[发明专利]具有砂带的超精加工机床和使超精加工机床运转的方法

说明书

技术领域

很久以来就已知有利用砂带工作的超精加工机床。超精加工也被称为短行程珩磨。

背景技术

在工件的超级研磨加工中，砂带具有两项任务。首先，用砂带中的尖锐磨粒切削加工工件的表面。在加工过程中，磨粒的尖端磨损并且砂带变光滑。由此砂带的磨削效率降低，并进而将工件的表面磨光。每个工件均需要一段新的、没用过的砂带。

在两个工件的加工之间进行为此所需的砂带传送。为此相应地控制传送装置，该传送装置在任何情况下均包括传送辊。

为了能够识别出砂带的断裂，在市场上现有的机床中常见的是通过弹簧加载的按键(Taster)或推杆来引导砂带。通过预紧砂带将按键保持在确定位置上，该位置是完好砂带的标志。当砂带断裂时，弹簧使推杆运动离开该位置，并由此断开或关闭电气接触。该推杆位置的变化被转换成相应的电气信号，并在机床控制装置中被作为故障信息或者作为关于砂带断裂的提示进行评估。

这种砂带监测的缺点在于，仅当砂带也在推杆附近断裂时才能够识别出带断裂。换句话说，当砂带在其他位置断裂时，可能是剩下的砂带残留应力还足以将推杆保持在第一位置上，从而不发出故障信息。

另外，还可能发生推杆、弹簧和/或加工带在断裂之后卡住，并且由于该原因而无法识别砂带的断裂。

发明内容

本发明的任务在于，改善砂带的监测，并且同时使砂带的消耗最少。

根据本发明，在具有砂带、用于砂带的夹紧装置、用于砂带的传送装置和用于砂带监测工具的超精加工机床中，通过将用于砂带监测工具构造成光学系统来实现该任务。

就本发明而言，术语“光学系统”含义是光学传感器，包括附设的光学传感器输出信号评估装置在内。例如，这种光学系统为光栅，在该光栅中高度聚焦的光线指向砂带，被砂带反射并且该反射的光线例如由一个光电二极管或多个光电二极管接收并评估。对于各种光学系统而言，共同的是能够区分砂带的停止和运动。有些光学系统还能够另外确定砂带所经过的距离。因为本发明本身不关于光学系统，而是能够动用市场上现有的产品，因此在此将省略对工作原理的详细描述。在下面将为了简化而把所提到的“光学系统”称为光栅。

通过采用光学系统(尤其是光栅)，可以检测砂带的运动。当传送装置活动并且同时砂带在布置光栅的位置处不运动时，就可能毫无疑问地识别出带断裂。这与断裂的带是否夹住、是否遵循没有规定的路线或者是否出现其他不期望的情况无关。由此无误地检测带断裂，并且因此能够持续地减小由于带断裂导致的连续损害

当至少一个光栅定位在超精加工机床的开始处(即由辊子展开新的砂带的地方)并且在光栅与传送装置之间进行实际的工件加工时，这自然是特别有益的。

当将至少一个光栅构造成单路光栅时，能够实现特别紧凑且简单的结构形式。例如可以将直径12或18毫米的商业化的单路光栅作为商品提供。通过拧入这种单路光栅而将发射器和附属的接收器安置在一个壳体内，这简化了光栅的安装并且当然也简化了光栅的电缆敷设。但也可以采用其光源和接收器布置在砂带的不同侧的光栅。

当至少一个光栅采用激光(尤其是波长大约650纳米的激光)作为光源时，被证明是尤其有益的。

激光具有以下优点，即它提供了直径小于1.5毫米的极细光线。由此可以可靠地检测最小的砂带运动，因为在砂带进行最小运动时，砂带的反射特性已经改变了。另外还可能检测砂带的经过位移。由此使超精加工机床的、额外的监测或控制功能和调整功能，而不会引起额外的费用。

然而不言而喻的是，本发明不局限于单路激光光栅，也可以采用其他商业化的光栅，例如具有一个或多个作为光源的LED的光栅。

为了能够在工件加工过程中固定砂带并且在工件区域内对砂带施加限定的应力，在本发明的其他有益的配置中为砂带设置夹紧装置。

在其他有益的配置中，在夹紧装置与传送装置之间设置一个或多个公知的珩磨盘(Honschalen)，通过该珩磨盘引导砂带。

开始提到的任务同样通过用于加工机床的砂带来实现，该砂带具有正面和背面，其中磨料装在正面上，通过在砂带纵向上以规则的间隔在砂带上设置记号来实现。

由此可以借助于单路光栅检测砂带经过的位移。这在采用激光以外的其他光源时也是可能实现的。在光栅的光线交替检测记号和两个记号之间的间隙时获得的单路光栅输出信号的变换，能够从该变换得出砂带的传送位移。这以记号之间的间隔已知为前提。不言而喻，所能够得到的砂带传送位移的精度取决于记号的尺寸。