[0001] Verfahren und Vorrichtung zur Festlegung der Quervorschubbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
einer Flachschleifmaschine.
[0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung der Quervorschubbewegung des
Schleifscheibenaufnahmeschlittens einer Flachschleifmaschine, gegenueber dem zu bearbeitenden
Werkstueck.
[0003] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des genannten Verfahrens.
[0004] Es ist bekannt, dass in Flachschleifmaschinen durch den Schleifscheibenaufnahmeschlitten,
eine Querbewegung gegenueber dem Werkstueck auszufuehren ist. Das Werkstueck liegt
auf dem Maschinentisch auf, der eine hin- und hergehende Bewegung sekrecht zur Achse
der Schleifscheibenspindel durchfuehrt. Der Quervorschub des Schleifscheibenaufnahmeschlittens,
der ueblicherweise dann erfolgt wenn das Werkstueck nicht mit der Schleifscheibe in
Beruehrung steht, ist erforderlich, um die gesamte Werkstueckflaeche in Querrichtung
des Werkstueckes dem Schleifvorgang zu unterziehen.
[0005] Aus diesem Grunde, ist der Schleifscheibenaufnahmeschlitten verschiebbar in waagerechten
Fuehrungen eines Maschinensupports gefuehrt, der wiederum eine senkrechte Bewegung
gegenueber dem senkrecht angeordneten Maschinenstaender ausfuehren kann.
[0006] In einer bekannten Ausfuehrungsform wird dem Schleifscheibenaufnahmeschlitten die
Quervorschubbewegung unter Zuhilfenahme eines hydraulischen Zylinders erteilt, der
in Zusammenwirken mit einer hydraulischen Steuereinheit die Moeglichkeit schafft,
den Schleifscheibenaufnahmeschlitten quer zum Werkstueck zu verschieben. Die Gesamtgroesse
des Quervorschubs des Schleifscheibenaufnahmeschlittens, wird in diesem bekannten
Fall durch einstellbare Anschlagsnocken oder aehnliche Steuermittel festgelegt, die
auf Entschalter einwirken.
[0007] Der Nachteil dieser bekannten Ausfuehrungsform besteht darin, dass fuer den Betrieb
und die Steuerung des Hydraulikkolbens eine aufwaendige und teuere Hydraulikeinheit
zu verwenden ist, die neben zahlreichen Leitungen fuer das Druckmittel, neben einer
Pumpe auch zahlreiche Steuerventile aufweisen muss. Ferner sind in der bekannten Ausfuehrungsform
im Inneren des waagerecht angeordneten Maschinensupports oder im Inneren des Schleifscheibenaufnahme
schlittens, der Kolbenstange des Hydraulikzylinders mechanische Mittel zuzuordnen,
mit denen die Moeglichkeit geschaffen wird, die Entschalter fuer die Bewegungsumkehr
zu betaetigen. Durch diese zusaetzlichen mechanischen Steuermittel, wird die bisher
beschriebene Vorrichtung noch kostenaufwaendiger und stoeranfaelliger, sowie einem
erheblichen Verschleiss ausgesetzt.
[0008] Ein weiterer Nachteil, der den bekannten hydraulischen Vorschubeinrichtungen anhaftet,
ist darin zu sehen, dass neben der erheblichen und stoerenden Geraeuschentwicklung
der Hydraulikpumpen, sowie der Steuerventile der hydraulischen Steuereinheit, nicht
immer eine Quervorschubbewegung der Schleifscheibe mit der gewuenschten Genauigkeit,
sowie mit der gewuenschten Feinfuehligkeit moeglich ist, wie dies jedoch fuer Hochleistungswerkzeugmaschinen,
wie zum Beispiel Flachschleifmaschinen, wuenschenswert waere.
[0009] Ein weiteres bekanntes Verfahren das fuer die Querveschiebung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
Verwendung findet, sieht im Inneren des Schleifscheibenaufnahemschlittens oder des
senkrecht angeordneten Maschinenstaenders, mechanische Steuermittel vor, die Steuerkurven
aufweisen, die entsprechend der Werkstueckbreite einstellbar sind. Diese Steuerscheiben,
wirken in bekannter Art und Weise auf Entschalter oder aehnliche Steuereinrichtungen
ein, um somit die Quervorschubbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens festlegen
zu koennen. Um die genannten Steuerscheiben einstellen zu koennen, muss man in das
Innere des senkrechten Maschinenstaenders vordringen, Handlung, die von der Maschinenrueckseite
aus vorzunehmen ist. Diese Handlung wird ferner recht problematisch, wenn der Schleifscheibenaufnahmeschlitten
zum Beispiel an das obere Ende des senkrechten Maschinenstaenders verschoben wurde,
um zum Beispiel Werkstuecke mit erheblicher Bauhoehe zu bearbeiten, oder wenn es sich
um Schleifmaschinen handelt, die dazu bestimmt sind, grosse Werkstueck zu bearbeiten.
Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Einstellmoeglichkeit ist dann gegeben, wenn
die Schleifmaschine mit ihrer Rueckseite an einer Bauwerkswand aufgestellt ist.
[0010] Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren vorzuschlagen, mit
dem die Querbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens einer Flachschleifmaschine
in einfacher und schnelle Weise festgelegt werden kann, und zwar ohne Zuhilfenahme
hydraulischer Kolben, Steuerkurven und Entschaltern und ohne die Notwendigkeit, fuer
die Einstellarbeiten in das Innere des Schleifscheibenaufnahmeschlittens oder des
Maschinenstaenders vordringen zu muessen.
[0011] Es ist ferner Aufgabe der vorstehenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
die gegenueber den bekannten Einrichtungen dieser Art verminderte Fertigungskosten
aufweist, die in ihrem Aufbau ausgesprochen einfach und daher nicht besonders stoeranfaellig
ist und mit der es moeglich ist, ohne die Zuhilfenahme von Steuerkurven und Endschaltern
oder aehnlichen einstellbaren Bauteilen, die Weite der Quervorschubbewegung durch
Einwirken auf einfache Steuerhilfsmittel, die an der Vorderseite der Werkzeugmaschine,
in vorteilhafter Weise im Steuerkasten der Maschine vorgesehen sind, festzulegen.
[0012] Das erfindungsgemaesse Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass waehrend der Drehbewegung
einer Gewindespindel, die fuer den Quervorschub des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
vorgesehen ist, Steuerimpulse abgegeben werden, die einem Zaehler einer Vergleichseinheit
zugefuehrt werden, in der der Wert des Zaehlers (Istwert) mit einem vorgegebenen Wert
(Sollwert) verglichen wird, der der Quervorschubbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
entspricht und, dass von dieser Vergleichseinheit Signale an eine Steuereinheit abgegeben
werden, der gleichzeitig auch Signale zur Anzeige der Entstellung des Werkstuecktisches
in Laengsrichtung zufuehrbar sind und, dass von dieser Steuereinheit Stellsighale
an einen Stellmotor, zur gesteuerten Betaetigung der Gewindespindel abgegeben werden.
[0013] Die Vorrichtung zur Durchfuehrung des erfindungsgemaessen Verfahrens, besteht aus
einer fest mit der Gewindespindel verbundenen Scheibe mit radialen Verlaengerungen,
die waehrend der Drehbewegung der Gewindespindel einen Naeherungsschalter zur Erzeugung
von Steuersignalen durchlaufen, dass dieser Naeherungsschalter mit einem Impulszaehler
(Istwert) verbunden ist, der Teil einer Vergleichereinheit bildet, in der der Speicherwert
des Zaehlers mit dem Speichewert einer Vorwaehleinheit (Sollwert) vergleichbar ist
und, dass die Vergleichseinheit einer Steuereinheit, fuer die gesteuerte Betaetigung
des Spindelmotors, zugeordnet ist.
[0014] Weitere Einzelheiten und Merkmale des Erfindungsgegenstandes koennen der nun folgenden
Beschreibung, den Patentanspruechen und den beigefuegten Zeichnungen entnommen werden.
[0015] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuehrungsbeispieles genauer beschrieben
und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- Fig. 1 schematisch das obere Teilstueck des senkrechten Maschinenstaenders einer
Flachschleifmaschine mit dem Schleifscheibenaufnahmeschlitten, der quer zum Werkstueck
verschiebbar ist und mit der erfindungsgemaessen Einrichtung ausgeruestet ist;
- Fig. 2 in vergroessertem Massstab das Detail A gemaess Fig. 1; und
- Fig. 3 schematisch die Gewindelspindel im Schnitt gemaess III-III der Fig. 2, zusammen
mit einem Blockschaltbild des Steuerkreises.
[0016] Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist der senkrechte Maschinenstaender 1 der
Flachschleifmaschine einen waagerechten Maschinensupport 2 auf, der einen Schlitten
3 aufnimmt, der in Querrichtung gemaess Pfeil f verschiebbar ist. Im Schlitten 3 ist
eine nicht dargestellte Werkzeugspindel gelagert, die an ihrem vorderen Ende eine
Schleifscheibe 4 aufnimmt, mit der z.B. die ebene Flaeche 5 eines Werkstueckes 6 bearbeitbar
ist, das auf einem Werkstuecktisch 7 (nicht dargestellt) angeordnet ist, wobei der
Maschinentisch 7 senkrecht zur Zeichnungsebene hin- und herbewegbar ist.
[0017] Um die gesamte Flaeche 5 des Werkstueckes 6 schleifen zu koennen, ist es erforderlich,
dass z. B. in den Bewegungsumkehrpunkten des Maschinentisches 7, durch den Schlitten
3, zusammen mit der Schleifscheibe 4, eine intermittierende Vorschubbewegung in Richtung
der Pfeile g ausgefuehrt wird. Dem Fachmann ist aber auch bekannt, dass der Schlitten
3 ebenso eine kontinuierliche Vorschubbewegung ausfuehren koennte.
[0018] Erfindungsgemaess ist der Schlitten 3 mit einer Gewindespindel 8 wirkverbunden, die
z. B. unter Zuhilfenahme von Kugellagern oder Lagerbuchsen 9 im Inneren des gesamthaft
mit 2 gekennzeichnen- Quersupports gelagert ist. Das der Schleifscheibe 4 entgegengesetzte
Ende der Gewindespindel 8, steht in Wirkverbindung mit einem Antriebsmotor 10. Dieser
Motor ist z.B. als Gleichstrommotor 10, als Schrittmotor oder in aehnlicher Weise
ausgebildet.
[0019] In unmittelbarer Naehe des Motors 10, ist die Gewindespindel 8 mit einer Steuervorrichtung
11 ausgeruestet, die . genauer anhand der Fig. 2 beschrieben wird.
[0020] Die Gewindespindel 8 ist mit dem Motor 10 wirkverbunden und in vorteilhafter Weise
ist der Motor 10 direkt an einem vorspringenden Flansch 12 des waagerechten Supports
2 befestigt. Im Inneren des vorspringenden. Flansches 12, ist die Gewindespindel 8
unter Zuhilfenahme von Lagern 13 gelagert. Diese Lager 13, sind in fuer den Fachmann
bekannter Art und Weise montiert und aus diesem Grunde wird auf eine genauer Beschreibung
verzichten.
[0021] |An dem, dem Motor 10 zugewandten Ende der Gewindespindel 8, ist im Inneren des Flanschgehaeuses
12 eine Scheibe 14 angeordnet, die fest mit der Gewindespindel 8, unter
!Zuhilfenahme einer Befestigungsschraube 15 oder aehnlichen Mitteln verbunden ist.
[0022] Die Scheibe 14 weist radial abstehende Verlaengerungen 16 auf, die auf einen Naeherungsschalter
17 einwirken, der beispielsweise von einer Halteplatte 38 aufgenommen wird, die unterhalb
der Gewindespindel 8 und unterhalb der Scheibe 14 im Inneren des Flanschgehaeuses
12' angeordnet ist.
[0023] Die Anzahl der radialen Verlaengerungen 16 der Scheibe 14, ist in vorteilhafter Weise
derartig gewaehlt, dass bei Teilung der Gewindesteigung der Gewindespindel 8 durch
die Anzahl der radialen Verlaengerungen 16, ein Quozient von 1 (eins) erhalten wird.
Dies vereinfacht wesentlich die Festlegung der Quervorschubbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens.
Wird z.B. die Gewindespindel 8 mit einer Steigung von 5,0 mm vorgesehen und wird in
diesem Fall eine Steuerscheibe 14 mit fuenf radialen Verlaengerungen 16 verwendet,
so ist leicht erkennbar, dass jeder Durchlauf einer radialen Verlaengerung 16 durch
die Nute
17' Naeherungsschalters 17, einem Vorschub des Schleifscheibenaufnahmeschlittens 3 von
genau 1,0 mm entspricht. In dem Schaubild gemaess Fig. 3 ist der Naehrungsschlater
17, die Gewindespindel 8, sowie die Steuerscheibe 14 mit den radialen Verlaen
gerun
gen 13 in vereinfachter Weise und in einem Schnitt entlang der Linie III-III der Fig.
2 dargestellt.
[0024] Der Naeherungsschalter 17 ist gegenueber der Steuerscheibe 14 derartig angeordnet,
dass waehrend der Drehbewegung der Gewindespindel 8, in der einen oder in der anderen
Richtung, die- Beeinflussung des Naeherungsschalters 17 durch die radialen Vorspruengen
16 dadurch erfolgt, dass diese Vorspruenge durch die Nut 17' des Naeherungsschalters
17 laufen.
[0025] Der Naehrungsschalter 17 ist ueber elektrische Leitungen 18 zur Impulsuebertragung,
mit dem Eingang eines Zaehlers 19 verbunden und der Zaehler 19 ist derartig ausgebildet,
dass alle vom Naeherungsschalter 17 abgegebenen Impulse summiert werden. Der Zaehler
19 ist Bestandteil einer Vergleichereinheit 20, in der ein Vergleich des im Zaehler
19 enthaltenen S
peicherwerts (Istwert) mit einem vorwaehlbaren Wert (Sollwert), der z.B. ueber einen
Digitalwaehler 21 oder aehnlichen Vorwaehlenmittel eingegeben wird, erfolgt.
[0026] Die Vergleichseinheit 20 ist ferner ueber eine elektrische Leitung 22 mit einer Steuerzentrale
23 verbunden. Derartige Steuerzentralen sind bekannt und ueblich fuer die Steuerung
von Werkzeugmaschinen und weisen elektrische Schuetze, elektrische Steuerkreise und/oder
elektronische Steuerkreise auf und finden Verwendung um den gesamten Funktionsablauf
der verschiedenen Funktionsgruppen der Werkzeugmaschine zu steuern. Da derartige Steuereinheiten
23 seit Jahren ueblicher Bestandteil von Werkzuegmaschinen ist und von einem Fachmann
ohne besondere Schwierigkeiten ausfuehrbar ist, wird auf eine tiefere Beschreibung
derselben verzichten. Es sei nur erwaehnt, dass erfindungsgemaess der Steuereinheit
23 auch Steuerimpulse zugefuehrt werden, die beispielsweise die Entstellungen des
Maschinentisches 7 der eine hin- und hergehende Bewegung ausfuehrt und.das Werkstueck
6 aufnimmt, zugefuehrt werden.
[0027] Ferner kann der Fig. 3 entnommen werden, dass der Ausgang der Steuereinheit 23 ueber
eine Leitung 25 mit der Steuereinrichtung 26 des Motors 10 verbunden ist, der auf
dem Flanschgehaeuse 12 montiert ist und mit der Gewindespindel 8- verbunden ist. Ausgrund
der Deutlichkeit wurde in Fig. 3 die Gewindespindel 8 zweistueckig und in zwei verschiedenen
Ansichten dargestellt. Selbstverstaendlich ist die Gewindespindel 8 in Wirklichkeit
einstueckig ausgefuehrt.
[0028] Die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Durchfuehrung des erfindungsgemaessen Verfahrens
ist folgende:
Durch Einstellen der Schleifscheibe 4,-wie z.B. in Fig. 1 dargestellt, wird die Anfangsstellung
des Schleifscheibenaufnahmeschlittens 3 festgelegt. Im Anschluss an diese erste Einstellung,
wird ueber den Digitalwaehler 21 die Breite der zu bearbeitenden Werkstuecksflaeche
5, beispielsweise mit 234 mm eingestellt. Durch Ingangsetzen der hin- und hergehenden
Bewegung des Maschinentisches 7, wird mit dem Schleifvorgang begonnen.
[0029] Sobald der. Steuereinheit 23 die Signale 24 zuge
fuehrt werden, die anzeigen, dass sich der Maschinentisch
7 in der einen der anderen Entstellung befindet, d.h. in einer Stellung in der Schleifscheibe
4 nicht mit der Werkstueckoberflaeche 5 in Beruehrung steht, wird ueber einen Steuerimpuls,
der ueber die Leitung 25 erteilt wird, der Motor 10 angetrieben, wodurch die Gewindespindel
8 eine teilweise Umdrehung oder mehrere Umdrehungen ausfuehrt und somit den Schleifscheibenaufnahmeschlitten
3 und dadurch auch die Schleifscheibe 4 ueber einen gewissen Betrag in Richtung der
Pfeile g (Fig. 1) verschiebt.
[0030] Waehrend der Drehbewegung der Gewindespindel 8, f
uehrt auch die Steuerscheibe 14 eine Drehbewegung aus und ueber die radialen Verlaengerungen
17 der Scheibe 14 wird der Naeherungsschalter 17 beeinfluesst, wobei dieser ueber
die Leitung 18 Signale an die Zaehleinheit 19 uebertraegt. Die Anzahl der uebertragene
Signale entspricht der Anzahl der radialen Verlaengerungen 16, die sich durch die
Nut 17' des Naeherungsschalters 17 hindurchbewegt haben.
[0031] Unter Beruecksichtigung dessen, wie vorher erlaeutert, dass jedes Signal oder jeder
Impuls einer Vorschubbewegung des Schlittens 3 bzw. der Schleifscheibe 4 von 1,0 mm
entspricht, kann der' in der Zaehleinheit 19 gespeicherte Wert direkt und ohne Umwandlung
dazu verwendet werden, um die Stellung der Schleifscheibe 4 (Istwert) gegenueber dem
Werkstueck 6 festzustellen. Sobald der in der Zaehleinheit 19 gespeicherte Wert dem
vorgewaehlten Wert (Sollwert) der Vorwaehleinrichtung 21 entspricht, ergibt sich,
dass die gesamte Oberflaeche 5 demSchleifvorgang unterzogen wurde, worauf von der
Vergleichseinheit 20 ein entsprechendes Steuersignal abgegeben wird, das ueber die
Leitung 20 der Steuereinrichtung 23 zugefuehrt wird, die z.B. ein Anheben der Schleifscheibe
4 von der Werkstueckoberflaeche
5 bewirkt und ueber die Leitung 25, z.B. die Drehrichtung des Motors 10 umkehrt, um
somit den Schlitten 3, zusammen mit der Schleifscheibe 4, in die Ausgangsstellung
zurueckzufahren. Ferner besteht die Moeglichkeit, die Zaehlein- 'heit 19 automatisch
auf Null zurueckzustellen, und einen neuen Schleifvorgang einzuleiten.
[0032] Die Vorteile, die mit dem erfindungsgemaessen Verfahren, sowie der beschriebenen
Vorrichtung erzielbar sind, sind hauptsaechlich folgende:
Mit sehr wenigen, einfachen und funktionstuechtigen Bauteilen, die weder einem nennenswerten
mechanischen Verschleiss, noch technischen Stoerungen unterliegen, kann der Quervorschub
des Schleifscheibenaufnahmeschlittens direkt vom Steuerkasten der an der Vorderseite
der Werkzeugmaschine angeordnet ist, vorgewaehlt werden und besonders kann auf Hydraulikkolben
mit der dazugehoerigen Hydraulik-Einheit, sowie auf von Hand einzustellende mechanische
Steuerkurven verzichtet werden und es ist nicht erforderlich, vdn der Rueckseite oder
der Oberseite der Werkzeugmaschine in das Innere des Maschinenstaenders vorzudringen,
um die entsprechende Einstellvorgaenge vorzunehmen.
[0033] Aus diesem Grunde eignet sich die beschriebene Vorrichtung nicht nur bei Maschinen,
die zur Grossserienfertigung eingesetzt werden, sondern auch fuer Werkzeugmaschinen,
auf denen Werkstuecke mit stark varierenden Abmessungen zu bearbeiten sind.
1. Verfahren zur Festlegung der Quervorschubbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
einer Flachschleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass waehrend der Drehbewegung
einer Gewindespindel, die zum Querverschieben des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
vorgesehen ist, Steuerimpulse abgegeben werden, die der Zaehleinheit einer Vergleichseinheit
zufuehrbar sind, in der der Speicherwert der Zaehleinheit (Istwert), mit einem vorgewaehlten
Wert (Sollwert), der der Quervorschubbewegung, die durch Schleifscheibenaufnahmeschlitten
durchzufuehren ist, verglichen wird und, dass von der Vergleichseinheit Signale an
eine Steuereinheit geleitet werden, der gleichzeitig Signale zur Anzeige der Endstellung
des Werkstueckstisches zufuehrbar sind und dass von dieser Steuereinheit Steuersignale
an einen Motor, zur gesteuerten Betaetigung der Gewindespindel abgegeben werden.
2. Vorrichtung, zur gesteuerten Durchfuehrung der Quervorschubbewegung des Schleifscheibenaufnahmeschlittens
einer Flachschleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine fest mit der Gewindespindel
(8) verbundene Steuerscheibe (14) vorgesehen ist, die radiale Verlaengerungen (16)
aufweist, die waehrend der Drehbewegung der Gewindespindel (8) auf einen Naeherungsschalter
(17) einwirken, wobei der Naeherungsschalter (17) zur Abgabe von Steuersignalen ausgefuehrt
ist, dass der Naeherungsschalter (17) mit einem Impulszaehler (19) (Istwert) verbunden
ist, der Teil einer Vergleichereinheit (20) ist, in der der Wert des Zaehlers (19)
mit dem Wert einer Vorwaehleinrichtung (21) (Sollwert) vergleichbar ist und dass die
Vergleichseinheit (20) einer Steuereinrichtung (23) zugeordnet ist, die fuer die gesteuerte
Betaetigung des Antriebsmotores (10) der Gewindespindel (8) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass fuer die gesteuerte
Betaetigung der Gewindespindel (8) ein Steuermotor (10), z.B. ein Gleichstrommotor
oder ein Schrittmotor vorgesehen ist.
4. Vorrichtung, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahle der
radialen Vorspruenge (16) der Steuerscheibe (14) derart gewaehlt ist, dass bei Teilung
des Steigungswertes der Gewindespindel (8) durch die Anzahl der radialen Vorspruenge
(16) der Zahlenwert 1 (eins) erhalten wird.
5. Vorrichtung, nach Patentanspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindepsindel
(8) eine Steigung von 5,0 mm aufweist und dass die Steuerscheibe (14) fuenf radiale
Vorspruenge (16) aufweist.
6. Vorrichtung, nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinheit
(23) Signale (24) zufuehrbar sind, die anzeigen, dass sich der Werkstueckstisch (7)
der Werkzeugmaschine in einer der Endstellungen befindet und dass der Motor (10) nur
bei Vorhandensein der Signale (24) an die Steuereinheit (23), betaetigbar ist.