DE3634409C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken durch magnetabrasives Schleifen und Polieren, bei der sich das zu bearbeitende Werkstück zusammen mit einem Polster aus einem magnetischen Schleif- oder Poliermittel zwischen den Polschuhen eines Magneten befindet, die in Richtung auf das Werkstück verstellbar beweglich gehaltert sind und bei der das Werkstück eine Relativbewegung in bezug auf das Schleif- bzw. Poliermittelpolster ausführt.

Das sogenannte magnetabrasive Schleifen ist als Verfahren zum Feinschleifen und Polieren von Werkstücken aller Art bekannt. Bei diesem Verfahren wird zwischen zwei Magnetpolen durch die Wirkung des magnetischen Feldes ein Polster aus einem magnetischen Schleif- oder Poliermittel in der Schwebe gehalten und es wird dadurch, daß sich das zu bearbeitende Werkstück relativ zu diesem Polster translatorisch und/oder rotierend bewegt, der gewünschte Abtrag an der Werkstückoberfläche erzielt.

Eine Maschine der eingangs genannten Art ist dabei aus der DE 23 09 993 B2 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine, die der Bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke mittels des vorstehend beschriebenen Ver­ fahrens dient, wird das zu bearbeitende Werkstück um seine Längsachse rotierend zwischen den Polschuhen des Magneten bewegt, die ihrerseits um eine senkrecht zur Symmetrieachse des Werkstückes verlaufende Achse rotieren. Zur Einstellung der gewünschten Arbeitsspalt­ breite zwischen dem Werkstück und den Polschuhen vor Beginn des eigentlichen Bearbeitungsvorganges sind letztere dabei quer zur Werkstückachse verschiebbar geführt.

Um mit dem beschriebenen Verfahren auch Werkstücke mit komplizierter Geometrie bearbeiten zu können, ist es ferner eine bekannte Maßnahme, Polschuhe mit entsprechend ausgebildeter Negativform einzusetzen. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, daß für jede Werkstückgeometrie entsprechend geformte Polschuhe bereitgehalten werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Maschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es möglich ist, ohne großen Aufwand sowohl an Rüstzeiten als auch an Maschinenzubehör Werkstücke beliebiger Geometrie durch magnetabrasives Schleifen zu bearbeiten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine derartige Maschine einen Regelkreis zum selbst­ stätigen Einhalten eines konstanten Abstandes der Pol­ schuhe des Magneten von der Werkstückkontur aufweist, der sich aus den Polschuhen zugeordneten Stellantrieben, je einem jeden Polschuh zugeordneten Abstandssensor und einer Vergleicherschaltung zusammensetzt, welche die Meßwerte der Abstandssensoren mit einem fest vorge­ gebenen Abstandswert vergleicht.

Indem bei der Maschine gemäß der Erfindung die Ver­ gleicherschaltung in weiterer Ausgestaltung Teil eines programmierbaren Prozeßrechners ist, ist es weiterhin möglich, durch entsprechende Programmierung des Rechners bei diesem Verfahren neben der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstückes auch dessen äußere Form zu beeinflussen.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert werden. Die Figur zeigt dabei eine erfindungs­ gemäße Maschine in schematischer Darstellung.

Die Maschine zum magnetabrasiven Schleifen und Polieren besteht im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels zunächst aus einem Magneten 1 mit einem annähernd U-förmigen Magnetkern, auf den eine Reihe von stromdurchflossenen Spulen 2 bis 6 angeordnet ist. Mit oder ohne Luftspalt 7 vom Magnetkern getrennt, sind ferner zwei Polschuhe 8 und 9 vorgesehen. Zwischen diesen Polschuhen 8 und 9 mit variabler Polform an den einander zugewandten Enden befindet sich ein durch Schleifen bzw. Polieren zu bearbeitendes Werkstück 10.

Wie in der Zeichnung angedeutet, sind die beiden Polschuhe 8 und 9 in Richtung auf das Werkstück 10 beweglich gehaltert. Zu ihrer Verstellung sind dabei zwei Stellantriebe 11 und 12 vorgesehen, die jeweils über eine Welle 13 bzw. 14 auf die Polschuhe 8 bzw. 9 wirken. Die Stellantriebe 11; 12 sind im Falle des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung als elektrische Schrittmotoren ausgebildet. Sie können aber im Rahmen der Erfindung auch als Gleichstrommotoren ausgebildet sein, die mit einem Winkelgeber sowie gegebenenfalls mit einem Verstellgetriebe ausgerüstet sind. Ebenso ist es aber auch möglich, statt dessen entweder einen hydraulischen Verstellzylinder oder einen Druckluftzylinder mit einer Wegmeßeinrichtung vorzusehen.

In all diesen Fällen sind die Stellantriebe 11 und 12 Teil eines Regelkreises zum selbstätigen Einhalten des Abstandes der Polschuhe 8, 9 des Magneten 1 von der Werkstückkontur. Dieser Regelkreis enthält eine Ver­ gleicherschaltung 15, die im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung Teil eines Prozeß­ rechners ist, der entsprechend der Geometrie des zu bearbeitenden Werkstücks 10 programmiert ist und der die Bewegung der Polschuhe 8 und 9 steuert. Die Vergleicher­ schaltung 15 bzw. der Prozeßrechner kann dabei zugleich, wie in der Zeichnung angedeutet (gestrichelt), mit einer Vorschubeinrichtung 16 für das Werkstück 10 verbunden sein, so daß auch der Werkstückvorschub vom Prozeß­ rechner gesteuert werden kann. Es ist andererseits aber auch möglich, eine zeitlich konstante Vorschubgeschwin­ digkeit für das Werkstück 10 vorzusehen, die unabhängig vom Regelkreis erfolgt.

Wie weiterhin in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet, sind ferner Abstandssensoren 17 und 18 vorgesehen, die beispielsweise am dem Werkstück zugewandten Ende der Polschuhe 8 und 9 angeordnet sind. Diese Abstandssensoren 17 und 18 sind mit der Vergleicher­ schaltung 15 bzw. dem Prozeßrechner verbunden und dienen als Istwertgeber zur Erfassung des Abstandes zwischen den Spitzen der Polschuhe 8 bzw. 9 und dem Werkstück 10. Diese Information kann entweder, sofern vorhanden, in den Prozeßrechner eingespeist werden und dadurch zur Ansteuerung der Stellantriebe 11 und 12 dienen, sie kann aber auch direkt der Vergleicherschaltung 15 zugeführt werden, die Bestandteil des Regelkreises ist. Dieser Regelkreis, der sowohl in analoger als auch in digitaler Schaltungstechnik aufgebaut sein kann, ermöglicht über die Stellantriebe 11 und 12 ein Nachführen der Polschuhe 8 und 9 im Sinne einer selbsttätigen Anpassung an die Werkstückkontur.

Der angestrebte Abtrag an der Werkstückoberfläche wird nun dadurch erzielt, daß ein pulverförmiges Schleif- bzw. Poliermittel 19 aus einem magnetischen Material in den Bereich der Polschuhe 8 und 9 eingebracht wird, wo es sich aufgrund des zwischen den Polschuhen 8; 9 bestehenden Magnetfeldes in Form eines Schleifmittelpolsters ent­ sprechend dem Verlauf der magnetischen Feldlinien ver­ teilt. Es kann eine einfache Gestalt der Polschuhe 8; 9 Verwendung finden. Eine zugespitze Ausbildung der Polschuhe 8; 9 bewirkt eine Konzentration der Magnetfeld­ linien im Bereich der gemeinsamen Mittelachse der Polschuhe 8 und 9. In diesem Bereich liegt dabei die größte Dichte an Schleif- bzw. Poliermittel vor. Indem das Werkstück 10 sowohl translatorisch als auch drehend in diesem Schleifmittelpolster bewegt wird, erfolgt die Bearbeitung seiner Oberfläche. Die vom Regelkreis 15 bewirkte Verstellung der Polschuhe 8 und 9 beeinflußt dabei die Stärke des Abtrages. Auf diese Weise ist es einerseits möglich, auch bei komplizierten Werkstück­ geometrien eine gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen, indem der Abstand zwischen den Polschuhen 8; 9 und der Werkstückoberfläche in allen Bereichen der lateralen Werkstückerstreckung konstant gehalten wird, andererseits kann durch gezielte Veränderung dieses Abstandes die äußere Form des Werkstückes 10 beeinflußt werden.

Claims (4)

1. Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken durch magnet­ abrasives Schleifen und Polieren, bei der sich das zu bearbeitende Werkstück zusammen mit einem Polster aus einem magnetischen Schleif- oder Poliermittel zwischen den Polschuhen eines Magneten befindet, die in Richtung auf das Werkstück verstellbar beweglich gehaltert sind und bei der das Werkstück eine Relativ­ bewegung in bezug auf das Schleif- bzw. Poliermittel­ polster ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Regelkreis zum selbstätigen Einhalten eines konstanten Abstandes der Polschuhe (8; 9) des Magneten (1) von der Werkstückkontur aufweist, der sich aus den Polschuhen (8; 9) zugeordneten Stellantrieben (11; 12), je einem jedem Polschuh (8; 9) zugeordneten Abstandssensor (17; 18) und einer Vergleicherschal­ tung (15) zusammensetzt, welche die Meßwerte der Abstandssensoren (17; 18) mit einem fest vorgegebenen Abstandswert vergleicht.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (15) Teil eines programmier­ baren Prozeßrechners ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner einen Vorschubantrieb (16) für das Werkstück (10) steuert.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellantriebe (11; 12) als mit einer Wegmeßeinrichtung gekoppelte Kolbenzylinder­ einheiten ausgebildet sind.