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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine und
ein Kühlmittelzufuhrverfahren
hierfür
gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche 3
und 1. Eine Beispiel einer derartigen Maschine und eines derartigen
Verfahrens ist in der
EP-A-1375067 offenbart.
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STAND DER TECHNIK
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Bis
jetzt war es, wenn ein Werkstück
mit einem Schleifrad geschliffen worden ist, Praxis, dass Kühlmittel
zum Kühlen
und Schmieren zu einem Schleifpunkt zwischen dem Werkstück und dem Schleifrad
zugeführt
wird, um zu verhindern, dass Schleifbrand, Wärmespannung oder dergleichen
an dem Werkstück
durch die Ursache von Schleifwärme generiert
wird.
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Kürzlich ist
ein Kühlmittelzufuhrverfahren, wie
es in der
japanischen ungeprüften veröffentlichten
Patentanmeldung Nr. 2004-17265 beschrieben ist, zum Ausführen eines
ausreichenden Kühlens
und Schmierens eines Werkstücks
und eines Schleifrads mit einer kleinen Kühlmittelmenge entwickelt worden. In
dem Kühlmittelzufuhrverfahren,
das in der Patentdruckschrift beschrieben ist, wie in
6 der
Patentdruckschrift gezeigt ist, wird zur gleichen Zeit, wie die Kühlmittelzufuhr
gestartet wird, ein Luftstrahl an einer Position hinter oder stromaufwärts eines
Schleifpunkts in eine Schleifraddrehrichtung geblasen, um die Schleiffläche des
Schleifrads von einer seitlichen Seite zu der anderen seitlichen
Seite zu queren. Somit wird eine Rad folgende Luftschicht, die sich
dreht, um dem Schleifrad zu folgen, unterbrochen, so dass eine kleine
Menge Kühlmittel
gut an der Oberfläche des
Schleifrads anhaftet, um zuverlässig
zu dem Schleifpunkt geliefert zu werden.
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In
einem Schleifbetrieb wird ein Schleifstück geschliffen, indem einem
Schleifrad ein Grobschleifvorschub und ein Endbearbeitungsschleifvorschub gegeben
wird, die in einer Vorschubrate verschieden sind, und wird ferner
bei dem Schleifvorschubende in einem Ausfunkzustand durch vorübergehendes
Unterbrechen des Schleifvorschubs des Schleifrads geschliffen. Während dem
Schleifbetrieb steigt eine Wärmegenerierung
mit einer Erhöhung
des Vorschubbetrags und Kühlmittel
mit der Durchflussmenge, die von einer Wärmegenerierung abhängig ist, wird
notwendig, um die Wärme,
die durch das Schleifen generiert wird, herunterzukühlen. Aus
diesem Grund ist es notwendig, eine große Menge an Kühlmittel
während
dem Grobschleifvorschub zuzuführen,
der in einer Vorschubtiefe groß ist
und der somit verursacht, dass Wärme
mit einer hohen Temperatur generiert wird.
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Im Übrigen wird
in dem Kühlmittelzufuhrverfahren,
das in der Patentdruckschrift beschrieben ist, die Zufuhr des Luftstrahls
zur gleichen Zeit gestartet, wie die Zufuhr des Kühlmittels
gestartet wird, und die Zufuhr des Luftstrahls wird zur gleichen
Zeit gestoppt, wie die Zufuhr des Kühlmittels gestoppt wird. Das
heißt,
dass der Luftstrahl während
des gesamten Schleifbetriebs von einem Start zu einem Ende zugeführt wird.
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Eine
große
Menge an Kühlmittel
ist jedoch zum Kühlen
während
dem Grobschleifbetrieb notwendig und wenn der Luftstrahl zugeführt wird,
wobei die große
Menge an Kühlmittel
zugeführt
wird, resultiert dies darin, dass die große Menge an Kühlmittel zerstäubt wird,
um in der Form von Nebel innerhalb einer Abdeckungsvorrichtung der
Schleifmaschine zu schweben. Somit ist es wahrscheinlich, dass die große Menge
an Kühlmittel
weiterhin sogar nach dem Abschluss des Schleifbetriebs in der Form
von Nebel in der Abdeckungsvorrichtung schwebt und ausströmt, wenn
die Abdeckungsvorrichtung zum Entnehmen von Werkstücken und
Bestücken
mit Werkstücken
geöffnet
und geschlossen wird, wodurch die Umwelt innerhalb der Fabrik, die
die Schleifmaschine installiert hat, beeinträchtigt wird. Ferner ist es
wahrscheinlich, wo der Innendruck innerhalb der Abdeckungsvorrichtung
der Schleifmaschine durch die Zufuhr des Luftstrahls erhöht wird,
dass die Schwebe der großen
Menge an Kühlmittel
verursacht, dass ein Teil an Kühlmittel
in das Innere der Schleifmaschine eintritt, in das normalerweise
kein Kühlmitteleintritt erlaubt
ist. Dies erzeugt ein Problem, dass die Wartung der Schleifmaschine
mit einer größeren Häufigkeit
erfolgen muss.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten wiederholte Untersuchungen
zum Verhindern aus, dass die große Menge an nebelartigen Kühlmittel
während
dem Grobschleifvorschub generiert wird und haben als Ergebnis herausgefunden,
dass, während
es in einer großen
Menge zugeführt
wird, zugeführtes
Kühlmittel
durch gelangen durch eine Rad folgenden Luftschicht, die sich dreht,
um dem Schleifrad zu folgen, den Schleifpunkt erreicht.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu verhindern, dass
eine große
Menge an nebelartigem Kühlmittel
durch einen Luftstrahl generiert wird, der zum Unterbrechen einer
Rad folgenden Luftschicht, die sich dreht, um einem Schleifrad zu folgen,
zugeführt
wird, während
eine große
Kühlmittelmenge
zugeführt
wird.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu lösen,
ist ein Kühlmittelzufuhrverfahren
in einer Schleifmaschine gemäß Anspruch
1 vorgesehen.
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Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung hat der Schleifpunkt während dem
starken Schleifen, das den großen
Vorschubbetrag je abrasivem Korn hat, eine große Menge an Wärme, die
dort generiert wird, um auf eine hohe Temperatur zu steigen, und
die große
Menge an Kühlmittel
wird zugeführt,
um den Schleifpunkt zu kühlen.
Durch Zuführen der
großen
Menge wird es ermöglicht,
dass das Kühlmittel
durch eine Rad folgende Luftschicht gelangt und den Schleifpunkt
erreicht, ohne den Fluidstrahl zu verwenden, um die Rad folgende
Luftschicht, die sich dreht, um dem Schleifrad zu folgen, zu unterbrechen.
Aus diesem Grund wird während
dem starken Schleifen die Zufuhr eines Luftstrahls gestoppt. Somit
kann verhindert werden, dass die große Menge des Kühlmittels
während
dem starken Schleifen durch den Luftstrahl zerstäubt wird, um in der Form von
Nebel zu schweben. Ferner ist bei einem leichten Schleifen, das
den kleinen Vorschubbetrag je abrasivem Korn hat, die Wärme klein,
die an dem Schleifpunkt generiert wird, und der Schleifpunkt kann
mit der kleinen Menge des Kühlmittels
gekühlt
werden, soweit dieselbige zuverlässig
zu dem Schleifpunkt zugeführt
wird. Somit wird bei dem leichten Schleifen realisiert, dass bewirkt
wird, dass das Kühlmittel
mit der kleinen Menge den Schleifpunkt zuverlässig durch Zuführen des
Luftstrahls erreicht, um die Rad folgende Luftschicht, die sich
dreht, um dem Schleifrad zu folgen, zu unterbrechen, während das
Kühlmittel
mit der kleinen Menge zugeführt
wird. Als Folge kann realisiert werden, die Menge des Kühlmittels, das
während
dem leichten Schleifen verwendet wird, zu reduzieren. In der vorliegenden
Erfindung ist der Ausdruck "starkes
Schleifen" als ein
Schleifen definiert, dem ein großer Vorschubbetrag gegeben
ist, dass die Wärme,
die durch das Schleifen generiert wird, nicht gekühlt werden
kann, außer
das Kühlmittel wird
in einer derartigen Menge oder mehr zugeführt, die es ermöglicht,
dass das Kühlmittel
durch die Rad folgende Luftschicht gelangt, wogegen der Ausdruck "leichtes Schleifen" als ein Schleifen
definiert ist, dem ein derartiger kleiner Vorschubbetrag gegeben
ist, dass die Wärme,
die durch das Schleifen generiert wird, mit dem Kühlmittel
gekühlt
werden kann, das mit einer geringeren als einer derartigen Menge
zugeführt
wird, die es ermöglicht,
dass das Kühlmittel durch
die Rad folgende Luftschicht gelangt.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu lösen,
ist eine Schleifmaschine gemäß Anspruch
3 vorgesehen.
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In
der Schleifmaschine der vorliegenden Erfindung werden die Zufuhrdurchflussmenge
des Kühlmittels
und die Zufuhr oder Nichtzufuhr des Fluidstrahls abhängig von
dem Vorschubbetrag bei jedem von dem Schleifen gesteuert und die
Menge des Kühlmittels,
das in der Form von Nebel zerstäubt wird,
kann auf eine kleine Menge reduziert werden, so dass verhindert
werden kann, dass die Umwelt in der Fabrik, in der die Schleifmaschine
installiert ist, beeinträchtigt
wird. Ferner, da das Kühlmittel
nur in einer kleinen Menge zerstäubt
wird, kommt es nicht vor, dass das Kühlmittel in das Innere der
Schleifmaschine eindringt, in das dem Kühlmittel normalerweise nicht
erlaubt ist, einzutreten, so dass die Schleifmaschine in der Wartung
vereinfacht werden kann. Zusätzlich
kann, da der Fluidstrahl nur zugeführt wird, wenn es erforderlich
ist, die Menge des verwendeten Fluidstrahls reduziert werden und
die laufenden Kosten der Schleifmaschine können gesenkt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Schleifmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine CNC-Vorrichtung zeigt;
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3 ist
eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Werkstücks zeigt;
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4 ist
eine Vorderansicht, die einen wichtigen Teil der Schleifmaschine
zeigt;
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5 ist
eine vergrößerte Teilansicht,
die einen Luftstrahldüsenabschnitt
mit einem Ablenkelement zeigt;
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Schleifzyklus zeigt, der durch die
CNC-Vorrichtung ausgeführt
wird; und
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7 ist
ein Zeitdiagramm zum Erläutern der
Beziehung zwischen einem Schleifprozess, einer Durchflussmenge an
Kühlmittel
und einem Luftstrahl.
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BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL, UM DIE ERFINDUNG
AUSZUFÜHREN
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Nachstehend
ist eine Schleifmaschine in einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
Zunächst
Bezug nehmend auf 1 ist ein Radkopf 11 verschiebbar
an einem Bett 10 montiert und wird durch einen Servomotor 12 durch
einen Kugelgewindespindelmechanismus (nicht gezeigt) zu einem Werkstück W in
eine X-Achsenrichtung hin und davon weg vorgerückt und zurückgezogen. Der Drehbetrag des
Servomotors 12 wird durch einen Geber 12a erfasst,
der an dem hinteren Ende des Servomotors 12 befestigt ist.
Eine Radspindel 13 mit einem Schleifrad G, das an ihrem
einen Ende angebracht ist, ist drehbar an dem Radkopf 11 gestützt und
wird drehend durch einen Elektromotor 29 angetrieben. Das
Schleifrad G ist durch Kleben einer Vielzahl von Schleifsegmenten
an die Umfangsfläche
eines scheibenartigen Basiselements konstruiert, das aus Metall,
wie beispielsweise Eisen, Aluminium oder dergleichen, ausgebildet
ist. Ein Tisch 14 ist verschiebbar an dem Bett 10 montiert
und wird durch einen Servomotor 15 über einen Kugelgewindespindelmechanismus 16 in
eine Z-Achsenrichtung bewegt, die sich senkrecht zu der X-Achsenrichtung
erstreckt. Der Drehbetrag des Servomotors 15 wird durch
einen Geber 15a erfasst, der an dem Servomotor 15 befestigt
ist, wie in 2 gezeigt ist. An dem Tisch 14 sind ein
Arbeitskopf (nicht gezeigt) und ein Reitstock 18 montiert,
die eine Werkstücklagervorrichtung 17 bilden,
und das Werkstück
W ist gelagert, um zwischen ein Achsenpaar des Arbeitskopfs und
des Reitstocks 18 geklemmt zu sein. Wie in 3 gezeigt
ist, besteht das Werkstück
W aus einem zylindrischen stangenförmigen Wellenabschnitt Ws und
ersten bis vierten Schleifabschnitten W1-W4, die an dem Wellenabschnitt
Ws in regelmäßigen Abständen in
die axiale Richtung des Werkstücks
W ausgebildet sind.
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Ein
Radschutz 19 zum Bedecken des Schleifrads G ist an dem
Radkopf 11 fixiert. Eine Kühlmitteldüse 21 ist an der oberen
Fläche
des Radschutzes 19 angebracht und Kühlmittel wird von der Kühlmitteldüse 21 zu
einem Schleifpunkt P zugeführt,
bei dem das Schleifrad G das Schleifstück W schleift. Ein Kühlmittelstrom 22 erreicht
eine Schleiffläche
Ga bei einem Erreichungspunkt Gd, der benachbart zu dem Schleifpunkt
P ist. Die Kühlmitteldüse 21 ist
durch eine Kühlmittelzufuhrleitung 33 mit
einem Kühlmittelspeicher 32 verbunden,
der das Kühlmittel
enthält,
und eine Pumpe 34 einer Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 ist
vorgesehen, um Kühlmittel
in die Kühlmittelzufuhrleitung 33 abzugeben.
Die Pumpe 34 wird durch einen Motor 35 gedreht
und saugt das Kühlmittel
von dem Kühlmittelspeicher 32 an,
um die Kühlmitteldüse 21 mit
dem Kühlmittelstrom 22 zu versorgen.
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Wie
in 4 gezeigt ist, öffnet eine Luftstrahldüse (Fluidstrahldüse) 23 horizontal
an einer seitlichen Seite Gb des Schleifrads G zu der vorderen Umfangskante
desselbigen. Die Luftstrahldüse 23 ist an
einer seitlichen Platte 19b des Radschutzes 19 an einer
Position leicht hinter oder stromaufwärts in die Schleifraddrehrichtung
des Erreichungspunkts Gd montiert, wo der Kühlmittelstrom 22 die
Schleiffläche Ga
des Schleifrads G erreicht. Die Luftstrahldüse 23 ist mit einer
Druckluftquelle 25, wie beispielsweise einer Fabrikluftzufuhreinrichtung
oder dergleichen, über
z. B. ein Absperrventil 24 einer solenoidangetriebenen
Bauart verbunden. Die Luftstrahldüse 23 bläst einen
Luftstrahl aus, so dass derselbige die Umfangsschleiffläche Ga von
einer seitlichen Seite Gb zu der anderen seitlichen Seite Gc des
Schleifrads G quert, um eine Rad folgende Luftschicht 27,
die sich dreht, um dem Schleifrad G zu folgen, zu blockieren oder
zu unterbrechen, wie in 5 gezeigt ist.
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Die Öffnungsfläche der
Luftstrahldüse 23 ist ausgebildet,
um ungefähr
in die radiale Richtung des Schleifrads G verlängert zu sein, so dass der
Luftstrahl 26 ausgeblasen werden kann, um die vordere Umfangskante
des Schleifrads G zu queren, sogar wenn der Durchmesser des Schleifrads
G durch die Wiederholung von Abrichtvorgängen verringert ist.
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Obwohl
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
Luft von der Druckluftquelle 25 zu der Luftstrahldüse 23 zugeführt wird,
ist das Fluid, das zum Blockieren oder Unterbrechen der Rad folgenden Luftschicht 27,
die sich dreht, um dem Schleifrad G zu folgen, eingesetzt wird,
nicht auf Luft begrenzt ist. Stattdessen kann das Fluid ein Nebel
sein, der aus Luft einschließlich
einer kleinen Menge an Kühlmittel oder
irgendeinem anderen Gas als Luft gebildet wird.
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Ein
Bezugszeichen 28 bezeichnet ein plattenartiges Ablenkelement,
das körperlich
an der Luftstrahldüse 23 befestigt
ist. Um zu verhindern, dass ein Luftstrahl 26 sich mit
dem Kühlmittelstrom 22 überschneidet,
ist das Ablenkelement 28 zwischen Wegen des Kühlmittelstroms 22 und
des Luftstrahls 26 angeordnet, um sich parallel zu dem
Luftstrahl 26 benachbart zu der Umfangsschleiffläche Ga zu
erstrecken.
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Wie
am besten in 4 gezeigt ist, ist eine Windbrecherplatte 30 befestigt,
um von der oberen Platte 19a des Radschutzes 19 abhängend zu
sein. Ein Öffnungskanal 31 ist
in der Windbrecherplatte 30 ausgebildet. Um die Rad folgende
Luftschicht 27, die sich dreht, um der Umfangsschleiffläche Ga des Schleifrads
G zu folgen, zu unterbrechen, erstreckt sich eine Kanalbodenkante 31a des Öffnungskanals 31 an
einer Position etwas stromaufwärts
des Luftstrahls 26 in die Schleifraddrehrichtung, um die
Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G zu queren und ihr mit einem winzigen Abstand
zugewandt zu sein. Gegenüberliegende
Seitenkanten 31b, 31c der Windbrecherplatte 30,
die den Öffnungskanal 31 definieren,
sind den seitlichen Seitenflächen
Gb, Gc des Schleifrads G mit winzigen Freiräumen dazwischen zugewandt und
erstrecken sich jenseits des Schleifpunkts P abwärts. Um den winzigen Freiraum
zwischen der Kanalbodenkante 31a des Öffnungskanals 31 und
der Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G konstant halten zu können, kann die Windbrecherplatte 30 an
dem Radschutz 19 durch einen Positionsausgleichsmechanismus
montiert sein, der die Position der Windbrecherplatte 30 für Verringerungen
des Raddurchmessers des Schleifrads G durch Abziehen automatisch
ausgleicht.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist der Servomotor 12 mit
einer digitalen Servosteuervorrichtung 40a verbunden, die
mit einer CNC-Vorrichtung (Numerische Computersteuerung) 41 zum
Steuern der Gesamtheit der Schleifmaschine verbunden ist. Die Drehung
des Servomotors 12 wird auf der Grundlage eines Unterschieds
zwischen einem Vorschubbefehl von der CNC-Vorrichtung 41 und
einem Positionsrückkopplungssignal
für den
Radkopf 11 von dem Geber 12a gesteuert, um die
Vorschubrate und die Vorschubposition des Radkopfes 11 zu
steuern. Der Servomotor 15 ist mit einer anderen digitalen
Servosteuervorrichtung 40b verbunden, die mit der CNC-Vorrichtung 41 verbunden
ist. Die digitale Servosteuervorrichtung 40b steuert die
Drehung des Servomotors 15 auf der Grundlage eines Unterschieds
zwischen einem Vorschubbefehl von der CNC-Vorrichtung 41 und
einem Positionsrückkopplungssignal
für den
Tisch 14 von dem Geber 15a, um die Vorschubrate
und die Vorschubposition des Tisches 14 zu steuern.
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Zusätzlich zu
den digitalen Servosteuervorrichtungen 40a, 40b ist
die CNC-Vorrichtung 41 ebenso mit einer Sequenzsteuerung
(nachstehend als "PLC") 42 zum
Ausführen
einer Öffnungs/Schließsteuerung
des Solenoidabsperrventils 24 und der Steuerung der Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 sowie
einer Eingangs- /Ausgangsvorrichtung 43 zum
Eingeben und Ausgeben verschiedener Arten von Informationen verbunden.
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Die
Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 besteht aus
der Pumpe 34, dem Motor 35 und einem Umrichterkreis 36 zum
Steuern der Drehung des Motors 35. Der Umrichterkreis 36 ist
mit der PLC 42 verbunden und steuert die Drehung des Motors 35 im
Ansprechen auf einen Drehstartbefehl, einen Drehstoppbefehl und
einen Drehzahlbefehl, der von der CNC-Vorrichtung 41 durch
die PLC 42 gegeben wird, wodurch die Kühlmitteldüse 21 mit dem Kühlmittel
von der Durchflussmenge abhängig
von der Drehzahl der Pumpe 34 versorgt wird.
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Die
CNC-Vorrichtung 41 ist mit einer CPU 44, einem
ROM 45 und einem RAM 46 zum Speichern von Eingangsdaten
hierin vorgesehen. Der ROM 45 speichert ein Schleifprogramm
zum Steuern eines Schleifzyklus, der Ablaufschritte hat, die in 6 gezeigt
sind, in der Form eines NC-Programms.
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Bei
dem Schleifzyklus wird der Tisch 14 aufeinanderfolgend
positioniert, um die Umfangsschleiffläche Ga des Schleifrads G wahlweise
dem ersten Schleifabschnitt W1 bis dem vierten Schleifabschnitt W4
des Werkstücks
W zugewandt zu machen, wie in 3 gezeigt
ist, und ein Schleifprozess wird ausgeführt, der jeder derartigen Positionierung
des Tisches 14 folgt. Der Schleifprozess, der für jeden
von dem ersten Schleifabschnitt W1 bis zu dem vierten Schleifabschnitt
W4 ausgeführt
wird, ist ein Einstechschleifprozess zum Schleifen von jedem derartigen
Schleifabschnitt durch Vorschieben des Schleifrads G zu der Drehachse
des Werkstücks
W. Wie in 7 gezeigt ist, ist der Einstechschleifprozess
organisiert, so dass der Radkopf 11 schnell bei einem schnellen Vorschubschritt
vorgerückt
wird, dann mit der Vorschubrate vorgerückt wird, die schrittweise
zu einem Grobschleifschritt, einem Feinschleifschritt und einem
Feinstschleifschritt umgeschaltet wird, für einen vorgegebenen Zeitraum
bei dem Vorschubende des Feinstschleifschritts für ein Ausfunkschleifen gestoppt
wird und schließlich
bei einem Schnellrückziehschritt
zurückgezogen
wird. Das Umschalten von dem Grobschleifschritt zu dem Feinschleifschritt,
das Umschalten von dem Feinschleifschritt zu dem Feinstschleifschritt
und das Umschalten von dem Feinstschleifschritt zu einem Ausfunkschleifschritt bei
dem Vorschubende des Feinstschleifschritts werden entsprechend ausgeführt, wenn
der Radkopf 11 einer nach der anderen entsprechende Umschaltpositionen
hierfür
erreicht. In dem Fall, dass eine Abmessungsmessvorrichtung vorgesehen
ist, können die
Umschaltungen dieser Schleifschritte in Abhängigkeit von entsprechenden
Durchmessern des Werkstücks
W, die durch die Abmessungsmessvorrichtung erfasst werden, ausgeführt werden.
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Das
Schleifprogramm hat Drehzahlbefehle für die Pumpe 34, die
Kühlmitteldurchflussmengen bestimmen,
die während
den entsprechenden Schleifschritten zuzuführen sind, und Öffnungs-/Schließbefehle
für das
Solenoidabsperrventil 24.
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Nachstehend
erfolgt die Beschreibung hinsichtlich eines Verfahrens eines Bestimmens
von Durchflussmengen von Kühlmittel,
das zu den entsprechenden Schleifschritten zugeführt werden soll, und der Zeitsteuerung,
wann der Luftstrahl 26 zuzuführen ist. Vorschubbeträge je abrasivem
Korn des Schleifrads G bei den entsprechenden Schleifschritten werden
in Abhängigkeit
von der Drehzahl des Werkstücks
W, der Vorschubrate des Radkopfes 11 und der Umfangsgeschwindigkeit
der Schleiffläche Ga
des Schleifrads G bestimmt. In Abhängigkeit der Vorschubbeträge je abrasivem
Korn werden die Durchflussmengen von Kühlmittel, das während den entsprechenden
Schleifschritten zuzuführen
ist, als (Q1) bis (Q4) bestimmt, wie in 7 gezeigt
ist. Ferner wird der Luftstrahl 26 bestimmt, um in Abhängigkeit
von der Durchflussmenge des Kühlmittels,
das während
jedem Schleifschritt zugeführt
wird, zugeführt
zu werden oder nicht zugeführt
zu werden. Das heißt,
dass der Luftstrahl 26 bestimmt ist, nicht für jeden
Schleifschritt zugeführt
zu werden, während
dem das Kühlmittel
jenseits einer derartigen Durchflussmenge zugeführt wird, die ermöglicht,
dass das Kühlmittel
durch die Rad folgende Luftschicht 27, die sich dreht,
um der Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G zu folgen, zu gelangen, aber bestimmt ist,
um für
jeden Schleifschritt, während
dem das Kühlmittel mit
einer derartigen Durchflussmenge zugeführt wird, die es dem Kühlmittel
nicht ermöglicht,
durch die Rad folgende Luftschicht 27, die sich dreht,
um der Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G zu folgen, zu gelangen, zugeführt zu werden.
Dementsprechend wird, wo eine Durchflussmenge, die es ermöglicht, dass
das Kühlmittel
durch die Rad folgende Luftschicht 27, die sich dreht,
um der Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G zu folgen, gelangt, als Qp genommen wird, der
Luftstrahl 26 in dem Grobschleifschritt nicht zugeführt, während dem
das Kühlmittel
in der Durchflussmenge von Qp oder mehr zugeführt wird, wogegen der Luftstrahl 26 bei
jedem von dem Feinschleifschritt und dem Feinstschleifschritt zugeführt wird,
während
denen das Kühlmittel in
einer geringeren als der Durchflussmenge Qp zugeführt wird.
Ferner wird bei dem Ausfunkschleifschritt, der als ein letzter Schleifschritt
dient, der Luftstrahl 26 nicht zugeführt, so dass der Rad folgenden Luftschicht 27 erlaubt
ist, den Schleifpunkt P zu erreichen. Somit wird der Kühlmittelstrom 22 zu
der Seite des Werkstücks
W hin abgelenkt und das Verhältnis der
Kühlmittelmenge
zu einem Teil, der zu dem Schleifpunkt P zugeführt wird, ist verringert, um
das Verhältnis
der Kühlmittelmenge
zu dem verbleibenden Teil zu erhöhen,
der über
das Werkstück
W gesprüht
wird. Als Ergebnis wird ein dynamischer Druck, der durch das Kühlmittel
verursacht an dem Schleifpunkt P generiert wird, gesenkt, und sogar
wo das Werkstück
einen Ausschnitt, wie beispielsweise ein Ölloch, eine Nut oder dergleichen
an dem Schleifabschnitt hat, kann verhindert werden, dass der Ausschnitt
eine große
Schwankung des dynamischen Drucks beeinflusst, um einen Beeinträchtigung
der Rundheit und eine Generierung von Rattermarken hervorzurufen.
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Wie
aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, korrespondiert in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Grobschleifschritt mit einem starken Schleifen, der Feinschleifschritt
und der Feinstschleifschritt korrespondieren mit einem leichten
Schleifen und der Ausfunkschleifschritt korrespondiert mit einem
letzten Schleifschritt. Das starke Schleifen und das leichte Schleifen
werden voneinander hinsichtlich der Menge an Kühlmittel zum Kühlen der
Wärme,
die durch Schleifen generiert wird, unterschieden, das heißt hinsichtlich
der Höhe
eines Vorschubbetrags. Zum Beispiel würde, falls der Vorschubbetrag
je abrasivem Korn bei dem Feinstschleifschritt, der in 7 gezeigt
ist, groß ist,
und somit die Durchflussmenge Qp oder mehr an Kühlmittel zum Kühlen der Wärme erforderlich
ist, die dort generiert wird, der Feinschleifschritt als der starke
Schleifschritt betrachtet werden. Ferner würde, falls der Schleifprozess
nicht das Ausfunkschleifen beinhaltet, der Feinstschleifschritt
als der letzte Schleifschritt betrachtet werden.
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(Betrieb)
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Mit
der vorstehenden Konstruktion erfolgt eine Beschreibung des Betriebs
der CNC-Vorrichtung 41 in Übereinstimmung mit einem Schleifzyklus, der
in 6 gezeigt ist. Zunächst nimmt der Bediener das
Werkstück
W, um es zwischen dem Achsenpaar des Arbeitskopfes (nicht gezeigt)
und des Reitstocks 18 zu lagern, und drückt einen Schleifausführungsstartschalter
(nicht gezeigt) an der Eingangs-/Ausgangsvorrichtung 43.
Dies verursacht, dass das NC-Programm ausgeführt wird, um den Schleifzyklus
zu starten, der in 6 gezeigt ist. Bei Starten des
Schleifzyklus wird der Kugelgewindespindelmechanismus 16 drehend
durch den Servomotor 15 angetrieben, der von der CNC-Vorrichtung 41 befehligt
wird, und der Tisch 14 wird bewegt und positioniert, um
zu bewirken, dass der erste Schleifabschnitt W1 des Werkstücks W dem
Schleifrad G zugewandt ist (Schritt S100). Der Kugelgewindespindelmechanismus
(nicht gezeigt) wird durch den Servomotor 12 drehend angetrieben
und der Radkopf 11 wird schnell zu einer Schleifstartposition
etwas hinter einer Position vorgeschoben, bei der das Schleifrad G
beginnt, mit dem Werkstück
W zu kontaktieren (Schritt S101).
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Dann
werden ein Drehstartbefehl und eine Drehzahl für die Pumpe 34 von
der NC-Vorrichtung 41 zu dem Umrichterkreis 36 der
Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 durch
die PLC 42 ausgegeben. Wenn der Startbefehl und die Drehzahl
für die
Pumpe 34 gegeben ist, dreht der Umrichterkreis 36 den
Motor 35 mit der befohlenen Drehzahl und die Pumpe 34 führt Kühlmittel
mit einer großen
Menge, wie beispielsweise der Durchflussmenge (Q1), von dem Kühlmittelspeicher 32 zu
der Kühlmitteldüse 21 zu,
wodurch der Kühlmittelstrom 22 von
der Kühlmitteldüse 21 zu dem
Erreichungspunkt Gd ausgestoßen
wird (Schritt S102).
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Bei
dem Grobschleifschritt wird, da der Vorschubbetrag des Schleifrads
G gegen das Werkstück W
je Drehung desselbigen groß ist,
Kühlmittel
mit der großen
Durchflussmenge (Q1) zu dem Erreichungspunkt Gd zugeführt, um
zu verhindern, dass der erste Schleifschritt W1 unter Schleifbrand
und Wärmespannung
leidet. Dann wird ein Befehl zum Umschalten der Vorschubrate des
Radkopfes 11 zu einer Grobschleifvorschubrate zu der digitalen
Servosteuervorrichtung 40a ausgegeben, wodurch der erste Schleifabschnitt
W1 des Werkstücks
W mit dem Schleifrad G grob geschliffen wird (Schritt S103). Wo Kühlmittel
mit der großen
Menge (Q1) auf diese Weise zugeführt
wird, gelangt der Kühlmittelstrom 22 durch
die Rad folgende Luftschicht 27, die sich dreht, um dem
Schleifrad G zu folgen, und erreicht den Schleifpunkt P. Daher wird
während
dem Grobschleifschritt der erste Schleifabschnitt W1 des Werkstücks W mit
dem Kühlmittelstrom 22 mit
der großen
Durchflussmenge (Q1) gekühlt
und verhindert, dass es unter Schleifbrand und Wärmespannung leidet.
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Wenn
von der gegenwärtigen
Position des Schleifkopfes 11 erfasst ist, dass das Werkstück W auf
einen Durchmesser zum Abschluss des Grobschleifschritts geschliffen
werden ist, wird eine Drehzahl für
die Pumpe 34 während
dem Feinschleifschritt von der CNC-Vorrichtung 41 durch
die PLC 42 zu dem Umrichterkreis 46 der Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 ausgegeben.
Wenn der Drehzahlbefehl für
die Pumpe 34 während
dem Feinschleifschritt empfangen wird, dreht der Umrichterkreis 36 den
Motor 35 mit der befohlenen Drehzahl und die Pumpe 34 führt Kühlmittel
mit einer mittleren Durchflussmenge (Q2) von dem Kühlmittelspeicher 32 zu
der Kühlmitteldüse 21 zu,
wodurch der Kühlmittelstrom 22 von der
Kühlmitteldüse 21 zu
dem Erreichungspunkt Gd an dem Schleifrad G zugeführt wird
(Schritt S104). In diesem Zustand ist die Rad folgende Luftschicht 27 um
das Schleifrad G ausgebildet worden, die sich bei einer hohen Drehzahl
dreht, um hiermit zu drehen. Somit würde das Kühlmittel, das zu dem Erreichungspunkt
Gd zugeführt
wird, durch die Rad folgende Luftschicht 27 blockiert oder
unterbrochen werden und würde
unfähig
sein, den Erreichungspunkt Gd zu erreichen.
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Um
dies zu vermeiden, gibt die CNC-Vorrichtung 41 einen Befehl
zum Öffnen
des Absperrventils 24 durch die PLC 42 bei Schritt
S105 aus. Bei Öffnen des
Absperrventils 24 wird der Luftstrahl 26 von der Druckluftquelle 25 durch
das Absperrventil 24 in dem offenen Zustand zu der Luftstrahldüse 23 zugeführt. Der
Luftstrahl 26 wird ausgeblasen, um die Schleiffläche Ga von
einer seitlichen Seite des Schleifrads G zu der anderen seitlichen
Seite an der Position etwas stromaufwärts in die Schleifraddrehrichtung
an dem Erreichungspunkt Gd zu queren, bei dem der Kühlmittelstrom 22 die
Umfangsschleiffläche
Ga erreicht. Die Rad folgende Luftschicht 27, die sich
dreht, um der Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G zu folgen, das sich mit der hohen Drehzahl
dreht, ist durch den Strahl des Luftstrahls 26 unterbrochen,
um zu verhindern, dass sie den Erreichungspunkt Gd erreicht, wodurch
der Kühlmittelstrom 22,
der von der Kühlmitteldüse 21 zugeführt wird,
an der Umfangsschleiffläche
Ga anhaftet, ohne durch die Rad folgende Luftschicht 27 blockiert
zu sein, und zuverlässig zu
dem Schleifpunkt P geliefert wird. Da der Luftstrom 26 die
Umfangsschleiffläche
Ga an der Position leicht stromaufwärts des Erreichungspunkts Gd
in die Schleifraddrehrichtung quert, wird die Rad folgende Luftschicht 27 nicht
an der Umfangsschleiffläche Ga
zwischen dem Luftstrahl 26 und dem Erreichungspunkt Gd
generiert. Dann gibt die CNC-Vorrichtung 41 einen Befehl
zum Umschalten der Vorschubrate des Radkopfes 11 zu einer
Feinschleifvorschubrate zu der digitalen Servosteuervorrichtung 40a aus,
wodurch der erste Schleifabschnitt W1 des Werkstücks W mit dem Schleifrad G
fein geschliffen wird (Schritt S106).
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Wenn
von der gegenwärtigen
Position des Schleifkopfes 11 erfasst ist, dass das Schleifen
auf einen Durchmesser zum Abschluss des Feinschleifschritts abgeschlossen
worden ist, wird eine Drehzahl für
die Pumpe 34 während
dem Feinstschleifschritt von der CNC-Vorrichtung 41 durch
die PLC 42 zu dem Umrichterkreis 36 der Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 ausgegeben.
Wenn der Drehzahlbefehl für
die Pumpe 34 während
dem Feinschleifschritt empfangen wird, dreht der Umrichterkreis 36 den
Motor 35 mit der befohlenen Drehzahl und die Pumpe 34 führt Kühlmittel
mit einer kleinen Durchflussmenge (Q3) von dem Kühlmittelspeicher 32 zu
der Kühlmitteldüse 21 zu,
wodurch der Kühlmittelstrom 22 von der
Kühlmitteldüse 21 zu
dem Erreichungspunkt Gd an dem Schleifrad G zugeführt wird
(Schritt S107). In diesem Zustand wird der Luftstrahl 26 fortgesetzt
zu der Luftstrahldüse 23 zugeführt und
der Luftstrahl 26 wird ausgeblasen, um die Schleiffläche Ga von
einer seitlichen Seite des Schleifrads G zu der anderen seitlichen
Seite an der Position etwas stromabwärts in die Schleifraddrehrichtung
des Erreichungspunkts Gd zu queren, an dem der Kühlmittelstrom 22 die Umfangsschleiffläche Ga erreicht.
Die Rad folgende Luftschicht 27, die sich zusammen mit
der Umfangsschleiffläche
Ga des Schleifrads G dreht, das sich mit der hohen Drehzahl dreht,
wird durch den Strahl des Luftstrahls 26 unterbrochen,
um zu verhindern, dass sie den Erreichungspunkt Gd erreicht, wodurch
der Kühlmittelstrom 22,
der von der Kühlmitteldüse 21 zugeführt wird,
fortgesetzt an der Umfangsschleiffläche Ga angehaftet wird, ohne
durch die Rad folgende Luftschicht 27 blockiert zu werden,
und zuverlässig zu
dem Schleifpunkt P geliefert wird. Dann gibt die CNC-Vorrichtung 41 einen
Befehl zum Umschalten der Vorschubrate des Radkopfes 11 auf
eine Feinstschleifvorschubrate zu der digitalen Servosteuervorrichtung 40a aus,
wodurch der erste Schleifabschnitt W1 des Werkstücks W mit dem Schleifrad G
feinstgeschliffen wird (Schritt S108).
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Wenn
von der gegenwärtigen
Position des Radkopfes 11 erfasst ist, dass das Schleifen
auf einem Durchmesser zum Abschluss des Feinstschleifschrittes abgeschlossen
worden ist, wird eine Drehzahl der Pumpe 34 während einem
Ausfunkschleifschritt von der CNC-Vorrichtung 41 durch
die PLC 42 zu dem Umrichterkreis 36 der Kühlmittelzufuhrvorrichtung 20 ausgegeben.
Wenn der Drehzahlbefehl für
die Pumpe 34 während
dem Ausfunkschleifschritt empfangen wird, dreht der Umrichterkreis 36 den
Motor 35 mit der befohlenen Drehzahl und die Pumpe 34 führt Kühlmittel
mit einer äußerst kleinen
Durchflussmenge (Q4) von dem Kühlmittelspeicher 32 zu
der Kühlmitteldüse 21 zu,
wodurch der Kühlmittelstrom 22 von
der Kühlmitteldüse 21 zu
dem Erreichungspunkt Gd an dem Schleifrad G hin zugeführt wird (Schritt
S109). Dann wird ein Befehl zum Schließen des Absperrventils 24 von
der CNC-Vorrichtung 41 durch die PLC 42 bei Schritt
S110 ausgegeben. Mit dem geschlossenen Absperrventil 24 wird
der Luftstrahl 26 nicht von der Druckluftquelle 25 zu
der Luftdüse 23 zugeführt. Dies
verursacht, dass die Rad folgende Luftschicht 27 den Schleifpunkt
P erreicht, ohne durch den Luftstrahl 26 unterbrochen zu
werden. In diesem Zustand wird, da die Durchflussmenge (Q4) äußerst klein
ist, der Kühlmittelstrom 22 durch
die Rad folgende Luftschicht 27 zu der Seite des Werkstücks W hin
abgelenkt. Mit dem abgelenkten Kühlmittelstrom 22 durch
die Rad folgende Luftschicht 27 zu der Seite des Werkstücks W hin
wird das Kühlmittel,
das zu dem Schleifpunkt P zugeführt wird,
verringert, um hierdurch das Verhältnis der Kühlmittelmenge (Q4) zu einem
Teil, der auf das Werkstück
W gesprüht
wird, zu erhöhen.
Dann gibt die CNC-Vorrichtung 41 einen Befehl zum Stoppen des
Vorschubs des Radkopfes 11 zu der digitalen Servosteuervorrichtung 40a aus,
wodurch der erste Schleifabschnitt W1 des Werkstücks W dem Ausfunkschleifen
mit dem Schleifrad G unterzogen wird (Schritt S111). Zu diesem Zeitpunkt
wird ein dynamischer Druck, der durch den Kühlmittelstrom 22 bei dem
Schleifpunkt P generiert wird, während
dem Ausführungsschleifen
gesenkt. Daher kann, sogar wo der Schleifabschnitt des Werkstücks W einen Ausschnitt,
wie beispielsweise ein Ölloch,
eine Nut oder dergleichen hat, verhindert werden, dass eine große Schwankung
des dynamischen Drucks durch den Einfluss des Ausschnitts verursacht
wird, dass die Rundheit verschlechtert wird und Rattermarken generiert
werden. Zur gleichen Zeit wird die Durchflussmenge des Kühlmittels,
das auf das Werkstück W
gesprüht
wird, erhöht,
so dass das Werkstück
W ausreichend gekühlt
werden kann, um in einer Maßgenauigkeit
verbessert zu werden.
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Nach
dem Ausfunkschleifen für
einen vorgegebenen Zeitraum zieht die CNC-Vorrichtung 41 bei Schritt
S112 den Radkopf 11 schnell zurück und stoppt die Pumpe 34 bei
Schritt S113, um hierdurch den Schleifprozess an dem ersten Schleifabschnitt W1
abzuschließen.
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Bei
Abschluss des Schleifprozesses an dem ersten Schleifabschnitt W1
wird der Kugelgewindespindelmechanismus 16 durch den Servomotor 15 drehend
angetrieben und der Tisch 14 wird bewegt, um zu bewirken,
dass ein zweiter Schleifabschnitt W2 des Werkstücks W dem Schleifrad G zugewandt ist
(Schritt S114). Dann wird bei Schritt S115 der gezeigte Schleifprozess
wie dieser von Schritt S101 bis Schritt S113 ausgeführt, so
dass der Schleifprozess an dem zweiten Schleifabschnitt W2 abgeschlossen wird.
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Ferner
wird bei Schritt S116 das Positionieren des Tisches 14 ausgeführt, um
zu bewirken, dass ein dritter Schleifabschnitt W3 des Werkstücks W dem
Schleifrad G zugewandt ist. Dann wird bei Schritt S117 der gezeigte
Schleifprozess, wie dieser von Schritt S101 bis Schritt S113 ausgeführt, so
dass der Schleifprozess an dem dritten Schleifabschnitt W3 abgeschlossen
wird.
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Danach
wird bei Schritt S118 das Positionieren des Tisches 14 ausgeführt, um
zu bewirken, dass ein vierter Schleifabschnitt W4 des Werkstücks W dem
Schleifrad G zugewandt ist, und dann wird bei Schritt S119 der gezeigte
Schleifprozess wie dieser von Schritt S101 bis Schritt S113 ausgeführt. Wenn der
Schleifprozess an dem vierten Schleifabschnitt W4 abgeschlossen
ist, wird der Radkopf 11 zu einer Ursprungsposition (zurückgezogenen
Position) bei Schritt S120 zurückgezogen,
um den Schleifzyklus des Werkstücks
W zu beenden.
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Wie
aus dem Vorstehenden zu verstehen ist, korrespondiert eine Steuereinrichtung
eines starken Schleifens in der vorliegenden Erfindung zu den Vorgängen, die
die CNC-Vorrichtung 41 in
den Schritten S102 und S103 in dem vorhergehenden Schleifzyklus
ausführt,
und eine Steuereinrichtung für
leichtes Schleifen korrespondiert zu den Vorgängen, die die CNC-Vorrichtung 41 in
den Schritten S104 bis S108 in dem vorhergehenden Schleifzyklus
ausführt.
Ferner korrespondiert eine Steuereinrichtung für einen letzten Vorschubschritt
zu den Vorgängen,
die die CNC-Vorrichtung 41 in den Schritten S110 und S111 in
dem vorhergehenden Schleifzyklus ausführt.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, hat der Schleifpunkt P bei dem Grobschleifschritt,
wobei der Vorschubbetrag groß ist,
eine große
Wärmegenerierung,
um auf einen hohe Temperatur zu steigen, und das Kühlmittel
mit einer großen
Menge (Q1) wird zugeführt,
um eine derartige Wärme
zu kühlen.
Da es in der großen
Menge (Q1) zugeführt
wird, ist das Kühlmittel
fähig,
durch die Rad folgende Luftschicht 27 zu gelangen und den
Schleifpunkt P zu erreichen, ohne den Luftstrahl 26 zu
verwenden, um die Rad folgende Luftschicht 27, die sich
dreht, um dem Schleifrad G zu folgen, zu unterbrechen. Aus diesem
Grund ist die Zufuhr des Luftstrahls 26 bei dem Grobschleifschritt nicht
erforderlich. Somit kann vermieden werden, dass der Kühlmittelstrom 22 durch
den Luftstrahl 26 zerstäubt
wird, um in der Luft in der Form von Nebel während der Zufuhr von Kühlmittel
in der großen Menge
(Q1) zu schweben. Ferner ist bei dem Feinschleifschritt und bei
dem Feinstschleifschritt mit jeweils einem kleinen Vorschubbetrag
die Wärme,
die an dem Schleifpunkt P generiert wird, klein und das Kühlen des
Schleifpunkts P kann mit Kühlmittel
in der kleinen Menge (Q2 oder Q3) ausgeführt werden, soweit Kühlmittel
zuverlässig
zu dem Schleifpunkt P zugeführt
wird. Aus diesem Grund wird bei jedem von dem Feinschleifschritt
und dem Feinstschleifschritt das Kühlmittel in der kleinen Menge
(Q2 oder Q3) zugeführt
und der Luftstrahl 26 wird zugeführt, um die Rad folgende Luftschicht 27,
die sich dreht, um dem Schleifrad G zu folgen, zu unterbrechen,
so dass das Kühlmittel
in der kleinen Menge (Q2 oder Q3) zuverlässig den Schleifpunkt P erreichen
kann. Dementsprechend kann realisiert werden, die Menge an Kühlmittel,
die bei dem Feinschleifschritt und bei dem Feinstschleifschritt
verwendet wird, zu verringern.
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Wo
auf diesem Weg die Zufuhr oder Nichtzufuhr des Luftstrahls 26 in
Abhängigkeit
von dem Vorschubbetrag (d. h. der Durchflussmenge an Kühlmittel)
gesteuert wird, kann es realisiert werden, die Menge an Kühlmittel,
die in der Form von Nebel zerstäubt
wird, auf eine kleine Menge zu reduzieren und zu verhindern, dass
die Umgebung in einer Fabrik oder dergleichen, die die Schleifmaschine
darin installiert hat, beeinträchtigt
wird. Ferner tritt, da nur eine kleine Menge an Kühlmittel
zerstäubt
wird, es nicht auf, dass Kühlmittel
in das Innere der Schleifmaschine eintritt, wohin es Kühlmittel
normalerweise nicht erlaubt ist, einzutreten, und die Wartung der Schleifmaschine
kann vereinfacht werden. Zusätzlich kann,
da der Luftstrahl 26 nur zugeführt wird, wenn es erforderlich
ist, die verwendete Menge des Luftstrahls 26 reduziert
werden, um hierdurch die laufenden Kosten der Schleifmaschine zu
senken.
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Ferner
wird die Zufuhr des Luftstrahls 26 während dem Ausfunkschleifen
gestoppt, da der Einschubbetrag sehr klein ist, der durch eine winzige Rückspringbewegung
des Werkstücks
W gegeben wird, und da das Werkstück W gekühlt werden kann, ohne zu bewirken,
dass Kühlmittel
den Schleifpunkt P erreicht. Somit ist während dem Ausfunkschleifen der
Rad folgenden Luftschicht 27 erlaubt, den Schleifpunkt
P zu erreichen, und das Kühlmittel 22 wird
zu der Seite des Werkstücks
W hin abgelenkt, um hierdurch das Verhältnis des Kühlmittels (Q4) zu einem Teil,
der zu dem Schleifpunkt P zugeführt
wird, zu verringern und das Verhältnis
des Kühlmittels
(Q4) zu einem anderen Teil, der auf das Werkstück W gesprüht wird, zu erhöhen. Dementsprechend
kann der dynamische Druck, der durch das Kühlmittel an dem Schleifpunkt
G generiert wird, gesenkt werden und daher kann, sogar wo der Schleifabschnitt
des Werkstücks
W einen Ausschnitt, wie beispielsweise ein Ölloch, eine Nut oder dergleichen,
hat, es verhindert werden, dass eine große Schwankung des dynamischen
Drucks durch den Einfluss des Ausschnitts verursacht, dass eine
Rundheit beeinträchtigt
wird und Rattermarken generiert werden. Zur gleichen Zeit wird die
Durchflussmenge des Kühlmittels,
das auf das Werkstück
W gesprüht
wird, erhöht,
so dass das Werkstück
W ausreichend gekühlt
werden kann, um eine Maßgenauigkeit
zu verbessern.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird
die Durchflussmenge an Kühlmittel
zu der gleichen Zeit wie dem Umschalten des Schleifschritts geändert. Durch
eine wesentliche Rückspringbewegung
des Werkstücks
W in dem Fall des großen
Vorschubbetrags fährt
der Vorschubbetrag des Schleifrads G fort, momentan groß zu sein,
sogar nachdem die Vorschubrate des Schleifrads G gesenkt ist, indem
von der Grobschleifvorschubrate zu der Feinschleifvorschubrate umgeschaltet
wird. Daher kann die Durchflussmenge an Kühlmittel für einen derartigen Moment nicht
verringert werden, und kann dann bei einem Zeitpunkt verringert
werden, wenn der Vorschubbetrag verringert ist, wenn die Vorschubrate gesenkt
wird.
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Ferner
kann die Durchflussmenge an Kühlmittel,
das zu der Kühlmitteldüse 21 zugeführt wird, durch
Drehen der Pumpe 34 mit einer konstanten Drehzahl und durch
Steuern des Öffnungsgrads
eines Steuerventils mit variablem Durchflussvolumen der solenoidbetätigten Bauart
gesteuert werden, das an einem Zwischenabschnitt der Zufuhrleitung 33 vorgesehen
sein kann.
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Ferner
kann, obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die Erfindung
als ein Beispiel in einem Einstechschleifen eingesetzt wird, wobei
das Schleifrad G gegen eine Schleiffläche eines Schleifabschnitts
an dem Werkstück
W vorgeschoben wird, stattdessen ein Querschleifen verwendet werden, wobei
ein Schleifabschnitt eines Werkstücks durch Bewegen des Schleifrads
G entlang der Schleiffläche parallel
hierzu nach einem Vorschieben des Schleifrads G gegen ein Ende oder
gegenüberliegende
Enden des Schleifabschnitts geschliffen wird.
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Verschiedene
Merkmale und einige der begleitenden Vorteile in den vorstehenden
Ausführungsbeispielen,
sind wie nachstehend zusammengefasst:
In dem Kühlmittelzufuhrverfahren
in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
das typischerweise in 1, 4 und 7 gezeigt
ist, hat während
dem starken Schleifen, das den großen Vorschubbetrag je abrasivem
Korn aufweist, der Schleifpunkt P hieran eine große generierte
Wärmemenge,
um auf eine hohe Temperatur zu steigen, und die große Menge (Q1)
des Kühlmittels
wird zugeführt,
um den Schleifpunkt P zu kühlen.
Da es in der großen
Menge (Q1) zugeführt
wird, ist es dem Kühlmittel
ermöglicht, durch
die Rad folgende Luftschicht 27 zu gelangen und den Schleifpunkt
P zu erreichen, ohne durch die Rad folgende Luftschicht 27,
die sich dreht, um dem Schleifrad G zu folgen, durch die Verwendung
des Luftstrahls 26 unterbrochen zu werden. Somit ist die Zufuhr
des Luftstrahls 26 während
dem starken Schleifen gestoppt. Somit kann verhindert werden, dass
die große
Menge (Q1) des Kühlmittels
durch den Luftstrahl 26 zerstäubt wird, um in der Form von Nebel
während
dem starken Schleifen zu schweben. Ferner ist während dem leichten Schleifen,
das den kleinen Vorschubbetrag je abrasivem Korn hat, die generierte
Wärme an
dem Schleifpunkt P klein und der Schleifpunkt P kann mit der kleinen
Menge (Q2 oder Q3) des Kühlmittels
gekühlt
werden, soweit es zuverlässig
zu dem Schleifpunkt P zugeführt
wird. Somit wird es während
dem leichten Schleifen realisiert, zu bewirken, dass das Kühlmittel
mit der kleinen Menge (Q2 oder Q3) den Schleifpunkt P zuverlässig durch
Zuführen
des Luftstrahls 26 erreicht, um die Rad folgende Luftschicht 27 zu
unterbrechen, die sich dreht, um dem Schleifrad G zu folgen, während das
Kühlmittel
mit der kleinen Menge (Q2 oder Q3) zugeführt wird. Folglich kann es
realisiert werden, die Menge des Kühlmittels zu reduzieren, das
während dem
leichten Schleifen verwendet wird.
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Ferner
ist in dem Kühlmittelzufuhrverfahren in
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
das typischerweise in 1, 4 und 7 gezeigt
ist, bei einem letzten Schleifschritt des leichten Schleifens, wie
beispielsweise bei dem Ausfunkschleifschritt oder dem Feinstschleifschritt
bei bestimmten Gelegenheiten, der Vorschubbetrag sehr klein und
der Schleifpunkt P kann gekühlt
werden, ohne dass das Kühlmittel
ihn erreicht hat. Aus diesem Grund wird die Zufuhr des Luftstrahls 26 bei
dem letzten Schleifschritt gestoppt. Somit ist der Rad folgenden
Luftschicht 27 erlaubt, den Schleifpunkt P zu erreichen, um
den Kühlmittelstrom 22 zu
der Seite des Werkstücks
W hin abzulenken. Dies resultiert in einem Verringern des Verhältnisses
der Kühlmittelmenge (Q4)
zu einem Teil, der zu dem Schleifpunkt P zugeführt wird, und in einem Erhöhen des
Verhältnisses der
Kühlmittelmenge
(Q4) zu einem anderen Teil, der auf das Werkstück W gesprüht wird. Dementsprechend wird
der dynamische Druck, der durch das Kühlmittel generiert wird, an
dem Schleifpunkt P gesenkt und sogar in dem Fall eines Werkstücks mit
einem Ausschnitt, wie beispielsweise einem Ölloch, einer Nut oder dergleichen
kann es verhindert werden, dass eine große Schwankung in dem dynamischen Druck
durch den Einfluss des Ausschnittes verursacht, dass die Rundheit
beeinträchtigt
wird und Rattermarken generiert werden. Zur gleichen Zeit wird die
Kühlmittelmenge,
die auf das Werkstück
W gesprüht
wird, erhöht,
um das Werkstück
W ausreichend zu kühlen,
so dass die Maßgenauigkeit
des Werkstücks
W verbessert werden kann.
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In
der Schleifmaschine in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel, das typischerweise
in 1, 4 und 7 gezeigt
ist, werden die Zufuhrdurchflussmenge des Kühlmittels und die Zufuhr oder Nichtzufuhr
des Luftstrahls 26 in Abhängigkeit von dem Vorschubbetrag
bei jedem von den Schleifschritten gesteuert und die Menge des Kühlmittels, das
in der Form von Nebel zerstäubt
wird, kann auf eine kleine Menge reduziert werden, so dass verhindert
werden kann, dass die Umgebung in der Fabrik, in der die Schleifmaschine
installiert ist, beeinträchtigt
wird. Ferner tritt es nicht auf, da das Kühlmittel nur in einer kleinen
Menge zerstäubt
wird, dass das Kühlmittel
in das Innere der Schleifmaschine eintritt, in das dem Kühlmittel
normalerweise nicht erlaubt ist, einzutreten, so dass die Schleifmaschine
in der Wartung vereinfacht werden kann. Zusätzlich kann, da der Luftstrahl 26 nur
zugeführt
wird, wenn es erforderlich ist, die verwendete Menge des Luftstrahls 26 reduziert
werden und die laufenden Kosten der Schleifmaschine können gesenkt
werden.
-
Ferner
wird in der Schleifmaschine in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
das typischerweise in 1, 4 und 7 gezeigt
ist, die Zufuhr des Luftstrahls 26 bei dem letzten Schleifschritt gestoppt
und daher ist der dynamische Druck, der an dem Schleifpunkt P generiert
wird, gesenkt. Somit kann, sogar in dem Fall eines Werkstücks mit
einem Ausschnitt, wie beispielsweise einem Loch, einer Nut oder
dergleichen, verhindert werden, dass eine große Schwankung des dynamischen
Drucks durch den Einfluss des Ausschnittes verursacht, dass die
Rundheit beeinträchtigt
wird und Rattermarken generiert werden. Zur gleichen Zeit wird die
Kühlmittelmenge, die
auf das Werkstück
W gesprüht
wird, erhöht,
um das Werkstück
W wirksam zu kühlen,
so dass die Maßgenauigkeit
des Werkstücks
W verbessert werden kann, um die Schleifmaschine hochpräzise zu machen.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Wie
vorstehend beschrieben ist, sind das Kühlmittelzufuhrverfahren und
die Schleifmaschine, die fähig
sind, das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung auszuführen,
nützlich
als jene, die auf dem Gebiet der Schleiftechnologie bevorzugt in
einem Hochgeschwindigkeits- und Hochschleifbereich des Schleiftechnologiegebiets
eingesetzt werden. Hinsichtlich einer Kostenreduzierund und einer
hohen Leistung müssen
ein starkes Schleifen, das eine große Menge an Kühlmittel
verwendet, und ein Hochpräzisionsbearbeiten
in ein Hochgeschwindigkeitsschleifen von Massenproduktionswerkstücken, wie beispielsweise
Autoteilen, die typischerweise Kurbelwellen, Nockenwellen oder dergleichen
umfassen, umwandelbar sein. Ferner wird das Erfordernis einer Verbesserung
einer Arbeitsumgebung für
die Gesundheit von Arbeitern an den Schleifmaschineneinrichtungen
zunehmend wichtig. Das Kühlmittelzufuhrverfahren
und die Schleifmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung sind zum Zwecke eines Befriedigens dieser Erfordernisse
entstanden, die auf dem Gebiet der Schleifmaschine lange gefühlt, aber ungelöst blieben.