DE3728390A1 - Verfahren zur steuerung der zustell- und der antastbewegung einer schleifscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der schrittweisen Zustellbewegung einer relativ zu einer zu bearbeiteten Werkstück-Oberfläche parallel zu dieser beweg­ baren Schleifscheibe sowie auch zur Steuerung der relativen Antastbewegung zwischen einer Schleifscheibe und einem Werk­ stück oder einem Meßfühler.

Die schrittweise Zustellung erfolgt bisher jeweils nach einer bestimmten Anzahl Hin- und Herbewegungen der Schleif­ scheibe bzw. des Werkstücks. Der Abtrag auf seiten des Werk­ stücks geht jedoch unterschiedlich schnell, je nachdem, ob die freiliegenden Körner der Schleifscheibe noch überwie­ gend scharfkantig oder schon abgestumpft sind oder ob sich an einzelnen Stellen der zu schleifenden Oberfläche harte Körner länger halten, bevor auch sie abgetragen sind. Auf diese Unterschiedlichkeit der Bearbeitungsdauer für einen bestimmten Abtrag muß bei der Einstellung der Zahl der Schleifvorgänge, nach denen jeweils eine schrittweise Zu­ stellbewegung stattfinden soll, Rücksicht genommen und eine auf jeden Fall ausreichend große Zahl von Hin- und Herbe­ wegungen vorgewählt werden. Daraus folgt aber, daß in den meisten Fällen eine geringere als die notwendigerweise ein­ zustellende Zahl von Schleifvorgängen bis zum nächsten Zu­ stellschritt genügen würde. Die Unwirtschaftlichkeit des bisher praktizierten Steuerungsverfahrens äußert sich be­ sonders stark beim Schleifen sehr harter Werkstücke, z.B. Werkzeugen mit Einsätzen aus polykristallinem Diamant oder CBN, weil bei diesen die Zahl der Schleifvorgänge, nach denen jeweils erst der nächste Zustellschritt bestimmter Größe stattfindet, verhältnismäßig hoch ist.

Andererseits kann es bei einem unvorhergesehenen Ausmaß der Abstumpfung der Schleifscheibe dazu kommen, daß in gleichmäßigem Rhythmus zugestellt wird, obgleich der vorge­ sehene Abtrag noch nicht erreicht ist. Dann drückt die Schleifscheibe unzulässig stark gegen das Werkstück, ver­ formt es oder verursacht sonstige Schäden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steue­ rungsverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches die Bearbeitungszeit verkürzt und die genannten Fertigungsfehler wirksam vermieden werden, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jede Hin­ und/oder Herbewegung der Schleifscheibe jeweils eine Folge von Meßwerten wenigstens einer Art von Betriebsdaten des Schleifscheiben-Drehantriebs aufgenommen wird, welche sich mit dem auf die Schleifscheibe wirkenden Reibungsmoment ändern, und eine Zustellung erfolgt, sobald sämtliche Meß­ werte einer Folge auf derjenigen Seite eines Grenzwerts bleiben, auf welcher ein diesem zugeordnetes maximales Rei­ bungsmoment nicht überschritten wird.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß weder Maschinenzeit für unnötige Hin- und Herbewegungen der Schleifscheibe ver­ geudet wird, noch Fertigungsfehler infolge zu früher Zu­ stellung nach ungenügendem Abtrag auftreten können, denn die Zustellung erfolgt jetzt genau im richtigen Zeitpunkt nach Erreichen eines vorbestimmten Abtrags.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß im Prinzip dasselbe Steuerungverfahren auch vor Beginn einer Schleifbearbeitung angewendet werden kann, um die Schleifscheibe und das Werk­ stück durch Antasten in die Taststellung, d. h., die Aus­ gangsstellung zu bringen, von der aus danach während der schleifenden Bearbeitung die Zustellung erfolgt. Hierzu wird vorgeschlagen, daß während der Antastbewegung eine Folge von Meßwerten wenigstens einer Art von Betriebsdaten des Schleifscheiben-Drehantriebs aufgenommen wird, welche sich mit dem auf die Schleifscheibe wirkenden Reibungsmoment ändern, und die Antastbewegung beendet wird, sobald die Meßwerte einen Grenzwert erreichen, welchem ein bestimmtes maximales Reibungsmoment entspricht.

Bei verfahrensmäßig prinzipieller Gleichheit der vorgeschla­ genen Steuerungen der Zustell- und der Antastbewegungen unterscheiden sich beide im wesentlichen dadurch, daß im ersten Fall jeweils eine bestimmte und im zweiten Fall eine unbestimmte Folge von Meßwerten aufgenommen wird, und daß der Grenzwert im einen Fall das Reibungsmoment nach einem Schleifabtrag, im anderen Fall vor Beginn einer Schleifbe­ arbeitung darstellt, wobei der zuletzt genannte Fall die beiden Alternativen einschließt, daß beim Antasten entweder eine Relativstellung der Schleifscheibe erreicht wird, von der aus zunächst noch zugestellt werden muß, bevor das Schleifen beginnt, oder am Ende der Antastbewegung bereits eine Relativstellung der Schleifscheibe mit Bezug auf das Werkstück wie am Ende einer Zustellbewegung erreicht wird.

Das neue Steuerungsverfahren für die Antastbewegung funktio­ niert sehr feinfühlig und genau. Es bietet sich daher jetzt die Möglichkeit, eine zweiphasige Antastbewegung vorzusehen, wobei die in der zweiten Phase stattfindende Feinantastung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert wird, während die vorangehende Grobantastung in anderer Weise, z. B. durch optische und/oder mechanische Mittel gesteuert werden kann. Besonders bevorzugt wird bei Verwendung elektrisch leitfähiger Schleifscheiben und Werkstücke bzw. Meßfühler die Kombination der erfindungsgemäßen Feinsteuerung in der Endphase der Antastbewegung mit einem Steuerungsverfahren der vorangegangenen ersten Phase, bei welchem eine elek­ trische Funkenspannung zwischen Schleifwerkzeug und Werk­ stück oder Meßfühler angelegt und die Taststellung durch den Funkenstrom bestimmt wird. Durch die zweiphasige An­ tastung lassen sich Fehler vermeiden, die dadurch entstehen können, daß beim Antasten Verunreinigungen in den Funken­ spalt gelangen, die bei einer Funkenspannung von z. B. etwa 200 bis 300 Volt Funken eher überspringen und einen bestimmten Funkenstrom entstehen lassen als ohne oder mit geringeren Verunreinigungen im Funkenspalt.

In bevorzugter Ausgestaltung sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Zustellbewegung als auch des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Antastbe­ wegung wird als Folge von Meßwerten, die ein Maß für das an der Schleifscheibe wirksame Reibungsmoment bilden, die Strom- oder Leistungsaufnahme eines impulsgeregelten Gleichstrom- Antriebsmotors der Schleifscheibe gemessen, wobei dieser Antriebsmotor vorzugsweise während der Aufnahme der Folge von Meßwerten mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Dieses Steuerungsverfahren bietet gegenüber anderen, bei denen nicht die Strom- oder Leistungsaufnahme, sondern z. B. die Drehzahlveränderung infolge Änderungen des Rei­ bungsmoments oder andere davon abhängige Betriebsdaten ge­ messen werden, den Vorteil größerer Genauigkeit.

Sollen mit bestimmten Relativstellungen zueinander ange­ ordnete Flächen, z. B. Schneiden geschliffen werden, kann in einer bevorzugten praktischen Ausführung der Erfindung vor und/oder nach dem Schleifen einer der Flächen an dieser angetastet werden, und es können entsprechend dieser Tast­ stellung danach die anderen Flächen geschliffen oder Zu­ stellbewegungen zur Kompensation der Schleifscheibenab­ nutzung vorgenommen werden. Anstatt eine bestimmte Fläche an einem Werkstück als Referenz für das automatische Schlei­ fen anderer Flächen zu verwenden, kann auch eine Modell­ fläche oder ein Meßfühler mit dem Schleifwerkzeug angetastet und als Referenz für alle zu schleifenden Flächen benutzt werden.

Einen besonders großen Vorteil bietet das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Antastbewegung, wenn danach auch die Steuerung der Zustellbewegung nach dem hierfür vorgeschlagenen Verfahren erfolgt, weil dann dieselbe Steuervorrichtung für die Steuerung sowohl der Antast- als auch der Zustellbewegung benutzt werden kann.

Noch weitergehende Vorteile werden dann erzielt, wenn in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein Werk­ stück zunächst mit einem ersten Werkzeug funkenerosiv oder erodierschleifend und dann in derselben Aufspannung mit einer mittels Funkenstrom in die angenäherte Antaststellung gebrachten Schleifscheibe mechanisch abtragend bearbeitet wird. Bei dieser Ausführungsvariante erfolgt nicht nur das Antasten schnell und automatisch, sondern es wird auch zu­ sätzlich die Genauigkeit gefördert, indem bei beiden nach­ einander ausgeführten unterschiedlichen Bearbeitungsvor­ gängen das Werkstück in derselben Aufspannung bleibt und die Relativstellungen zu beiden Werkzeugen in gleicher Weise gesteuert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Steuerungsschaltplan einer Schleifma­ schine, auf welcher auch eine funkenerosive oder erodierschleifende Bearbeitung ausgeführt wird;

Fig. 2 einen Steuerungsschaltplan einer Schleifmaschine, bei welcher die Antast- und Zustellbewegung in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Schleif­ scheibenantriebs gesteuert wird;

Fig. 3 ein Diagramm einer Folge von während eines Schleifvorgangs gemessenen Stromwerten der Stromversorgung der Schleifscheibe in der Schleifmaschine nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Werkstück 10, z. B. ein Säge­ blatt, welches auf einem Kreuzschlitten 12 aufgespannt ist und dadurch in Richtung von zwei senkrecht aufeinander­ stehenden Koordinaten x und y verfahren werden kann. Ein Drehantrieb 14, dessen Drehwinkel gesteuert werden kann, dient zur Drehwinkelverstellung bzw. zum Weiterschalten des Sägeblatts von einer zu bearbeitenden Schneide zur nächsten.

Zur Bearbeitung des Werkstücks 10 sind zwei Werkzeuge 16 und 18 vorgesehen. Bei dem Werkzeug 16 handelt es sich um eine rotierend antreibbare Scheibe, z. B. aus Graphit, Kupfer oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material, ggf. auch mit eingeschlossenen Schleifkörnern aus elektrisch nicht leitfähigem Material, z. B. Diamantkorn. Mit diesem Werkzeug wird das Sägeblatt 10 oder ein anderes Werkstück, z. B. auch ein an seinen Schneiden, die z. B. aus Hartmetall oder polykristallinem Diamant bestehen können, zu bearbei­ tender Fräser oder ein anders ähnliches Werkzeug funken­ erosiv oder erodierschleifend bearbeitet.

Das zweite Werkzeug 18 ist eine elektrisch leitfähige, also z.B. metallgebundene Schleifscheibe mit beispielsweise Dia­ mantkörnung. Beide Werkzeuge 16 und 18 sitzen auf derselben Antriebswelle 20 und können durch einen Werkzeugschlitten 22 in Richtung einer senkrecht auf den x- und y-Koordinaten ste­ henden z-Koordinate verfahren werden. Außerdem ist die Winkel­ geschwindigkeit ω der durch einen Antriebsmotor 24 angetrie­ benen Welle 20 steuerbar.

Ein Funkengenerator 26 ist über Leitungen 28 und 30 an das Werkstück 10 und das jeweils zum Ansatz gebrachte Werkzeug 16 bzw. 18 angeschlossen. In üblicher Weise kann zwischen das Werkstück 10 und das jeweilige Werkzeug 16 bzw. 18 ein Dielektrikum eingespült werden, so daß sie entweder durch dieses oder durch Luft untereinander isoliert sind und Fun­ ken zwischen ihnen überspringen können, wenn sich das Ero­ dier Werkzeug 16 mit dem Zwischenabstand des für die Funken­ erosion notwendigen Funkenspalts in Arbeitsstellung befin­ det bzw. wenn mit dem Schleifwerkzeug 18 am Werkstück 10 angetastet wird.

Mit Hilfe einer Steuerschaltung 32 können die im Einzelfall vor­ gesehenen Zustellungen, Vorschubbewegungen und Sollwertein­ stellungen vorgenommen werden. Die Vorgaben für die Steuer­ schaltung können entweder von Hand über eine nicht gezeigte Tastatur oder durch einen Programmspeicher 34 in die Steuer­ schaltung eingegeben werden. Diese kann dann über eine Lei­ tung 36 und einen Signalumsetzer 38 den Kreuzschlitten 12 eine Bewegung in Richtung der x-Koordinate ausführen lassen, wodurch z.B. der Funkenspalt zwischen Werkstück 10 und Werk­ zeug 16 beeinflußt wird. Zum Ansteuern und Nachregeln eines bestimmten Funkenspalts können die Änderungen der elektrischen Spannung Us am Funkenspalt über eine Meßvorrichtung 40 und alternativ oder gleichzeitig eine Spaltstromänderung Is über eine Meßvorrichtung 42 abgegriffen und der Steuerschaltung 32 zur Auswertung zugeleitet werden. Parallel zur Funkenstrecke zwischen Werkstück und Werkzeug ist eine stufenweise einstell­ bare Kapazität 44 vorhanden, wie sie aus der Metallbearbei­ tung bekannt ist, um Anpassungen vorzunehmen.

Das Zustellen des Werkzeuges kann in Abhängigkeit des bei 42 gemessenen Stroms Is geregelt werden. Der einem Strom zur Größe des Funkenspalts proportionale Wert kann einem Kompa­ rator zugeführt werden, in dem mit einem einstellbaren Soll­ wert verglichen wird.

Über eine Steuerleitung 46 und einen Signalumsetzer 48 wird die Bewegung des Kreuzschlittens 12 in Richtung der y-Koordi­ nate gesteuert. Dies kann z.B. eine hin- und hergehende Bewe­ gung des Werkstücks beim Bearbeiten von geraden Schneiden sein. Das Ausmaß der hin- und hergehenden Bewegung kann durch den Programmspeicher 34 oder auch eine einfache Umsteuerung durch Endschalter vorgegeben werden.

Über eine Leitung 50 und einen Signalumsetzer 52 wird der Werkzeugschlitten 22 in Richtung der z-Koordinate gesteuert, um z.B. eine Höhenverstellung des Werkzeugs 16 bzw. 18 vor­ zunehmen.

Die Drehzahl des Antriebsmotors 24 wird durch die Steuer­ schaltung 32 über eine Steuerleitung 54 und einen Signalum­ setzer 56 gesteuert. Um schließlich im Beispielsfall das Werkstück 10 nach jeder Bearbeitungsstufe mit einer Dreh­ schaltbewegung zur Bearbeitung eines weiteren Zahns in eine andere Drehwinkelstellung zu bringen, wird von der Steuer­ schaltung 32 aus über eine Steuerleitung 58 und einen Signal­ umsetzer 60 ein entsprechendes Signal an den Drehantrieb 14 des Werkstücks 10 geleitet. Bei einer anderen Bearbeitungs­ aufgabe kann der Drehantrieb 14 aber auch ein ständig drehen­ der Motor sein, wenn ein Werkstück als Rotationskörper bear­ beitet werden soll, während er bei der Bearbeitung um seine Achse rotiert.

Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung eignet sich grund­ sätzlich zur Bearbeitung metallischer Werkstücke, und zwar vor allem zur Herstellung und zum Nachschleifen von Werkzeu­ gen, insbesondere mit sehr harten Schneiden, z.B. aus poly­ kristallinem Material. Die Schneiden des Werkstücks können dabei zunächst mit Hilfe des Werkzeugs 16 durch Funkenerosion oder erodierschleifend bearbeitet werden. Die bei diesem Be­ arbeitungsverfahren entstehenden, noch verhältnismäßig rauhen Flächen können dann in derselben Aufspannung des Werkstücks 10 und unter Zuhilfenahme derselben Steuerschaltung mittels des Schleifwerkzeugs 18 fertig bearbeitet werden. Dabei besteht die Möglichkeit, entweder Zahn für Zahn bzw. Schneide für Schneide des Werkstücks 10 jeweils unmittelbar nacheinander erst mit dem Erodierwerkzeug 16 und dann mit dem Schleifwerk­ zeug 18 zu bearbeiten, oder zunächst alle Zähne bzw. Schnei­ den mit dem Erodierwerkzeug 16 und anschließend wiederum sämtliche Zähne bzw. Schneiden nacheinander mit dem Schleif­ werkzeug 18 zu bearbeiten. In der zweiten Bearbeitungsstufe unter Einsatz des Schleifwerkzeugs 18 wird der Funkenstrom Is, anders als bei dem vorangegangenen Erodierverfahren, nicht mehr zum Materialabtrag, sondern nur noch zur Steuerung der Relativstellung zwischen dem Werkstück 10 und dem Schleif­ werkzeug 18 gebraucht. Damit kann das Werkstück 10 schnell und automatisch sehr genau bis auf einen ganz bestimmten Ab­ stand oder bis zur Berührung der Schleifkörner an das Schleif­ werkzeug 18 - oder umgekehrt dieses an das Werkstück 10 - herangefahren werden, um anzutasten. Die gewünschte Ausgangs­ stellung für den Schleifvorgang, sei es in Berührung oder noch mit einem ganz bestimmten Zwischenabstand zwischen Werk­ stück und Werkzeug, läßt sich auf die beschriebene Weise sehr genau einstellen, weil jeder Funkenstrecke zwischen Werkzeug und Werkstück auch im Falle des elektrisch leitenden Schleif­ werkzeugs 18 ein bestimmter Funkenstrom Is zugeordnet ist, dessen Wert an die Steuerschaltung 32 geleitet und dort mit einem bestimmten Sollwert für die Ausgangsstellung bzw. An­ taststellung verglichen wird. Auch während des mechanischen Schleifvorgangs mittels der Schleifscheibe 18 kann die Funkenspannung Us aufrecht erhalten bleiben, um einen Fun­ kenstrom Is im Ausmaß eines Meß- bzw. Steuerstroms zu er­ zeugen und auf diese Weise die mechanisch schleifende Be­ rührung zwischen der Schleifscheibe 18 und dem Werkstück 10 zu kontrollieren. Die erodierende Wirkung der Funken wird in dieser Bearbeitungsstufe minimal gehalten, um den glättenden Effekt des mechanischen Schleifvorgangs nicht zu beeinträchtigen.

Die Steuerung der Antastbewegung mittel des Funkenstroms bei der Vorrichtung nach Fig. 1 kann durch Schmutz im Fun­ kenspalt beeinflußt werden. Um dadurch verursachte Fehler auszuschließen, kann die zusätzliche Steuerschaltung nach Fig. 2 benutzt werden. Unabhängig von der Steuerung der Antastbewegung kann die in Fig. 2 gezeigte Steuervorrichtung auch zur Steuerung der Zustellbewegung einer Schleifscheibe dienen, und zwar wiederum unabhängig davon, ob diese und/oder das Werkstück aus elektrisch leitfähigem Material bestehen.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 ist ebenfalls das Werkstück mit 10, der Werkstückträger mit 12, die Schleifscheibe mit 18 und ihr elektrischer Drehantriebsmotor mit 24 bezeichnet. Im Beispielsfall sei davon ausgegangen, daß während der Schleifbearbeitung der Werkzeugträger 12 mit dem Werkzeug 10 eine hin- und hergehende Bewegung entsprechend dem Dop­ pelpfeil 62 ausführt. Die Antastbewegung und später die Zustellbewegung finden quer dazu in Pfeilrichtung 64 statt. Als Antrieb für die Antast- und Zustellbewegungen dient ein Schrittmotor 66, der z. B. über eine Stellspindel 68 auf den Werkzeugträger 12 wirkt.

Der Betriebsstrom des Drehantriebsmotors 24 der Schleif­ scheibe 18 wird durch eine Regeleinrichtung 70 im Wege der Impulsbreitenregelung derart geregelt, daß er während eines bestimmten Bearbeitungsvorgangs mit einer konstanten Drehzahl umläuft. Zur Rückkoppelung ist an der Schleifscheibe 18 oder ihrem Antriebsmotor 24 ein Tachogenerator 72 ange­ bracht, der die tatsächliche Drehzahl mißt und an die Regel­ einrichtung 70 meldet, so daß dort beim Auftreten von Ab­ weichungen von der Soll-Drehzahl die Stromversorgung des Antriebsmotors 24 entsprechend geändert werden kann, um den auftretenden Drehzahlabweichungen entgegenzuwirken. Der Sollwert für die Drehzahl des Antriebsmotors 24 wird durch ein Potentiometer 74 an der Regeleinrichtung 70 einge­ stellt.

Die Stromwerte der Stromversorgung des Antriebsmotors 24 werden bei 76 abgegriffen und einem Vergleicher 78 zuge­ leitet, wo sie mit einem bestimmten Grenzwert verglichen werden, der über ein Potentiometer 80 eingegeben wird. Während des Betriebs wird die Folge der gemessenen Strom­ werte und der eingestellte Grenzwert an einen Stromwert­ speicher 82 weitergeleitet, der wiederum mit einem Rechner 84 verbunden ist, in welchem je nach dem eingestellten Steuerungsprogramm für entweder eine Antastbewegung oder Zustellbewegungen die Stromwerte bzw. deren Differenz zum eingestellten Grenzwert gezählt und in bestimmter Weise zusammengefaßt werden, bis der Rechner 84 entsprechend dem eingegebenen Programm einen Steuerbefehl an die Motorsteue­ rung 86 des Schrittmotors 66 gibt.

Das Diagramm nach Fig. 3 veranschaulicht bildlich den zwi­ schen dem Abgreifen der Stromwerte bei 76 und der Erteilung eines Steuerbefehls an den Schrittmotor 66 stattfindenden Steuerungsvorgang. Dabei sind auf der Abszisse kurze gleich­ mäßige Zeitintervalle während einer Hin- oder Herbewegung S des Werkzeugträgers 12 in Pfeilrichtung 62 aufgetragen, während auf der Ordinate die Stromwerte I und der für diese eingestellte Grenzwert G abgetragen sind. Im dargestellten Beispielsfall einer Steuerung der Zustellbewegung liegen schon fast alle während der betrachteten Hin- oder Herbe­ wegung des Werkzeugträgers 12 relativ zur Schleifscheibe 18 aufgenommenen Stromwerte unterhalb des Grenzwerts G. Dies bedeutet, daß das Werkstück 10 auf der zu schleifenden Fläche schon fast auf das bis hierher vorgesehene Maß abge­ schliffen ist. Wie die Stromwertkurve in Fig. 3 zeigt, hat sich aber an einer Stelle z. B. ein etwas härterer Bereich länger gehalten, so daß an dieser Stelle ein oder mehrere gemessene Stromwerte I den Grenzwert G überschreiten. Bei einer solchen oder ähnlichen Stromwertkurve, die an einer oder mehreren Stellen den Grenzwert G übersteigt, gibt der Rechner 84 der Motorsteuerung 86 des Schrittmotors 66 noch keinen Steuerimpuls für eine Bewegung in Zustellrichtung 64. Es findet vielmehr eine weitere Hin- und/oder Herbe­ wegung des Werkzeugträgers 12 in Bewegungsrichtung 62, d. h. ein weiterer Schleifvorgang statt, während dessen Dauer wiederum eine Stromwertkurve gemäß Fig. 3 aufgenommen wird. Sobald diese auf der ganzen Strecke S unterhalb des Grenzwerts G bleibt, geht vom Rechner 84 ein Steuerimpuls an die Motorsteuerung 86, woraufhin der Schrittmotor 66 den Werkzeugträger 12 um ein vorbestimmtes Maß weiter in Richtung 64 zustellt. Die anschließend als nächste aufge­ nommene Stromwertkurve gemäß Fig. 3 wird wegen der starken Reibung zwischen dem Werkstück 10 und der Schleifscheibe 18 unmittelbar nach der Zustellung zunächst weit oberhalb des Grenzwerts G liegen. Mit zunehmendem Materialabtrag sinkt das auf die Schleifscheibe 18 ausgeübte Reibungsmoment und damit auch die Stromaufnahme des Drehantriebsmotors 24, bis die Stromwerte wieder unter den Grenzwert G sinken und der Rechner 84 über die Motorsteuerung 86 den nächsten Zustellschritt des Schrittmotors 66 auslöst.

Es besteht bei dieser Art der Zustellsteuerung sogar die Möglichkeit, je nach dem mittleren Abstand der Stromwert­ kurve gemäß Fig. 3 vom Grenzwert G, den Schrittmotor 66 unterschiedlich große Zustellschritte ausführen zu lassen. Es versteht sich, daß die vorstehend beispielhaft beschrie­ bene Zustellsteuerung unabhängig davon anwendbar ist, ob das Werkstück 10 und/oder die Schleifscheibe 18 während der schleifenden Bearbeitung eine hin- und hergehende Be­ wegung in Pfeilrichtung 62 quer zur Zustellrichtung 64 aus­ führen, und ob das Werkstück 10 und die Schleifscheibe 18 aus elektrisch leitfähigen Materialien bestehen.

Das beschriebene Steuerungsverfahren und die schematisch dargestellte Steuervorrichtung gemäß Fig. 2 eignen sich aber auch zur Steuerung einer Antastbewegung vor Beginn einer Schleifbearbeitung, um die Schleifscheibe und das Werkstück in die relative Ausgangsposition zu bringen. In diesem Fall werden die Stromwerte I im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 nicht während der Hin- und Herbewegung in Pfeilrichtung 62, sondern während der durch den Schritt­ motor 66 erzeugten Antastbewegung in Pfeilrichtung 64 er­ mittelt. Die Folge der Stromwerte I bleibt dabei zunächst unterhalb eines bestimmten Grenzwerts G, solange überhaupt keine Berührung zwischen der Schleifscheibe 18 und dem Werk­ stück 10 stattfindet. Die einsetzende Berührung macht sich wegen des auf die Schleifscheibe 18 ausgeübten Reibungs­ moments sofort als starker Anstieg der Stromwerte I bemerk­ bar, wobei der niedrig angesetzte Grenzwert G überschritten und daraufhin sofort die Antastbewegung beendet wird.

Um das bisher festgestellte Optimum einer automatischen, sehr schnellen, sehr zuverlässigen und schließlich auch noch sehr genauen Antaststeuerung zu erhalten, sollte beim Schleifen elektrisch leitfähiger Werkstücke auch eine elek­ trisch leitfähige Schleifscheibe 18 benutzt werden, so daß die im Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 beschriebene Feinan­ tastung in Abhängigkeit von dem auf die Schleifscheibe 18 ausgeübten Reibungsmoment mit der Antaststeuerung in Ab­ hängigkeit vom Funkenstrom, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, kombiniert werden kann. Die Erfindung kann sogar dann Anwendung finden, wenn elektrisch nicht leitende Werkstücke geschliffen werden sollen, wenn für das Antasten am Anfang und/oder am Ende einer Schleifbear­ beitung ein in entsprechender Lage zum Werkstück angebrach­ ter und als Referenz dienender Meßfühler aus elektrisch leitfähigem Material zur Verfügung steht, an den die Schleifscheibe mittels Messung des Funkenstroms und des Reibungsmoments angetastet werden kann.

Claims (10)

1. Verfahren zur Steuerung der schrittweisen Zustellungs­ bewegung einer relativ zu einer zu bearbeitenden Werk­ stück-Oberfläche parallel zu dieser hin- und herbeweg­ baren Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Hin-und/oder Herbewegung der Schleifscheibe jeweils eine Folge von Meßwerten wenigstens einer Art von Betriebsdaten des Schleifscheiben-Drehantriebs aufge­ nommen wird, welche sich mit dem auf die Schleifscheibe wirkenden Reibungsmoment ändern, und eine Zustellung erfolgt, sobald sämtliche Meßwerte einer Folge auf der­ jenigen Seite eines Grenzwerts bleiben, auf welcher ein diesem zugeordnetes maximales Reibungsmoment nicht über­ schritten wird.

2. Verfahren zur Steuerung der relativen Antastbewegung zwischen einer Schleifscheibe und einem Werkstück oder einem Meßfühler, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Antastbewegung eine Folge von Meßwerten wenigstens einer Art von Betriebs­ daten des Schleifscheiben-Drehantriebs aufgenommen wird, welche sich mit dem auf die Schleifscheibe wirkenden Reibungsmoment ändern, und die Antastbewegung beendet wird, sobald die Meßwerte einen Grenzwert erreichen, welchem ein bestimmtes maximales Reibungsmoment ent­ spricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom- oder Lei­ stungsaufnahme eines impulsbreitengeregelten elektrischen Antriebsmotors der Schleifscheibe gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Verwendung elektrisch leitfähiger Schleifscheiben und Werkstücke bzw. Meßfühler als zweite Phase einer zweiphasigen An­ taststeuerung durchgeführt wird, wobei in der ersten Phase eine elektrische Funkenspannung zwischen Schleif­ werkzeug und Werkstück bzw. Meßfühler angelegt und eine angenäherte Antaststellung durch den Funkenstrom bestimmt wird.

5. Verfahren zur Steuerung der Antastbewegung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Schleifen von mehreren mit bestimmten Relativstellungen zueinander angeordneten Flächen vor und/oder nach dem Schleifen einer der Flächen an dieser mittels Funkenstrom angetastet und entsprechend dieser Taststellung die anderen Flächen geschliffen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werk­ stück zunächst mit einem ersten Werkzeug funkenerosiv oder erodierschleifend und dann in derselben Aufspannung mit einer mittels Funkenstrom in die Antaststellung ge­ brachten Schleifscheibe mechanisch abtragend bearbeitet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einem rotierend antreibbaren Schleifwerkzeug, einer Werkstück-Spannein­ richtung und einem steuerbaren Bewegungsantrieb zur Ver­ änderung der Relativstellung zwischen Schleifwerkzeug und Werkstück, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehantrieb (24) des Schleifwerk­ zeugs (18) und ein Schrittmotor (66) als steuerbarer Bewegungsantrieb zur Veränderung der Relativstellung zwischen Schleifwerkzeug (18) und Werkstück (10) an eine Steuerschaltung (70-86) anschließbar sind, welche den Schrittmotor (66) während der Antast- und/oder Zustell­ bewegung in Abhängigkeit von der vorher gemessenen Strom- oder Leistungsaufnahme des Drehantriebs (24) des Schleif­ werkzeugs (18) steuert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einem elektrisch leit­ fähigen Schleifwerkzeug zum Schleifen eines elektrisch leitfähigen Werkstücks, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schleifwerkzeug (18) und das Werkstück (10) oder ein Meßfühler an einen Funkengene­ rator (26) anschließbar sind und der Bewegungsantrieb (12, 22) beim Antasten durch eine vom Funkenstrom beeinflußte Steuerschaltung (32) steuerbar ist, welche während des mechanischen Schleifvorgangs durch einen Programmspei­ cher (34) und/oder einen nur als Steuerstrom bemessenen Funkenstrom steuerbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schleifwerkzeug (18) an den Funkengenerator (26) und die Steuerschaltung (32) eines in derselben Werkstückaufspannung einsetzbaren, funken­ erosiv wirkenden Werkzeugs (16) anschließbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schleifwerkzeug (18) und das funkenerosiv wirksame Werkzeug (16) auf derselben Antriebs­ welle (20) angeordnete, rotierend antreibbare Werkzeuge sind.