用于軸承環(huán)的磨床以及在該磨床中設(shè)定相切狀態(tài)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可用于研磨軸承環(huán)的磨床。本發(fā)明還涉及在這樣機(jī)床的砂輪與其環(huán)境之間設(shè)定相切狀態(tài)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在軸承制造領(lǐng)域中，例如從W0-A-2008/080240已經(jīng)知曉，利用提供有關(guān)于軸可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)砂輪的磨床。一方面已知這樣的砂輪必須與成型工具相互作用，以便使其外周邊邊緣與要處理的軸承環(huán)的實(shí)際幾何形狀一致，另一方面，與隨后安裝在磨床的工作位置內(nèi)的軸承環(huán)相互作用且由卡盤(pán)保持在該工作位置。由于這樣的相互作用，重要的是在設(shè)定用于處理新型軸承環(huán)的磨床期間在砂輪與成型工具以及與卡盤(pán)相切時(shí)進(jìn)行評(píng)估。迄今，這些元件相切位置的檢測(cè)都是手工進(jìn)行，這需要合格的人力和操作人員的高質(zhì)量勞動(dòng)。這是耗時(shí)且昂貴的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)于用新的磨床來(lái)解決這些問(wèn)題，其適合于容易且自動(dòng)地檢測(cè)砂輪與其環(huán)境的相切狀態(tài)，特別是與屬于磨床的保持裝置的卡盤(pán)和成型工具的相切狀態(tài)。
[0004]為此，本發(fā)明涉及用于軸承環(huán)的磨床，該磨床包括機(jī)架、圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)砂輪、在軸承環(huán)的其中一個(gè)表面的研磨操作期間軸承環(huán)就位的工作臺(tái)、保持軸承環(huán)在工作臺(tái)的卡盤(pán)，該卡盤(pán)沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，該磨床還包括:
[0005]-第一自動(dòng)裝置，其相對(duì)于該砂輪的外周邊邊緣設(shè)定成型工具的位置，這些第一自動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、連接到該電動(dòng)機(jī)以檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)的編碼器、沿著平移軸線(xiàn)的該成型工具的位置的傳感器、以及用于比較編碼器的輸出信號(hào)和傳感器的輸出信號(hào)的裝置，
[0006]-第二自動(dòng)裝置，其設(shè)定該卡盤(pán)沿著該第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的軸向位置，這些第二執(zhí)行裝置包括用于沿著該第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)平移驅(qū)動(dòng)該卡盤(pán)的電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)該卡盤(pán)圍繞該第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的裝置。
[0007]由于本發(fā)明，第一和第二自動(dòng)裝置可以一方面以任何順序先后用來(lái)設(shè)定砂輪的外周邊邊沿和成型工具之間的相切狀態(tài)，另一方面，用來(lái)設(shè)定砂輪的側(cè)表面和卡盤(pán)之間的相切狀態(tài)。在兩種情況下，因?yàn)椴恍枰蕾?lài)于人工操作，這樣的設(shè)定可以以快速的且可再現(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)。
[0008]第一自動(dòng)裝置的傳感器優(yōu)選為光學(xué)標(biāo)尺傳感器。優(yōu)選地，該機(jī)床包括用來(lái)移動(dòng)砂輪的裝置，使其從相對(duì)于第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)偏移的位置移動(dòng)到砂輪的側(cè)面與第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)相交的第二位置。
[0009]本發(fā)明還涉及能用如上所述的磨床實(shí)施的方法，更具體而言，涉及在用于軸承環(huán)的磨床中在砂輪與其環(huán)境之間設(shè)定相切狀態(tài)的方法，該機(jī)床除了圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的砂輪外還包括機(jī)架、在軸承環(huán)的其中一個(gè)表面的研磨操作期間軸承環(huán)就位的工作臺(tái)以及用于保持軸承環(huán)在工作臺(tái)中的卡盤(pán)，該卡盤(pán)圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，該方法至少包括下面的步驟:
[0010]-a)通過(guò)促動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)朝著該第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)沿著橫向軸線(xiàn)平移移動(dòng)成型工具，該成型工具用于成型該磨床的外周邊邊緣，
[0011]-b)通過(guò)連接到該電動(dòng)機(jī)的編碼器檢測(cè)該電動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)，
[0012]-c)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的傳感器檢測(cè)該成型工具沿著橫向軸線(xiàn)的位置，
[0013]-d)比較該編碼器的第一輸出信號(hào)與該專(zhuān)門(mén)的傳感器的第二輸出信號(hào)，
[0014]-e)當(dāng)該第一輸出信號(hào)表不該輸出軸的旋轉(zhuǎn)且該第二輸出信號(hào)表不該成型工具沿著該橫向軸線(xiàn)的停止時(shí)，評(píng)估該成型工具與該砂輪的該外周邊邊緣的相切，
[0015]-f)移動(dòng)該砂輪到該砂輪的側(cè)表面與該第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)相交的位置，
[0016]-g)圍繞該第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)該砂輪，
[0017]-h)通過(guò)促動(dòng)第二電動(dòng)機(jī)沿著該第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)朝向該砂輪的該側(cè)表面平移移動(dòng)該卡盤(pán)，
[0018]-1)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的旋轉(zhuǎn)傳感器檢測(cè)與該卡盤(pán)整體旋轉(zhuǎn)的軸的旋轉(zhuǎn)，
[0019]-j) 一旦該專(zhuān)門(mén)的旋轉(zhuǎn)傳感器檢測(cè)到該軸的旋轉(zhuǎn)，評(píng)估所述卡盤(pán)與所述砂輪的側(cè)表面的相切。
[0020]步驟a)至e)可在步驟f)至j)之前或之后執(zhí)行。
[0021]根據(jù)本發(fā)明有利但非必須的進(jìn)一步方面，可提供:
[0022]-當(dāng)在步驟e)中評(píng)估成型工具與砂輪的外周邊邊緣相切時(shí)，停止第一電動(dòng)機(jī)，和/或
[0023]-當(dāng)在步驟j)中評(píng)估卡盤(pán)與砂輪的側(cè)表面相切時(shí)，停止第二電動(dòng)機(jī)。
[0024]而且，本發(fā)明還涉及用于成型砂輪的外周邊邊緣或者如上所述磨床的卡盤(pán)的軸向表面的方法，其中實(shí)施如上所述的方法。
[0025]為了成型砂輪的外周邊邊緣，當(dāng)評(píng)估成型工具與周邊邊緣相切時(shí)，在步驟e)后實(shí)施采用另外的步驟k)，并且包括在給定的行程上沿著橫向軸線(xiàn)朝著第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)成型工具。
[0026]為了成型卡盤(pán)的軸向表面，當(dāng)評(píng)估卡盤(pán)與砂輪的側(cè)表面相切時(shí)，在步驟j)后實(shí)施采用下面的步驟I)，并且包括在給定的行程上沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)朝著砂輪平移移動(dòng)卡盤(pán)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]本發(fā)明在下面描述的基礎(chǔ)上將更好理解，下面的描述根據(jù)附圖給出且作為說(shuō)明的示例，而不限制本發(fā)明的目標(biāo)。附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的磨床的前視圖，
[0029]圖2是對(duì)應(yīng)于圖1上細(xì)節(jié)II的局部透視圖，
[0030]圖3是其中僅示出該機(jī)床某些部件的圖1和2所示磨床的一部分的俯視示意圖，以及
[0031]圖4是當(dāng)磨床為另一種構(gòu)造時(shí)與圖3類(lèi)似的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1至4所示的磨床2包括機(jī)架4和圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)X6旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)砂輪6。電動(dòng)機(jī)8用于驅(qū)動(dòng)砂輪16圍繞軸線(xiàn)X6旋轉(zhuǎn)。D6表示砂輪6的外徑。
[0033]砂輪6和電動(dòng)機(jī)8由輔助機(jī)架9支撐，輔助機(jī)架9相對(duì)于機(jī)架4在垂直于軸線(xiàn)X6的兩個(gè)相對(duì)方向上運(yùn)動(dòng)，如圖1上的雙箭頭A9所示。軸線(xiàn)X6相對(duì)于輔助機(jī)架9是固定的。
[0034]砂輪6的外周邊表面10根據(jù)需要由壓花器12成型且用于研磨非進(jìn)一步表示軸承的內(nèi)環(huán)500的外表面。壓花器12，有時(shí)稱(chēng)為“金剛石輥”，也由輔助機(jī)架9支撐。在如圖所示的示例中，外表面10具有中心凸塊110，從而用于研磨環(huán)500具有凹槽502A的外徑向表面 502。
[0035]磨床2設(shè)置有工作臺(tái)或區(qū)域14，其中每個(gè)環(huán)500在研磨操作中相對(duì)于砂輪6被陸續(xù)保持就位。
[0036]工作位置14包括兩個(gè)支撐根部16和18，其每一個(gè)分別提供有配合件20，22。配合件20適合于抵靠磁性?shī)A具24的外徑向表面，而配合件22由兩部分制作且適合于抵靠環(huán)500的外周邊表面502。每個(gè)支撐根部16和18分別安裝在滑塊26，28上。另一個(gè)滑板30用于避免環(huán)500的脫離。
[0037]在將其加載在工作臺(tái)14時(shí)，如圖1、2和3所示，每個(gè)環(huán)500關(guān)于磁性?shī)A具24的平行于或基本上平行于軸線(xiàn)X6的中心軸線(xiàn)X24定心。在該構(gòu)造中，環(huán)500的中心孔504是空的，并且由于表面10和502之間的摩擦，環(huán)500由砂輪6圍繞軸線(xiàn)X6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圍繞軸線(xiàn)X24被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。環(huán)500在圖3上被切除以便示出中心孔504。
[0038]兩種類(lèi)型的設(shè)備用于將環(huán)500提供到工作臺(tái)14并且在處理完后將環(huán)從該工作臺(tái)撤離。在本說(shuō)明書(shū)中，尚未處理的環(huán)稱(chēng)為“黑環(huán)”，而已經(jīng)由砂輪6處理過(guò)的環(huán)稱(chēng)為“研磨環(huán)”。
[0039]多軸機(jī)器人100屬于傳輸裝置，其具有6個(gè)自由度。通過(guò)其基座102將多軸機(jī)器人安裝在磨床2的機(jī)架4上且包括多關(guān)節(jié)臂104，其自由端配備有夾具106，該夾具適合于通過(guò)機(jī)器人100的適當(dāng)程序抓住或握緊不同類(lèi)型的環(huán)500。
[0040]運(yùn)動(dòng)臂200也屬于傳輸裝置。該運(yùn)動(dòng)臂200關(guān)于軸線(xiàn)X200是可旋轉(zhuǎn)的，該軸線(xiàn)X200相對(duì)于機(jī)架4固定且平行于軸線(xiàn)X6。運(yùn)動(dòng)臂200與軸線(xiàn)X200相對(duì)的自由端204附近設(shè)置有抓取環(huán)500以使其遠(yuǎn)離工作臺(tái)14的裝置。
[0041 ] 磨床2包括進(jìn)口滑槽300，其中黑環(huán)500在重力下在箭頭A300的方向上運(yùn)動(dòng)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，僅一個(gè)環(huán)500表示在圖2上的進(jìn)口滑槽300中。進(jìn)口滑槽300靠近機(jī)器人100，機(jī)器人100可根據(jù)需要拾取進(jìn)口滑槽300中的環(huán)500。
[0042]另一方面，磨床2還包括出口滑槽310，在其中研磨環(huán)500 —個(gè)接一個(gè)地被排放出來(lái)。在出口滑槽310中，研磨環(huán)500在重力下在箭頭A310的方向上運(yùn)動(dòng)。在朝著臂200定向的其一側(cè)上，出口滑槽310配備有釋放裝置312，其設(shè)置有尺寸足以容納運(yùn)動(dòng)臂200的抓緊裝置的凹口 314，但是該凹口的兩個(gè)橫向邊緣之間所測(cè)得的橫向尺寸小于環(huán)500的外徑。
[0043]壓花器12相對(duì)于軸線(xiàn)X6沿著軸線(xiàn)Y12是可運(yùn)動(dòng)的，軸線(xiàn)Y12相對(duì)于軸線(xiàn)X6是徑向的。當(dāng)需要使邊緣10與新的形狀一致時(shí)，為了使壓花器12與環(huán)6的外周邊表面或邊緣10接觸這樣的運(yùn)動(dòng)是必要的，新的形狀用于在機(jī)床2上待處理的新型軸承環(huán)500。壓花器12沿著軸線(xiàn)Y12的運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)702驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的輸出軸704設(shè)置了滾珠絲杠機(jī)構(gòu)706，其具有剛性地連接到壓花器12的輸出滑板。因此，根據(jù)提供給電動(dòng)機(jī)702的電流，能在雙箭頭A12的方向上沿著軸線(xiàn)Y12平移移動(dòng)壓花器。
[0044]光學(xué)標(biāo)尺傳感器708設(shè)置在滾珠絲杠機(jī)構(gòu)706和壓花器12之間。它包括固定刻度708A和沿著刻度708A運(yùn)動(dòng)的滑板708B，并且包括能讀取刻度708A的感應(yīng)單元708C?；?08B剛性地連接到壓花器12。因此，光學(xué)標(biāo)尺傳感器708能將信號(hào)S7qs輸送到電子控制單元或E⑶800，該信號(hào)Stos表示壓花器12沿著軸線(xiàn)Y12的實(shí)際位置。
[0045]換言之，壓花器12自身用作光學(xué)標(biāo)尺708的“觸角”或“探針”。
[0046]另一方面，編碼器710連接到電動(dòng)機(jī)702，并且能給E⑶800輸送電信號(hào)S71。，信號(hào)S71。表示電動(dòng)機(jī)702的沒(méi)有示出的轉(zhuǎn)子的角位置或速度，也就是輸出軸704的角位置或速度。
[0047]在需要使用壓花器12以便在砂輪6的外周邊表面或邊緣10上設(shè)定新形狀時(shí)，促動(dòng)電動(dòng)機(jī)702而沿著軸線(xiàn)Y12朝著軸線(xiàn)X6運(yùn)動(dòng)壓花器12。在該運(yùn)動(dòng)期間且以規(guī)則的時(shí)間段，例如每100ms，光學(xué)標(biāo)尺傳感器708和編碼器710給E⑶800提供它們各自的輸