DE3740199A1 - Verfahren und vorrichtung zum bahngesteuerten abrichten einer schleifscheibe - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum bahngesteuerten abrichten einer schleifscheibeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bahngesteuerten
Abrichten eines Schleifscheibenprofils, bei dem Abricht
werkzeug und die Schleifscheibe entsprechend dem abzurich
tenden Profil wenigstens in zwei quer zueinander verlaufen
den Achsen unter gegenseitiger Berührung relativ zueinander
bewegt werden und die Schleifscheibe und das Abrichtwerkzeug
während dieser Abrichtbewegung entsprechend dem Schleif
flächenverlauf zueinander geschwenkt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum bahnge
steuerten Abrichten eines Schleifscheibenprofils auf einer
Schleifmaschine mit einem wenigstens eine Schleifspindel
mit wenigstens einer Schleifscheibe aufweisenden Schleif
kopf, einer ein Abrichtwerkzeug aufweisenden Abrichtein
richtung, Antriebsmitteln zum Verändern der relativen
Position von Schleifkopf und Abrichteinrichtung in zwei
quer zueinander verlaufenden Achsen, Ausrichtmitteln zum
Verändern der Winkellage von Schleifscheibe und Abricht
werkzeug zueinander während des bahngesteuerten Abricht
vorgangs und einer Steueranordnung zum Steuern der Antriebs
mittel zum Erzeugen einer dem abzurichtenden Schleif
scheibenprofil entsprechenden Abrichtbewegung.
Zum Abrichten einfacher Schleifscheibenprofile werden ein
Abrichtwerkzeug und die Schleiffläche einer Schleifscheibe
bahngesteuert in zwei quer, meist senkrecht zueinander
verlaufenden Achsen verfahren, wobei der Berührungspunkt
zwischen dem Abrichtwerkzeug und der Schleifscheibe dem
Verlauf des gewünschten Schleifscheibenprofils folgt. Zum
bahngesteuerten Abrichten komplizierterer Profile ist es
bekannt, zusätzlich eine Schwenkbewegung des Abricht
werkzeugs vorzusehen, die es erlaubt, das Abrichtwerkzeug
in einem optimalen Winkel zum jeweiligen Verlauf des
Schleifscheibenprofils anzustellen (US-PS 46 03 677).
Dazu wird gewöhnlich ein Abrichtgerät mit zusätzlichen
linearen und rotativen Abrichtachsen verwendet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum bahn
gesteuerten Abrichten eines Schleifscheibenprofils weiter
zu verbessern und zu vereinfachen.
Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Schwenkbewegung zum Ausrichten des Abrichtwerkzeugs zum
Schleifflächenverlauf durch Schwenken der Schleifscheibe
ausgeführt wird. Das führt zu optimalen Abrichtergebnissen,
wobei gleichzeitig für den Abrichtvorgang die ohnehin vor
handenen Maschinenachsen benutzt werden. Zusätzliche
Abrichtachsen, die den Maschinenaufbau komplizieren und
verteuern, sind gemäß der Erfindung nicht erforderlich.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sind in den
Unteransprüchen enthalten.
Bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird
die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Schleifkopf schwenkbar angeordnet
und als Ausrichtmittel der Schleifkopf vorgesehen ist.
Weiterbildungen der Erfindung und Ausgestaltungen der gemäß
der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung sind in den
Unteransprüchen 8 bis 12 enthalten. Die Ansprüche 8 und 9
geben Ausführungsformen der Schleifkopfanordnung an. Die
Ansprüche 10 und 12 betreffen die Ausbildung der Steueran
ordnung für die Steuerung der Antriebe der für den
Abrichtvorgang genutzten Maschinenachsen. Anspruch 11
betrifft eine besonders bevorzugte Ausbildung der Vorrich
tung nach der Erfindung.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein
optimales Abrichtergebnis ermöglicht, weil das Abricht
werkzeug beim bahngesteuerten Abrichten eines Schleif
scheibenprofils immer in einer optimalen Ausrichtung zur
Schleiffläche steht. Dafür ist nur ein geringer maschinen
baulicher Aufwand erforderlich, weil das Abrichten in den
Maschinenachsen erfolgt, ohne daß zusätzliche gesteuerte
Abrichtachsen erforderlich sind. Die Schwenkbewegung des
Schleifkopfes beim Abrichten kann in die numerische
Steuerung der Maschine einbezogen werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schleifmaschine mit
einer Vorrichtung zum bahngesteuerten
Abrichten gemäß der Erfindung und
Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung von zwei
unterschiedlichen Abrichtpositionen in einer
schematischen Draufsicht.
Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine
Rundschleifmaschine mit einem Maschinenbett 1, auf dem ein
Schleifkopf 2 und ein Maschinentisch 3 angeordnet sind.
Der Maschinentisch 3 ist an Längsführungen 4 und 4 a in
Richtung der Z-Achse der Maschine (Doppelpfeil Z) linear
verfahrbar. Er wird in der Z-Achse von einem Motor 6 über
einen Spindeltrieb 6 a angetrieben. Der Maschinentisch 3
trägt einen Werkstückspindelstock 7 mit einer angetriebenen
Zentrierspitze 8 und einem Mitnehmer 8 a sowie einen Reit
stock 9 mit einer Zentrierspitze 11 an einer Reitstock
pinole 12. Auf der Reitstockpinole ist als Abrichtwerkzeug
eine torusförmige Diamantrolle 16 gelagert, die von einem
Motor 13 über einen Riementrieb 14 angetrieben ist.
Zwischen den Zentrierspitzen 8 und 11 ist ein Werkstück 17
eingespannt, dessen Nut 18 zu schleifen ist.
Der Schleifkopf 2 weist einen auf einem Drehtisch 19 mon
tierten Schleifkopfsupport 21 mit Längsführungen 22 und
22 a auf. Der Schleifkopfsupport 21 trägt einen entlang
den Längsführungen 22 und 22 a mittels eines Motors 23 und
eines Spindeltriebs 24 in Richtung der X-Achse der Maschine
(Doppelpfeil X) antreibbaren Schleifspindelstock 26 mit
einer Schleifspindel 27, die eine Schleifscheibe 28 trägt.
Auf dem Drehtisch 19 sind der Schleifkopfsupport 21 und
der Schleifspindelstock 26 mit der Schleifscheibe 28 mittels
eines Motors 29 und eines Schneckentriebes 31 um eine zur
X- und Z-Achse vertikale Schwenkachse B (Doppelpfeil 19 a)
schwenkbar.
Das Schleifscheibenprofil ist auf die zu bearbeitende
Werkstücknut 18 abgestimmt und weist hinterzogene Flanken
32 auf, damit diese bei der Bearbeitung der Flanken der
Werkstücknut nicht zu stark an diesen reiben.
Die Maschine ist mit einer Steueranordnung 33 ausgestattet,
die eine herkömmliche Schleifmaschinensteuerung 34 aufweist.
Die Steuerung 34 ist über einen 3-Achs-Interpolator 36
mit Reglern 37 Z, 37 B und 37 X verbunden, an welche der
Z-Antrieb 6, der B-Antrieb 29 und der X-Antrieb 23 respek
tive angeschlossen sind.
Für das Abrichtergebnis ist es nun besonders günstig, wenn
das Abrichtwerkzeug möglichst vertikal zur Tangente an
das Schleifscheibenprofil 39 im jeweiligen Berührungspunkt
zwischen Schleifscheibe und Abrichtwerkzeug ausgerichtet
ist. Aus diesem Grunde wird gemäß der Erfindung beim
Abrichten eines Profils einer Schleifscheibe der Schleif
kopf 2 mit der Schleifscheibe 28 während des Abrichtvor
ganges so gedreht, daß das Abrichtwerkzeug zum Schleif
flächenverlauf im Berührungspunkt so ausgerichtet wird,
daß ein optimaler Freiwinkel α zwischen der Flanke des
Abrichtwerkzeugs und der Profilflanke entsteht. Wenn es
die Konstruktion der Schleifmaschine und die Geometrie
des Abrichtwerkzeugs und des Schleifscheibenprofils erlau
ben, wird in vielen Fällen zum Abrichten eine orthogonale
Ausrichtung des Abrichtwerkzeugs zum Schleifflächenverlauf
angestrebt werden. Die entsprechende Steuerung der
Schwenkung des Schleifkopfes erfolgt entsprechend dem
abzurichtenden Schleifscheibenprofil von der Schleifmaschi
nensteuerung 34 aus, wo der abzurichtende Profilverlauf
und die jeweils zugehörigen Schwenkwinkel β programmiert
sind. Die Schleifmaschinensteuerung 34 gibt die dem gewünsch
ten Schleifscheibenprofil 38 entsprechenden Positionsdaten
der Z- und X-Achse über die Z- und X-Regler an die Z- und
X-Antriebe 6 und 23. So kann durch Vorgabe einer X-Position
des Schleifspindelstocks 26 und einer Folge von Z-Positionen
des Abrichtwerkzeugs 16 auf dem Maschinentisch 3 ein gerad
linig verlaufender Profilabschnitt wie die Umfangsfläche 39
des Schleifscheibenprofils 38 abgerichtet werden. Das ist
in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien schematisch dargestellt.
Beim Übergang von der Umfangsfläche 39 zur linken Flanke
32 des Schleifscheibenprofils wird, wie Fig. 2 zeigt, der
Schleifkopf mit der Schleifscheibe 28 gemäß der Erfindung
um seine Schwenkachse B herum im Sinne der Annäherung an
eine orthogonale Ausrichtung des Abrichtwerkzeugs zum
Schleifflächenverlauf um den Winkel β geschwenkt, so daß
zwischen der Schleifprofilkante 32 a und der Flanke des
Abrichtwerkzeugs ein genügend großer Freiwinkel α (vgl.
Fig. 1) entsteht. Eine orthogonale Ausrichtung des Abricht
werkzeugs zum Schleifscheibenprofil wäre zwar bevorzugt,
wird wegen der Profilgeometrie und des Schleifmaschinen
aufbaus in vielen Fällen aber nicht möglich sein.
Dann soll die Schwenkung der Schleifscheibe aber jedenfalls eine
optimale Anstellung des Abrichtwerkzeugs zum Schleifschei
benprofil im Sinne der Annäherung an eine orthogonale
Ausrichtung ermöglichen und so das Abrichtergebnis ver
bessern.
Da die Schwenkachse B nicht durch die Berührungszone
zwischen dem Abrichtwerkzeug 16 und dem Schleifscheiben
profil verläuft, sind bei der Schwenkung der Schleifscheibe
gleichzeitig auch Bahnänderungen der Abrichtbewegung in
den beiden zum Abrichten benutzten Maschinenachsen X und Z
erforderlich. Fig. 2 zeigt gestrichelt die Position 28 a der
Schleifscheibe und 26 a des Schleifspindelstocks nach
Schwenkung um den Winkel β beim Abrichten der Profilflanke
32 a. Mit der Schwenkung der Schleifscheibe aus der
Position 28 in die Position 28 a um den Winkel β ist dem
nach eine Verschiebung des Schleifspindelstocks aus der
Position 26 in die in Fig. 2 gestrichelt gezeigte Position
26 a in Richtung der X-Achse um den Betrag X 1 erforderlich.
Gleichzeitig muß das Abrichtwerkzeug aus der Position 16
in die gestrichelt dargestellte Position 16 a in Z-Richtung
um den Betrag Z 1 verschoben werden. Diese Kompensation
der Z- und X-Position während des Abrichtens und des
Schwenkens des Schleifspindelstocks 26 geschieht mit Hilfe
des 3-Achs-Interpolators 36, der mit der Maschinensteuerung
34 verbunden ist. Dieser Interpolator 36 ordnet den von
der Schleifmaschinensteuerung 34 entsprechend dem gespei
cherten Programm vorgegebenen X- und Z-Positionsdaten
Korrekturdaten zu, die dem jeweiligen Schwenkwinkel β
entsprechen und die von der Schleifmaschinensteuerung
abgegebenen Positionsdaten überlagern. Der Interpolator 36
errechnet also die Schwenkung um die B-Achse berücksichti
gende, korrigierte Positionsdaten für die Z- und X-Achse,
bei denen die beim Schwenken der Schleifscheibe entstehenden
Bahnabweichungen kompensiert sind.
Mit diesen Positionsdaten werden die Achsantriebe 6, 23
und 29 beaufschlagt und gesteuert.
Das weitere Abrichten der geradlinigen Schleifprofilflanke
32 a kann dann ohne weitere Schwenkung allein durch pro
grammgesteuerte Verschiebung von Schleifscheibe 28 und
Abrichtwerkzeug 16 in den Maschinenachsen Z und X erfolgen,
bis im Abrichtvorgang wieder eine Schleifscheibenschwenkung
erforderlich ist.
Der Vorteil dieser Vorgehensweise ist, daß zum bahnge
steuerten Abrichten eines Schleifscheibenprofils die
Maschinenachsen Z, X und B verwendet werden können und
somit zusätzliche Abrichtachsen für das Abrichtgerät nicht
erforderlich sind. Gleichzeitig ist ein optimales Abricht
ergebnis gewährleistet.
Claims (12)
1. Verfahren zum bahngesteuerten Abrichten eines Schleif
scheibenprofils, bei dem das Abrichtwerkzeug und die
Schleifscheibe entsprechend dem abzurichtenden Profil
wenigstens in zwei quer zueinander verlaufenden Achsen
unter gegenseitiger Berührung relativ zueinander bewegt
werden und die Schleifscheibe und das Abrichtwerkzeug
während dieser Abrichtbewegung entsprechend dem Schleif
flächenverlauf zueinander geschwenkt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung zum Ausrichten des
Abrichtwerkzeugs zum Schleifflächenverlauf durch Schwenken
der Schleifscheibe ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkbewegung während des Abrichtvorgangs im
Sinne der Annäherung an eine orthogonale Ausrichtung des
Abrichtwerkzeugs zum Schleifflächenverlauf erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Schleifscheibe um eine nicht durch den Berüh
rungsbereich des Abrichtwerkzeugs auf dem Schleifscheiben
profil verlaufende Achse geschwenkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe um eine orthogonal
zu den Achsen der linearen Abrichtbewegung verlaufende Achse
geschwenkt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug und/oder die
Schleifscheibe bei der Schwenkbewegung als Funktion dieser
Schwenkbewegung zusätzlich in zwei zueinander orthogonalen
linearenAchsen zueinander bewegt werden und daß diese von
der Schwenkbewegung abhängige Relativbewegung der dem ab
zurichtenden Profil folgenden Abrichtbewegung überlagert
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß für alle Abrichtbewegungen vorhandene
Maschinenachsen benutzt werden.
7. Vorrichtung zum bahngesteuerten Abrichten eines Schleif
scheibenprofils auf einer Schleifmaschine mit einem wenig
stens eine Schleifspindel mit wenigstens einer Schleif
scheibe aufweisenden Schleifkopf, einer ein Abrichtwerkzeug
aufweisenden Abrichteinrichtung, Antriebsmitteln zum
Verändern der relativen Position von Schleifkopf und
Abrichteinrichtung in zwei quer zueinander verlaufenden
Achsen, Ausrichtmitteln zum Verändern der Winkellage von
Schleifscheibe und Abrichtwerkzeug zueinander während des
bahngesteuerten Abrichtvorgangs und einer Steueranordnung
zum Steuern der Antriebsmittel zum Erzeugen einer dem abzu
richtenden Schleifscheibenprofil entsprechenden Abricht
bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkopf (2)
schwenkbar angeordnet und als Ausrichtmittel der Schleif
kopf vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schleifkopf (2) um eine nicht durch den Berührungs
bereich des Abrichtwerkzeugs (16) auf dem Schleifscheiben
profil (38) verlaufende Achse (B) schwenkbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schleifkopf (2) um eine Achse (B)
schwenkbar ist, die orthogonal zu den die Abrichtbewegungen
des Abrichtwerkzeugs (16) und der Schleifscheibe (28) vor
gebenden Achsen (X, Z) verläuft.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (33) die durch
die Schwenkbewegung der Schleifscheibe (28) beim Abricht
vorgang sich ergebenden Bahnabweichungen der Abrichtbewe
gung in den beiden zum Abrichten benutzten Achsen (X, Z)
ermittelndund durch entsprechende Steuerung der Antriebs
mittel (6, 23) kompensierend ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug (16) auf dem
Maschinentisch (3) angeordnet ist und daß das Abrichtwerk
zeug und die Schleifscheibe (28) zum Abrichten in zwei
Maschinenachsen (X, Z) zueinander verfahrbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (33) eine Maschi
nensteuerung (34) mit einem Interpolator (36) aufweist,
daß an den Interpolator Regler (37 Z, 37 B, 37 X) für die
Antriebe (6, 23, 29) der beiden linearen Abrichtachsen
(Z, X) und der Schwenkachse (B) angeschlossen sind, daß
die Maschinensteuerung (34) dem gewünschten Schleifschei
henprofil (38) entsprechende Positionsdaten für die Achs
antriebe an den Interpolator abgibt und daß der Inter
polator die Positionsdaten der linearen Abrichtachsen in
Abhängigkeit von der Winkelposition (β) der Schwenkachse
(B) im Sinne der Kompensation von sich durch die Schwenk
bewegung ergebenden Positionsabweichungen in den linearen
Abrichtachsen korrigierend ausgebildet ist.
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WO1996037327A1 (de) * | 1995-05-22 | 1996-11-28 | Vollmer Werke Maschinenfabrik Gmbh | Vorrichtung zum bahngesteuerten schärfen von sägeverzahnungen |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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