DE2437010C3 - Maschine zum automatischen Herstellen eines Zierschliffes auf Werkstücken aus Glas, insbesondere Hohlgläsern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum automatischen Herstellen eines Zierschliffes, beispielsweise in Form eines sogenannten Keilschliffes, auf Werkstücken aus Glas, insbesondere Hohlgläsern, mit einem Maschinengestell, einer im Maschinengestell drehbar und axial beweglich gelagerten und mit Vorschubantrieben verbundenen Werkstückhalterwelle, einem im Maschinengestell um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbar gelagerten Schleifkopf, einen Antrieb zum Verschwenken des Schleifkopfes um eine der beiden Achsen und mit einer der Kontur in Achsrichtung des Werkstücks entsprechenden Schablone, weiche zur Steuerung des Schleifkopfes von einem Abtastkopf abgetastet wird.

Eine derartige Maschine zum Aufbringen eines Zierschliffes auf Hohlgläser ist aus der US-PS 35 81 443 bekannt Dort wird die Zustellung der Schleifscheibe entsprechend der Kontur des Werkstücks in Achsrichtung und die Einstellung des Winkels, unter dem ein Schliff erfolgen soll, über die Bewegung der Schleifscheibe selbst gesteuert, während das Werkstück durch

ίο geeignete Antriebe in Umfangs- und Achsrichtung bewegt wird. Eine Schablone, die entsprechend der Kontur des Werkstücks in Achsrichtung geformt ist, wird synchron zur Axialbewegung des Werkstücks vorgeschoben und abgetastet, damit die Stellung der Schleifscheibe in bezug auf das Werkstück entsprechend verändert werden kann. Die Winkelstellung der Schleifscheibe in bezug auf die Werkstückoberfläche wird vor Arbeitsbeginn eingestellt und während des Betriebs nicht verändert

Mit Hilfe dieser Maschine können jedoch nur verhältnismäßig einfache Dekore in Form von gradlinig verlaufenden Schlifflinien auf automatischem Wege hergestellt wenden. Komplizierte Dekormuster, insbesondere beliebig gekrümmte Linien, können mit der bekannten Maschine nicht erzielt werden, vor allem wenn die Werkstücke darüber hinaus stark von der Kreiszylinderform abweichende Konturen besitzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum automatischen Herstellen von Zierschliffen zu schaffen, mit der aus beliebig gekrümmten Linien bestehende Dekormuster hergestellt werden können und die darüber hinaus einfach zu programmieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schwenken des Schleifkopfes um die andere Achse mittels eines zweiten Schwenkantriebes erfolgt, der von den Signalen des Abtastkopfes gesteuert ist, daß ein Trägerkörper für eine optisch abtastbare Steuerkurve vorgesehen ist, der synchron mit dem Werkstück bewegt wird, und daß ein zweiter optisch wirkender Abtastkopf vargeseher. ist, der die Steuerkurve abtastet und die Vorschubantriebe sowie den ersten Schwenkantrieb steuert.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also zunächst der Schwenkantrieb für den Schleifkopf in Abhängigkeit von der Abtastung der Schablone so gesteuert, daß unabhängig von dem Verlauf des Schliffes die Schleifscheibe stets senkrecht zum jeweils abgefahrenen Flächenelement des Werkstücks steht und sich mithin beispielsweise ein gleichmäßiger Keilschliff ergibt. Das Schwenken des Schleifkopfes erfolgt dabei um eine quer zur Werkstücklängsachse und tangential zur Werkstückaußenkontur verlaufende Achse. Mit der zweiten aus optisch abtastbarer Steuerkurve und optisch wirkendem Abtastkopf bestehenden Kopiereinrichtung wird hingegen der Verlauf der Schlifflinie gesteuert, indem die Bewegung des Werkstücks oder in kinematischer Umkehrung die des Schleifkopfes in Achs- und Umfangsrichtung beeinflußt wird.

Da der Träger der Steuerkurve und das Werkstück sowohl in Umfangsrichtung als auch in Achsrichtung synchron verstellt werden können, sind dabei lediglich einfache Vorschubantriebe erforderlich. Die Verwendung von optisch abtastbaren Steuerkurven hat hingegen den Vorteil, daß beliebige Dekorlinien auf einfache Weise durch Aufzeichnen programmiert werden können, ohne sie — wie dies etwa bei numerisch gesteuerten Maschinen erforderlich ist — vorher ma-

thematisch oder numerisch erfassen zu müssen. Die erfindungsgemäße Maschine ist daher auch besonders gut zum Ausprobieren von Schliffmustern sowie das Aufbringen von ggf. auch unterschiedlichen S~hlifflinien in beliebiger gewünschter Reihenfolge geeignet und ermöglicht ferner eine einfache Umstellung und Programmierung auf ein anderes Werkstück.

Bei der bekannten Maschine wird der Schleifdruck mit Hilfe einer Kolben-Zylindereinheit erzeugt. In diesem Zusammenhang ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der optische Abtastkopf eine elektronische Schaltung enthält, welche die von einem Druckgeber bezüglich des von der Kolben-Zylindereinheit erzeugten Schleifdrucks ermittelten Meßwerte verarbeitet und danach über die Vorschubantriebe die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks verändert. Dadurch ist es möglich, die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks und damit die von der Vorschubgeschwindigkeit und dem Schleife! ruck abhängige Schlifftiefe am Werkstück zu steuern, um unterschiedlich tiefe Schliffe zu erzeugen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschine ist zwischen dem Trägerkörper und der Werkstückhalterwelle eine lösbare Kupplung geschaltet, mittels der es unter anderem möglich ist, ein und dieselbe Schlifflinie in Winkelabständen mehrfach auf dem Umfang des Werkstuckes einzuschleifen.

Um mit Hilfe von ein und derselben Steuerkurve zwei zueinander spiegelbildlich verlaufende Schlifflinien herstellen zu könncr., ist hingegen dem den rotatorischen Vorschub des Werkstücks erzeugenden Vorschubantrieb ein Umkehrgetriebe zugeordnet.

Ebenso kann eine Schlifflinie am Werkstück in dessen Längsrichtung ohne Veränderung der auf dem Trägerkörper aufgezeichneten Steuerkurve verschoben werden, wenn hierzu auf dem Trägerkörper von optischen Schaltern erfaßbare Markierungen angebracht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Maschine und

Fig.2 schematisch die Anstellung des Schleifkopfs zur Werkstückoberfläche bei der Maschine nach F i g. 1.

Ein an einer Werkstückhalterwelle 5 eingespanntes Werkstück 8 wird über diese axial und in Umfangsrichtung bewegt. Über dem Werkstück 8 ist ein Schleifkopf 9 angeordnet, de:· mit einem Schwenkantrieb 4 verbunden ist.

Eine Kolben-Zylindereinheit 6 ist mit der Werkstückhalterwelle 15 verbunden und bewirkt den Andruck des Werkstückes 8 an den Schleifkopf 9. Eine Hauptwelle 16 überträgt den Vorschub, bestehend aus Axial- und Drehbewegung, mit Hilfe eines Kegelradgetriebes 17 auf die Werkstückhalterwelle 15 und somit auf das Werkstück 8. Die Hauptwelle 16 ist über eine Schubstange 18 mit einem Antrieb 2 für den axialen Vorschub und über ein Kegelradgetriebe 19 und eine Welle 20 mit einem weiteren Antrieb 3 für den Vorschub in Umfangsrichtung verbunden. Der Antrieb 3 treibt die Welle 20 über eine Transmission 21. Die Welle 20 ist von der Hauptwelle 16 mitiels einer Kupplung 12 trennbar. Am freien Ende der Welle 20 ist ein Trägerkörper 10 befestigt, der die den gewünschten Schlifflinien entsprechenden Steuerkurven 11 trägt. Über dem Trägerkörper 10 befindet sich ein optischer Abtastkopf 1, der über eine Leitung * mit dem Antrieb 3 und über eine Leitung ν mit dem Antrieb 2 verbunden ist. Des weiteren ist der Schwenkantrieb 4 über eine Leitung ζ mit dem Abtastkopf 1 verbunden.

Auf der Hauptwelle 16 ist zwischen dem Kegelradgetriebe 17 zum Antrieb der Werkstückhalterwelle 15 und zwischen dem Kegelradgetriebe 19 ein Umkehrgetriebe 14 angeordnet, um den vom Antrieb 3 erzeugten Umfangsvorschub in beide Drehrichtungen übertragen zu können. Am freien Ende der Hauptwelle 16 ist ein Te.'lapparat 7 vorgesehen.

ίο Zur Steuerung des Schleifdruckes ist eine Programmvorrichtung 13 vorgesehen, die mit der Kolben-Zylindereinheit 6 und einem Druckgeber 5 verbunden ist Der Druckgeber 5 wiederum ist über eine Leitung ρ mit dem Abtastkopf 1 verbunden. Dieser enthält lichtempfindli- -ehe Elemente, z. B. Fotodioden, Fotowiderstände od. dgl., die auf Kontraste auf dem Trägerkörper 10 ansprechen.

Zum Schleifen wird das Werkstück 8 in eine Spannvorrichtung (nicht dargestellt) eingespannt. Der Trägerkörper 10 befindet sich mit der Nullmarkierung seiner Steuerkurve 11 unter dem Abtastkopf 1. Trägerkörper 10 und Werkstück 8 sind über die Wellen 20, 16 und 15 und die Getriebe 14, 19 und 17 so miteinander verbunden, daß ihre Bewegungen synchron verlaufen. Nach Einschalten des Automaten beginnt der Trägerkörper 10 seine Bahn unter dem Abtastkopf 1, der die Steuerkurve 11 abtastet. Die vom Abtastkopf 1 in Abhängigkeit von der Steuerkurve 11 erzeugten, den Koordinaten der Steuerkurve 11 entsprechenden Signale steuern die Antriebe 2 und 3, die wiederum den Trägerkörper 10 so bewegen, daß die Steuerkurve 11 immer im Fangbereich der Optik bleibt. Die Bewegung des Werkstückes 8 findet synchron zu der des Trägerkörpers 10 statt, wobei das Werkstück mittels der Kolben-Zylindereinheit 6 an den Schleifkopf 9 angedrückt wird. Der Andruck wird in der Progranimvorrichtung 13, die Ein- und Auslaß einer pneumatischen Druckversorgung (nicht dargestellt) steuert, vorgegeben.

Da die Schlifftiefe von Andruck und Vorschubgeschwindigkeit abhängig ist und es zu jedem Andruck eine optimale Vorschubgeschwindigkeit im Hinblick auf einen gleichmäßigen Glasabirag und konstante Belastung von Werkstück und Schleifscheibe gibt, wird die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Andruck gesteuert. Hierzu wird vom Druckgeber 5 ein dem Andruck entsprechendes Signal über die Leitung ρ zum Abtastkopf 1 übermittelt, dort in Stellsignale für die Antriebe 2 und 3 umgesetzt und den Weginformationen des Abtastkopfes 1, die dieser dem Verlauf der

Steuerkurve 11 entnimmt, überlagert so daß sich eine schleifdruckabhängige Vorschubgeschwindigkeit ergibt.

Beim Schleifen einer gekrümmten Linie wird der

Schleifkopf 9 mittels des Schwenkantriebs 4 tangential an die Schlifflinie angestellt, um ein gleichmäßiges Schliffprofil zu gewährleisten. Hierzu wird zusätzlich die jeweilige Steigung der Steuerkurve 11 vom Abtastkopf 1 erfaßt und über einen weiteren Signalgeber, z. B. einen Momentengeber (nicht dargestellt) in Form eines Stellsignals über die Leitung 7. dem Schwenkantrieb 4 übermittelt.

Entsprechend der Steuerkurve 11 bewegt sich nun der Trägerkörper 10 in axialer Richtung oder in Umfangsrichturg, oder er legt einen Weg zurück, der aus Dreh- und Axialbewegung zusammengesetzt ist. Beim Erreichen einer Endmarkierung der Steuerkurve 11 kommt der Trägerkörper 10 zum Stillstand. Soll der gleiche Schliff auf dem Umfang des Werkstückes 8 wiederholt

werden, wird es vom Trägerkörper 10 mit Hilfe der Kupplung 12 abgekuppelt.

Während der Trägerkörper 10 in seine Nullage zurückgefahren wird, wird das Werkstück 8 mittels der Kolben-Zylindereinheit 6 vom Schleifkopf 9 abgerückt, der auch hinsichtlich seiner tangentialen Position zum Schliff in die Ausgangslage zurückfährt. Das Werkstück 8 wird nun mittels des Teilapparats 7 um einen vorgegebenen Betrag verdreht, um darauf wieder mit dem Trägerkörper 10 zusammengekuppelt zu werden. Nach Ansetzen des Werkstücks 8 an den Schleifkopf 9 beginnt der Schleifvorgang von vorn und wiederholt sich entsprechend der Teilung über den gesamten Umfang des Werkstücks. Soll der gleiche Schliff mit einer spiegelbildlichen Variante aufgebracht werden, so wird die Drehrichtung des Werkstücks 8 mit Hilfe des Umkehrgetriebes 14 umgekehrt, so daß auf dem Trägerkörper 10 hierfür keine besondere Steuerkurve 11 erforderlich ist. Sollen zwei in der Form unterschiedliche Schliffe abwechselnd verwendet werden, so wird nach Beendigung der ersten Schliffserie zunächst das Werkstück 8 nach Abkupplung vom Trägerkörper 10 der vorgegebenen Teilung entsprechend gedreht. Danach wird dann der Trägerkörper 10 ebenfalls so weit gedreht, daß die zweite unterschiedliche Steuerkurve in den Abtastbereich des Abtastkopfes 1 gelangt. Danach wird in der oben beschriebenen Weise die zweite Schliffserie hergestellt.

Soll eine gleiche Schlifform von einer unterschiedlichen Nullbasis ausgehend noch einmal aufgebracht werden, so sind auf dem Trägerkörper 10 zusätzliche Markierungen vorgesehen, die von zweckmäßigerweise im Abtastkopf 1 mit untergebrachten optischen Schaltern erfaßt werden und Stellsignale für die Axialverschiebung des Schliffmusters auf dem Werkstück 8 liefern. Nachdem das Werkstück 8 unterhalb des Schleifkopfs 9 in die «neue« Nullstellung gefahren ist, fährt der Trägerkörper 10 vom Werkstück 8 abgekuppelt in die «alte« Nullstellung zurück, wobei eine nicht dargestellte Ausgleichsvorrichtung den Distanzunterschied in axialer Richtung in der Vorschubübertragungsvorrichtung ausgleicht.

Der Schlcifvorgang läuft nun wie oben beschrieben ab. Natürlich können die Schlifformen und ihre Reihenfolge beliebig variiert werden. So kann z. B. vor dem Ansetzen eines neuen Nullpunktes erst der Trägerkörper 10 verdreht werden, um mit einer unterschiedlichen Schiifform neu anzusetzen, wobei auch spiegelbildliche Schliffe mit einbezogen werden können.

Weicht die Form des Werkstücks, z. B. eines Glases von der zylindrischen Hohlform ab, so kann der Schleifkopf 9 mit Hilfe eines Schwenkantriebes 24 (F i g. 2) um die Achse geschwenkt werden, die quer zur Werkstücklängsachse und tangential zur Werkstückaußenkontur verläuft, so daß auch hier ein bestimmter Einstellwinkel der Schleifscheibe 9 zur Werkstückoberfläche, vorzugsweise ein rechter Winkel, eingehalten werden kann. Dies wird mit Hilfe einer zusätzlichen Schablone 22 als Steuerkurve erreicht, deren Verlauf dem Verlauf der Werkstückoberfläche in Richtung der Werkstücklängsachse entspricht und die von einem weiteren Abtastkopf 25 abgetastet wird, wobei ein diesem zugeordneter Signalgeber 23 Stellsignale aul den Schwenkantrieb 24 gibt. Der Schwenkantrieb 24 schwenkt den Schleifkopf 9 entsprechend der abgetasteten Krümmung der Schablone 22.

Der oben beschriebene Automat kann auch zum Aufbringen von Zierschliffen auf Flachglas verwende! werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Maschine zum automatischen Herstellen eines Zierschliffes, beispielsweise in Form eines sogenannten Keilschliffes, auf Werkstücken aus Glas, insbesondere Hohlgläsern, mit einem Maschinengestell, einer im Maschinengestell drehbar und axial beweglich gelagerten und mit Vorschubantrieben verbundenen Werkstückhalterwelle, einem im Maschinengestell um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbar gelagerten Schleifkopf, einem Antrieb zum Verschwenken des Schleifkopfes um eine der beiden Achsen und mit einer der Kontur in Achsrichtung des Werkstücks entsprechenden Schablone, weiche zur Steuerung des Schleifkopfes von einem Abtastkopf abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenken des Schleifkopfes (9) um die andere Achse mittels eines zweiten Schwenkantriebes (24) erfolgt, der von den Signalen des Abtastkopfes (25) gesteuert ist, daß ein Trägerkörper (tO) für eine optisch abtastbare Steuerkurve (11) vorgesehen ist, der synchron mit dem Werkstück (8) bewegt wird, und daß ein zweiter optisch wirkender Abtastkopf (1) vorgesehen ist, der die Steuerkurve (11) abtastet und die Vorschubantriebe (2, 3) sowie den ersten Schwenkantrieb (4) steuert.

2. Maschine nach Anspruch 1 mit einer Druckluft-Kolben-Zylindereinheit zum Erzeugen und Einstellen des Schleifdrucks, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abtastkopf (1) eine elektronische Schaltung enthält, welche die von einem Druckgeber (5) bezüglich des von der Kolben-Zylindereinheit (6) erzeugten Schleifdrucks ermittelten Meßwerte verarbeitet und danach über die Vorschubantriebe (2,3) die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks (8) verändert.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragkörper (10) und der Werkstückhalterwelle (15) eine lösbare Kupplung (12) geschaltet ist.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem den rotatorischen Vorschub des Werkstücks (8) erzeugenden Vorschubantrieb (3) ein Umkehrgetriebe (14) zugeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägerkörper (10) von optischen Schaltern erfaßbare Markierungen vorgesehen sind, mittels deren über den Vorschubantrieb (2) eine Verschiebung des Schliffmusters auf dem Werkstück (8) in Richtung der Werkstücklängsachse erzielbar ist.