DD293983A5 - Vorrichtung und verfahren zum schleifen rotationssymmetrischer isolierkoerper aus keramik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Schleifvorrichtungen und -verfahren fuer Keramikisolatoren, wobei aufgabengemaesz an mehreren Stellen des Werkstueckes unabhaengig voneinander bearbeitet werden soll. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung geloest, die mehrere Kreuzschlitteneinrichtungen auf zur Waagerechten geneigten Maschinenbetten aufweist, deren Antriebsmotoren ueber einen Rechner drehzahlmaeszig kompatibel miteinander verknuepft sind. Verfahrensmaeszig wird der Anfangspunkt der programmgesteuerten Bearbeitung durch Antasten des Rohlings und der Schleifscheibe in zwei Koordinaten festgelegt. Fig. 1{Vorrichtung; Verfahren; Schleifen, rotationssymmetrisch; Isolierkoerper; Keramik; Rechnersteuerung; Kreuzschlitten; Schleifscheibe; Maschinenbett; Anfangspunkt}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schleifen rotationssymmetrischer Isolierkörper aus Keramik, insbesondere von Hohlkörpern, die horizontal auf einem Dorn oder in eine Lünette eingespannt werden.

Charakteristik de· bekannten Standet der Technik

Gegenwärtig werden große Isolierkörper nach den folgenden bekannten Verfahren geschliffen:

Es ist bekannt, den Isolator vertikal auf eine Drehspindel aufzuspannen. Mittels einer Auslegerschleif maschine mit Trennscheibe wird zunächst der obere Borns abgetrennt. Anschließend wird der Rund mittels teurer Plan- bzw. Formschleif scheiben bearbeitet.

Danach wird der Isolierkörper um 180° gedreht und der gleiche Vorgang an der gegenüberliegenden Stirnfläche wiederholt. Es werden sowohl Diamantschleifscheiben als auch solche aus Siliziumcarbaid oder Korund eingesetzt (Krause, Berger, Plaul, Schulle, Technologie der Keramik, Band 2, Berlin 1982, Seite 228, Bild 164). Die verwendete Kühlflüssigkeit schädigt zusammen mit dem Schleifstaub die Lagerung der Drehspindel.

Es ist weiter bekannt, den Isolierkörper horizontal in eine Vortrennmaschine einzulegen, bei dor beide Bomse gleichzeitig abgetrennt werden. Danach wird er mittels Dorn und Futter horizontal zwischen Reit- und Spindelstock einer Schleifmaschine eingespannt. Mittels Schleifsuport werden jeweils einseitig manuell die Einspannenden des Isolators bearbeitet (DD 145483).

Geforderte Kegelform ist beschränkt auf geringfügige Neigung nur mittels schwenkbarer Rotationsachse des Isolierkörpers bzw. schwenkbarem Kreuzschlitten der Schleifspindel realisierbar.

Isolierkörper mit relativ großem Hohlraum, wie sie für Überspannungsleiter Verwendung finden, werden mittels Lünette eingespannt und beidseitig ablaufgesteuert geschliffen, wobei zur Kegelform das in vorigem Abschnitt Gesagte gilt (DD 221295).

komplizierte geometrische Anforderungen sind bei allen drei Verfahren nur mittels Formschleifscheiben realisierbar, die aufgrund ihrer großen Schnittfläche einen erhoblichen Schnittdruck erfordern. Der große Kostenaufwand von Formschleifscheiben ist ebenfalls nachteilig. An diesen prinzipiellen Mängeln kann auch eine rechnergesteuerte Zustellung wenig ändern (EP 0242593).

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bearbeitung der Einspannenden großer Isolierkörper mit geringem Aufwand.

Darlegung das Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den rotationssymmetrischen Körper gleichzeitig an beiden Enden unabhängig voneinander mit unterschiedlicher Sollform zu bearbeiten, wobei zugleich die Schwingungen gemindert werden sollen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die zwei jeweils rechnergesteuert exakt in einer Kreuzschlittenrichtung und der Achsrichtung des Isolierkörpers zustellbare Schleifscheiben mit radial und axial abgeflachten Arbeitsflächen aufweist, wobei die Kreuzschlittenrichtung ebenso wie die zugehörigen Maschinenbetten zur Waagerechten geneigt und die Antriebsmotoren für Isolierkörper und Schleifscheiben drehzahlmäßig technologisch kompatibel miteinander verknüpft sind.

Beim Schleifen rotationssymmetrischer Isolierkörper aus Keramik auf einer solchen Vorrichtung ist es zweckmäßig, wenn der Anfangspunkt der programmgesteuerten Bearbeitung durch Antasten des Isolierkörperrohlings in dessen Achsrichtung sowie der Mantelflächen beider Schleifscheiben in einer Kreuzschlittenrichtung festgelegt wird.

Die Konstruktion der Vorrichtung wird unter Nutzung spezieller Antriebe und hochauflösender Elektronik so vereinfacht, daß auf einem, zur besseren Abführung des Kühlmittels, schrägstehenden Maschinenbett nur zwei Kreuzschlitten in nachstellbaren, spielfreien Führungen erforderlich sind. Ein verstellbarer Grundschlitten, der zu zusätzlichen Schwingungen führen könnte, kann entfallen. Die großen Längentoleranzen der Isolierkörper werden durch ständige Neufestlegung des Programmanfangpunktes aus der Meßgröße eines eindimensionalen Tasters kompensiert.

Der Antrieb der Kreuzschlitten mit spielfreien Kugeliplndeln kleiner Steigung ermöglicht zusammen mit speziellen Stellmotoren •ehr (eine Wegauflösungen. Unterschiede des Schleifscheibendurchmessers infolge Verschloiß odor Austausch wordon ebenfalls automatisch kompensiert, indem deren Durchmesser mit elnor Lichtschranke abgotastot wird. Die Drehzahl dos Werkstückes sowie Vorschübe und Drehzahlen der Schleifspindel» werden aufeinander abgestimmt gosteuert. Mit dieser Vorrichtung können bei hoher Schleifleistung sohr differenzierte Sollmaße ohne kompensierte Formschlolfschoibon und ohne Zusatzschlitten bearbeitet werden.

Ausführungibelipl«!

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die beigefügten Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung Fig. 2: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Auf zwei schrägstehenden Maschinenbetten β ist je ein Kreuzschlitten mit hochgenauem Kugelspindelantrieb 4; 9 (Spindelsteigung S mm) und Antriebsmotoren 2; 7 vom Typ WSM 2 angebracht. Den Antriebsmotoren sind Wegmeßsystome 1; 8 vom Typ TS3/C 2 für die X- bzw. Z-Achse zugeordnet. Die Auswertung ler Weginformationen sowie die Ausgabe dor Sollworto und Maschinenfunktionsbefehle wird durch je eine Steuerung vom Typ CNC-H045 realisiert. Die Software dieser Steuerungen beinhaltet sowohl Festlegungen zur Berechnung der Achsvorgabewerte als euch die Auswertung dor Meßtastereingänge für dio Festlegung von Maschinenreferonz und Programmanfangspunkt. Außerdom wird die Abstimmung der Steuerungen untereinander sowie der Schleifscheibenantriebe und des Werkstückantriebes realisiert. Für die Bestimmung des Programmanfangspunktes wird ein 1 D-Meßtaster 5 und für die Aufnahme der Maschinonreferenz der X-Koordinate eine Wechsellichtschranke 3 eingesetzt. Für alle übrigen Signale werden induktive Wandler eingesetzt.

Die Antriebe 12 der Schleifscheiben 10 sowie der Werkstückantrieb 15 erfolgen durch Drehstrom-Asynchronmotoren mit einer Leistung von 5,5kW, wobei die Drehzahlsteuerung über Frequenzumrichter in Verbindung mit DA-Wandlern erfolgt. Infolge der unvermeidlichen Längentoleranzen der Isolatoren 14 erübrigt die Variation des Programmanfangspunktes einen Grundschlitten.

Die Schleifsupporte befinden sich vor dem Einlegen des Isolators 14 in ihren Ausgangsstellungen. Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf den Bewegungsablauf einer jeden Seite. Zunächst muß die Maschinenreferenz hergestellt werden, indem , jerst die Z-Achse in üblicher Weise endschaltergesteuert und im Anschluß daran die X-Achse synchronisiert wird. Für die X-Achse wird der Maschinennullpunkt durch den Schleifscheibendurchmesser bestimmt, indem der Referenzpunkt durch Unterbrechung einer Wechsellichtschranke 3 mit der Schleifscheibenaußenkante ermittelt wird. Die Aufnahme der Maschinenreferenz kann entsprechend dem Schleifscheibenverschleiß programmiert beliebig oft wiederholt werden. Nach dem Start des Bearbeitungsprogrammes bewegt sich der Schlitten für die Z-Achse im Eilgang in Richtung Trennstolle des Bomses bzw. Schleif anfangspunkt. Gleichzeitig wird die X-Achse auf einen Punkt positioniert, so daß der 1 D-Meßtastor 17 sicher die Isolierkörperobeifläche erreicht. Jeder darauffolgende Schleifprogrammschritt dieses einen Isolators wird immer auf den gleichen berechneten Programmanfangspunkt bezogen. Sich ändernde Größen, wie Schleifscheibendurchmesser und Werkstücktoleranz werden somit automatisch kompensiert.

Nach dem Programmablauf bewegt sich der Schlitten wieder in die Ausgangsposition, Zur Entlastung der Axiallager sind dio Steuerungen so programmiert, daß das Planschleifen der beidon Stirnflächen gleichzeitig erfolgt. Es kommt eine Schleifscheibenkombination 11 zum Abtrennen der Bomse (Diamantschleifscheibe 400 mm Durchmesser, 2,2mm Dicke) mit einer Umfangsschleifscheibe (200... 250mm Durchmesser, 10... 15mm Dicke, 10mm Planbolagsbreite) zum Einsatz mit der beliebige Isolatorkonturen rotationssymmetrisch geschliffen werden können.

Die CNC-Steuerungen verändern programmgesteuert den Vorschub und die Bewegungsabläufe sowie über Frequenzsteller die Antriebsdreruahlen der Schleifspindel 10 sowie des Isolators 14, um die technologischen Parameter an jeder Stelle aufeinander abzustimmen. Die schrägstehenden Maschinenbetten, welche das wahlweise Aufspannen einer Lünette sowie die Aufnahme von Reit- und Spindelstock 13 für die Aufnahme des Isolators 14 vereinfachen, ermöglichen sowohl eine unkomplizierte Werkstückaufgabe als auch eine problemlose Kühlmittelabführung mit verminderter Korrosionsgefährdung der Maschinenbettführungen. Durch ein geschlossenes System des Schleifarbeitsraumes bleibt die Maschine' Umgebung weitgehend sauber.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Schleifon rotationssymmetrischer Isolierkörper aus Keramik, gekennzeichnet durch zwei jeweils rechnergesteuert exakt in einer Krouzschlittenrichtuny (x) und der Achsrichtung U) des Isolierkörpers zustellbare Schleifscheiben mit radial und axial abgeflachten Arbeitsflächen, wobei die Kreuzschiittonrichtung (x) ebenso wio dio zugehörigen Maschinonbotton zur Waagerechten geneigt und die Antriebsmotoren für Isolierkörper und Schleifscheiben drehzahlmäßig technologisch kompatibel miteinander verknüpft sind.

2. Verfahren zum Schleifen rotationssymmetrischer Isolierkörper aus Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangspunkt der programmgesteuerten Bearbeitung durch Antasten des Isolierkörper rohlings in dessen Achsrichtung (z) sowie der Mantelflächen beider Schleifscheiben in einer Kreuzschlittenrichtung (x) festgelegt wird.