher gelegene Ebene befördert. Bei dem Greifsystem handelt es sich beispielsweise um ein mechanisches, magnetisches oder pneumatisches System. Das Greifsystem kann in dem Entnahmebereich ortsfest positioniert sein oder beweglich, insbesondere entlang einer geraden oder einer kreisförmigen Bewegungsbahn.
  • Wenn der Werkstückhalter rotierend angetrieben ist, ist es besonders einfach, ein Werkstück entlang einer kreisförmigen Bewegungsbahn aus dem Bestückungsbereich über den Bearbeitungsbereich in den Entnahmebereich zu transportieren und das Werkstück vom Entnahmebereich aus entlang einer kreisförmigen Werkstückbahn über den Bestückungsbereich zumindest einmalig dem Bearbeitungsbereich erneut zuzuführen.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn der Werkstückhalter eine Mehrzahl von Werkstückaufnahmen aufweist, so dass eine Mehrzahl von Werkstücken an dem Werkstückhalter gehalten werden kann. Durch den Verzicht auf eine Umkehrung der Bewegungsrichtung des Werkstückhalters ist es möglich, eine Mehrzahl von Werkstücken chargenweise zu bearbeiten, also einen Werkstückhalter mit mehreren Werkstücken zu bestücken und den Werkstückhalter so lange anzutreiben, bis alle Werkstücke eine Soll-Geometrie erreicht haben. Es ist aber auch möglich, durch Entnahme eines fertig bearbeiteten Werkstücks mit Soll-Geometrie frei gewordene Werkstückaufnahmen bereits mit unbearbeiteten Werkstücken zu bestücken, wenn an dem Werkstückhalter noch nicht fertig bearbeitete Werkstücke gehalten sind.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Planschleifmaschine um eine Doppelplanschleifmaschine, welche zwei einander gegenüberliegende Schleifscheiben aufweist. Der Abstand zwischen den beiden Schleifscheiben definiert einen Schleifspalt, in welchem Werkstücke auf einander entgegengesetzten Werkstückoberflächen bearbeitet werden können.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur planschleifenden Werkstückbearbeitung, bei welchem zumindest ein Abschnitt eines Werkstückhalters aus einem Bestückungsbereich, in welchem der Werkstückhalter mit mindestens einem Werkstück bestückt wird, über einen Bearbeitungsbereich, in welchem das an dem Werkstückhalter gehaltene Werkstück in Eingriff mit mindestens einem Schleifwerkzeug gebracht wird, in einen Entnahmebereich zum Entnehmen des bearbeiteten Werkstücks bewegt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur planschleifenden Werkstückbearbeitung zu schaffen, welches bei möglichst geringen Nebenzeiten eine hochgenaue Planschleifbearbeitung von Werkstücken erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird bei einem vorstehend genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Entnahmebereich die Bewegung des bearbeiteten Werkstücks derart gesteuert wird, dass es wahlweise aus dem Werkstückhalter entnommen wird oder an dem Werkstückhalter gehalten bleibt und dem Bearbeitungsbereich unter Beibehaltung einer Bewegungsrichtung des Werkstückhalters erneut zugeführt wird.
  • Vorteile und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bereits vorstehend im Zusammenhang mit den Vorteilen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Planschleifmaschine erläutert worden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1
    eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Planschleifmaschine mit einer Messeinrichtung und mit einer Handhabungseinrichtung, welche in einer Transportstellung dargestellt ist;
    Figur 2
    eine Seitenansicht der Handhabungseinrichtung gemäß Figur 1 längs einer in Figur 1 mit II-II bezeichneten Schnittebene;
    Figur 3
    eine Draufsicht der Planschleifmaschine gemäß Figur 1, wobei die Handhabungseinrichtung in einer Entnahmestellung dargestellt ist;
    Figur 4
    eine Seitenansicht der Handhabungseinrichtung gemäß Figur 3 längs einer in Figur 3 mit IV-IV bezeichneten Schnittebene;
    Figur 5
    eine geschnittene Seitenansicht der Messeinrichtung;
    Figur 6
    eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Planschleifmaschine mit einer Handhabungseinrichtung, welche in einer Transportstellung dargestellt ist;
    Figur 7
    eine Seitenansicht der Handhabungseinrichtung gemäß Figur 6 längs einer in Figur 6 mit VII-VII bezeichneten Schnittebene;
    Figur 8
    eine Draufsicht der Planschleifmaschine gemäß Figur 6, wobei die Handhabungseinrichtung in einer Entnahmestellung dargestellt ist;
    Figur 9
    eine Seitenansicht der Handhabungseinrichtung gemäß Figur 8 längs einer in Figur 8 mit IX-IX bezeichneten Schnittebene;
  • Eine Ausführungsform einer in Figur 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Planschleifmaschine ist als Doppelplanschleifmaschine ausgebildet und umfasst zwei Schleifscheiben, von denen in Figur 1 eine obere Schleifscheibe 12 dargestellt ist. Die obere Schleifscheibe 12 und die untere Schleifscheibe sind jeweils um eine Schleifscheibenachse 14 drehbar antreibbar.
  • Die Planschleifmaschine 10 umfasst ferner einen scheibenförmigen Werkstückhalter 16, welcher um eine Werkstückhalterachse 17 drehbar antreibbar ist. Die Werkstückhalterachse 17 und die Schleifscheibenachse 14 sind zueinander parallel oder um wenige Grad, beispielsweise bis maximal 5°, relativ zueinander geneigt.
  • Der Werkstückhalter 16 umfasst eine Mehrzahl von Werkstückaufnahmen 18, welche vorzugsweise in radialer Richtung relativ zu der Werkstückhalterachse 17 identisch beabstandet sind und ferner vorzugsweise in Umfangsrichtung gesehen relativ zueinander identisch beabstandet sind.
  • Vorzugsweise weist der Werkstückhalter 16 mindestens zwei Werkstückaufnahmen 18 auf. Insbesondere weist der Werkstückhalter eine auf die Geometrie der zu bearbeitenden Werkstücke abgestimmte, möglichst hohe Anzahl von Werkstückaufnahmen 18 auf, beispielsweise zehn Werkstückaufnahmen 18 oder mehr. Eine Werkstückaufnahme 18 kann beispielsweise durch eine lochförmige Materialaussparung des Werkstückhalters 16 gebildet sein, welche zur Aufnahme eines Werkstücks 20 dient.
  • Die Planschleifmaschine 10 weist einen Bestückungsbereich 22 auf, in welchem unbearbeitete Werkstücke 20 in eine Werkstückaufnahme 18 eingelegt werden können. Das Einlegen kann von Hand erfolgen oder mittels einer im Prinzip bekannten und daher nicht dargestellten Bestückungseinrichtung, welche insbesondere ein Magazin zur Bevorratung von unbearbeiteten Werkstücken aufweist.
  • Die Planschleifmaschine 10 umfasst ferner einen Bearbeitungsbereich 24, in welchem an dem Werkstückhalter 16 gehaltene Werkstücke 20 in planschleifendem Eingriff mit dem oberen Schleifwerkzeug 12 und mit dem unteren Schleifwerkzeug stehen.
  • Ferner umfasst die Planschleifmaschine 10 einen Entnahmebereich 26, in welchem Werkstücke 20 aus den Werkstückaufnahmen 18 entnommen werden können.
  • In dem Bearbeitungsbereich 24 sind das obere Schleifwerkzeug 12 und das untere Schleifwerkzeug zueinander beabstandet, so dass ein Schleifspalt entsteht, in welchem Werkstücke 20 aufgenommen und bezogen auf die Schwerkraftrichtung nach unten und nach oben abgestützt sind. Außerhalb des Bearbeitungsbereichs 24 sind die Werkstücke 20 in dem Bestückungsbereich 22 mit Hilfe einer Werkstückauflage 28 nach unten hin abgestützt. In dem Entnahmebereich 26 sind die Werkstücke nach unten hin mit Hilfe einer Werkstückauflage 30 abgestützt.
  • Die Planschleifmaschine 10 umfasst eine Messeinrichtung 32, welche in dem Entnahmebereich 26 angeordnet ist. Mit Hilfe der Messeinrichtung 32 wird eine parallel zur Erstreckungsrichtung des Schleifspalts anliegende Dicke eines Werkstücks 20 gemessen. Hierfür umfasst die Messeinrichtung 32 zwei Messstifte 34 und 36, welche auf einander gegenüberliegenden Seiten eines Werkstücks 20 an dieses heranführbar sind und deren Abstand relativ zueinander der zu messenden Dicke des Werkstücks 20 entspricht.
  • Die Planschleifmaschine 10 umfasst ferner eine Handhabungseinrichtung 38, welche in dem Entnahmebereich 26 angeordnet ist. Die Handhabungseinrichtung 38 weist ein Führungselement 40 mit einer Führungsfläche 42 zur Führung eines Werkstücks 20 auf. Das Führungselement 40 ist mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 44 bewegbar, so dass das Führungselement 40 verschiedene Positionen einnehmen kann. Die Antriebseinrichtung 44 ist beispielsweise in Form eines Linearantriebs 46 ausgebildet.
  • Die Handhabungseinrichtung 38 umfasst ferner eine Werkstückabführung 48, welche zur Führung von Werkstücken 20 dient, welche von dem Werkstückhalter 16 entfernt werden. Die Werkstückabführung 48 ist beispielsweise in Form einer Rutsche ausgebildet.
  • Während des Betriebs der Planschleifmaschine 10 wird der Werkstückhalter 16 gemeinsam mit in den Werkstückaufnahmen 18 aufgenommenen Werkstücken 20 in einer Bewegungsrichtung 50 rotierend um die Werkstückhalterachse 17 herum bewegt.
  • Hierdurch wird ein Werkstück 20 aus dem Bestückungsbereich 22 dem Bearbeitungsbereich 24 zugeführt, wo es schleifend bearbeitet wird. In dem Entnahmebereich 26 wird ein bearbeitetes Werkstück 20 zunächst mit Hilfe der Messeinrichtung 32 vermessen.
  • Die Messeinrichtung 32 steht mit einer Steuereinrichtung 51 in Verbindung, welche zur Steuerung der Antriebseinrichtung 44 dient. Wenn mittels der Messeinrichtung 32 erkannt wird, dass ein Werkstück 20 nach Durchlauf des Bearbeitungsbereichs 24 eine vorgegebene Soll-Dicke noch nicht erreicht hat, verbleibt die Handhabungseinrichtung 38 in ihrer in den Figuren 1 und 2 dargestellten Transportstellung. In der Transportstellung ist das Führungselement 40 so positioniert, dass ein Werkstück 20 im Bereich des Führungselements 40 von der Führungsfläche 42 abgestützt ist, so dass es an dem Werkstückhalter 16 verbleibt und dem Bestückungsbereich 22 erneut zuführbar ist. Von diesem aus gelangt das bereits mindestens einmalig bearbeitete Werkstück 20 wieder zu dem Bearbeitungsbereich 24, wo es erneut bearbeitet werden kann, und zwar unter Beibehaltung eines Schleifspalts oder unter einer Verringerung eines Schleifspalts.
  • Wenn ein mittels der Messeinrichtung 32 vermessendes Werkstück 20 eine vorgegebene Soll-Dicke erreicht hat, kann das Führungselement 40 der Handhabungseinrichtung 38 mittels der Antriebseinrichtung 44 aus seiner in den Figuren 1 und 2 dargestellten Transportstellung in eine in den Figuren 3 und 4 dargestellte Entnahmestellung überführt werden. Hierbei wird das Führungselement 40 beispielsweise in bezogen auf die Werkstückhalterachse 17 radialer Richtung bewegt, so dass eine mit Hilfe der Werkstückauflagen 30 und 28 gebildete Werkstückauflage auf Höhe des Führungselements 40 unterbrochen ist. Hierdurch kann ein Werkstück 20 schwerkraftunterstützt von der Werkstückauflage 30 aus einer Werkstückaufnahme 18 heraus in die Werkstückabführung 48 überführt werden. Nachdem ein Werkstück 20 über die Werkstückabführung 48 abgeführt ist, kann das Führungselement 40 wieder in eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte Transportstellung der Handhabungseinrichtung 38 überführt werden.
  • Eine in den Figuren 6 bis 9 dargestellte weitere Ausführungsform einer Planschleifmaschine 10 weist einen zu der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Planschleifmaschine 10 ähnlichen Aufbau auf. Daher wird bezüglich des Aufbaus und der Funktionsweise der Planschleifmaschine gemäß Figuren 6 bis 9 auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen.
  • Die Planschleifmaschine 10 gemäß Figuren 6 bis 9 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Planschleifmaschine 10 gemäß Figuren 1 bis 5 in der Ausgestaltung der Handhabungseinrichtung 38. Hierbei ist ebenfalls ein Führungselement 40 mit einer Führungsfläche 42 vorgesehen, welches mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 44 zwischen einer Transportstellung (vergleiche Figuren 6 und 7) und einer Entnahmestellung (vergleiche Figuren 8 und 9) bewegbar ist.
  • Das Führungselement 40 ist um eine Schwenkachse 52 verschwenkbar, so dass die Neigung der Führungsfläche 42 einstellbar ist. In der Transportstellung des Führungselements 40 ist die Führungsfläche 42 im Wesentlichen horizontal. In dieser Stellung schafft das Führungselement 40 eine Verbindung zwischen den Werkstückauflagen 30 und 28.
  • In einer geneigten Stellung des Führungselements 40, welche mit der Entnahmestellung der Handhabungseinrichtung 38 korrespondiert, ist die Führungsfläche 42 relativ zu einer horizontalen Richtung geneigt. Hierdurch wird ein Werkstück, welches zunächst noch von der Werkstückauflage 30 abgestützt ist, schwerkraftunterstützt aus einer Werkstückaufnahme 18 entfernt. Das Werkstück 20 rutscht über die geneigte Führungsfläche 42 ab und gelangt zu der Werkstückabführung 48.
  • Die Antriebseinrichtung 44 in Form eines Linearantriebs 46 ist vorzugsweise schwenkbar mit dem Führungselement 40 verbunden und an einer ortsfesten Lagerachse 54 schwenkbar gehalten.
  • In Figur 7 ist neben dem oberen Schleifwerkzeug 12 auch ein unteres Schleifwerkzeug 56 dargestellt. Die Schleifwerkzeuge 12 und 56 sind um einen Schleifspalt 58 relativ zueinander beabstandet.

Claims (10)

  1. Planschleifmaschine (10), umfassend mindestens ein Schleifwerkzeug (12, 56) und einen bewegbar antreibbaren Werkstückhalter (16) zum Halten mindestens eines Werkstücks (20), wobei zumindest ein Abschnitt des Werkstückhalters (16) aus einem Bestückungsbereich (22), in welchem der Werkstückhalter (16) mit mindestens einem Werkstück (20) bestückbar ist, über einen Bearbeitungsbereich (24), in welchem mindestens ein an dem Werkstückhalter (16) gehaltenes Werkstück (20) in Eingriff mit dem Schleifwerkzeug (12, 56) steht, in einen Entnahmebereich (26) zum Entnehmen eines bearbeiteten Werkstücks (20) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmebereich (26) eine Handhabungseinrichtung (38) zur Steuerung der Bewegung eines bearbeiteten Werkstücks (20) umfasst, dass die Handhabungseinrichtung (38) in eine Entnahmestellung und in eine Transportstellung überführbar ist, dass in der Entnahmestellung eine Entnahme des bearbeiteten Werkstücks (20) aus dem Werkstückhalter (16) erfolgt, dass in der Transportstellung das bearbeitete Werkstück (20) an dem Werkstückhalter (16) gehalten bleibt und dem Bearbeitungsbereich (24) unter Beibehaltung einer Bewegungsrichtung (50) des Werkstückhalters (16) erneut zuführbar ist, dass eine Messeinrichtung (32) zum Messen der Geometrie des bearbeiteten Werkstücks (20) vorgesehen ist und dass eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Handhabungseinrichtung (38) vorgesehen ist, so dass in Abhängigkeit des Ergebnisses einer Messung der Geometrie des bearbeiteten Werkstücks (20) in dem Entnahmebereich (26) die Bewegung des bearbeiteten Werkstücks (20) derart gesteuert wird, dass es wahlweise aus dem Werkstückhalter (16) entnommen wird oder an dem Werkstückhalter (16) gehalten bleibt und dem Bearbeitungsbereich (24) unter Beibehaltung einer Bewegungsrichtung (50) des Werkstückhalters (16) erneut zugeführt wird.
  2. Planschleifmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme eines bearbeiteten Werkstücks (20) schwerkraftunterstützt erfolgt.
  3. Planschleifmaschine (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (38) eine Führungsfläche (42) zur Führung eines Werkstücks (20) aufweist, deren Position und/oder Lage einstellbar ist.
  4. Planschleifmaschine (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (42) als Auflagefläche ausgebildet ist.
  5. Planschleifmaschine (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Neigung der Führungsfläche (42) veränderbar ist.
  6. Planschleifmaschine (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (32) zwischen dem Bearbeitungsbereich (24) und der Handhabungseinrichtung (38) angeordnet ist.
  7. Planschleifmaschine (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (16) rotierend angetrieben ist.
  8. Planschleifmaschine (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückhalter (16) eine Mehrzahl von Werkstückaufnahmen (18) aufweist.
  9. Planschleifmaschine (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planschleifmaschine (10) als Doppelplanschleifmaschine ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur planschleifenden Werkstückbearbeitung, bei welchem zumindest ein Abschnitt eines Werkstückhalters (16) aus einem Bestückungsbereich (22), in welchem der Werkstückhalter (16) mit mindestens einem Werkstück (20) bestückt wird, über einen Bearbeitungsbereich (24), in welchem das an dem Werkstückhalter (16) gehaltene Werkstück (20) in Eingriff mit mindestens einem Schleifwerkzeug (12, 56) gebracht wird, in einen Entnahmebereich (26) zum Entnehmen des bearbeiteten Werkstücks (20) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Entnahmebereich (26) die Bewegung des bearbeiteten Werkstücks (20) derart gesteuert wird, dass es wahlweise aus dem Werkstückhalter (16) entnommen wird oder an dem Werkstückhalter (16) gehalten bleibt und dem Bearbeitungsbereich (24) unter Beibehaltung einer Bewegungsrichtung (50) des Werkstückhalters (16) erneut zugeführt wird.
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