Verfahren und Vorrichtung zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe einer spitzenlosen Schleifmaschine

Abstract

 Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe einer Schleifmaschine für einen spitzenlosen Schleifprozeß an einem Werkstück werden beschrieben ebenso wie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum spitzenlosen Schleifen eines Werkstücks. Dabei wird ein Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe in Eingriff gebracht und an dieser entlang geführt, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe zu erzeugen. Es werden vorbestimmte erste, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmende Parameter (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) der Schleifmaschine sowie vorbestimmte zweite, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmende Parameter (D_W, P_W) des Werkstücks erfaßt. Diese werden in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe transformiert und in CNC-Steuerdaten umgesetzt. Regelscheibe und Abrichtwerkzeug werden dann relativ zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten verfahren, derart, daß das Abrichtwerkzeug an der Regelscheibe das vorbestimmte Umfangsprofil erzeugt. Das Werkstück wird dann unter Anlage an der Regelscheibe geschliffen. Dieser Vorgang erfolgt vorzugsweise iterativ, indem nach einem ersten Schleifprozeß noch festgestellte Konturfehler des Werkstücks zur Korrektur bei der Transformation oder der Umsetzung eingesetzt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe einer Schleifmaschine für einen spitzenlosen Schleifprozeß an einem Werkstück, bei dem ein Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe in Eingriff gebracht und an dieser entlang geführt wird, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe zu erzeugen.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum spitzenlosen Schleifen eines Werkstücks auf einer Schleifmaschine mit einer Auflage für das Werkstück, mit einer Schleifscheibe und mit einer Regelscheibe, bei dem vor dem Schleifprozeß ein Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe in Eingriff gebracht und an dieser entlang geführt wird, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe zu erzeugen.

[0003] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe einer Schleifmaschine für einen spitzenlosen Schleifprozeß an einem Werkstück, bei der ein Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe in Eingriff bringbar und an dieser entlang führbar ist, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe zu erzeugen.

[0004] Die Erfindung betrifft schließlich eine Schleifmaschine zum spitzenlosen Schleifen eines Werkstücks mit einer Auflage für das Werkstück, mit einer Schleifscheibe und einer Regelscheibe, bei der vor dem Schleifprozeß ein Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe in Eingriff bringbar und an dieser entlang führbar ist, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe zu erzeugen.

[0005] Die Verfahren, die Vorrichtung und die Schleifmaschine der vorgenannten Art sind bekannt.

[0006] Schleifmaschinen zum spitzenlosen Schleifen von Werkstücken werden üblicherweise zum Außenrundschleifen oder auch zum Innenrundschleifen eingesetzt.

[0007] Diese spitzenlosen Schleifmaschinen bestehen im wesentlichen aus drei Hauptbaugruppen, nämlich einer Schleifscheibe mit zugehöriger Lagerung, einer Regelscheibe mit zugehöriger Lagerung sowie einer Auflageschiene für das zu bearbeitende Werkstück. Die Schleifscheibe, die Regelscheibe sowie die Auflageschiene können in unterschiedlicher kinematischer Anordnung relativ zueinander und relativ zum raumfesten Maschinenbett angeordnet sein. Bei einer Bauart mit sogenanntem "festem Zentrum" ist die Auflageschiene raumfest, und die Schleifscheibe sowie die Regelscheibe sind auf Schlitten verstellbar. Bei einer Bauart mit sogenanntem "beweglichem Zentrum" ist die Auflageschiene auf einem Schlitten verfahrbar und z.B. die Schleifscheibe in einer raumfesten Lagerung angeordnet, während sich die Regelscheibe ebenfalls auf einem Schlitten befindet.

[0008] Ferner umfassen derartige Schleifmaschinen noch Abrichtwerkzeuge zum Abrichten der Schleifscheibe und der Regelscheibe. Die Abrichtwerkzeuge können dabei separat für diese beiden Scheiben oder als gemeinsame Baugruppe für beide Scheiben vorgesehen sein. Die Abrichtwerkzeuge sind bei den üblichen spitzenlosen Schleifmaschinen, von der Längsmittelebene aus gesehen, hinter der Schleifscheibe bzw. der Regelscheibe angeordnet. Im Rahmen einer parallelen Patentanmeldung derselben Anmelderin vom selben Tage (Anwaltsakte 4828P100) wird jedoch eine andere Bauform beschrieben, bei der sich die Abrichtwerkzeuge im Bereich der Längsmittelebene befinden.

[0009] Durch die Schlitten der genannten Baugruppen (Schleifscheibe, Regelscheibe, Auflageschiene) werden die üblichen Vorschubachsen oder Maschinenachsen dargestellt. Dabei sind die Schlitten in einer Richtung senkrecht zu einer Längsebene des Werkstücks, nämlich entlang der sogenannten X-Achse, verfahrbar, während mindestens einer der Schlitten, häufig auch beide Schlitten, zusätzlich parallel zur Längsebene der Schleifmaschine, nämlich entlang der sogenannten Z-Achse verfahrbar sind.

[0010] Die entsprechenden Verfahrachsen für die Abrichtwerkzeuge oder das Abrichtwerkzeug können als separate Achsen ausgebildet sein, es ist jedoch auch bekannt, die Abrichtwerkzeuge auf den Schlitten der Schleifscheibe bzw. der Regelscheibe anzuordnen und den Abrichtvorgang dadurch vorzunehmen, daß die beiden Schlitten in der erforderlichen Weise relativ zueinander verfahren werden. Auf diese Weise werden gesonderte Abrichtachsen, d.h. separate Verstelleinrichtungen für die Abrichtwerkzeuge, eingespart.

[0011] Zum spitzenlosen Schleifen des Werkstücks wird das Werkstück auf die Auflageschiene aufgelegt. Die Auflageschiene definiert eine gedachte Längsmittelebene der Schleifmaschine.

[0012] Die Schlitten für die Schleifscheibe und die Regelscheibe sind üblicherweise auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittelebene angeordnet. Folglich befindet sich das Werkstück zwischen den beiden Scheiben, die sich auf gegenüberliegenden Seiten am Werkstück in definierter Weise abstützen. Die Regelscheibe besorgt dabei nicht nur die Abstützung des Werkstücks gegenüber der Schleifscheibe, sie besorgt üblicherweise auch den axialen Vorschub des Werkstücks auf der Auflageschiene relativ zur Schleifscheibe. Auf diese Weise können mehrere Werkstücke hintereinander in axialer Richtung an der Regelscheibe und der Schleifscheibe vorbei gefördert werden (sogenanntes Durchschleifen).

[0013] Die Achsen von Schleifscheibe und Regelscheibe liegen üblicherweise in derselben Höhe, sie verlaufen näherungsweise parallel zueinander und definieren dadurch eine Horizontalebene. Die Achse des Werkstücks liegt üblicherweise geringfügig über dieser Ebene, in Ausnahmefällen auch darunter.

[0014] Es ist bekannt, die Regelscheibe um zwei Achsen zu verschwenken, so daß die Regelscheibenachse und die Schleifscheibenachse in strenger Betrachtung leicht windschief zueinander verlaufen. Eine erste Achse, die sogenannte A-Achse, verläuft in horizontaler Richtung und ist üblicherweise zur Regelscheibenachse versetzt. Eine zweite Achse, die sogenannte B-Achse, verläuft dazu senkrecht, also vertikal und ist gegenüber der Regelscheibenachse ebenfalls leicht versetzt.

[0015] Eine Schwenkung der Regelscheibe um die A-Achse erzeugt eine axiale Vorschubkraft, die die Werkstücke beim Durchgangsschleifen axial durch den Schleifspalt zwischen Schleifscheibe und Regelscheibe transportiert. Beim Einstechschleifen werden die Werkstücke mittels dieser Kraft gegen einen Anschlag gedrückt und in einer festen Position gehalten. Wenn die Regelscheibe um die A-Achse verschwenkt wird, aber trotzdem entlang einer Linie an einem zylindrischen Werkstück anliegen soll, muß sie an ihrem Umfang profiliert werden, und zwar in Form eines Hyperboloids.

[0016] Die Schwenkung um die B-Achse dient dazu, die Werkstücke radial zur Schleifscheibe auszurichten und dadurch eine gewünschte Zylindrizität bzw. Konizität einzustellen.

[0017] Bei bekannten spitzenlosen Schleifmaschinen erhält die Regelscheibe ein Umfangsprofil zum Abstützen des Werkstücks. Das Umfangsprofil wird in der Schleifmaschine durch einen Abricht- bzw. Drehprozeß erzeugt.

[0018] Bei bekannten spitzenlosen Schleifmaschinen ist das Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe auf dem Regelscheibengehäuse angeordnet. Es wird daher beim Schwenken um die B-Achse und beim Neigen um die A-Achse der Regelscheibe mitgeschwenkt. Das Abrichtwerkzeug ist als Nachformwerkzeug mit Schablonen oder auch als CNC-gesteuertes Werkzeug ausgeführt.

[0019] Um das Regelscheibenprofil auf das jeweils zu erzeugende Werkstückprofil abzustimmen, werden werkstückbezogene Schablonen verwendet, die mechanisch gewechselt werden. Es ist auch bekannt, NC-Programme vom Abrichtwerkzeug der Schleifscheibe zu verwenden. Bei CNC-gesteuerten Abrichtwerkzeugen ist das werkstückbezogene Profil in einem NC-Programm gespeichert. In diesem Programm sind die vorab bekannten Geometrieparameter des Werkstücks bereits berücksichtigt.

[0020] Bei bekannten spitzenlosen Schleifmaschinen erfolgt eine technologische Optimierung des Schleifprozesses durch eine Voreinstellung der Neigung der Regelscheibe (A-Achse) und nachfolgend durch eine Feineinstellung durch Verschwenken der gesamten Regelscheibe (B-Achse). Führt diese Feineinstellung nicht zum Erfolg, wird die Neigung der Regelscheibe (A-Achse) erneut korrigiert.

[0021] Bei diesen bekannten spitzenlosen Schleifmaschinen steht zur Realisierung der B-Achse ein Zapfen vertikal vom Maschinenbett nach oben ab. Um den Zapfen ist ein Schwenkschlitten in einer Horizontalebene verschwenkbar. Auf dem Schwenkschlitten läuft ein Vorschubschlitten entlang einer ersten Achse (X₁), die zur Längsachse (Z) der Schleifmaschine einen rechten Winkel einnimmt, wenn der Schwenkschlitten nicht um die B-Achse verwchwenkt ist. Der Vorschubschlitten trägt auch die Auflageschiene für das Werkstück. Auf dem Vorschubschlitten läuft parallel dazu ein Zustellschlitten (X₂). Der Zustellschlitten trägt das Regelscheibengehäuse. Dieses ist um die horizontal gerichtete A-Achse (A₁) verschwenkbar, so daß die Längsachse der Regelscheibe um einen Winkel α zur Horizontalen geneigt werden kann. Auf dem Regelscheibengehäuse sitzt das Abrichtwerkzeug, dessen eine Achse (X₃) im wesentlichen vertikal und dessen andere Achse (Z₃) im wesentlichen parallel zur Längsachse (Z) der Schleifmaschine verläuft.

[0022] Da die gesamte Abrichtanordnung am Regelscheibengehäuse sitzt, wird sie zusammen mit diesem geschwenkt, wenn die Regelscheibe um die A-Achse (A₁) geschwenkt wird. Zur Kompensation dieser Schwenkung wird üblicherweise die Führung des Abrichtwerkzeuges entlang der anderen Achse (Z₃) relativ zur Achse der Regelscheibe um eine Achse (A₂) geschwenkt, die mit der Vertikalachse (Z₃) des Abrichtwerkzeuges zusammenfällt.

[0023] Um das Regelscheibenprofil dann auf diese schleiftechnologisch erforderlichen Einstellwerte abzustimmen, werden zusätzlich Feineinstellungen des Abrichtwerkzeuges vorgenommen. Dies können relative Verschiebungen oder relative Drehungen zwischen der Regelscheibe und der Bahn des Abrichtwerkzeuges im dreidimensionalen Raum sein. Hierzu wird die Nachformschablone in ihrem Halter und/oder die Mittenhöhe des Abrichtwerkzeuges verstellt. Es ist bekannt, das gesamte Abrichtwerkzeug um die A-Achse relativ zur Regelscheibenachse zu neigen. Diese Einstellung erfolgt im Zusammenhang mit der Neigung der Regelscheibe um die A-Achse.

[0024] Die vorgenannten Einstellarbeiten bei dieser bekannten Vorgehensweise sind außerordentlich zeitintensiv und erfordern geeignete mechanische Verstellelemente komplizierter Bauart. Darüber hinaus ist ein hohes Maß an "Fingerspitzengefühl" beim Benutzer der Schleifmaschine erforderlich, das eine entsprechend lange Erfahrung im Umgang mit der Schleifmaschine voraussetzt. Die genannten Korrekturschritte können darüber hinaus jeweils nur iterativ ausgeführt werden, d.h. mehrfach hintereinander, so daß der gesamte Zeitaufwand erheblich ist.

[0025] Aus der DE 38 43 046 ist ein Verfahren zum Erzeugen des Umfangsprofils einer Schleifscheibe bekannt, wobei das Werkstück zwischen Spitzen eingespannt ist.

[0026] Bei dem bekannten Verfahren wird für einen nachfolgenden Hochgeschwindigkeits-Schälschleifvorgang an einem Werkstück mit schräggestellter Schleifscheibe eine Abrichtrolle mittels einer numerisch gesteuerten Mehrkoordinaten-Bewegungseinheit entlang einer rohen Oberfläche der Schleifscheibe bewegt, und zwar in Abhängigkeit von Prozeßparametern, insbesondere des Überdeckungsgrades einer Nebenschneidefläche der Schleifscheibe bei Rotation des Werkstücks, des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit von Schleifscheibe und Werkstück, des Durchmessers des Werkstücks, der axialen Zustellgeschwindigkeit des Werkstücks relativ zur Schleifscheibe und der Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe eine axiale Länge der Nebenschneidefläche dimensioniert.

[0027] Dieses bekannte Verfahren ist ausschließlich zum Einsatz an einer Schleifscheibe für einen Schleifvorgang zwischen Spitzen bestimmt und führt in Abhängigkeit von den genannten Prozeßparametern lediglich zur axialen Dimensionierung einer Nebenschneidefläche. Der Bereich der Nebenschneidefläche ist bei einer schräggestellten Schleifscheibe exakt konisch, so daß eine dreidimensionale, unregelmäßige Formgebung, wie sie bei Anlage zueinander geneigter zylindrischer oder konischer Körper beim spitzenlosen Schleifen entsteht, hier nicht berücksichtigt werden muß. Korrekturschritte sind ebenfalls nicht vorgesehen.

[0028] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Verfahren, die Vorrichtung sowie die Schleifmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll erfindungsgemäß erreicht werden, daß auf sehr einfache, CNC-gesteuerte Weise eine optimale Anlage der Regelscheibe an das Werkstück während eines spitzenlosen Schleifprozesses erreicht wird, wobei selbst bei einer iterativen Korrektur die Feineinstellung über eine numerische Steuerung erfolgen kann. Es soll also nicht mehr notwendig sein, diese Ein- und Nachstellarbeiten durch komplizierte mechanische Vorrichtungen vorzunehmen, so daß auch eine längere Berufserfahrung des Benutzers nicht mehr erforderlich ist. Vor allem soll der Zeitaufwand für derartige Arbeiten drastisch vermindert werden, und es soll erreicht werden, daß eine Einbindung der Verfahren und Vorrichtungen in eine computergesteuerte Fertigung (CIM) möglich wird.

[0029] Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe einer Schleifmaschine erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte gelöst:

a) Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern der Schleifmaschine;

b) Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern des Werkstücks;

c) Transformieren der ersten und der zweiten Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe;

d) Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten; und

e) Relatives Verfahren von Regelscheibe und Abrichtwerkzeug zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug an der Regelscheibe das vorbestimmte Umfangsprofil erzeugt.

[0030] Die Aufgabe wird ferner gemäß dem eingangs genannten Verfahren zum spitzenlosen Schleifen eines Werkstücks durch die folgenden Schritte gelöst:

a) Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern der Schleifmaschine;

b) Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern des Werkstücks;

c) Transformieren der ersten und der zweiten Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe;

d) Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten;

e) Relatives Verfahren von Regelscheibe und Abrichtwerkzeug zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug an der Regelscheibe das vorbestimmte Umfangsprofil erzeugt; und

f) Schleifen des Werkstücks, wobei die Regelscheibe mit dem Umfangsprofil an dem Werkstück anliegt.

[0031] Die Aufgabe wird weiterhin gemäß der eingangs genannten Vorrichtung zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe einer Schleifmaschine durch die folgenden Merkmale gelöst:

a) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern der Schleifmaschine;

b) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern des Werkstücks;

c) Mittel zum Transformieren der ersten und der zweiten Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe;

d) Mittel zum Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten; und

e) Mittel zum relativen Verfahren von Regelscheibe und Abrichtwerkzeug zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug an der Regelscheibe das vorbestimmte Umfangsprofil erzeugt.

[0032] Schließlich wird die Aufgabe gemäß einer Schleifmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die folgenden Merkmale gelöst:

a) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern der Schleifmaschine;

b) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern des Werkstücks;

c) Mittel zum Transformieren der ersten und der zweiten Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe;

d) Mittel zum Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten;

e) Mittel zum relativen Verfahren von Regelscheibe und Abrichtwerkzeug zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug an der Regelscheibe das vorbestimmte Umfangsprofil erzeugt; und

f) Mittel zum Schleifen des Werkstücks, wobei die Regelscheibe mit dem Umfangsprofil an dem Werkstück anliegt.

[0033] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

[0034] Durch die Einbeziehung von solchen Parametern der Schleifscheibe und des Werkzeugs, die für die Durchführung des Schleifprozesses bestimmend sind, wird zunächst ein Soll-Profil für die Regelscheibe ermittelt und dieses dann durch CNC-gesteuerte Bahnführung des zugehörigen Abrichtwerkzeuges an der Regelscheibe realisiert. Der Benutzer der Maschine braucht also nur noch die vorbestimmten Parameter einzugeben, so daß dies bereits im ersten Durchgang zu dem gewünschten Umfangsprofil der Regelscheibe für das jeweilige Werkstück führt.

[0035] Der Benutzer der Maschine braucht dazu über keine besonders langen Erfahrungen zu verfügen, weil das für den jeweiligen Schleifprozeß optimale Umfangeprofil der Regelscheibe durch die Steuerung selbst erzeugt und ausgeführt wird.

[0036] Als erste Parameter der Schleifmaschine kommen dabei vorzugsweise der Durchmesser der Schleifscheibe, der Durchmesser der Regelscheibe, der vertikale Abstand der zueinander parallelen und horizontalen Achsen von Schleifscheibe und Regelscheibe, Raumkoordinaten einer Sollstellung des Abrichtwerkzeuges, eine Vertikalposition der Auflage für das Werkstück, eine Sollstellung der A-Achse und eine Sollstellung der B-Achse in Betracht. Als zweite Parameter ist im wesentlichen auf den vorbestimmten Durchmesser des Werkstücks bzw. dessen vorbestimmtes Profil abzustellen.

[0037] Diese Maßnahmen haben den Vorteil, die für den Schleifprozeß wichtigsten Parameter von Schleifscheibe und Werkstück zu berücksichtigen.

[0038] Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein nachfolgender Korrekturprozeß zum Ausgleich von etwa noch vorhandenen Restfehlern vorgenommen.

[0039] Bei dem eingangs zunächst genannten Verfahren zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe umfaßt dieser Korrekturprozeß die weiteren Schritte:

f) Durchführen eines Schleifprozesses an einem Werkstück, wobei die Regelscheibe mit dem Umfangsprofil während des Schleifprozesses an dem Werkstück anliegt;

g) Vermessen des Werkstücks hinsichtlich der zweiten Parameter;

h) Vergleichen der gemessenen mit den vorbestimmten zweiten Parametern; und

i) Bilden einer Differenz zwischen den gemessenen und den vorbestimmten zweiten Parametern.

[0040] Diese gebildete Differenz kann dann zur gezielten Korrektur alternativ eingesetzt werden, um den eingangs genannten Schritt c) des Transformierens oder den eingangs genannten Schritt d) des Umsetzens durch Einführen einer entsprechenden Korrekturgröße anzupassen, woraufhin sich dann die nachfolgenden Schritte anschließen.

[0041] Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß ebenfalls unter rechnergestützter Ermittlung etwaiger Korrekturwerte und anschließender CNC-Steuerung die erforderlichen Korrekturwerte eingestellt werden und das Umfangsprofil der Regelscheibe entsprechend korrigiert wird, wenn ein erstes Probewerkstück nach dem Schleifen entsprechend kontrolliert wird.

[0042] Dadurch wird erreicht, daß eine noch wesentlich höhere Werkstückgenauigkeit bei kürzeren Nebenzeiten erreicht werden kann, und damit eine wesentlich höhere Produktivität. Im Rahmen der Erfindung müßten für die dabei eingesetzten spitzenlosen Schleifmaschinen die Achsen A und B nicht als NC-Achsen ausgeführt sein. Es ist vielmehr ausreichend, diese einmal in einer Grundeinstellung fest einzustellen. Die nach dem Stand der Technik erforderliche Feinkorrektur der Einstellungen der Achsen A und B kann ganz entfallen, so daß diese Achsen auch mechanisch wesentlich einfacher und damit bei niedrigeren Herstellungskosten ausgeführt werden können. Bei entsprechender Verfeinerung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann auf eine der Achsen, nämlich die B-Achse, sogar ganz verzichtet werden.

[0043] Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

[0044] Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0045] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine äußerst schematisierte Seitenansicht einer Schleifmaschine zum spitzenlosen Außenrundschleifen von Werkstücken;

Fig. 2

eine Draufsicht auf die Maschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3A bis 3C

in stark vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus den Figuren 1 und 2 in drei verschiedenen Ansichten;

Fig. 4

eine Variante zur Darstellung gemäß Fig. 3C zur weiteren Erläuterung der Erfindung; und

Fig. 5

ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Steuerung der Maschine gemäß Fig. 1 und 2.

[0046] In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Schleifmaschine zum spitzenlosen Außenrundschleifen von Werkstücken. Es versteht sich, daß dies nur beispielhaft zu verstehen ist, weil die Erfindung auch bei derartigen Schleifmaschinen zum Innenrundschleifen oder zum Einstechschleifen, insbesondere Schräg-Einstechschleifen verwendbar ist.

[0047] Die Schleifmaschine 10 gehört in ihrer Konfiguration hinsichtlich der im Bereich der Längsmittelebene befindlichen Abrichtwerkzeuge nicht zum Stand der Technik. Insoweit ist sie Gegenstand der bereits erwähnten parallelen Patentanmeldung derselben Anmelderin vom selben Tage (Anwaltsakte 4828P100). Die nachstehend erläuterten Probleme gelten jedoch in entsprechender Weise auch für herkömmliche Schleifmaschinen, bei denen die Schleifscheibe und die Regelscheibe von hinten abgerichtet werden.

[0048] Die Schleifmaschine 10 umfaßt ein Maschinenbett 12. Auf dem Maschinenbett 12 ist in Fig. 1 und 2 auf der linken Seite ein erster Schlitten 14 zu erkennen, der mit einer X-Führung 16 sowie einer Z-Führung 18 versehen ist, also nach Art eines Kreuzschlittens ausgebildet ist. Der erste Schlitten 14 ist somit entlang zweier zueinander senkrecht stehender Achsen verfahrbar.

[0049] Der erste Schlitten 14 trägt eine Schleifscheibe 20 mit zugehörigem Antrieb (nicht dargestellt). Die Schleifscheibe 20 ist um eine horizontale Achse 22 drehbar.

[0050] In der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 befindet sich der erste Schlitten 14 auf der linken Seite einer mit 24 angedeuteten Längsmittelebene der Schleifmaschine 10.

[0051] Rechts von der Längsmittelebene 24 ist ein zweiter Schlitten 28 auf dem Maschinenbett 12 zu erkennen. Der zweite Schlitten 28 ist nur mit einer Führung 30 in X-Richtung versehen, also nur in Richtung auf den ersten Schlitten 14 verstellbar.

[0052] Der zweite Schlitten 28 trägt eine Regelscheibe 32 mit zugehörigem Antrieb (nicht dargestellt). Die Regelscheibe 32 ist um eine ebenfalls horizontal verlaufende Achse 34 drehbar.

[0053] Zwischen Schleifscheibe 20 und Regelscheibe 32 befindet sich im Bereich der Längsmittelebene 24 eine entlang der Längsmittelebene 24 verlaufende Auflageschiene 36, deren Oberseite in bekannter Weise schräg zur Horizontalen gestaltet ist.

[0054] Die Auflageschiene 36 trägt ein Werkstück 38, das sich ebenfalls entlang der Längsmittelebene 24 erstreckt.

[0055] Wie man aus Fig. 1 und in weiteren Einzelheiten aus Fig. 3A erkennen kann, liegen die Achsen 22 und 34 von Schleifscheibe 20 und Regelscheibe 32 in derselben Horizontalebene 40. Sie verlaufen im dargestellten Ausführungsbeispiel näherungsweise zueinander parallel. Wenn die Regelscheibe in der weiter unten beschriebenen Weise um eine oder zwei Achsen verschwenkt wird, so verlaufen die Schleifscheibenachse und die Regelscheibenachse zueinander leicht windschief.

[0056] Bei herkömmlichen spitzenlosen Schleifmaschinen liegt die Schleifscheibenachse parallel zur Werkstückachse. Im Rahmen einer weiteren parallelen Patentanmeldung derselben Anmelderin vom selben Tage (Anwaltsakte 4828P102) wird jedoch eine spitzenlose Schleifmaschine beschrieben, bei der die Schleifscheibenachse zur Werkstückachse geneigt verläuft, so daß im Schrägeinstechverfahren geschliffen werden kann. Bei schräg gestellter Schleifscheibe verläuft die Achse 22 auch insoweit zur Achse 34 geneigt.

[0057] Demgegenüber befindet sich die Längsachse des Werkstücks 38 in einer Ebene 42, die oberhalb der Ebene 40 liegt. Der Abstand zwischen diesen Ebenen ist in Fig. 3A mit h bezeichnet. Dort ist ein eventueller vertikaler Lagefehler der Achse 34 der Regelscheibe 32 relativ zur Horizontalebene 40 mit ΔY gekennzeichnet. Es sind aber auch Bauformen spitzenloser Schleifmaschinen bekannt, bei denen die Werkstückachse unterhalb dieser Ebene liegt.

[0058] In Fig. 1 und Fig. 3A sind ferner, wie bereits angedeutet, zwei weitere Achsen eingezeichnet. Mit 44 ist die sogenannte A-Achse bezeichnet. Die A-Achse verläuft horizontal und kann die Achse 34 der Regelscheibe 32 schneiden oder zu dieser versetzt sein. In der Schleifmaschine 10 kann die Regelscheibe 32 um die A-Achse geringfügig verschwenkt werden.

[0059] In entsprechender Weise verläuft eine weitere Achse 46, die sogenannte B-Achse, in vertikaler Richtung, und zwar ebenfalls versetzt zur Achse 34 der Regelscheibe 32 und versetzt zur A-Achse. In der Schleifmaschine 10 kann die Regelscheibe 32 auch um die B-Achse geringfügig verschwenkt werden. Die genannten Versätze der B-Achse zur Regelscheibenachse 34 und zur A-Achse sind relativ geringfügig und in der Zeichnung nicht dargestellt.

[0060] Es wurde bereits eingangs darauf hingewiesen, daß eine Schwenkung der Regelscheibe 32 um die A-Achse eine axiale Vorschubkraft erzeugt, mit der das Werkstück 38 beim Durchgangsschleifen in axialer Richtung, d.h. entlang der Längsmittelebene 24, auf der Auflageschiene 36 transportiert wird. Bei dem in den Figuren nicht dargestellten Einstechschleifen, also z.B. dem erwähnten neuartigen Schräg-Einstechschleifen, wird das Werkstück 38 hingegen mittels dieser Kraft gegen einen Anschlag gedrückt und in einer festen Position gehalten.

[0061] Demgegenüber bewirkt ein Verschwenken der Regelscheibe 32 um die B-Achse, daß eine radiale Ausrichtung des Werkstücks 38 relativ zur Schleifscheibe 20 stattfindet. Auf diese Weise wird das Werkstück 38 in der gewünschten Weise konisch oder zylindrisch bearbeitet.

[0062] Die Verschwenkung bzw. Neigung der Regelscheibe 32 um die A-Achse 44 ist in Fig. 3C mit ΔA angedeutet, während die entsprechende Verstellung um die B-Achse 46 in Fig. 3B mit ΔB eingezeichnet ist.

[0063] In Fig. 2 ist weiterhin zu erkennen, daß der erste Schlitten 14 mit einem ersten Arm 50 versehen ist, der um eine Achse 52 verschwenkbar ist. Die Achse 52 verläuft parallel zur Drehachse 22 der Schleifscheibe 20. Der erste Arm 50 trägt an seinem vorderen Ende ein erstes Abrichtwerkzeug 54 für die Regelscheibe 32.

[0064] In der in Fig. 2 dargestellten Stellung ist der erste Arm 50 in eine Abrichtstellung vorgeschwenkt, um die Regelscheibe 32 abzurichten. Zu diesem Zweck kann der erste Schlitten 14 zunächst entlang der X-Achse vorgefahren werden, bis das erste Abrichtwerkzeug 54 in Eingriff mit dem Außenumfang der Regelscheibe 32 gelangt. Durch anschließendes Verfahren des ersten Schlittens 14 entlang der Z-Achse kann nun der Umfang der Regelscheibe 32 abgerichtet werden. Wenn der erste Schlitten 14 mittels einer geeigneten NC-Steuerung während dieses Vorgangs bezüglich X und Z entsprechend verfahren wird, kann am Umfang der Regelscheibe 32 ein vorbestimmtes Profil erzeugt werden.

[0065] Der zweite Schlitten 28 ist mit einem zweiten Arm 56 versehen, der im dargestellten Beispielsfall in Richtung eines Pfeiles 58 in X-Richtung verfahrbar ist. Der zweite Arm 56 trägt an seiner Vorderseite ein zweites Abrichtwerkzeug 60 zum Abrichten der Schleifscheibe 20.

[0066] Bei der in Fig. 2 dargestellten Situation ist der zweite Arm 56 in seiner zurückgezogenen Stellung, so daß das zweite Abrichtwerkzeug 60 nicht über den Außenumfang der Regelscheibe 32 vorsteht. Bei der Ausführung des oben beschriebenen Abrichtvorganges an der Regelscheibe 32 ist dann keine Kollision zu befürchten.

[0067] Es wurde bereits erwähnt, daß der zweite Schlitten 28 lediglich entlang der X-Achse verstellbar ist.

[0068] Um daher mittels des zweiten Abrichtwerkzeuges 60 die Schleifscheibe 20 abzurichten, wird (bei eingeschwenktem ersten Arm 50) der zweite Arm 56 vorgefahren. Die erforderliche X-Y-Steuerung kann dann nun durch die X-Steuerung des zweiten Schlittens 28 oder die X-Steuerung des ersten Schlittens 14 sowie durch die Z-Steuerung des ersten Schlittens 14 erfolgen.

[0069] In entsprechender Weise kann auch beim Abrichten der Regelscheibe 32 die X-Bewegungskomponente statt durch den ersten Schlitten 14 durch den zweiten Schlitten 28 ausgeübt werden.

[0070] Insoweit sind beliebige kombinatorische Vertauschungen der Bewegungseinheiten möglich. Wie bereits erwähnt wurde, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung das neuartige Abrichten der Schleifscheibe und der Regelscheibe "von vorne" nur beispielhaft zu verstehen. Es ist selbstverständlich auch möglich, und unter bestimmten Bedingungen auch vorteilhafter, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung in herkömmlicher Weise "von hinten" abzurichten.

[0071] Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß es selbstverständlich auch möglich ist, die Abrichtwerkzeuge 54 und 60 raumfest anzuordnen und die Scheiben 20, 32 durch geeignete Bahnsteuerung an diesen raumfesten Abrichtwerkzeugen vorbeizuführen.

[0072] Alternativ kann man die Abrichtwerkzeuge auch auf einem separat verfahrbaren Schlitten oder auf separaten Verfahreinheiten anordnen, um die Abrichtvorgänge durchzuführen.

[0073] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es daher u.a. möglich, die Abrichtwerkzeuge 54, 60 auf den Schlitten 14 und 28 anzuordnen, so daß separate Abrichtachsen gespart werden und die Abrichtvorgänge mit den Maschinenachsen X und Z beim ersten Schlitten 14 bzw. Z beim zweiten Schlitten 28 alleine ausgeführt werden können.

[0074] Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf eine Bauart einer spitzenlosen Schleifmaschine mit "festem Zentrum", d.h. mit raumfester Auflageschiene. Es ist jedoch weiter bevorzugt, die Erfindung auch bei einer anderen Bauform mit "beweglichem Zentrum" einzusetzen.

[0075] Bei dieser ist die Schleifscheibe mit Lagerung und Antrieb fest auf dem raumfesten Maschinenbett angeordnet. Das Maschinenbett trägt einen vertikal nach oben abstehenden Zapfen, der die B-Achse bildet. Um die B-Achse ist ein Schwenkschlitten in einer Horizontalebene verdrehbar. Auf dem Schwenkschlitten ist ein Vorschubschlitten als erster X-Schlitten (X₁) verschiebbar. Der Vorschubschlitten führt beim Einstechschleifen die Vorschubbewegung aus.

[0076] Der Vorschubschlitten trägt an seinem vorderen Ende die Auflageschiene. Auf dem Vorschubschlitten läuft in paralleler Richtung zu diesem ein Zustellschlitten als zweiter X-Schlitten (X₄). Beide Elemente werden beim Verfahren des Vorschubschlittens folglich von diesem mitgenommen. Der Zustellschlitten dient zur Einstellung auf den Werkstückdurchmesser und zur Kompensation des Abrichtbetrages an der Regelscheibe. Der Zustellschlitten wiederum hält die horizontale Regelscheibenlagerung, die relativ zum Zustellschlitten um die horizontale A-Achse verschwenkbar ist. Auf der Regelscheibenlagerung sitzt die Abrichteinheit, die um eine Vertikalachse (A₂) drehbar ist. Das Abrichtwerkzeug ist ferner entlang dieser Achse (X₃) verschiebbar und senkrecht dazu verstellbar.

[0077] Das Abrichtwerkzeug ist folglich relativ zum Lagergehäuse um die Vertikalachse (A₂) schwenkbar. Durch die Schwenkung der Führung (Z₃) des Abrichtwerkzeuges wird das Regelscheibenprofil verzerrt. Wenn eine Schablone oder ein NC-Programm die Zustellung entlang der Führung (Z₃) steuert, ergibt dies eine Profilverzerrung in Form eines Hyperboloids. Diese Form bestimmt die Anlage der geschwenkten Regelscheibe am Werkstück. Sie beeinflußt also beim Einstechschleifen die Zylindrizität des Werkstücks und beim Durchgangsschleifen die Verteilung des Schleifabtrages über der Schleifscheibenbreite.

[0078] Das Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe greift dabei bevorzugt von hinten an der Regelscheibe an, ebenso wie das Abrichtwerkzeug für die Schleifscheibe in diesem Fall vorzugsweise auf der Rückseite der Schleifscheibe in Eingriff steht.

[0079] Während bei herkömmlichen Schleifmaschinen die Achsen B und A₂ iterativ verstellt wurden, um eine Kompensation von Formfehlern am Werkstück zu erreichen, geschieht dies erfindungsgemäß durch eine erste Transformation zur Eliminierung der A₂-Achse und eine zweite Transformation zur Eliminierung der B-Achse.

[0080] In der A₂-Transformation wird der - beim Durchschleifen hyperbelähnliche - Konturzug berechnet (beim Einstechschleifen entsprechend). Zu beachten ist dabei, daß je nach Verhältnis der Radien von Regelscheibe und Werkstück die auf die Regelscheibe aufzubringende Kontur nur in erster Näherung einer Hyperbel entspricht.

[0081] Die B-Transformation dient zur gezielten Veränderung der Schleifspaltgeometrie, die bislang durch eine Drehung um die Schwenkschlittenachse realisiert worden ist. Diese Transformation kann durch eine exakte 3D-Transformation oder eine realitätsnahe 2D-Transformation in der Regelscheibenkontur nachgebildet werden. Die 3D-Transformation entspricht dabei einer Rückführung auf eine allgemeinere A1-Transformation.

[0082] Wie man nun aus Fig. 3A bis 3C erkennen kann, ist dort der Idealfall dargestellt, in dem die Regelscheibe 32 exakt zylindrisch abgerichtet ist und weder um die A-Achse 44 noch um die B-Achse 46 verschwenkt wurde. Der Höhenfehler ΔY beträgt 0, so daß Idealverhältnisse vorliegen. In diesem Fall liegt die Regelscheibe 32 entlang einer Berührungslinie 64 am Werkstück 38 an, die exakt gerade ist.

[0083] Diese Idealverhältnisse gehen verloren, wenn die Regelscheibe 32 z.B. um die A-Achse 44 verdreht wird. Wenn die Regelscheibe 32 dann immer noch eine zylindrische Form hat, liegt sie nur noch in einem Punkt am zylindrischen Werkstück 38 an. Um auch in diesem Falle eine Anlage entlang einer Berührungslinie 64 zu erreichen, muß die Regelscheibe 32 an ihrem Außenumfang profiliert werden. Dies ist mit einem Profil 66 in Fig. 4 dargestellt, wo deutlich zu erkennen ist, daß die Regelscheibe 32 um die A-Achse 44 geneigt ist, wie mit 32' angedeutet. Die Darstellung in Fig. 4 ist nicht maßstäblich.

[0084] Um eine vorbestimmte, möglichst ideale Berührungslinie 64 zwischen Regelscheibe 32 und Werkstück 38 zu erreichen, hat man die verschiedenen Einstellungen (A-Achse, B-Achse, Höheneinstellung ΔY) bei bekannten Schleifmaschinen manuell und iterativ so lange verändert, bis sich ein optimales Schleifergebnis ergab.

[0085] Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die Regelscheibe 32 durch numerische Steuerung des Abrichtwerkzeuges 54 mit einem solchen Umfangsprofil 66 zu versehen, daß unter Berücksichtigung der für den Schleifprozeß bestimmenden Parameter von Schleifmaschine und Werkstück ein optimales Ergebnis erzielt wird.

[0086] Zu diesem Zweck wird eine Steuerung verwendet, wie sie als Blockschaltbild in Fig. 5 äußerst schematisch angedeutet ist.

[0087] Man erkennt in Fig. 5 eine Eingabeeinheit 70, der verschiedene Parameter zuführbar sind, die als Beispiel weiter unten noch erläutert werden. Die Eingabeeinheit 70 transformiert diese Eingabeparameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil 66 der Regelscheibe 32. Diese Daten werden über eine Datenleitung 72 einer Recheneinheit 74 zugeführt, die diese Daten in CNC-Steuerdaten umsetzt. Über eine weitere Datenleitung 76 werden die so erzeugten CNC-Daten einer ersten Steuereinheit 78 zugeführt. Die erste Steuereinheit 78 steuert die X-Achse und die Z-Achse des ersten Schlittens 14, wie mit X₁ und Z₁ angedeutet.

[0088] Weitere CNC-Daten werden über eine weitere Datenleitung 80 einer zweiten Steuereinheit 82 zugeführt, die die entsprechenden Achsen des zweiten Schlittens 28 steuert, wie in Fig. 5 mit X₂ und Z₂ angedeutet, wobei hier vorausgesetzt wird, daß der zweite Schlitten 28 ebenfalls in beiden Achsen steuerbar ist (was im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 nicht der Fall ist).

[0089] Als Eingabeparameter für die Eingabeeinheit 70 kommen solche Parameter in Frage, die für den Schleifprozeß bestimmend sind. Dies sind Maschinenparameter, Werkstückparameter sowie zugehörige Einstellgrößen.

[0090] Als Maschinenparameter kommen dabei zunächst z.B. der Durchmesser D_S der Schleifscheibe 20 sowie der Durchmesser D_R der Regelscheibe 32 in Betracht. Ferner ist die Vertikaleinstellung y_R der Regelscheibe 32 wichtig, weil Fehler (ΔY in Fig. 3A) bei geschwenkter Regelscheibe 32 (B-Achse 24) sich wie eine axiale Profilverlagerung auswirken.

[0091] Weiterhin können z.B. die Koordinaten x, y, z_(A) der Normalposition des ersten Abrichtwerkzeuges 54 berücksichtigt werden, von denen der Abrichtvorgang ausgeht.

[0092] An Werkstückparametern ist in erster Linie z.B. der Durchmesser D_W des Werkstücks 38 zu berücksichtigen oder ein entsprechendes Profil P_W.

[0093] Von den Einstellgrößen gilt es hier insbesondere z.B. die Höhenposition y_AS der Auflageschiene 36 zu beachten und selbstverständlich die Verschwenkung A der Regelscheibe 32 um die A-Achse 44 sowie B um die B-Achse 46.

[0094] Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Parameter jeweils beispielhaft zu verstehen sind. Sie können in der genannten Gesamtkombination oder in Unterkombinationen oder zusammen mit weiteren Parametern berücksichtigt werden.

[0095] Die vorgenannten Parameter werden zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfaßt. Die Eingabeeinheit 70 transformiert diese Parameter nun in vorgegebener Weise in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil 66 der Regelscheibe 32. Aus diesen Daten wiederum werden in der Recheneinheit 74 CNC-Steuerdaten für das Verfahren derjenigen Achsen erzeugt, die den Abrichtvorgang an der Regelscheibe 32 ausführen. Wie weiter oben im einzelnen erläutert, kann dieser Bewegungsablauf in unterschiedlichster Weise ausgeführt werden, je nachdem, welche Elemente entlang welcher Achsen verfahrbar sind.

[0096] Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist es hierfür beispielsweise nur erforderlich, den ersten Schlitten 14 entlang der Z- und der X-Achse programmgesteuert zu verfahren.

[0097] Nachdem all dies geschehen ist, wird ein erstes Probewerkstück 38 geschliffen, indem die Regelscheibe 32 mit dem Umfangsprofil 66 am Werkstück 38 anliegt, das zuvor in der beschriebenen Weise durch Abrichten der Regelscheibe 32 erzeugt wurde.

[0098] Das auf diese Weise geschliffene Probewerkstück 38 wird nun vermessen, um Abweichungen von Solldaten festzustellen.

[0099] Die gewünschten Profilkorrekturen sind in Fig. 5 durch eine Verschiebung X_d in vertikaler Richtung und durch eine Verschwenkung A_d um die A-Achse 44 sowie B_d um die B-Achse 46 gekennzeichnet. Auch eine gezielte Verzerrung V_z kann auf diese Weise berücksichtigt werden. Diese Daten können entweder manuell eingegeben oder ebenfalls durch das System selbst erzeugt werden.

[0100] Während die Größen Y_d, A_d und B_d die von herkömmlichen spitzenlosen Schleifmaschinen vertrauten Feineinstellungen wiedergeben, bietet die Einführung einer gezielten Verzerrung zusätzlich die Möglichkeit, das Umfangsprofil 66 der Regelscheibe 32 gezielt zu verzerren, um bessere Schleifergebnisse zu erzielen. Die Beschreibung der Verzerrungen erfolgt im System sowohl mit parametrierbaren Grundformen (beispielsweise Schräge oder Balligkeit) als auch durch Vorgabe von Stützpunkten und einer Anwahl einer Interpolationsfunktion (beispielsweise trigonometrische Funktionen, Polynome oder Spline-Funktionen).

[0101] Wie weiter oben ausgeführt wurde, ist die idealisierte Berührungslinie zwischen Regelscheibe 32 und Werkstück 38 eine Gerade (Linie 64 in Fig. 4), auch wenn die Regelscheibe 32 um die A-Achse 44 verschwenkt wurde. Man kann jedoch, wie erwähnt, Abweichungen, d.h. gezielte Verzerrungen im Schleifspalt vorsehen, um noch bessere Schleifergebnisse zu erreichen. So kann die Berührungslinie z.B. eine geneigte Gerade, eine konvexe Linie, eine konkave Linie oder ein Polynom höherer Ordnung sein.

[0102] Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann zusätzlich das zweite Abrichtwerkzeug 60 zum Abrichten der Schleifscheibe 20 ebenfalls CNC-bahngesteuert in einer Weise verfahren werden, daß der Schleifscheibe 20 ein vorbestimmtes Umfangsprofil verliehen wird, wie dies an sich aus der DE 38 43 046 C2 bekannt ist. In dieser Maßnahme liegt eine zusätzliche Eingriffsmöglichkeit, um eine optimale Werkstückkontur zu erreichen.

Ansprüche

1. Verfahren zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe (32) einer Schleifmaschine (10) für einen spitzenlosen Schleifprozeß an einem Werkstück (38), bei dem ein Abrichtwerkzeug (54) für die Regelscheibe (32) unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe (32) in Eingriff gebracht und an dieser entlang geführt wird, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe (32) zu erzeugen, umfassend die Schritte:

a) Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) der Schleifmaschine (10);

b) Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_W, P_W) des Werkstücks (38);

c) Transformieren der ersten (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) und der zweiten (D_W, P_W) Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil (66) der Regelscheibe (32);

d) Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten; und

e) Relatives Verfahren von Regelscheibe (32) und Abrichtwerkzeug (54) zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug (54) an der Regelscheibe (32) das vorbestimmte Umfangsprofil (66) erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter einen Durchmesser (D_S) der Schleifscheibe (20) umfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter einen Durchmesser (D_R) der Regelscheibe (32) umfassen.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter einen vertikalen Abstand (y_R) der Achsen (22, 34) von Schleifscheibe (20) und Regelscheibe (32) umfassen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter Raumkoordinaten (x, y, z_(A)) einer Sollstellung des Abrichtwerkzeuges (54) umfassen.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter eine Vertikalposition (y_AS) und/oder einen Winkel (αAS) für das Werkstück (38) einer Auflage (36) für das Werkstück (38) umfassen.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter eine Sollstellung (A) einer ersten Verschwenkachse (44) für die Regelscheibe (32) umfassen, die horizontal und unter einem rechten Winkel zur Achse (34) der Regelscheibe (32) verläuft.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Parameter eine Sollstellung (B) einer zweiten Verschwenkachse (46) für die Regelscheibe (32) umfassen, die vertikal und unter einem rechten Winkel zur Achse (34) der Regelscheibe (32) verlauft.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Parameter einen vorbestimmten Durchmesser (D_W) des Werkstücks (38) umfassen.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Parameter ein vorbestimmtes Profil (P_W) des Werkstücks (38) umfassen.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

f) Durchführen eines Schleifprozesses an einem Werkstück (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangsprofil (66) während des Schleifprozesses an dem Werkstück (38) anliegt;

g) Vermessen des Werkstücks (38) hinsichtlich der zweiten Parameter (D_W, P_W);

h) Vergleichen der gemessenen mit den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

i) Bilden einer Differenz zwischen den gemessenen und den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

k) Einführen einer Korrekturgröße in den Schritt c) des Transformierens;

l) Ausführen der Schritte d) und e) nach der korrigierten Transformation.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

f) Durchführen eines Schleifprozesses an einem Werkstück (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangsprofil (66) während des Schleifprozesses an dem Werkstück (38) anliegt;

g) Vermessen des Werkstücks (38) hinsichtlich der zweiten Parameter (D_W, P_W);

h) Vergleichen der gemessenen mit den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

i) Bilden einer Differenz zwischen den gemessenen und den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

k) Einführen einer Korrekturgröße in den Schritt d) des Umsetzens;

l) Ausführen des Schrittes e) nach der korrigierten Umsetzung.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt e) das Abrichtwerkzeug (54) im Bereich einer Längsmittelebene (24) der Schleifmaschine (10) in Eingriff mit der Regelscheibe (32) gebracht wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt e) das Abrichtwerkzeug von der von der Längsmittelebene der Schleifmaschine abgewandten Seite in Eingriff mit der Regelscheibe gebracht wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt e) das auf einem Schlitten (14) für die Schleifscheibe (20) angeordnete Abrichtwerkzeug (54) durch Verfahren des Schlittens (14) in Eingriff mit der Regelscheibe (32) gebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (14) in Schritt e) entlang einer ersten Achse (X) senkrecht zur Achse (34) der Regelscheibe (32) und entlang einer zweiten Achse (Z) parallel zur Achse (34) der Regelscheibe (32) verfahren wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt e) die Regelscheibe (32) entlang einer ersten Achse (X) senkrecht zu ihrer Achse (34) und der Schlitten (14) entlang einer zweiten Achse (Z) parallel zur Achse (34) der Regelscheibe (32) verfahren wird.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug für die Regelscheibe auf dem Schlitten für die Regelscheibe angeordnet und mittels eigener Verfahrachsen relativ zur Regelscheibe verfahrbar ist.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Umfangsprofil der Schleifscheibe (20) in Abhängigkeit von den vorbestimmten ersten (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) und/oder den zweiten (D_W, P_W) Parametern abgerichtet wird.

20. Verfahren zum spitzenlosen Schleifen eines Werkstücks (38) auf einer Schleifmaschine (10) mit einer Auflage (36) für das Werkstück (38), mit einer Schleifscheibe (20) und mit einer Regelscheibe (32), bei dem vor dem Schleifprozeß ein Abrichtwerkzeug (54) für die Regelscheibe (32) unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe (32) in Eingriff gebracht und an dieser entlang geführt wird, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe (32) zu erzeugen, umfassend die Schritte:

a) Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) der Schleifmaschine (10);

b) Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_W, P_W) des Werkstücks (38);

c) Transformieren der ersten (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) und der zweiten (D_W, P_W) Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil (66) der Regelscheibe (32);

d) Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten;

e) Relatives Verfahren von Regelscheibe (32) und Abrichtwerkzeug (54) zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug (54) an der Regelscheibe (32) das vorbestimmte Umfangsprofil (66) erzeugt; und

f) Schleifen des Werkstücks (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangsprofil (66) an dem Werkstück (38) anliegt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

g) Durchführen eines Schleifprozesses an einem Werkstück (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangsprofil (66) während des Schleifprozesses an dem Werkstück (38) anliegt;

h) Vermessen des Werkstücks (38) hinsichtlich der zweiten Parameter (D_W, P_W);

i) Vergleichen der gemessenen mit den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

k) Bilden einer Differenz zwischen den gemessenen und den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

l) Einführen einer Korrekturgröße in den Schritt c) des Transformierens;

m) Ausführen der Schritte d) bis f) nach der korrigierten Transformation.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

g) Durchführen eines Schleifprozesses an einem Werkstück (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangsprofil (66) während des Schleifprozesses an dem Werkstück (38) anliegt;

h) Vermessen des Werkstücks (38) hinsichtlich der zweiten Parameter (D_W, P_W);

i) Vergleichen der gemessenen mit den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

k) Bilden einer Differenz zwischen den gemessenen und den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W);

l) Einführen einer Korrekturgröße in den Schritt d) des Umsetzens;

m) Ausführen der Schritte e) und f) nach der korrigierten Umsetzung.

23. Vorrichtung zum CNC-gesteuerten Abrichten einer Regelscheibe (32) einer Schleifmaschine (10) für einen spitzenlosen Schleifprozeß an einem Werkstück (38), bei der ein Abrichtwerkzeug (54) für die Regelscheibe (32) unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe (32) in Eingriff bringbar und an dieser entlang führbar ist, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe (32) zu erzeugen, umfassend die Merkmale:

a) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) der Schleifmaschine (10);

b) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_W, P_W) des Werkstücks (38);

c) Mittel zum Transformieren der ersten (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) und der zweiten (D_W, P_W) Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil (66) der Regelscheibe (32);

d) Mittel zum Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten; und

e) Mittel zum relativen Verfahren von Regelscheibe (32) und Abrichtwerkzeug (54) zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug (54) an der Regelscheibe (32) das vorbestimmte Umfangsprofil (66) erzeugt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

f) Mittel zum Durchführen eines Schleifprozesses an einem Werkstück (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangsprofil (66) während des Schleifprozesses an dem Werkstück (38) anliegt;

g) Mittel zum Vermessen des Werkstücks (38) hinsichtlich der zweiten Parameter (D_W, P_W);

h) Mittel zum Vergleichen der gemessenen mit den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W); und

i) Mittel zum Bilden einer Differenz zwischen den gemessenen und den vorbestimmten zweiten Parametern (D_W, P_W).

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

k) Mittel zum Einführen einer Korrekturgröße in den Schritt c) des Transformierens;

l) Ausführen der Schritte d) und e) nach der korrigierten Transformation.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

k) Mittel zum Einführen einer Korrekturgröße in den Schritt d) des Umwandelns;

l) Ausführen des Schrittes e) nach der korrigierten Umwandlung.

27. Schleifmaschine zum spitzenlosen Schleifen eines Werkstücks (38) mit einer Auflage (36) für das Werkstück (38), mit einer Schleifscheibe (20) und mit einer Regelscheibe (32), bei der vor dem Schleifprozeß ein Abrichtwerkzeug (54) für die Regelscheibe (32) unter numerischer Steuerung ihrer Bewegung mit der Regelscheibe (32) in Eingriff bringbar und an dieser entlang führbar ist, um ein vorbestimmtes Umfangsprofil der Regelscheibe (32) zu erzeugen, umfassend die Merkmale:

a) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten ersten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) der Schleifmaschine (10);

b) Mittel zum Erfassen von vorbestimmten zweiten, die Durchführung des Schleifprozesses bestimmenden Parametern (D_W, P_W) des Werkstücks (38);

c) Mittel zum Transformieren der ersten (D_S, D_R, y_R, x,y,z_(A), y_AS, A, B) und der zweiten (D_W, P_W) Parameter in Daten für ein vorbestimmtes Umfangsprofil (66) der Regelscheibe (32);

d) Mittel zum Umsetzen der Daten in CNC-Steuerdaten;

e) Mittel zum relativen Verfahren von Regelscheibe (32) und Abrichtwerkzeug (54) zueinander in Abhängigkeit von den CNC-Steuerdaten, derart, daß das Abrichtwerkzeug (54) an der Regelscheibe (32) das vorbestimmte Umfangsprofil (66) erzeugt; und

f) Mittel zum Schleifen des Werkstücke (38), wobei die Regelscheibe (32) mit dem Umfangeprofil (66) an dem Werkstück (38) anliegt.

Zeichnung