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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kombinationsschleifmaschine,
die angepasst ist, um eine Vielzahl von axialen getrennten Abschnitten,
die spanend zu bearbeiten sind (nachstehend lediglich als Objektabschnitte
bezeichnet), eines drehbar gelagerten Werkstücks mittels einem Paar zusammenwirkender
Schleifräder
zu schleifen, die unabhängig
voneinander gesteuert sind, um in die axiale und in die radiale
Richtung des Werkstücks
geführt zu
werden, oder gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Eine derartige Maschine ist zum Beispiel durch die
Druckschrift aus der Resarch-Disclosure Datenbank mit der Nummer
272049 offenbart.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Eine
Kombinationsschleifmaschine dieser Art, insbesondere dieser zum
Schleifen von Kurbelwellen, hat ein Paar Radköpfe, die jeweils ein Schleifrad
haben und die unabhängig
voneinander numerisch gesteuert werden können, um in die axiale und die
radiale Richtung der Kurbelwelle geführt zu werden, die als das
drehbar gelagerte Werkstück
dient. Das Paar Schleifräder
wird gesteuert, um eine Vielzahl von Kurbelzapfen und zwei gleichzeitig
gemäß einem
Bearbeitungsprogramm, das in einer numerischen Steuereinheit gespeichert
ist, effizient und zusammenwirkend zu schleifen.
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Während dem
Schleifen wird die Kurbelwelle um die Achse der Achszapfen gedreht,
so dass die Kurbelzapfen um die Achse der Achszapfen umlaufen. Die
Radköpfe
bewegen sich synchron mit einer Kurbelwellendrehung vor und zurück, um sich
entsprechend den Winkelpositionen der korrespondierenden umlaufenden
Kurbelzapfen vor und zurück
zu bewegen.
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Herkömmlich durchläuft, um
die Profilunregelmäßigkeit
von geschliffenen Abschnitten zu verbessern, eine Kurbelwelle, die
ein Schleifen durchlaufen hat, ein Läppen. Die somit fertig gestellte
Kurbelwelle wird zum Beispiel an einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors
im Automobilgebrauch angebracht. Zum Läppen wird eine separate Läppmaschine
eingesetzt. In der Läppmaschine
werden die geschliffenen Flächen
der Kurbelwelle mittels einem bandförmigen Sandpapier oder einer
Polierschicht geläppt.
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Da
Schleifen und Läppen
durch Verwendung von unterschiedlichen Maschinen ausgeführt wird, muss
eine Kurbelwelle von einer Schleifstation zu einer Läppstation
transportiert werden. Ferner ist eine Leerlaufzeit, die zum Beispiel
zum Positionieren einer Läppmaschine
benötigt
wird, beteiligt, womit eine Bearbeitungseffizienz beeinträchtigt ist.
Wegen einer starken Abnutzung von Sandpapier oder Polierpapier hat
Läppen
das Problem, dass Sandpapier oder Polierpapier bricht. Daher ist
Läppen
selber nicht sehr effizient.
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Ferner
hat, obwohl herkömmliches
Läppen eine
Oberflächenrauhigkeit
verbessern kann, das herkömmliche
Läppen
den nachstehenden Nachteil. Das heißt, dass bei dem herkömmlichen
Läppen Sandpapier
oder eine Polierschicht lediglich über einen schwimmenden Mechanismus
gegen einen Kurbelzapfen gedrückt
wird, ohne die räumliche
Beziehung (das heißt
die Relativposition) zwischen dem Sandpapier oder der Polierschicht
und einem Kurbelzapfen genau zu steuern. Als ein Ergebnis verschlechtert
der Läppprozess
Rundheit und Zylindrizität
von Kurbelzapfen stark, die in dem vorhergehenden Schleifprozess
erhalten worden sind.
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Die
Druckschrift
US 5 274 961 offenbart
eine Maschine mit einem Grobschleifrad, das ringförmige Nuten
hat, und einem Endbearbeitungsrad, die auf einer gemeinsamen Welle
zum Schleifen von Nocken montiert sein können. Nach einem ersten radialen Vorschub
wird das Grobschleifrad zurückgezogen und
für einen
zweiten radialen Vorschub axial versetzt.
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Ferner
ist im Dokument WO 94/14571 eine Werkstückschleifvorrichtung mit einem
Schleifrad und einem Endbearbeitungsband offenbart. Das Schleifrad
und das Endbearbeitungsband sind entweder an einer Seite oder an
beiden Seiten des Werkstücks
angeordnet. In beiden Fällen
wird das Werkstück
entweder mit dem Schleifrad oder mit dem Endbearbeitungsband bearbeitet.
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Ferner
ist in der Druckschrift WO 98/58767 eine Maschine mit zwei Schleifrädern, von
denen jedes ein paar Schleifflächen
hat und die an einer Seite eines Werkstücks angeordnet sind, zum Schleifen von
unterschiedlichen Paaren von Nocken einer Nockenwelle vorgesehen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung ist das Vorsehen einer verbesserten Kombinationsschleifmaschine
mit einer hohen Flexibilität
und einer kompakten Konstruktion, die es ermöglicht, mit einer höheren Genauigkeit
spanend zu bearbeiten.
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Diese
Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale von Anspruch 1 erreicht.
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Weitere
vorteilhafte Entwicklungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Verschlechterung der geometrischen
Genauigkeit von Objektabschnitten in einem Läppprozess nach einem Schleifprozess
zu verhindern.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Vielzahl
von Objektabschnitten eines Werkstücks effizient zu schleifen
und feinzubearbeiten.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ungewünschte Ereignisse,
die mit einem Schleifen zusammenhängen – wie beispielsweise eine Durchbiegung
eines Werkstücks,
die aus einer mechanischen Berührung
zwischen einem Schleifrad und einem Objektabschnitt herrührt, und
eine Vibration des Werkstücks
und der Maschine – zu
verhindern, die eine nachteilige Wirkung auf ein abschließendes Endbearbeiten,
das an geschliffenen Abschnitten ausgeführt wird, haben.
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Ein
zusätzliches
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein hocheffizientes Schleifen
ohne einer Beteiligung einer Durchbiegung eines Werkstücks in einem
Schleifprozess durchzuführen,
der eine verhältnismäßig große Bearbeitungslast
beinhaltet, und um hochgenaues Endbearbeiten ohne Beteiligung eines Reibens
einer anderen geschliffenen Fläche
gegen ein mechanisches Element als der in Berührung mit einem Abschlussendbearbeitungswerkzeug
in einem Abschlussendbearbeitungsprozess auszuführen, der eine verhältnismäßig geringe
Bearbeitungslast beinhaltet.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine ausreichende
Menge an Schleiflösung
zu einem Schleifbereich während
einem Schleifen zuzuführen,
und das Auftreten eines Brennens einer geschliffenen Fläche zu verhindern
und um die nachteilige Wirkung eines dynamischen Drucks einer Schleifflüssigkeit,
die zu einem Schleifbereich während
einem Feinbearbeiten zugeführt
wird, um eine hohe Endbearbeitungsgenauigkeit zu erhalten, zu beseitigen.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein effizientes
Schleifen und Feinbearbeiten einer Vielzahl von Achszapfen und Kurbelzapfen einer
Kurbelwelle durch ein einziges Einrichten der Kurbelwelle an einer
Schleifmaschine zu ermöglichen.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu erzielen, sieht die vorliegende Erfindung
eine Kombinationsschleifmaschine vor, die einen ersten Radkopf und
einem zweiten Radkopf hat, die unabhängig voneinander gesteuert
werden können,
um in die axiale Richtung eines drehbar gelagerten Werkstücks und
in eine Richtung senkrecht zu der axialen Richtung geführt zu werden.
Der erste Radkopf hat ein Schleifrad und der zweite Radkopf hat
ein Feinbearbeitungsrad. Axial getrennte Objektabschnitte des Werkstücks, die mittels
dem Schleifrad geschliffen worden sind, werden mittels dem Feinbearbeitungsrad
fein bearbeitet, während
das Werkstück
durchgehend an der Schleifmaschine gelagert ist, ohne die Art der
Lagerung zu wechseln. Auf diese Weise sind Schleifen und Feinbearbeiten
kombiniert.
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Schleifen
und Feinbearbeiten werden auf einer einzigen Maschine ausgeführt, während das Werkstück mittels
einem Werkstücklagermechanismus
gelagert ist, ohne die Art der Lagerung zu ändern, so dass eine Überführung des
Werkstücks
von einer Schleifstation zu einer Endbearbeitungsstation unnötig wird.
Die Position eines Kontaktpunkts des Schleifrads im Bezug auf das
Werkstück
wird zusammen mit dem zweiten Radkopf variiert, der auf eine genau
gesteuerte Weise vor und zurück
bewegt werden kann. Somit kann die Oberflächenrauhigkeit des Objektabschnitts,
der mittels dem Schleifrad des ersten Radkopfs geschliffen worden
ist, verbessert werden, während
das geometrische Profil des Objektabschnitts, wie beispielsweise
Rundheit und Zylindrizität,
aufrecht erhalten wird, wie mittels dem Schleifrad genau endbearbeitet.
Somit kann ein Bearbeiten intensiv ausgeführt werden und eine Feinbearbeitungsgenauigkeit
verbessert werden. Bevorzugt hat jedes von dem Schleifrad und dem
Feinbearbeitungsschleifrad eine Schicht aus CBN-Körnern oder Diamantkörnern, die
eine lange Schleiflebenszeit aufweisen. Bevorzugt sind das Schleifrad
und das Feinbearbeitungsrad an dem ersten beziehungsweise dem zweiten
Radkopf auf eine derartige Weise angeordnet, dass sie einander zugewandt
sind.
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Bevorzugt
wird eine numerische Steuereinheit zum Steuern der Schleifmaschine
auf die nachstehende Weise programmiert. Das Schleifrad des ersten
Radkopfes, der seine Ursprungsposition an einem Ende eines gemeinsamen
Wegs hat, schleift anfangs den Objektabschnitt, der von der Ursprungsposition
weit entfernt gelegen ist; das heißt der Objektabschnitt, der
nahe dem anderen Ende des gemeinsamen Wegs gelegen ist, bei dem
die Ursprungsposition des zweiten Radkopfes gelegen ist. Danach schleift
das Schleifrad nacheinander die verbleibenden Objektabschnitte,
während
der erste Radkopf zu seiner Ursprungsposition zurückkehrt.
Das Feinbearbeitungsrad des zweiten Radkopfes bearbeitet die Objektabschnitte
nacheinander fein, die mittels dem Schleifrad geschliffen worden
sind, während
der zweite Radkopf zu der Ursprungsposition des ersten Radkopfes
und parallel mit dem Schleifen bewegt wird, das mittels dem Schleifrad
ausgeführt
wird. Schleifen und Feinbearbeiten werden parallel zueinander an
mindestens einem Abschnitt der Objektabschnitte ausgeführt, wodurch
die Bearbeitungszeit je Werkstück
verkürzt
wird. Bevorzugt beginnt das Schleifrad das Schleifen von dem Objektabschnitt, der
am nächsten
zu der Ursprungsposition des zweiten Radkopfes gelegen ist, und
schleift dann die verbleibenden Objektabschnitte, während der
erste Radkopf zu seiner Ursprungsposition zurückkehrt. Ferner bearbeitet
das Feinbearbeitungsrad die Objektabschnitte fein, die mittels dem
Schleifrad geschliffen worden sind, während es sich nach dem ersten
Radkopf zu der Ursprungsposition des ersten Radkopfes bewegt. Somit
kann die Gesamtzeit, die zum Schleifen und Feinbearbeiten erforderlich
ist, minimiert werden.
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Bevorzugt
werden Schleifen eines Objektabschnitts und Feinbearbeiten eines
geschliffenen Objektabschnitts parallel zueinander ausgeführt. Feinbearbeiten
wird parallel mit einem Feinschleifen ausgeführt, das bei Abschluss eines
Grobschleifens des Objektabschnitts ausgeführt wird. Feinbearbeiten wird
parallel zu einem Feinschleifen ausgeführt, das bei schonenden Schleifbedingungen
ausgeführt
wird, nicht parallel zu einem Grobschleifen, das bei harten Schleifbedingungen
ausgeführt
wird. Somit kann verhindert werden, dass die Genauigkeit einer feinbearbeiteten
Fläche
durch die Vibration und Durchbiegung des Werkstücks beeinflusst wird, die auftreten würde, wenn
ein Feinbearbeiten parallel zu einem Grobbearbeiten ausgeführt würde. Angesichts
einer Verkürzung
einer Bearbeitungszeit werden Schleifen und Feinbearbeiten bevorzugt – in denen
ein zu schleifender Objektabschnitt und ein geschliffener Objektabschnitt
benachbart zu dem Objektabschnitt gleichzeitig Schleifen beziehungsweise
Feinbearbeiten durchlaufen – ausgeführt, während sich
der erste und der zweite Radkopf zu der Ursprungsposition des ersten
Radkopfes bewegt. Hier kann „Feinschleifen" ein letzter Schleifschritt
sein, der einen letzten Vorschub zum Schneiden des Schleifrades
beinhaltet, oder ein Zwischenschleifschritt sein, der zwischen einem
Grobschleifschritt und dem letzten Schleifschritt auszuführen ist.
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Bei
Abschluss eines Schleifens von jedem der Objektabschnitte wird die
räumliche
Beziehung (das heißt
die Relativposition) zwischen dem Objektabschnitt und dem Schleifrad
gespeichert. Wenn Feinbearbeiten zu starten ist, wird das Feinbearbeitungsrad
genau an einer Feinbearbeitungsstartposition auf der Basis gespeicherter
Positionsdaten positioniert. Da eine Feinbearbeitungsstartposition
auf der Basis von Daten hinsichtlich einer Werkzeugposition bestimmt
wird, die bei Abschluss eines Schleifens von jedem der Objektabschnitte
erfasst wird, kann das Feinbearbeitungsrad zum Schneiden gegen eine grobe
Fläche
des Objektabschnitts fein zugeführt werden.
In dem Fall eines Werkstücks,
das eine geringe Festigkeit und eine merkliche Anisotropie in eine
Drehrichtung aufweist, wie beispielsweise eine Kurbelwelle, begegnet
ein Schleifrad einer Schwierigkeit eines Bewirkens eines genauen
feinen Vorschubs zum Feinbearbeiten. Die vorliegende Erfindung löst dieses
Problem. Ferner kann die vorstehend beschriebene Einrichtung zur
Lösung
eine sogenannte Leerlaufvorschubzeit verkürzen, die beim Beginnen eines
Feinbearbeitens erforderlich ist, um das Feinbearbeitungsrad in
Kontakt mit einer geschliffenen Fläche von jedem der Objektabschnitte bei
einer geeigneten Vorschubgeschwindigkeit zum Schneiden zu bringen.
Somit kann eine Bearbeitungseffizienz verbessert werden.
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Die
Position des Schleifrads bei Abschluss eines Schleifens kann mittels
einem Ausgang eines Absolutwertgebers erfasst werden, der die Vorschubeinheit
des ersten Radkopfes ausbildet und als eine Positionserfassungseinrichtung
dient. Alternativ kann ein Kontaktpunkt des Schleifrads durch Verwendung einer
optischen oder magnetischen Erfassungseinrichtung erfasst werden.
Wenn Feinbearbeiten auszuführen
ist, wird das Feinbearbeitungsrad auf der Basis von Daten hinsichtlich
der Position des Schleifrads oder des ersten Radkopfes, wie bei
Abschluss eines Schleifens erfasst ist, positioniert. Eine Berechnung
der Feinbearbeitungsstartposition berücksichtigt einen entgegen gesetzten
Unterschied zwischen dem Schleifrad und dem Feinbearbeitungsrad
und einem Positionsunterschied zwischen dem ersten Radkopf und dem
zweiten Radkopf in Bezug auf den Ursprung des X-Koordinatensystems;
das heißt
der Bearbeitungsursprung, der zum Beispiel die Achse der Drehung
des Werkstücks
ist. Die numerische Steuereinheit kann diese Berechnung unmittelbar
nach Erfassung der Position des Schleifrads oder des ersten Radkopfes,
oder unmittelbar bevor ein Feinbearbeiten gestartet ist, ausführen.
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Eine
Abtragung des Schleifrads, die von einer Reibung mit dem Werkstück herrührt und
die von einem Abrichten herrührt,
das zur Wiederherstellung der Schleiffläche des Schleifrads ausgeführt wird, kann
durch Verwendung einer bekannten Erfassungseinrichtung erfasst werden,
die einen direkten oder indirekten Kontakt mit der Schleiffläche des Schleifrads
beinhaltet. In dem Fall, in dem eine hohe Auflösung einer Erfassung erforderlich
ist, wird jedoch der Unterschied zwischen dem somit erfassten scheinbarem
Durchmesser und einem Istdurchmesser im Bezug auf das Schleifrad
nicht unerheblich. Um für
die numerische Steuereinheit eine genaue Feinbearbeitungsstartposition
durch kleines Einbringen eines Fehlers, der aus einem scheinbaren Durchmesser
des Schleifrads herrührt,
zu berechnen, ist die Verwendung eines Schleifrads mit einer starken
Abtragung bevorzugt, da eine Verringerung des Durchmessers eines
derartigen Schleifrads über eine
lange Lebensdauer klein ist.
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Vorteilhaft
ist eine Stützeinheit
vorgesehen, um das Werkstück
von dem gegen gesetzte Schleifrads zu lagern, zumindest wenn das
Schleifrad ein Grobschleifen ausführt. Die Stützeinheit lagert das Werkstück jedoch
nicht, zumindest wenn das Feinbearbeitungsrad eine letzte Stufe
eines Feinbearbeitens ausführt;
insbesondere bei einem letzten Ausfunken. Bei der letzten Stufe
eines Feinbearbeitens verhindert eine Beseitigung einer mechanischen
Reibung zwischen dem Werkstück
und dem Stützschuh ein
Rattern, das andererseits aus der mechanischen Reibung resultieren
würde,
ebenso wie eine Verschlechterung einer Rauhigkeit einer feinbearbeiteten
Fläche
des Werkstücks.
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Bevorzugt
wird die vorliegende Erfindung auf eine Kurbelzapfenschleifmaschine
mit einem C-X Steuersystem angewandt. Das Werkstück hat die Form einer Kurbelwelle.
Der Werkstücklagermechanismus
lagert die Kurbelwelle, so dass die Kurbelwelle um die Lagerzapfenachse
dreht, um hierdurch Kurbelzapfen um die Lagerzapfenachse zu umlaufen. Während einem
Schleifen oder einem nachfolgenden Feinbearbeiten bewegt sich der
erste oder der zweite Radkopf synchron mit dem Phasenwinkel des
umlaufenden Kurbelzapfens, der zu Schleifen oder Feinzubearbeiten
ist, vor und zurück.
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Jeder
der Kurbelzapfen wird anfangs mittels des Schleifrads geschliffen
und wird dann mittels dem Feinbearbeitungsrad fein bearbeitet. Während einem
Schleifen oder einem Feinbearbeiten werden eine Drehung der Kurbelwelle
und ein Vorrücken/Zurückziehen
des ersten oder zweiten Radkopfes synchronisiert. Somit können, sogar
obwohl die Steifigkeit der Kurbelwelle mit der Drehwinkelposition
stark variiert, die Kurbelzapfen hocheffizient und genau geschliffen
und fein bearbeitet werden. Während
einem Schleifen und nachfolgenden Feinbearbeiten verbleibt eine
Lagerung der Kurbelwelle, die durch den Werkstücklagermechanismus bewirkt
wird, unverändert,
wodurch das Feinbearbeitungsrad zum Schneiden gegen die geschliffene
Fläche
des Kurbelzapfens fein zugeführt
werden kann. Bevorzugt wird, unmittelbar nachdem jeder der Kurbelzapfen geschliffen
ist, der Kurbelzapfen fein bearbeitet. Ferner wird die Position
des Schleifrads wie beim Abschluss eines Schleifens erfasst gespeichert.
Auf der Basis der Positionsdaten wird das Feinbearbeitungsrad vor
einem Beginn eines Feinbearbeitens positioniert. Insbesondere wird
ein Schleifen – das
harte Schleifbedingungen beinhaltet, wie beispielsweise ein großes Schleifabmaß – ausgeführt, während die
Stützeinheit die
Kurbelwelle lagert, um eine Durchbiegung der Kurbelwelle zu verhindern.
Ferner wird ein Feinbearbeiten; zumindest die letzte Stufe eines
Feinbearbeitens – die
ein kleines Schleifabmaß beinhaltet – ausgeführt, während kein
mechanischer Kontakt zwischen der Kurbelwelle und der Stützeinheit
eingerichtet ist, wodurch ein nachteiliger Effekt auf eine Endoberflächenrauhigkeit
vermieden wird, die andererseits aus dem mechanischen Kontakt resultieren würde.
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Vorteilhaft
wird eine größere Menge
an Kühlmittel
zu einem Bereich eines Schleifens, der zwischen dem Schleifrad und
dem Objektabschnitt gelegen ist, während einem Schleifen zugeführt, das
unter harten Bedingungen ausgeführt
wird. Während
einem Feinbearbeiten, das ausgeführt
wird, um eine Profilunregelmäßigkeit
stark zu verbessern, wird eine kleine Menge an Kühlmittel zu dem Objektabschnitt zugeführt und Ölnebel,
der als ein Schmiermittel dient, wird über das Feinbearbeitungsrad
gesprüht. Verringern
eines Kühlmittels,
das während
einem Feinbearbeiten zugeführt
wird, verhindert ein Rattern und eine Erzeugung eines dynamischen
Drucks, der andererseits aus einem Kühlmittel resultieren würde, das
zwischen dem Objektabschnitt und dem Feinbearbeitungsrad erfasst
wird, wodurch ein Feinbearbeitungsflächenprofil weiter verbessert
wird; das heißt eine
geometrische Genauigkeit und eine Oberflächengenauigkeit.
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Bevorzugt
wird ein Filter zum Verhindern eines Eintritts von Fremdmaterial
in ein Kühlmittel,
das während
einem Feinbearbeiten zugeführt
wird, eingesetzt und eine Menge an Kühlmittel, das während einem
Feinbearbeiten zugeführt
wird, ist nicht größer als
ein Zehntel des Kühlmittels,
das zu dem Bereich des Schleifens während einem Schleifen zugeführt wird.
Dies beseitigt ein Rattern und eine Erzeugung eines dynamischen
Drucks und verhindert eine Ausbildung von Kratzern auf einer feinbearbeiteten
Fläche.
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Bevorzugt
werden in diesem Fall, in dem das Werkstück die Form einer Kurbelwelle
hat, bevor oder nachdem alle Kurbelzapfen geschliffen und fein bearbeitet
sind, alle Lagerzapfen der Kurbelwelle geschliffen und feinbearbeitet.
Dies ermöglicht
ein Schleifen und Feinbearbeiten von Lagerzapfen und Kurbelzapfen
der Kurbelwelle auf einer einzigen Schleifmaschine bei Beteiligung
einer einzigen Einrichtung der Kurbelwelle an der Maschine, wodurch eine
Bearbeitungsgenauigkeit und Effizienz weiter verbessert wird. Bevorzugt
wird ein Schleifen und ein Feinbearbeiten von Lagerzapfen vor einem
Schleifen und Feinbearbeiten von Kurbelzapfen ausgeführt, das
eine komplizierte Steuerung beinhaltet, wie beispielsweise eine
Winkelsteuerung einer Kurbelwellendrehung, wodurch eine hohe Genauigkeit
eines Endbearbeitens von Kurbelzapfen erreicht wird.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Verschiedene
andere Aufgaben, Merkmale und viele von begleitenden Vorteilen der
vorliegenden Erfindung werden leicht gewürdigt, wenn diese unter Bezugnahme
auf die nachstehende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter
Berücksichtigung
der begleitenden Zeichnungen besser verstanden werden, in denen:
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1 eine
Draufsicht ist, die eine Kurbelzapfenschleifmaschine zeigt, die
ein Ausführungsbeispiel
einer Kombinationsschleifmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
Seitenansicht ist, die eine Messeinheit zeigt, die in der Kurbelzapfenschleifmaschine von 1 verwendet
wird;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das ein Steuersystem der Kurbelzapfenschleifmaschine
von 1 zeigt;
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Systemsteuerprogramms ist, das eine numerische
Steuereinheit der Kurbelzapfenschleifmaschine von 1 ausbildet;
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5 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Einzelheit eines Abschnitts des Ablaufdiagramms
von 4 zeigt;
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6 eine
Indexpositionsspeichertabelle ist, die in einem RAM der numerischen
Steuereinheit ausgebildet ist;
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7 eine
Radpositionsspeichertabelle ist, die in dem RAM der numerischen
Steuereinheit ausgebildet ist,
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8A–8E Ansichten
sind, die die Schritte eines Schleifens und Feinbearbeitens von Kurbelzapfen
zeigen;
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9 ein
Diagramm ist, das Zwischenbeziehungen zwischen einem Schleifzyklus,
einem Feinbearbeitungszyklus und einem Stützvorschubzyklus zeigt;
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10 ein
Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Phase der Drehung eines
Kurbelzapfens, einem Vorschub eines Schleifrads oder eines Feinbearbeitungsschleifrads
und Profildaten zeigt;
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11 ein
Diagramm ist, das ein Kühlmittelzufuhrsystem
zeigt, das die Schleifmaschine von 1 begleitet;
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12 eine
schematische vergrößerte Ansicht
ist, die eine Nebeldüse
des Kühlmittelzufuhrsystems
von 11 zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind nachstehend im Detail unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Kurbelzapfenschleifmaschine, die ein Ausführungsbeispiel der Kombinationsschleifmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist. Z-Achsenführungsschienen 2 erstrecken
sich auf einem Bett 1 in die Längsrichtung des Betts (Z-Achsenrichtung)
oder in die rechts/links-Richtung in 1. Ein linker
Tisch 6 ist an den Z-Achsenführungsschienen 2 auf
eine derartige Weise angeordnet, um mittels einer Vorschubschraube 3 verschiebbar
zu sein. Ein rechter Tisch 7 ist an den Z-Achsenführungsschienen 2 auf
eine derartige Weise angeordnet, um mittels einer Vorschubschraube 4 verschiebbar
zu sein. Ein Schleifradkopf (erster Radkopf) 8 ist an dem
linken Tisch 6 auf eine derartige Weise angeordnet, um
in eine radiale Richtung eines Werkstücks W (nachstehend erläutert) verschiebbar ist;
insbesondere in eine Richtung (X-Achsrichtung) senkrecht zu der
Z-Achsenrichtung mittels einer Vorschubschraube 12. Gleichermaßen ist
ein Feinbearbeitungsradkopf (zweiter Radkopf) 9 an dem
rechten Tisch 7 auf eine derartige Weise angeordnet, um
in die X-Achsenrichtung mittels einer Vorschubschraube 13 verschiebbar
zu sein. Ein Schleifrad 14 ist drehbar durch den Schleifradkopf 8 gelagert.
Ein Feinbearbeitungsrad 15 ist drehbar durch den Feinbearbeitungsradkopf 9 gelagert.
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Ein
Spindelstock 17 und ein Reitstock 18 sind getrennt
voneinander an dem Bett 1 angeordnet und vor dem Schleifrad-
und den Feinbearbeitungsradköpfen 8 und 9 gelegen.
Eine Kurbelwelle (Werkstück)
W ist zwischen dem Spindelstock 17 und dem Reitstock 18 mittels
der entsprechenden Zentren gelagert. Ein C-Achsenservomotor 19 zum Drehen
der Kurbelwelle W ist an dem Spindelstock 17 angebracht.
Ein Spannfutter 20 des Spindelstocks 17 spannt
ein Ende der Kurbelwelle W, um die Kurbelwelle W zu drehen. Ein
Wertgeber 19E, der an dem hinteren Ende des Servomotors 19 angebracht
ist, erfasst die Drehposition der Kurbelwelle W. Die Mitte des Reitstocks 18 drückt die
Mitte des anderen Endes der Kurbelwelle W, um hierdurch die Kurbelwelle W
in Zusammenwirkung mit dem Spannfutter 20 zu lagern.
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Die
Vorschubschrauben 3, 4, 12 und 13 werden
mittels der korrespondierenden Servomotoren, die mit einem Wertgeber
ausgestattet sind, unter Steuerung einer numerischen Steuereinheit
gedreht, die nachstehend beschrieben ist. Insbesondere ist ein Servomotor 25,
der mit einem Wertgeber 25E ausgestattet ist, mit einem
linken Endabschnitt der Vorschubschraube 3 verbunden, die
angepasst ist, um sich in die Z-Achsenrichtung des linken Tisches 6 zu
bewegen, der den Schleifradkopf 8 trägt. Ein Servomotor 26,
der mit einem Wertgeber 26E ausgestattet ist, ist mit einem
rechten Endabschnitt der Vorschubschraube 4 verbunden,
die angepasst ist, um sich in die Z-Achsenrichtung des rechten Tisches 7 zu
bewegen, der den Feinbearbeitungsradkopf 9 trägt. Ein
Servomotor 27, der mit einem Wertgeber 27E ausgestattet
ist, ist mit einem Endabschnitt der Vorschubschraube 12 verbunden,
die angepasst ist, um sich in die X-Achsenrichtung des Schleifradkopfes 8 auf
dem linken Tisch 6 zu bewegen. Ein Servomotor 28,
der mit einem Wertgeber 28E ausgestattet ist, ist mit einem
Endabschnitt der Vorschubschraube 13 verbunden, die angepasst
ist, um sich in die X-Achsenrichtung des Feinbearbeitungsradkopfes 9 auf
dem rechten Tisch 7 zu bewegen. Das Schleifrad 14 und
das Feinbearbeitungsrad 15 sind an dem Schleifradkopf 8 beziehungsweise
dem Feinbearbeitungsradkopf 9 auf eine derartige Weise
angebracht, um einander zugewandt zu sein. Das Schleifrad 14 und
das Feinbearbeitungsrad 15 werden mittels den korrespondierenden
nicht dargestellten eingebauten Motoren gedreht, die in dem Schleifradkopf 8 beziehungsweise
dem Feinbearbeitungsradkopf 9 enthalten sind.
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Das
Schleifrad 14 und das Feinbearbeitungsrad 15 haben
jeder ein scheibenartiges Substrat und eine stark abrasive Schicht,
die eine Dicke von 5 bis 10 mm hat, die an der Umfangsfläche des Substrats
angeklebt ist. Die stark abrasive Schicht ist aus abrasiven Diamantkörnern, bevorzugt
abrasive CBN-Körner,
ausgebildet, die mittels einer keramischen Bindung miteinander verbunden
sind. Bevorzugt haben die stark abrasiven CBN-Körner, die in der abrasiven
Schicht des Schleifrads 14 enthalten sind, eine mittlere
Korngröße von ungefähr 80 bis 120;
und die abrasiven CBN, die in der abrasiven Schicht des Feinbearbeitungsrads 15 enthalten
sind, haben eine mittlere Korngröße von ungefähr 400 bis 600.
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Eine
Stützeinheit 30 ist
an dem Bett 1 entgegengesetzt zu dem Schleifradkopf 8 und
dem Feinbearbeitungsradkopf 9 in Bezug auf die Kurbelwelle
W angeordnet. Die Stützeinheit 30 hat
eine Stützbasis 31,
einen Stützkopf 32,
eine Vorschubschraube 33 und einen Servomotor 34,
der mit einem Wertgeber ausgestattet ist, die angepasst sind, um
den Stützkopf 32 zu
einer Indexposition zu bewegen, einen Stützschuh 35, der in
die X-Achsrichtung mittels dem Stützkopf 32 geführt wird,
und einen Servomotor 36, der mit einem Wertgeber ausgestattet
ist, der angepasst ist, um den Stützschuh 35 in eine
radiale Richtung der Kurbelwelle W vorzurücken/zurückzuziehen. In dem Fall der
dargestellten Kurbelwelle W zur Verwendung in einem Vierzylindermotor
wird während
einem Schleifen der Stützschuh 35 wahlweise zu
einer von Indexpositionen korrespondieren zu drei mittleren Lagerzapfen
bewegt, das heißt
Lagerzapfen J2, J3 und J4 (die zweiten bis vierten Lagerzapfen von
dem Reitstock 18). In der somit indexierten Position bewirkt
der Servomotor 36, dass der Stützschuh 35 vorrückt, bis
der Stützschuh 35 in
Kontakt mit dem jeweiligen Lagerzapfen kommt, wodurch eine Durchbiegung
der Kurbelwelle W verhindert wird.
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In
der Kurbelzapfenschleifmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
und die den vorstehend beschriebenen Aufbau hat, ist die Kurbelwelle
W zwischen dem Spindelstock 17 und dem Reitstock 18 gelagert.
Während
einem Schleifen bewegt der Servomotor 25 den linken Tisch 6,
so dass das Schleifrad 14 zu Indexpositionen nacheinander in
Linie mit Kurbelzapfen P1 bis P4 bewegt wird. Als nächstes wird
der Servomotor 19 des Spindelstocks 17 gedreht,
um die Kurbelwelle W zu drehen. Da die Kurbelwelle W um die Achse
ihrer Lagerzapfen J1 bis J5 gedreht wird, umlaufen die Kurbelzapfen
P1 bis P4, die zu schleifen sind, die Achse der Lagerzapfen J1 bis
J5. Dann bewirkt der Servomotor 27, dass der Schleifradkopf 8 vorrückt. Da
die Kurbelzapfen P1 bis P4 umlaufen, bewirkt die numerische Steuereinheit, dass
der Schleifradkopf 8 synchron mit einer Drehung des Servomotors 19 vorgerückt und
zurückgezogen
wird, wodurch ein Schleifen mittels dem Schleifrad 14 ausgeführt wird.
Zusätzlich
zu dieser synchronen Bewegung rückt
der Servomotor 27 das Schleifrad 14 zum Vorschub
fortschreitend fort, um den jeweiligen Kurbelzapfen auf eine vorgegebene Abmessung
Endzubearbeiten.
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Gemäß einem
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifen auf die Nachstehende
Weise ausgeführt.
Zunächst
wird das Schleifrad 14 positioniert, um mit dem ersten
Zapfen P1 in einer Linie zu sein, der am nächsten zu der Ursprungsposition des
Feinbearbeitungsradkopfes 9 gelegen ist. Das Schleifrad 14 schleift
den Zapfen P1. Danach wird in dem Prozess des Bewegens des linken
Tisches 6 zu seiner Ursprungsposition, die an dem linken
Ende seines Längshubs
die Bewegung in 1 gelegen ist, das Schleifrad 14 positioniert,
um nacheinander mit dem zweiten Zapfen P2, dem dritten Zapfen P3 und
dem vierten Zapfen P4 in Linie zu sein, wodurch die Zapfen P2 bis
P4 nacheinander geschliffen werden. Das heißt, dass in dem Prozess des
Bewegens des linken Tisches 6 zu seiner Ursprungsposition
von der Position, die durch die Hilfslinie in 1 dargestellt
ist und am nächsten
zu der Ursprungsposition des Feinbearbeitungsradkopfes 9 gelegen
ist (ein rechter Ursprung des Längsindexierens),
die Kurbelzapfen P1 bis P4 nacheinander geschliffen werden. Nachdem
alle der Kurbelzapfen P1 bis P4 nacheinander mittels dem Schleifrad 14 geschliffen
sind, kehrt der linke Tisch 6 zu seiner Ursprungsposition zurück, die
ein linker Ursprung der Längsindexierung ist.
Während
der linke Tisch 6 in seiner Ursprungsposition positioniert
ist, wartet das Schleifrad 14 in einer derartigen Position,
die dem Feinbearbeitungsrad 15 erlaubt, mit dem Zapfen
J5 in Linie zu sein.
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Feinbearbeiten
wird auf die nachstehende Weise ausgeführt. Wenn nach Abschluss eines Schleifens
des ersten Zapfens P1 der linke Tisch 6 zu einer Indexposition
bewegt wird, bei der das Schleifrad 14 mit dem zweiten
Zapfen P2 in Linie ist, bewirkt der Servomotor 26, dass
sich der rechte Tisch 7 von seiner Ursprungsposition zu
einer Indexposition bewegt, in der das Feinbearbeitungsrad 15 mit
dem ersten Zapfen P1 in Linie ist. Dann beginnt das Feinbearbeitungsrad 15 ein
Feinbearbeiten des Zapfens P1. Danach folgt, wenn der linke Tisch 6 nacheinander
zu Indexpositionen bewegt wird, in denen das Schleifrad 14 mit
dem dritten Zapfen P3 und dem vierten Zapfen P4 in Linie ist, der
rechte Tisch 7 der Bewegung des linken Tisches 6 und
wird nacheinander zu Indexpositionen bewegt, in denen das Feinbearbeitungsrad 15 mit
dem zweiten Zapfen P2 und dem dritten Zapfen P3 in Linie ist. Wenn
der linke Tisch 6 zu seiner Ursprungsposition zurück kehrt,
in der das Schleifrad 14 dem Spannfutter 20 oder
dem Spindelstock 17 zugewandt ist, wird der rechte Tisch 7 zu
einer Indexposition bewegt, in der das Feinbearbeitungsrad 15 in Linie
mit dem vierten Zapfen P4 ist. Wenn der rechte Tisch 7 in
jeder der Indexpositionen positioniert ist, bewirkt der Servomotor 28,
dass der Feinbearbeitungsradkopf 9 vorrückt. Während einem regelmäßigen Drehen
und umgekehrt synchron zur Drehung des Motors 19 schiebt
der Servomotor 28 den Feinbearbeitungsradkopf 9 von
einer Feinbearbeitungsstartposition vor, um ein fortschreitendes
Endbearbeiten des jeweiligen Kurbelzapfens auf eine vorgegebene
Abmessung fortschreitend Endzubearbeiten. Bei Abschluss eines Feinbearbeitens
des vierten Zapfens P4 kehrt der rechte Tisch 7 zu seiner
Ursprungsposition zurück.
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Wie
in 2 gezeigt ist, hat die Kurbelzapfenschleifmaschine
der vorliegenden Erfindung ferner eine Messeinrichtung 40,
die an dem Schleifradkopf 8 angeordnet ist. Die Messeinrichtung 40 ist
eine bekannte Messeinrichtung der Nachführbauart (zum Beispiel die
von Marposs S.P.A., Italien), die dem umlaufenden Kurbelzapfen P
folgt und den Kontakt damit aufrecht erhält, der ein Schleifen durchläuft, wodurch
die Abmessung des Kurbelzapfens P gemessen wird. Die Messeinheit 40 hat
ein Trägerelement 41,
das an dem Schleifradkopf 8 angeordnet ist, einen ersten
Arm 42, der schwenkbar durch das Trägerelement 41 gelagert
ist und sich vorwärts
erstreckt (rechts in 2), einen zweiten Arm 43,
der an einem entfernten Ende des ersten Arms 42 schwenkbar
gelagert ist, und einen Balken 44, der fest an einem entfernten
Ende des zweiten Arms 43 im Wesentlichen senkrecht zu dem
zweiten Arm 43 angebracht ist. Der Messbalken 44 hat
einen Messkopf, der wiederum einen V-Block 45 hat, der
fest an dem Bodenende des Messbalkens 44 angebracht ist,
und einen Messfühler 46,
der an der Mitte des V-Blocks 45 hin- und her bewegbar
angeordnet ist. Der Messkopf erfasst eine Hin- und Herbewegung des
Messfühlers 46 und
gibt ein elektrisches Signalkennzeichen für die Bewegung aus. Ein Führungselement 47 ist
fest an einer Seitenfläche
des V-Blocks 45 angebracht und führt den V-Block 45 zum
Eingriff mit dem Kurbelzapfen P.
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Eine
Betriebseinheit ist an dem Schleifradkopf 8 angeordnet.
Die Betriebseinheit hat einen Hydraulikzylinder 51. Die
Kolbenstange 51a des Hydraulikzylinders 51 stößt an einen
Betriebsblock 50, der mit dem ersten Arm 42 integriert
ist. Der Hydraulikzylinder 51 bewegt den Messbalken 44 zwischen einer
Warteposition (durch eine angedeutete Linie repräsentiert) und einer Messposition
(durch eine durchgezogene Linie repräsentiert). Ein Lagerblock 52 erstreckt
sich von der Bodenfläche
eines entfernten Endabschnittes des ersten Arms 42 nach
vorwärts.
Ein Vorsprung 53 ist an dem Lagerblock 52 ausgebildet.
Wenn der Messbalken 44 in der Warteposition ist, stößt der Vorsprung 53 an
die Bodenfläche
des zweiten Arms 43, um hierdurch den zweiten Arm 43 horizontal
aufrecht zu erhalten. Da die Kolbenstange 51a des Hydraulikzylinders 51 von
ihrer erweiterten Position zurückgezogen
wird, sinkt der Messbalken 44 fortschreitend von seiner
Warteposition. Dementsprechend kontaktiert das Führungselement 47 den
Kurbelzapfen P. Dann wird durch Führung entlang des Führungselements 47 der
Kurbelzapfen P mit dem V-Block 45 in
Eingriff gebracht. Zu diesem Zeitpunkt ist der zweite Arm 43 getrennt von
dem Vorsprung 53 des Lagerblocks 52 und ist somit
drehbar.
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Als
nächstes
ist ein Steuersystem für
ein Steuern der Kurbelzapfenschleifmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Das Steuersystem
hat eine numerische Steuereinheit 60, die wiederum eine
erste CPU 61 und eine zweite CPU 62, einen ROM 63,
einen RAM 64 und einen Bus 65 zum Verbinden der ersten
und der zweiten CPU 61 und 62, des ROM 63 und
des RAM 64. Die erste CPU 61 ist über eine Schnittstelle 66 mit
Servomotorsteuerkreisen einer Antriebseinheit 67, insbesondere
einem X-Achsenservomotorsteuerkreis
DOX, einem Z-Achsenservomotorsteuerkreis
DUZ, einem S-Achsenservomotorsteuerkreis
DUS zum Steuern der Stützeinheit 30 und
einem T-Achsenservomotorsteuerkreis DUT verbunden. Diese Servomotorsteuerkreise
DOX, DUZ, DUS und DUT sind angepasst, um die entsprechenden Servomotoren 27, 25, 34 und 36 zu
betätigen und
empfangen ein Regelungssignal von jedem der Wertgeber 27E, 25E, 34E und 36E der
korrespondierenden Servomotoren.
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Die
zweite CPU 62 ist über
eine Schnittstelle 68 mit Servomotorsteuerkreisen einer
Antriebseinheit 69, insbesondere mit einem U-Achsenservomotorsteuerkreis
DUU, einem V-Achsenservomotorsteuerkreis
DUV und einem C-Achsenservomotorsteuerkreis
DUC verbunden. Diese Servomotorsteuerkreise DUU, DUV und DUC sind
angepasst, um die Servomotoren 28 und 26 zum Zuführen des
Feinbearbeitungsradkopfes 9 beziehungsweise den Servomotor 19 des
Spindelstockes 17 zu betreiben und ein Rückkopplungssignal
von jedem der Wertgeber 28E, 26E und 19E der
korrespondierenden Servomotoren zu empfangen. Die erste CPU 61 dient
als Master, während
die zweite CPU 62 als Slave dient. Somit arbeitet die zweite
CPU 62 unter der Steuerung der ersten CPU 61.
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Eine
Eingangs/Ausgangseinheit 74, die ein CRT 72 und
ein Zehn-Tasten-Tastaturfeld 73 hat,
ist über
eine Schnittstelle 71 mit dem Bus 65 verbunden. Ein
Systemsteuerprogramm und andere notwendige Daten sind in dem ROM 63 gespeichert.
Ein Bearbeitungssteuerprogramm und andere notwendige Daten sind
in dem RAM 64 gespeichert. Zusätzlich zu der numerischen Steuereinheit 60 ist
ein Sequenzkontroller 76 über eine Schnittstelle 77 mit
dem Bus 65 verbunden. Ferner ist der Messkopf der Messeinheit 40,
die an dem Schleifradkopf 8 angeordnet ist, über eine
Schnittstelle 78, die einen AD-Wandler hat, mit dem Bus 65 verbunden.
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Ein
Steuersystem, das die vorliegende Erfindung aufweist, ist unter
Bezugnahme auf 4 beschrieben, die ein Ablaufdiagramm
ist, das Steuerschritte zeigt, die in dem ROM 63 gespeichert
sind. Ein Systemsteuerprogramm zum Ausführen einer Steuerung entsprechend
dem Ablaufdiagramm wird hauptsächlich
durch die erste CPU 61 ausgeführt. Die erste CPU 61 weist
die zweite CPU 62 an, welcher Prozess auszuführen ist.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist ein Aufteilen der Prozesse
zwischen der CPU 61 und 62 in der nachstehenden
Beschreibung nicht spezifiziert.
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Wenn
ein Bediener einen Maschinenstartbefehl eingibt, wird eine Beurteilung
gemacht, ob Maschinenstartbedingungen eingerichtet sind (OK) (Schritt 81)
oder nicht. In dem Fall von OK wird ein Maschinensequenzzähler N auf
1 voreingestellt (Schritt 82). Als nächstes wird ein Tisch zu einer
Indexposition bewegt (Schritt 83). Wie in 6 gezeigt ist,
ist ein Indexpositionsspeichertisch IPMT in der RAM 64 ausgebildet.
Wenn die Bearbeitungssequenz N spezifiziert ist, werden ein zu schleifender Kurbelzapfen,
ein feinzubearbeitender Kurbelzapfen und ein durch die Stützeinheit 30 zu
lagernder Lagerzapfen auf der Basis des Inhalts der Indexpositionsspeichertabelle
IPMT ausgewählt.
Der Inhalt der Indexpositionsspeichertabelle IPMT wird durch einen Bediener
durch Verwendung der Zehn-Tasten-Tastatur 73 im
Voraus eingegeben. In diesem Fall wird, da die Bearbeitungssequenz
N auf 1 gesetzt ist, der Servomotor 25 betätigt, um
den linken Tisch 6 zu einer Indexposition zu bewegen, bei
der das Schleifrad 14 mit dem ersten Zapfen P1 in Linie
ist, der am nächsten
zu dem Feinbearbeitungsrad 15 ist (siehe 8A).
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Der
Inhalt der Indexpositionsspeichertabelle IPMT zeigt an, dass das
Feinbearbeitungsrad 15 in der Bearbeitungssequenz N1 in
der Ursprungsposition Rg zu positionieren ist. Da jedoch der rechte
Tisch 7 schon an seiner Ursprungsposition positioniert
ist, wird nur der linke Tisch 6 zu einer Indexposition
bewegt, wie vorstehend erwähnt
ist. Zur gleichen Zeit wird der Servomotor 34 betätigt, um
den Stützkopf 32 in
die Z-Achsenrichtung zu einer Indexposition zu bewegen, in der der
Stützschuh 35 mit
dem zweiten Lagerzapfen J2 in einer Linie ist, wie in der Bearbeitungssequenz
N1 der Indexpositionsspeichertabelle IPMT spezifiziert ist. Bei
Abschluss einer Bewegung des Stützkopfes 32 zu
der Indexposition wird der Servomotor 36 betätigt, um
den Stützschuh 35 schnell
zu der Kurbelwelle W zu führen,
wie durch eine gestrichelte Linie in 9 repräsentiert
ist (Schritt 84). Dieser Vorrückbetrag ist vorhergehend gesetzt,
so dass der Stützschuh 35 stoppt
während
ein bestimmter Spalt zwischen dem Stützschuh 35 und dem Lagerzapfen
J2 gelassen ist. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
werden alle Lagerzapfen J1 bis J5 mittels dem Schleifrad 14 geschliffen,
bevor ein Bearbeiten der Kurbelzapfen gestartet wird, oder werden
zuvor auf zum Beispiel einer separaten Mehrradschleifmaschine geschliffen.
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Der
Stützschuh 35 wird
bei einer geringeren Geschwindigkeit zugeführt, bis er die Oberfläche des geschliffenen
Lagerzapfens J2 leicht berührt.
Der Stützschuh
wird in einer derartigen Kontaktposition durch Verwendung eines
Signals gestoppt, das durch einen bekannten Detektor ausgegeben
wird, wie beispielsweise einen AE-Sensor oder einem Vibrationssensor.
Dann wird der Servomotor 19 betätigt, um den ersten Zapfen
P zu einer indexierten Bearbeitungsstartposition (A) zu umlaufen,
die in 10 gezeigt ist, in der der erste
Zapfen P1 am nächsten
zu dem Schleifrad 14 (dem Feinbearbeitungsrad 15)
gelegen ist und horizontal damit in einer Linie ist (Schritt 85).
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Als
nächstes
wird die Bearbeitungssequenz N beurteilt (Schritt 86).
In diesem Fall wird, da die Bearbeitungssequenz N 1 ist, lediglich
ein Schleifzyklus ausgeführt
(Schritt 87). Der Schleifzyklus selber ist bekannt. Wie
durch eine durchgezogene Linie in 9 repräsentiert
ist, hat der Schleifzyklus einen zügigen oder schnellen Vorschub,
einen Grobschleifvorschub, ein Zwischenausfunken, das für einen
vorgegebenen Zeitraum ausgeführt
wird oder während die
Kurbelwelle W um eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen dreht, einen Feinschleifvorschub,
ein Endausfunken, das für
einen vorgegebenen Zeitraum ausgeführt wird oder während die
Kurbelwelle W um eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen dreht, und
ein schnelles Zurückziehen.
Um den Schleifzyklus auszuführen,
steuert der Servomotor 27 einen Einstechbetrieb des Schleifradkopfes 8.
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Beim
Grobschleifen sind der Servomotor 19 und der Servomotor 27 gemäß den Profildaten
PFD synchronisiert, wie in 10 gezeigt
ist. Die Profildaten PFD repräsentieren
die Beziehung zwischen dem Winkel (θn) der Umdrehung des Kurbelzapfens
P in Bezug auf die Bearbeitungsstartposition (A) und die Position
(Xθ) des
Schleifradkopfes 8 im Bezug auf die Drehachse der Kurbelwelle
W, wie zum Beispiel alle 0,5 Grad des Drehwinkels der Kurbelwelle
W bestimmt ist. Die Profildaten PFD sind zuvor in dem RAM 64 gespeichert.
Der Servomotor 27 bewegt den Schleifradkopf 8,
so dass das Schleifrad 14 gemäß den Profildaten PFD vorrückt und
zurückgezogen wird,
während
ein Grobschleifvorschub durchlaufen wird, wie in 9 gezeigt
ist, das heißt
während
einem Zuführen
zum Spanen gegen den Kurbelzapfens P. Somit wird das Schleifrad 14 gemäß der Umlaufbewegung
des Kurbelzapfens P vorgerückt
und zurückgezogen,
während
sie fortschreitend zum Spanen zugeführt werden.
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Während einem
Grobschleifen bewirkt der Hydraulikzylinder 51 der Messeinheit 40,
die in 2 gezeigt ist, dass die Kolbenstange 51a zurückgezogen
wird, wodurch der V-Block 45 mit dem ersten Zapfen P1 in
Eingriff kommt, um ein Messen zu starten. Eine Messung wird im Ansprechen
auf ein Signal gestartet, das von dem Sequenzkontroller 76 ausgegeben
wird. Der V-Block 45 bewegt die Messposition auf die nachstehende
Weise. Während
der Kurbelzapfen P von der Position (B) von 10 bis
zu seiner unteren Position nach unten umläuft, folgt der V-Block 45 dem
Kurbelzapfen P, um mit dem Kurbelzapfen P in Eingriff zu kommen.
In diesem Fall kann, um den V-Block 45 mit dem Kurbelzapfen
P genauer einzugreifen, die Drehzahl der Kurbelwelle W verringert
werden. Alternativ kann der Kurbelzapfen P in der Position (B) von 10 angehalten
werden, um dem V-Block 45 zu erlauben, sich zu der Messposition
zu bewegen.
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Dann
wird ein Grobschleifen des ersten Zapfens P1 gestartet. Während einem
Grobschleifen überwacht
der Messkopf der Messeinheit 40 die Abmessung des ersten
Zapfens P1. Wenn der erste Zapfen P1 auf eine vorgegebene Abmessung
geschliffen wird, gibt der Messkopf ein erstes Messsignal aus. Im
Ansprechen auf das Signal wird ein Vorschub zum Spanen des Schleifradkopfes 8 gestoppt. Während der
Schleifradkopf 8 gemäß der umlaufenden
Bewegung des Kurbelzapfens P1 vorgerückt und zurückgezogen wird, wird ein Zwischenausfunkschleifen
(Zerspanungstiefe ist 0) fortgeführt,
bis die Kurbelwelle W eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen gedreht
hat. Somit ist ein Grobschleifen des ersten Zapfens P1 abgeschlossen.
Der erste Zapfen P1 nimmt einen vorgegebenen Rundheitsgrad an. Als
nächstes
wird ein Feinschleifvorschub ausgeführt. Der Schleifradkopf 8 wird
zum Zerspanen bei einer geringeren Drehzahl als einer Vorschubdrehzahl
zum Grobschleifen zugeführt.
Dieser Vorschub zum Zerspanen ist mit einer Vorrück-/Rückziehbewegung des Schleifradkopfes 8 kombiniert,
die gemäß den Profildaten
PFD bewirkt wird, wodurch ein Endschleifen des ersten Zapfens P1
bei geringerer Schleifdrehzahl ausgeführt wird. Ein Schleifabmaß des Kurbelzapfens
P beträgt
beispielsweise ungefähr 0,6
bis 1,2 Millimeter.
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Wenn
der erste Zapfen P1 auf eine vorgegebene Abmessung fein geschliffen
ist, wird ein Feinschleifvorschub im Ansprechen auf ein zweites Messsignal
gestoppt, das von dem Messkopf der Messeinheit 40 ausgegeben
wird, gefolgt durch ein Endausfunkschleifen. Ebenso wird im Ansprechen auf
das zweite Messsignal der Stützschuh 35 zurückgezogen,
um hierdurch vom Lagern eines Lagerzapfens gelöst zu werden. Endausfunkschleifen
wird ausgeführt,
bis die Kurbelwelle W sich um eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen
gedreht hat. Die Position des Schleifradkopfes 8, wie gemessen, wenn
der erste Zapfen P1 eine vorgegebene Umlaufphase annimmt, zum Beispiel
wenn der erste Zapfen P1 zu der Bearbeitungsstartposition (A) von 10 zurückkehrt,
wird auf der Basis eines Ausgangs von dem Wertgeber 27E ausgegeben
und als „D1" in der Spalte „Bearbeitungssequenz
N1" der Radpositionsspeichertabelle
WPMT von 7 gespeichert. Gemäß einem
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird jedesmal, wenn ein Schleifen
von dem jeweiligen Kurbelzapfen P abgeschlossen ist, die Position „Dn" des Schleifradkopfes 8 während einem
Ausfunkschleifen gespeichert. Auf der Basis der gespeicherten Position
Dn wird die Endbearbeitungsstartposition des Endbearbeitungsrads 15 bestimmt.
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Bei
Abschluss eines Endausfunkschleifens und wenn die Position des Schleifradkopfes 8 während einem
Endausfunkschleifen gespeichert ist, wird der Hydraulikzylinder 51 von 2 rückwärts betätigt, um
die Messeinheit 40 zu der Warteposition zurückzubringen,
die durch die gestrichelte Linie in 2 repräsentiert
ist. Ferner wird der Servomotor 27 betätigt, um den Schleifradkopf 8 schnell
von der Kurbelwelle W zurückzuziehen.
Gleichzeitig wird der Servomotor 19 gestoppt, so dass die
Kurbelwelle W stoppt, sich zu drehen. Wenn der Schleifradkopf 8 sein
Zurückziehende
erreicht, wird der Bearbeitungssequenzzähler N um 1 erhöht (Schritt 88).
Die Steuerung kehrt zu Schritt 83 zurück und die Schritte 83 bis
86 werden wie vorstehend beschrieben wiederholt. In der nachfolgenden
Bearbeitungssequenz N2 der Indexpositionsspeichertabelle IPMT bewirkt
der Servomotor 25, dass der linke Tisch 6 zu einer
Indexposition bewegt wird, in der das Schleifrad 14 mit dem
zweiten Zapfen P2 in Linie ist. Ferner wird der rechte Tisch 7 zu
einer Indexposition bewegt, in der das Feinbearbeitungsrad 15 in
Linie mit dem ersten Zapfen P1 ist. In diesem Fall wird der Stützschuh 35 in
der gleichen Position korrespondieren zu dem zweiten Lagerzapfen
J2 gehalten. (siehe 8B).
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Als
nächstes
wird der Stützschuh 35 vorgerückt, bis
er den zweiten Lagerzapfen J2 sanft berührt, um hierdurch den zweiten
Lagerzapfen J2 zu Stützen
(Schritt 84). Ein Betrieb des Servomotors 19 wird
so gesteuert, dass der zweite Zapfen P2 zu der Position (A) von 10 umläuft. Wenn
die Bearbeitungssequenz als anders als 1 beurteilt wird (Schritt 86),
wird die Feinbearbeitungsstartposition berechnet (Schritt 89).
Insbesondere wird die Feinbearbeitungsstartposition auf der Basis
der Daten D1 hinsichtlich der Position des Schleifrads 14 berechnet, die
bei Abschluss eines Schleifens erfasst wird und in der Radpositionsspeichertabelle
WPNT gespeichert ist, und Daten, die in dem RAM 64 hinsichtlich
der Durchmesser des Schleifrads 14 und des Feinbearbeitungsrads 15 und
dem Unterschied einer Vorschubposition zwischen dem Schleifradkopf 8 und dem
Feinbearbeitungsradkopf 9 gespeichert sind. Dieser Unterschied
in Vorschubpositionen wird zuvor durch Abziehen der Durchmesserdifferenz
zwischen dem Schleifrad 14 und dem Feinbearbeitungsrad 15 von
einer Positionsdifferenz zwischen dem Schleifradkopf 8 und
dem Feinbearbeitungsradkopf 9 erhalten, wie gemessen, wenn
das Schleifrad 14 und das Feinbearbeitungsrad 15 in
sanften Kontakt mit dem gleichen Kurbelzapfen (oder einem Master)
gebracht werden. Falls erforderlich kann die vorstehende Berechnung
ferner Vorschubteilungssprungeigenschaften und thermische Verschiebungseigenschaften
des Schleifrad- und Feinbearbeitungsradkopfes 14 und 15 berücksichtigen.
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Wenn
die somit berechnete Feinbearbeitungsstartposition D1' in dem Bereich „auf Feinbearbeitungsstartposition" der Bearbeitungssequenzspalte „N2" gespeichert wird,
wird die Bearbeitungssequenz wieder beurteilt (Schritt 90).
In diesem Fall wird, da die Bearbeitungssequenz anders als fünf beträgt, ein
paralleler Schleiffeinbearbeitungszyklus ausgeführt (Schritt 91).
Dieser Zyklus wird gemäß einer
Unterroutine ausgeführt,
die in 5 gezeigt ist. Der Schleifradkopf 8 und
der Feinbearbeitungsradkopf 9 werden zugeführt, wie
durch eine durchgezogene Linie und eine doppelte Linie in 9 repräsentiert
ist. Der Schleifradkopf 8 wird in dem vorstehend genannten
Fall eines Schleifzyklus, der lediglich ausgeführt wird, betätigt. Somit
ist der Betrieb des Feinbearbeitungsradkopfes 9 hauptsächlich beschrieben. Zunächst bewirkt
der Servomotor 28, dass der Feinbearbeitungsradkopf 9 parallel
mit einem schnellen Vorschub des Schleifradkopfes 8 schnell
zu dem ersten Zapfen P1 zugeführt
wird (Schritt 911).
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Wenn
der Feinbearbeitungsradkopf 9 ein vorgerücktes Ende
eines schnellen Vorschubs erreicht, wird der Schleifradkopf 8 zum
Grobschleifen zugeführt
und die Messeinheit 40 rückt zu der Messposition vor
(Schritt 912), während
der Feinbearbeitungsradkopf 9 an dem vorgerückten Ende
wartet, bis das erste Messstufensignal, das einen Abschluss eines
Grobschleifens anzeigt, ausgegeben wird (Schritt 913).
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Wenn
das erste Messstufensignal ausgegeben wird, wird ein Zwischenausfunken
gestartet. Zu diesem Zeitpunkt eines Vorrückens- und Zurückziehens
gemäß einer
Drehung der Kurbelwelle W auf der Basis der Profildaten PFD, wie
in 10 gezeigt ist, wird der Feinbearbeitungsradkopf 9 zu
der Feinbearbeitungsstartposition D1' zugeführt, die in der Radpositionsspeichertafel
WPMT gespeichert ist (Schritt 914). Somit hat das Feinbearbeitungsrad 15 eine
Position im Wesentlichen in Linie mit der geschliffenen Fläche des
ersten Zapfens P1 erreicht. Da die Feinbearbeitungsstartposition
D1' auf der Basis
der Position des Schleifradkopfes 8 bestimmt wird, wie
durch ein Ausfunkschleifen des ersten Zapfens P1 erfasst ist, der
ein Grobschleifen durchlaufen hat, wenn der Feinbearbeitungsradkopf 9 in
der Feinbearbeitungsstartposition D1' ist, ist das Feinbearbeitungsrad 15 in
sanftem Kontakt mit der geschliffenen Fläche des ersten Zapfens P1,
das heißt
die Tiefe eines Einstiches ist Null. Als ein Ergebnis wird, wenn das
Feinbearbeitungsrad 15 zum Feinbearbeiten parallel mit
einem Zuführen
des Schleifrads 14 zum Feinschleifen des zweiten Zapfens
P2 zugeführt
wird (Schritt 915), das Feinbearbeitungsrad 15 fortschreitend
und verlässlich
zum Zerspanen um ein vorgegebenes Feinbearbeitungsabmaß zugeführt, während der
Feinbearbeitungsradkopf 9 synchron mit einer Drehung der
Kurbelwelle W gemäß den Profildaten PFD
vorgerückt
und zurückgezogen
wird. Somit wird der erste Zapfen P1 auf einen vorgegebenen Durchmesser
ohne Verwendung der Messeinheit 40 von 20 feinbearbeitet.
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Wenn
das zweite Messstufensignal von der Messeinheit 40 ausgegeben
wird (Schritt 916), wie vorstehend erwähnt ist, wird ein Abschlussausfunkschleifen
ausgeführt
und gleichzeitig wird der Stützschuh 35 zurückgezogen
(Schritt 917). Während
einem Endausfunkschleifen endbearbeitet das Schleifrad 14 den
zweiten Zapfen P2, während
die Tiefe des Einstichs Null ist. Parallel mit einem Abschlussausfunkschleifen,
das durch das Schleifrad 14 ausgeführt wird, führt das Schleifrad 15 ein
Abschlussendbearbeiten des ersten Zapfens P1 aus, während die Tiefe
des Einstiches Null ist. Ein Abschlussausfunkschleifen wird fortgesetzt,
bis die Kurbelwelle W um mehrere Umdrehungen gedreht hat. Bei Abschluss eines
Abschlussausfunkschleifens wird die Messeinheit 40 zu ihrer
Warteposition zurückgeführt und
der Schleifradkopf 8 und der Feinbearbeitungsradkopf 9 werden
zu ihren zurückgezogenen
Enden zurückgezogen
(Schritt 918), womit der parallele Schleiffeinbearbeitungszyklus
abgeschlossen ist, der aus einem Schleifen des zweiten Zapfens P2
und einem Feinbearbeiten des ersten Zapfens P1 besteht.
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Danach
wird die Bearbeitungssequenz N3 spezifiziert (Schritt 88).
Die vorstehend beschriebenen Schritte 83 bis 91 werden
wiederholt. In der Bearbeitungssequenz N3, wie in 8C gezeigt
ist, werden ein Schleifen des dritten Zapfens P3 und ein Feinbearbeiten
des zweiten Zapfens P2 parallel ausgeführt. In der Bearbeitungssequenz
N4, wie in 8D gezeigt ist, werden ein Schleifen
des vierten Zapfens P4 und ein Feinbearbeiten des dritten Zapfens
P3 parallel ausgeführt.
In der Bearbeitungssequenz N5 kehrt der linke Tisch 6 zu
seiner Ursprungsposition zurück,
in der das Schleifrad 14 dem Spannfutter 20 zugewandt
ist. Wie in 8E gezeigt ist, wird ein Feinbearbeitungszyklus
lediglich an dem vierten Zapfen P4 ausgeführt (Schritt 92).
Grundsätzlich
wird dieser alleinige Feinbearbeitungszyklus ausgeführt, wie
durch die doppelte Linie in 9 repräsentiert
ist. Wenn jedoch der Feinbearbeitungsradkopf 15 sein vorgerücktes Ende
des schnellen Vorschubs erreicht, wird der Feinbearbeitungsradkopf 15 unmittelbar
zu der Feinbearbeitungsstartposition ohne Warten an dem vorgerückten Ende
zugeführt. Bei
Abschluss dieses alleinigen Feinbearbeitungszyklus wird der rechte
Tisch 7 in 1 nach rechts bewegt (Schritt 93),
um hierdurch zu seiner Ursprungsposition zurückzukehren. Somit wird ein
Schleifen und Feinbearbeiten aller Kurbelzapfen P1 bis P4 abgeschlossen.
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In
besonderen Maße
stützt
in den Bearbeitungssequenzen mit den Nummern N3 bis N5 der Stützschuh 35 den
dritten Lagerzapfen J3 oder den vierten Lagerzapfen J4, wie in 8C bis 8E gezeigt
ist. In jeglichem dieser Fälle
wird, wie aus 9 ersichtlich ist, der Stützschuh 35 von
einem Lagern des Lagerzapfens J3 oder J4 in der letzten Stufe eines
Feinbearbeitens oder gleichzeitig mit dem Start eines letzten Ausfunkens
gelöst.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, durchlaufen gemäß einem grundsätzlichen
Merkmal der vorliegenden Erfindung Objektabschnitte zum Bearbeiten eines
Werkstücks,
wie beispielsweise Kurbelzapfen, nacheinander ein Schleifen oder
Feinbearbeiten, während
das Werkstück
auf eine unveränderte
Weise an einer einzigen Schleifmaschine gelagert ist, wodurch ein
intensives Bearbeiten durchgeführt
wird, um hierdurch eine Bearbeitungszeit zu verkürzen und eine Bearbeitungsgenauigkeit
zu verbessern. Insbesondere wird, da die räumliche Beziehung (das heißt Relativposition)
zwischen dem Feinbearbeitungsrad 15 und dem Werkstück W genau
gesteuert wird, die geometrische Genauigkeit von geschliffenen Abschnitten
des Werkstücks
W, die durch Schleifen erreicht worden sind, nicht verschlechtert.
Gemäß einem
weiteren grundsätzlichen
Merkmal der vorliegenden Erfindung werden ein Schleifen eines unbearbeiteten
Abschnitts des Werkstücks
W und ein Feinbearbeiten eines geschliffenen Abschnitts des Werkstücks W parallel
ausgeführt,
um hierdurch eine Gesamtzeit zu verkürzen, die zum Schleifen und Feinbearbeiten
aller Objektabschnitte des Werkstücks W erforderlich ist. Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird in der letzten
Stufe eines Feinbearbeitens ein mechanischer Eingriff zwischen dem
Werkstück
W und der Stützeinheit 30 beseitigt,
um hierdurch einen nachteiligen Effekt auf eine Feinbearbeitungsoberfläche zu verhindern,
der andererseits aus einem derartigen mechanischen Eingriff resultieren
würde.
Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Feinbearbeiten
des Kurbelzapfens W nicht einer prozessinternen Messsteuerung ausgesetzt, wodurch
das Ausbilden einer Kontaktriefe auf einer fein bearbeiteten Fläche vermieden
wird, was andererseits aus einem Kontakt mit dem V-Block der Messeinheit 40 oder
dem Messfühler 46 resultieren würde. Trotzdem
können
Kurbelzapfen auf eine gewünschte
Abmessung feinbearbeitet werden.
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Beim
Feinbearbeiten von jedem Kurbelzapfen P wird der Kurbelzapfen P
um einen Betrag von 5 μm
bis 0,02 mm (im Durchmesser) verkürzt und durchläuft dann
ein Ausfunken zum Endbearbeiten. Durch Verwendung der Indexpositionsspeichertabelle
(IPMT) eines zu schleifenden Objektabschnitts kann ein feinzubearbeitender
Objektabschnitt und ein durch den Stützschuh 35 zu lagernder
Lagerzapfen wie gewünscht
für eine
individuelle Bearbeitungssequenznummer spezifiziert werden. Somit
kann die Bearbeitungssequenz wie gewünscht einer Vielzahl von Objektabschnitten
gemäß Eigenschaften
des Werkstücks
W zugewiesen werden.
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11 zeigt
ein Kühlmittelzufuhrsystem,
das der Kurbelzapfenschleifmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zugeordnet ist. Dieses Kühlmittelzufuhrsystem
hat eine Kühlmittelzufuhreinheit CS
zum Zuführen
von zum Beispiel einem wasserlöslichen
Kühlmittel,
eine Luftzufuhreinheit AS und eine Ölzufuhreinheit OS. Die Luftzufuhreinheit
AS kann durch ein Luftanlagenzufuhrsystem ersetzt werden. Die Kühlmittelzufuhreinheit
CS hat eine Kühlmitteldüse 100,
die an dem Schleifradkopf 8 abgestützt ist, und hat einen Ausgabeanschluss,
der zu einem Schleifbereich gerichtet ist, eine Kühlmitteldüse 101, die
an dem Feinbearbeitungsradkopf abgestützt ist, und einen Ausgabeanschluss
hat, der zu dem Kurbelzapfen P gerichtet ist, der dem Feinbearbeiten ausgesetzt
ist und eine Ölnebeldüse 102,
die an dem Feinbearbeitungsradkopf 9 abgestützt ist
und angepasst ist, um einen Ölnebel über einen
Abschnitt der Feinbearbeitungsfläche
des Feinbearbeitungsrads 15 auszugeben, das stromaufwärts eines
Feinbearbeitungsbereichs gelegen ist.
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Ein Öltropfenzufuhrschlauch 103 ragt
in die Ölnebeldüse 102 und
erstreckt sich nahe einem Ausgabeanschluss der Ölnebeldüse 102.
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Eine
Pumpe PL mit großer
Kapazität
führt Kühlmittel
zu der Kühlmitteldüse 100 mit
einer Rate von 40 bis 50 Litern pro Minute zu, um eine große Menge
an Kühlmittel
zu einem Schleifbereich auszugeben, wodurch ein Erwärmen des
Kurbelzapfens P (Zapfenbreite zum Beispiel 20 Millimeter), der ein
Bearbeiten mit starker Beanspruchung durchläuft, unterdrückt. Eine
Pumpe PS mit kleiner Kapazität
führt eine
kleine Kühlmittelmenge
zu der Düse 101 durch einen
Filter FLT zu, um Kühlmittel
von der Düse 101 zu
dem Kurbelzapfen P bei einer Rate von ungefähr 0,1 bis 0,3 Liter pro Minute
pro Düsenbreite
von 10 mm zuzuführen,
wodurch der Kurbelzapfen P gekühlt wird.
Die Menge des Kühlmittels,
die zu dem Kurbelzapfen P während
einem Feinbearbeiten zugeführt
wird, ist nicht größer als
ein Zehntel des Kühlmittels,
das zu dem Schleifbereich während
einem Schleifen zugeführt
wird. Der Filter FLT hat feine Maschen, um eine Ausbildung von Kratzern
auf einer fein bearbeiteten Fläche
zu verhindern. Der Filter FLT hat eine Fähigkeit zum Filtern von Verunreinigungen, die
eine Größe von zum
Beispiel nicht weniger als 20 μm
haben, oder eine höhere
Filterleistung.
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Die
Luftzufuhreinheit RS führt
Luft mit 4 Atmosphären
zu der Düse 102 zu.
Die Ölzufuhreinheit OS,
die in 12 gezeigt ist, führt Öl zu, um
pflanzliches Öl
aus dem Schlauch 103 bei einer Rate von zum Beispiel einem
bis mehreren Tröpfchen
pro Sekunde zu tropfen. Als ein Ergebnis bewirkt, während Luft
von der Ölnebeldüse 102 bei
einer Rate von 100 Litern pro Minute pro Düsenbreite von 10 mm ausgegeben
wird, die somit ausgegebene Luft, dass pflanzliches Öl in der
Form von Nebel zu dem Feinbearbeitungsrad 15 bei einer
Rate von ungefähr
10 cm3 pro Stunde (0,6 cm3 pro
Minute) je Düsenbreite
von 10 mm ausgegeben wird. In 11 bezeichnet
ein Bezugszeichen 104 eine Sammelfläche, die an dem Bett 1 ausgebildet
ist, oder eine Sammelpfanne, die an dem Bett 1 über ein
Wärmeisolierendes
Material angeordnet ist, zum Sammeln von Kühlmittel.
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In
dem vorstehend beschriebenen Schleifprozess arbeitet die Pumpe PL,
während
der Schleifradkopf 8 zu dem Kurbelzapfen P von seinem zurückgezogenen
Ende vorgerückt
wird. In dem vorstehend beschriebenen Feinbearbeitungsprozess arbeiten die
Pumpe PS, die Luftzufuhreinheit AS und die Ölzufuhreinheit OS, während der
Feinbearbeitungsradkopf 9 von seinem zurückgezogenen
Ende zu dem Kurbelzapfen P vorgerückt wird. In dem Feinbearbeitungsprozess
wird, während
eine kleine Menge an Kühlmittel
zu dem Kurbelzapfen P zugeführt
wird, pflanzlicher Ölnebel über das
Feinbearbeitungsrad 15 gesprüht. Somit wird während einem
Feinbearbeiten kaum dynamischer Druck in einer Kontaktfläche zwischen
dem Kurbelzapfen P und dem Feinbearbeitungsrad 15 generiert,
wodurch die Flächengenauigkeit
einer fein bearbeiteten Fläche
verbessert wird und eine Verschlechterung der geometrischen Genauigkeit
der fein bearbeiteten Oberfläche
verhindert wird.
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Andere Ausführungsbeispiele
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In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die vorliegende
Erfindung in der Form einer Kurbelzapfenschleifmaschine ausgeführt. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses beschränkt. Die
vorliegende Erfindung kann auf eine Schleifmaschine zum Schleifen
und feinbearbeiten einer Vielzahl von axial getrennten Abschnitten
eines Werkstücks
angewandt werden, zum Beispiel einem Zylinderschleifer, der angepasst
ist, um ein Werkstück,
das gestufte zylindrische Abschnitte hat, zu schleifen, einem Nockenwellenschleifer
oder einem Kurbelwellenlagerzapfenschleifer.
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Gemäß dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird ein intensives Bearbeiten im Bezug auf das Schleifen und Feinbearbeiten
von Kurbelzapfen ausgeführt.
Ein Schleifen und fein bearbeiten von Lagerzapfen J1 bis J5 kann
jedoch vor oder nach Schleifen oder Feinbearbeiten von Kurbelzapfen
ausgeführt
werden. In diesem Fall durchlaufen die Lagerzapfen J1 bis J5 ein Schleifen
und Feinbearbeiten in dem ersten Schritt und die anderen Kurbelzapfen
P1 bis P4 durchlaufen ein Schleifen und Feinbearbeiten in dem zweiten
Schritt. Ein Schleifen und Feinbearbeiten der Lagerzapfen J1 bis J5
wird auf eine im Wesentlichen zu der eines Schleifens und Feinbearbeitens
von Kurbelzapfen P1 bis P4 gleichen Weise ausgeführt.
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Insbesondere
durchläuft
in der Bearbeitungssequenz N1 nur der erste Lagerzapfen J1 ein Schleifen,
das durch das Schleifrad 14 bewirkt wird. In der Bearbeitungssequenz
N2 bearbeitet das Feinbearbeitungsrad 15 den ersten Lagerzapfen
J1 fein, der ein Schleifen durchläuft, das durch das Schleifrad 14 parallel
mit einem Schleifen des zweiten Lagerzapfens J2 bewirkt wird. In
den Bearbeitungssequenzen N3 bis N5 durchlaufen der dritte Lagerzapfen
J3 und der zweite Lagerzapfen J2, der vierte Lagerzapfen J4 und
der dritte Lagerzapfen J3, und der fünfte Lagerzapfen J5 und der
vierte Lagerzapfen J4 parallel ein Schleifen und Feinbearbeiten.
In der letzten Bearbeitungssequenz N6 durchläuft der fünfte Lagerzapfen J5 ein Feinbearbeiten.
In dem Fall, in dem die Achsbreite eines Lagerzapfens größer als
die eines Kurbelzapfens ist, beinhaltet ein Schleifen und Feinbearbeiten
des Lagerzapfens eine bekannte Oszillation des Schleifrads 14 und
des Feinbearbeitungsrads 15. Beim Schleifen und Feinbearbeiten
eines Lagerzapfens werden das Schleifrad 14 und das Feinbearbeitungsrad 15 gemäß zum Beispiel
dem Schleifzyklus von 9 vorgerückt. Während einem Schleifen und Feinbearbeiten
gemäß diesem
Schleifzyklus besteht kein Bedarf zur Synchronisation zwischen einer
Drehung der Kurbelwelle W und der Vorrückbewegung des Schleifrads 14 oder
des Feinbearbeitungsrads 15. Während einem Schleifen wird
der Durchmesser eines Lagerzapfens im Prozess eines Schleifens durch
Verwendung der Messeinheit von 1 gemessen
und die Vorrückbewegung
des Schleifrads 14 durchläuft dementsprechend eine prozessinternen
Steuerung. Wenn das Schleifrad 14 zurückgezogen wird, wird die Position
des Schleifradkopfes 8 gespeichert. Wenn der geschliffene
Lagerzapfen feinzubearbeiten ist, wird eine räumliche Beziehung (d.h. eine
Relativposition) zwischen dem Feinbearbeitungsrad 15 und
dem geschliffenen Lagerzapfen auf der Basis der gespeicherten Positionsdaten
bestimmt.
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Offensichtlich
sind verschieden Modifikationen und Variationen der vorliegenden
Erfindung angesichts der vorstehenden Leere möglich. Es ist daher zu verstehen,
dass innerhalb des Bereichs der anhängenden Ansprüche die
Erfindung anders ausgeführt
werden kann, wie hierin speziell beschrieben ist.
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Eine
Kombinationsschleifmaschine schleift eine Vielzahl von axial angeordneten
Abschnitten eines Werkstücks
unter Verwendung eines Schleifrads, das drehbar an einem ersten
Radkopf gelagert ist, und eines Feinbearbeitungsrads, das drehbar
an einem zweiten Radkopf gelagert ist. Eine numerische Steuereinheit
steuert Vorschubeinheiten für
den ersten und den zweiten Radkopf, um den ersten und den zweiten
Radkopf unabhängig
voneinander in die axiale Richtung des Werkstücks und in die Richtung senkrecht
zu der Axialen Richtung zu bewegen, so dass jeder der axial angeordneten
Abschnitte durch das Schleifrad geschliffen wird und gleichzeitig
mit diesen ein anderer geschliffener Abschnitt durch das Feinbearbeitungsrad
fein bearbeitet wird.