-
Verfahren zum Abrichten von Schleifscheiben
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrichten von
Schleifscheiben mittels Abrichtrollen. Es können sich um Schleifscheiben aus verschiedenen
und un-.
-
terschiedlichen Materialien wie Korund, Siliziumkarbid, natürlichen
oder künstlichen Diamanten handeln. Eine besondere Rolle spielt die Erfindung für
das Profilabrichten und hierbei vornehmlich für das Abrichten mit fräserartig gestalteten,
umlaufenden Abrichtrollen. Während schon einfache Abrichtrollen mit ihrer Wirkfläche
gegenüber der Schleifscheibe einen durch Erfahrungswerte in Abhängigkeit von den
gegeneinander wirkenden Materialien vorgegebenen Bereich einer Relationsgeschwindigkeit
zueinander nicht verlassen sollen, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde,
daß fräserartig wirkende umlaufende Abrichtwerkzeuge, die ebenfalls diamantbestückt
sein können, eine bestimmte für jeden Einzelfall festlegbare relative Umfangsgeschwindigkeit
zueinander einzuhalten haben, wenn eine optimale Bearbeitung erfolgen soll. Das
Abrichtwerkzeug kann sich hierbei gleich- oder gegensinnig zur Schleifscheibe bewegen.
Es ergibt sich aber an der Bearbeitungsstelle immer eine Relativgeschwindigkeit,
die einzuhalten ist, auch wenn der Durchmesser der Schleifscheibe während ihres
Einsatzes durch den Abtrag des Schleifmaterials abnimmt.
-
Es ist gerade der grundlegende Vorteil des Abrichtens von Schleifscheiben,
daß selbst bei sehr feinen Profilen, aber auch beim einfachen Flächenschleifen,
die Schleifscheiben trotz des abnehmenden Durchmessers deshalb einsatzfähig bleiben,
weil durch das Abrichten die Schleifwirkung
in gewünschter Weise
also auch mit feinster Profilierung erhalten bleibt. In modernen Schleifmaschinen
findet das Abrichten sogar während des Schleifprozesses oder in den kurzen Pausen
während des Werkstückwechsels statt. Dadurch ist die Drehzahl der Schleifscheibe
auf den Schleifprozeß abgestimmt und damit für das Abrichten zumeist vorgegeben
festgelegt.
-
Um unter diesen Bedingungen ein optimales Abrichten mit einem unabhängig
angetriebenen Abrichtwerkzeug zu ermöglichen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen,
die tatsächliche Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe mit einer Meßeinrichtung
so zu bestimmen, daß ein verwertbares elektrisches Signal proportional zur Umlaufgeschwindigkeit
entsteht. Dieses Signal wird ebenso wie ein der augenblicklichen Winkelgeschwindigkeit
des Abrichtwerkzeugs proportionales Signal einem Schaltkreis zugeführt, in dem ein
programmierbarer Mikroprozessor angeordnet ist. Diesem können vorgegebene Werte
für eine optimale Relativ-Umfangsgeschwindigkeit von Abrichtwerkzeug zur Schleifscheibe
eingegeben werden, wie sie je nach aufeinandertreffenden Materialien oder abzurichtenden
Profilformen empirisch feststellbar sind. Aus einem Vergleich aller elektrischen
Werte läßt sich die Drehzahl des Antriebs für das Abrichtwerkzeug ständig so nachregeln,
daß unabhängig vom sich ändernden Durchmesser der Schleifscheibe stets mit optimaler
Bearbeitungs-Relativgeschwindigkeit gearbeitet wird.
-
Die tatsächliche Umfangsgeschwindigkeit kann direkt oder indirekt
gemessen werden.
-
Es können mechanische, optische oder andere Einrichtungen benützt
werden, die Strahlen aussenden und empfangen.
-
Hierbei kann der Strahl von der Oberfläche der Schleifscheibe reflektiert
oder so verändert werden, daß ein genaues Messen möglich ist.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer allgemeinen
Ausführungsform mit einer Lichtmeßvorrichtung, Fig. 2 eine schematische Darstellung
einer Anlage mit einer mechanischen Laufrolle als Abtastvorrichtung, Fig. 3 eine
schematische Darstellung mit einem Positionsmeßgerät und Fig. 4 eine schematische
Darstellung einer Anlage mit einer draufstrahlenden Einrichtung zur Abstandsmessung.
-
Jedes Ausführungsbeispiel erfüllt die Aufgabe, eine Schleifscheibe
10 mit einer Abrichtrolle 40 abzurichten.
-
Die Schleifscheibe 10 befindet sich auf einer Welle 14, die von einem
Motor 16 angetrieben wird. Es handelt sich hierbei um denselben Antriebsmotor 16,
mit dem die Schleifscheibe entweder gleichzeitig mit dem Abrichten oder in zeitlich
versetzten Intervallen gegenüber einem Werkstück eingesetzt angetrieben wird. Die
Schleifscheibe, die als Flach- oder Profilschleifscheibe eingesetzt werden kann,
wird gegen ein Werkstück, das in den vorliegenden Beispielen nicht dargestellt ist,
zugestellt, und zwar zumeist quer zur Antriebsachse 14.
-
In den Bearbeitungspausen oder gleichzeitig mit dem Schleifen erfolgt
ein Abrichten der Schleifscheibe 10 mit einem Abrichtwerkzeug 40. Im Beispiel der
Fig. 1 wird ein
Profil abgerichtet. Im Beispiel ist eine einfache
Kontur 12 das Profil, das von der entsprechenden Profilierungskontur 42 des Abrichtwerkzeugs
40 (Fig. 1) hergestellt oder nachbearbeitet wird. Für ein optimales Abrichten ist
eine Relativgeschwindigkeit zwischen Schleifscheibe 10 und Abrichtrolle 40 vorgegeben,
die einzuhalten ist. Die Grenzfläche zwischen dem Profil 42 der Abrichtrolle 40
in Fig. 1 muß eine bestimmte Relativgeschwindigkeit gegenüber der Kontur 12, der
in diesem Beispiel entsprechend profilierten Schleifscheibe, einhalten, um ein optimales
und profilgetreues Abrichten innerhalb kürzester Zeit zu gewährleisten.
-
Hierfür kann die Abrichtrolle 40 gegenüber der Schleifscheibe 10 gegensinnig
oder gleichsinnig angetrieben werden.
-
Wesentlich ist, daß auch bei abnehmendem Durchmesser und gleichbleibender
Winkelgeschwindigkeit der Schleifscheibe 10 diese Relativgeschwindigkeit, die einmal
vorgewählt und gegeben ist, eingehalten wird.
-
Wird fUr das Abrichten nur ein Drehzahlverhältnis und damit eine Relativgeschwindigkeit
zwischen Abrichtrolle und Schleifscheibe vorgegeben, so ändert sich mit Änderung
des Radius r der Schleifscheibe 10 diese Relativgeschwindigkeit. Dadurch entstehen
Profilungenauigkeiten, die ein Weiterarbeiten mit der Schleifscheibe 10 unmöglich
machen können.
-
In den Fig. 2 bis 4 ist die Relativgeschwindigkeit zwischen Schleifscheibe
10 und Abrichtrolle 40 durch den Pfeil Vr angedeutet.
-
Die Drehzahl der Schleifscheibe 10 und damit des Antriebsmotors 16
wird so gewählt, daß ein optimaler Schleifvorgang
gegenüber dem
nicht dargestellten Werkstück eingehalten wird. Zu diesem Zweck kann die Drehzahl
des Motors 16 regelbar sein. Um dies anzudeuten, ist in den Ausführungsbeispielen
gemäß Fig. 2 bis 4 eine Schleifscheibendrehzahleinstellung 50 vorgegeben, um eine
gewählte Drehzahl des Motors 16 einhalten zu können. Für diesen Zweck kann ein Tachogenerator
52 mit der Welle 14 des Motors 16 verbunden sein und das Signal wird über eine Leitung
54 an die Einrichtung 50 gemeldet Der Motor 16 wird dann über die Leitung 56 in
seiner Drehzahl auf die Solldrehzahl nachgeregelt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig.
-
1 wird hierfür eine Verbindung 44 zwischen dem Motor 16 und einem
zentralen Rechner 28 zwischengeschaltet.
-
Der wesentliche Gedanke ist der, daß die Drehzahl des Motors 36 für
den Antrieb der Abrichtrolle 40 in Abhängigkeit von der Abnahme des Radius r nachgeregelt
werden kann. Außerdem wird die Zustellung der Abrichtrolle 40 ebenfalls automatisch
nachgeregelt. Hierfür ist gemäß Fig. 1 aus einer Rechnereinheit 28, in der in einem
Mikroprozessor die- erforderlichen Speicherungen eingegeben sind, und der ggf. frei
programmierbar sein kann, entsprechende Daten vorgegeben. Über eine Leitung 30 wird
die Zustellbewegung auf dem Zustellschlitten 54 entsprechend der Ausgabe aus dem
Rechner 28 nachgeregelt und die Drehzahl wird zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden
Relativgeschwindigkeit zwischen den Konturen 42 und dem Profil 12 (Vr) über eine
Regelung, die über die Leitung 32 zum Motor 36 erfolgt, angepaßt.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 findet eine Uberwachung des sich
verändernden Radius r der Schleifscheibe 10 durch eine Lichtmessung statt. Von einem
Lichtsender 18 wird ein Lichtband 20 definierter Breite so ausgesandt,
daß
die Kontur 12 der Schleifscheibe 10 und damit deren Radius r mit einem Empfänger
24 erfaßbar ist, an dem ein verändertes Lichtband 22 aufgenommen wird, was im Empfänger
24 in ein Signal umgewandelt wird, das dem aktuellen Durchmesser r der Schleifscheibe
10 entspricht.
-
Über eine Signalleitung 26 wird dieses Signal in den Rechner 28 gegeben
und der Rechner vergleicht das aktuell ankommende Signal mit den abgespeicherten
Werten und gibt eine entsprechende Korrektur für das Zustellen über die Leitung
30 an den Zustellschlitten 34 und für die Drehzahlanpassung über die Leitung 32
an den regelbaren Motor 36. Auf diese Weise wird die Relativgeschwindigkeit zwischen
Abrichtrolle 40 und Schleifscheibe 10 auf das erforderliche konstante Maß gehalten,
während der Zustellabstand A gleichfalls nachgeregelt wird.
-
Im Prinzip arbeiten die anderen AusfUhrungsformen ebenso.
-
Gemäß Fig. 2 ist zum Abtasten des sich zu ändernden Radius r der Schleifscheibe
10 eine mechanische Abtastvorrichtung 60 vorhanden, die eine Laufrolle 62 aufweist,
die nachgiebig an einem Arm 64 beweglich so angebracht ist, daß ein ständiger Kontakt
mit der Wirkfläche 12 der Schleifscheibe 10 gewährleistet ist. Deshalb ist die ganze
mechanische Abtastvorrichtung 60 verstellbar an einem Träger 66 angeordnet, der
im Sinne der angedeuteten Pfeile nachregelbar ist. Die Laufrolle 62 ist über eine
Welle 68 mit einem Tachogenerator 70 verbunden.
-
In diesem Fall wird nicht die Radiusänderung ermittelt, sondern die
aus der Radiusänderung resultierende Änderung der Umfangsgeschwindigkeit wird von
der Laufrolle 82 an den Tachogenerator 70 weitergemeldet. Der Tachogenerator 70
bildet hieraus ein elektrisches Signal, das über die Leitung 72 an einen Analog-Digitalwandler
74 abgegeben wird. Die Drehzahl der Abrichtrolle 40 wird von einem weiteren Tachogenerator
76 gleichzeitig festgestellt, der
ein elektrisches Signal liefert,
das über eine Leitung 78 an einen Analog-Digitalwandler 80 abgegeben wird. An den
Ausgängen 82 bzw. 84 der Wandler 80 bzw. 74 stehen dann elektrische Signale in digitaler
Form zur Verfügung, die repräsentativ für die aktuelle Geschwindigkeit der Schleifscheibe
10 und der Abrichtrolle 40 sind. In einem Rechner 86 werden diese Werte mit den
Sollwerten verglichen. Die Sollwerte können über eine Einheit 88 eingegeben und
angezeigt werden. Hierbei kann sowohl der aktuelle Rollendurchmesser direkt eingegeben
werden, wie auch das Relativverhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten zueinander,
beispielsweise über eine Eingabeeinheit 90.
-
Aus dem Vergleich sämtlicher Soll- und Istwerte ergibt sich am Rechner
86 ein Ausgangssignal 92, das wiederum in einer Schaltung 94 umgewandelt wird, um
über eine Leitung 96 für eine Leistungsendstufe 98 verfügbar zu sein, die daraus
eine nachgeregelte elektrische Versorgung für den Motor 36 über die Leitung 100
so bereitstellt, daß die gewünschte Drehzahl des Motors 36 und damit der Abrichtrolle
im Verhältnis zur Drehzahl der Schleifscheibe 10 sich einstellt, oder anders ausgedrückt,
daß die Relativgeschwindigkeit an der Bearbeitungsfläche konstant bleibt.
-
In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der
die Veränderung an der Schleifscheibe 10 hinsichtlich ihres Durchmessers r von einem
mechanischen Positionsmeßgerät 110 ermittelt wird, das ein elektrisches Signal 112
verfügbar macht, daß über eine Zeitschaltung 114 ein elektrisches Vergleichsignal
116 liefert, daß an den Rechner 86 zum Vergleich mit den Sollwerten (88,90) neben
dem elektrischen Signal 82 angelegt ist, welches in der zuvor beschriebenen Weise
von einem Tachogenerator 76 ausgeht.
-
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, die ein
Meßgerät
120 verwendet, daß auf die Bearbeitungsoberfläche 12 der Schleifscheibe 10 ein strahlendes
Signal 122 aussendet und den von der Schleifscheibe 10 reflektierten Strahl 124
auffängt. Es kann sich hierbei um einen Ultraschall oder Infrarotstrahl handeln,
der ausgesandt und empfangen wird. Es ist aber auch ein optischer Strahl oder ein
Laserstrahl verwendbar. Das resultierende Signal, das an der Leitung 126 anfällt,
kann so verarbeitet werden, wie das Signal 72 gemäß Fig. 2.
-
Leerseite