Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MACHINING WORKPIECES AND GRINDING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/129513
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a grinding machine (10, 110) and to a method for machining workpieces (30) with wave-like shapes, in particular for grinding treatment, comprising the steps: receiving a workpiece (30) with a wave-like shape on a workpiece spindle (22); providing a group of steady rests (34, 36, 38, 40) which are spaced apart from one another along an axial longitudinal extension of the workpiece (30), wherein the steady rests (34, 36, 38, 40) can assume an engaged state and a non-engaged state, wherein the steady rests (34, 36, 38, 40) supportingly engage on the workpiece (30) in the engaged state; providing at least one grinding spindle (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) with at least one grinding tool (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168); and machining the workpiece (30), comprising: generating an infeed movement to bring the grinding tool (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) into engagement with the workpiece (30); generating a relative rotation between the grinding tool (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) and the workpiece (30); and controlling the group of steady rests (34, 36, 38, 40) to selectively transfer the steady rests (34, 36, 38, 40) into the engaged state or the non-engaged state.

Inventors:
RENZ JOHANNES (DE)
MAVRO DANIEL (DE)
CERUSO JOACHIM (DE)
KARASSIK WADIM (DE)
Application Number:
EP2017/051295
Publication Date:
August 03, 2017
Filing Date:
January 23, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHAUDT MIKROSA GMBH (DE)
International Classes:
B24B5/42; B24B5/04; B24B19/12; B24B41/06
Foreign References:
DE102004013192B32005-08-25
US5103596A1992-04-14
DE102011102113A12012-11-22
Attorney, Agent or Firm:
WITTE, WELLER & PARTNERPATENTANWÄLTE MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

Verfahren zur Bearbeitung von wellenartig gestalteten Werkstücken (30), insbesondere zur Schleifbearbeitung von Wellenbauteilen für Fahrzeugantriebe, mit den folgenden Schritten:

Aufnahme eines wellenartig gestalteten Werkstücks (30) an einer Werkstückspindel (22),

Bereitstellung einer Gruppe von Setzstöcken (34, 36, 38, 40), die entlang einer axialen Längserstreckung des Werkstücks (30) voneinander beabstandet sind, wobei die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) einen Angriffszustand und einen Nicht- Angriffs-Zustand einnehmen können, wobei die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) im Angriffszustand stützend an das Werkstück (30) angreifen,

Bereitstellung zumindest einer Schleifspindel (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) mit zumindest einem Schleifwerkzeug (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168), und Bearbeitung des Werkstücks (30), umfassend:

- Erzeugung einer Zustellbewegung, um das Schleifwerkzeug (62, 64, 66, 68;

162, 164, 166, 168) in einen Eingriff mit dem Werkstück (30) zu bringen,

- Erzeugung einer Relativrotation zwischen dem Schleifwerkzeug (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) und dem Werkstück (30), und

Ansteuerung der Gruppe von Setzstöcken (34, 36, 38, 40), um die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) selektiv in den Angriffszustand oder den N ich t-An griff s- Zustand zu versetzen, wobei während der Bearbeitung ein Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Gruppe von Setzstöcken (34, 36, 38, 40) zumindest zwei individuell ansteuerbare Setzstöcke (34, 36, 38, 40) aufweist, wobei sich während der Bearbeitung zumindest zeitweise ein erster Setzstock (34) im Angriffszustand befindet, während sich ein zweiter Setzstock (36) im Nicht- Angriffs-Zustand befindet, und wobei sich während der Bearbeitung zumindest zeitweise der erste Setzstock (34) im Nicht-Angriffs-Zustand befindet, während sich der zweite Setzstock (36) im Angriffszustand befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zumindest zwei Setzstöcke (34, 36, 38, 40) während der Bearbeitung des Werkstücks (30) wechselseitig im Angriffszustand und im Nicht-Angriffs-Zustand betrieben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei sich die zumindest zwei Setzstöcke (34, 36, 38, 40) zumindest zeitweise im gleichen Zustand befinden, wenn der erste Setzstock (34) aus dem Angriffszustand in den Nicht-Angriffs-Zustand und der zweite Setzstock (36) aus dem Nicht-Angriffs-Zustand in den Angriffszustand überführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei zumindest zwei Setzstöcke (34, 36, 38, 40) der Gruppe von Setzstöcken gleichzeitig im Angriffszustand und im Nicht-Angriffs-Zustand betrieben und zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand hin und her geschaltet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) ferner in einem Übergangszustand betreibbar sind, wobei der Übergangszustand einen bevorstehenden Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand beschreibt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zustellkraft, mit der das Schleifwerkzeug (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) auf das Werkstück (30) einwirkt, reduziert wird, wenn einer der Setzstöcke (34, 36, 38, 40) zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand umgeschaltet wird, wobei die Zustellkraft vorzugsweise reduziert wird, während sich der Setzstock (34, 36, 38, 40) in einem Übergangszustand befindet, der einen Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand einleitet.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einige Setzstöcke (34, 36, 38, 40) der Gruppe von Setzstöcken während der Bearbeitung mehrmals zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand hin und her geschaltet werden, wobei vorzugsweise zumindest zwei Setzstöcke (34, 36, 38, 40) der Gruppe von Setzstöcken wechselseitig zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand hin und her geschaltet werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück (30) als Rotorwelle, Getriebewelle, Nockenwelle oder Kurbelwelle gestaltet ist.

10. Schleifmaschine (10, 1 10), die Folgendes aufweist:

ein Maschinenbett (12),

- eine Werkstückaufnahme (20) mit einer Werkstückspindel (22),

zumindest eine Schleifspindel (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) mit einem Schleifwerkzeug (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168),

eine Gruppe von Setzstöcken (34, 36, 38, 40), die voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) in einem Angriffszustand und einem Nicht-Angriffs-Zustand betreibbar sind, und wobei die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) dazu ausgebildet sind, im Angriffszustand stützend an ein Werkstück (30) anzugreifen, das an der Werkstückaufnahme (20) aufgenommen ist, und eine Steuereinrichtung (96), die dazu ausgebildet ist, die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) während der Bearbeitung des Werkstücks (30) selektiv in den Angriffszustand oder den Nicht-Angriffs-Zustand zu versetzen, wobei ein definierter Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand erfolgt.

1 1 . Schleifmaschine (10, 1 10) nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung (96) ferner dazu ausgebildet ist, einen Zustellantrieb der Schleifspindel (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) zu steuern, um während eines Übergangs eines Setzstocks (34, 36, 38, 40) zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand eine Zustellkraft des Schleifwerkzeug (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) auf das Werkstück (30) zu reduzieren.

12. Schleifmaschine (10, 1 10) nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei zumindest einige der Setzstöcke (34, 36, 38, 40) der Gruppe von Setzstöcken als aktive Setzstöcke gestaltet sind und mit zumindest einem Setzstockantrieb (220) versehen oder kop- pelbar sind, um einen jeweiligen Setzstock (34, 36, 38, 40) wahlweise in den Angriffszustand oder den Nicht-Angriffs-Zustand zu versetzen.

13. Schleifmaschine (10, 1 10) nach einem der Ansprüche 10 bis 2, wobei die Steuereinrichtung (96) ferner dazu ausgebildet ist, die Setzstöcke (34, 36, 38, 40) in einen Übergangszustand zu versetzen, der bei einem Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand durchlaufen wird, wobei während des Übergangszustands die Schleifspindel (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) definiert angesteuert wird, insbesondere um die Zustellkraft des Schleifwerkzeugs (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) auf das Werkstück (30) zu steuern.

14. Schleifmaschine (10, 1 10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die zumindest eine Schleifspindel (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) zumindest eine als Schleifscheibenpaket ausgebildete Schleifscheibe (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) trägt, wobei das Schleifscheibenpaket einen Kern aufweist, der mehrteilig gestaltet ist und verschiedene axiale Abschnitte aufweist, die miteinander gefügt sind, und wobei das Schleifscheibenpaket eine Mehrzahl von Schleifsegmenten (200, 202, 204) aufweist, die entsprechenden Abschnitten (206, 208, 210) des zu bearbeitenden Werkstücks (30) zugeordnet sind.

15. Schleifmaschine (10, 1 10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, ferner umfassend zumindest eine der folgenden Ausgestaltungen:

mehrere Spindeleinheiten (50, 52; 150, 152), insbesondere zwei Spindeleinheiten, wobei zumindest eine der Spindeleinheiten (50, 52; 150, 152) eine Schleifspindel (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) mit einer fliegend gelagerten Schleifscheibe (62, 64, 66, 68; 162, 164, 166, 168) aufweist, und wobei die Spindeleinheiten (50, 52; 150, 152) vorzugsweise einander zugewandt am Maschinenbett (12) aufgenommen sind, und

zumindest eine Spindeleinheit (50, 52; 150, 152), die zwei Schleifspindeln (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) umfasst, wobei die zwei Schleifspindeln (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) einen gemeinsamen Verfahrantrieb (86, 88; 186, 188) aufweisen, und wobei die zwei Schleifspindeln (54, 56, 58, 60; 154, 156, 158, 160) der Spindeleinheit (50, 52; 150, 152) wechselseitig in eine aktive Stellung oder eine passive Stellung in Bezug auf das Werkstück (30) bewegbar sind.

16. Schleifmaschine (10, 1 10) nach Anspruch 15, wobei der gemeinsame Verfahrantrieb ein Schwenkantrieb (86, 88; 186, 188) ist, der der Spindeleinheit (50, 52; 150, 152) zugeordnet ist.

17. Schleifmaschine (10, 1 10) nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei die Schleifmaschine (10, 1 10) als Rundschleifmaschine gestaltet ist.

18. Maschinensteuerungsprogramm, das Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Steuereinrichtung (96) einer Werkzeugmaschine (10) zu veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, wenn das Maschinensteuerungsprogramm auf der Steuereinrichtung (96) ausgeführt wird.

Description:
Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken sowie Schleifmaschine

[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von wellenartig gestalteten Werkstücken, insbesondere ein Verfahren zur Schleifbearbeitung von Wellenbauteilen für Fahrzeugantriebe, wie etwa Rotorwellen, Getriebewellen, Nockenwellen, Kurbelwellen oder dergleichen. Die Offenbarung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine, die sich zur Durchführung dieses Verfahrens eignet. Schließlich betrifft die Offenbarung ferner ein Maschinensteuerungsprogramm für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Schleifmaschine.

[0002] Aus der DE 20 2010 004 788 U1 ist ein Fräsbearbeitungszentrum zur Komplettbearbeitung von Werkstücken bekannt, mit einer Werkzeugspindel und einer Maschinensteuerung, wobei eine Adaptereinrichtung für Tieflochbohrer vorgesehen ist, die lösbar an der Werkzeugspindel befestigt werden kann, wobei die Adaptereinrichtung einen Grundkörper und mindestens eine dem Grundkörper zugeordnete Lünette zum Abstützen des Tieflochbohrers, sowie einen Antrieb zum Bewegen der Lünette entlang einer Vorschubachse der Werkzeugspindel umfasst. [0003] Aus der DE 1 271 501 A ist ein Mehrspindel-Drehautomat für Einzelwerkstücke bekannt, die zwischen Spitzen gespannt und durch mit einer Spindeltrommel schaltbare, auf einem Träger angeordnete Lünetten mit Rollen abgestützt sind, wobei die Lünetten in Richtung zum Werkstück radial verstellbar sind, wozu radial bewegliche Schlitten vorgesehen sind, die über Nocken bewegbar sind.

[0004] Aus der EP 0 788 419 B1 ist ein Vorrichtung zum Tiefwalzen von Kehlungen bei Zapfen- und Hauptlagern einer Kurbelwelle bekannt.

[0005] Aus der US 5,103,596 A ist eine Steuervorrichtung für eine Rundschleifmaschine für zylindrische Werkstücke bekannt, mit einer Durchbiegungs- Unterdrückungsvorrichtung, die Anlageelemente umfasst, die das zylindrische Werkstück an seinen beiden Seiten umfassen, und mit einer Steuereinheit, die mit der Durchbiegung- Unterdrückungsvorrichtung verbunden ist, um eine Anlagekraft der Anlageelemente einzustellen.

[0006] Aus der DE 38 14 038 A1 ist eine Außenrundschleifmaschine für Kurbelwellen bekannt, die eine einstellbare Lünette zur Abstützung des zu bearbeitenden Werkstücks aufweist.

[0007] Aus der EP 0 724 500 B1 ist eine Schleifmaschine mit einem Arbeitstisch und einer Schleifscheibe bekannt, gegenüber der der Arbeitstisch verschiebbar ist, wobei der Arbeitstisch einen Spindelstock mit einem gegenüber diesem im Abstand einstellbaren Reitstock und eine verstellbare Werkstückauflage trägt, und wobei zumindest der Spindelstock oder der Reitstock und zusätzlich die Werkstückauflage gegenüber dem Arbeitstisch verstellbar sind.

[0008] Aus der DE 10 201 1 102 1 13 A1 ist eine Schleifmaschine zur Schleifbearbeitung von Außenflächen eines Werkstücks, insbesondere zum Außenrundschleifen und/oder Außenunrundschleifen, bekannt, mit einer Werkstückaufnahme, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück drehbar zu lagern und/oder gesteuert rotatorisch anzutreiben, mit zumindest einem ersten und einem zweiten Schleifspindelsatz, wobei der zumin- dest erste und zweite Schleifspindelsatz zwischen einer primären Eingriffsstellung und einer sekundären Eingriffsstellung verlagerbar sind, wobei der erste Schleifspindelsatz zumindest eine erste primäre Schleifspindel und eine erste sekundäre Schleifspindel aufweist, wobei der zweite Schleifspindelsatz zumindest eine zweite primäre Schleifspindel und eine zweite sekundäre Schleifspindel aufweist, wobei zumindest die primäre oder sekundäre Schleifspindel des ersten und/oder zweiten Schleifspindelsatzes ein Schleifscheibenpaket aufweist, das eine Mehrzahl von im Wesentlichen rotationssymmetrischen Schleifkörperflächen aufweist, die zueinander abgestuft und/oder voneinander abgegrenzt sind.

[0009] Die aus der DE 10 201 1 102 1 13 A1 bekannte Schleifmaschine eignet sich insbesondere zur Bearbeitung von länglichen wellenartig gestalteten Werkstücken. Hierzu gehören bspw. Nockenwellen, Getriebewellen, Kurbelwellen, Antriebswellen oder Ähnliches. Gemäß zumindest einigen Ausgestaltungen der DE 10 201 1 102 1 13 A1 ist das zu bearbeitende Werkstück an einer Werkstückaufnahme aufnehmbar, die auch als Werkstückspindel bezeichnet werden kann. Ferner weist die Schleifmaschine eine erste Spindeleinheit und eine zweite Spindeleinheit auf, die bspw. jeweils eine Primärspindel und eine Sekundärspindel umfassen können. Dies hat den Vorteil, dass ohne ein Umspannen oder Umrüsten der Schleifmaschine verschiedene Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden können, die verschiedene Bearbeitungswerkzeuge (Schleifscheibe) erfordern. Dies kann beispielhaft eine Grobbearbeitung und eine Feinbearbeitung umfassen.

[0010] Ein weiterer Vorteil der aus der DE 10 201 1 102 1 13 A1 bekannten Schleifmaschine besteht darin, dass sich die beiden Spindeleinheiten, die auch als Spindelsätze bezeichnet werden können, einander gegenüberstehen, wobei aktuell zur Bearbeitung genutzte Schleifwerkzeuge einander zugewandt sind und vorzugsweise zueinander nur einen sehr geringen Abstand aufweisen. Dies erlaubt etwa die Bearbeitung von Wellenbauteilen mit einer ausgeprägten Längserstreckung (großes Längen- Durchmesser Verhältnis) ohne dass es einer Vorschubbewegung (in Längsrichtung des Werkstücks) bedarf. Eine solche Bearbeitung kann auch als Einstechschleifen bezeichnet werden. Mit anderen Worten können die Schleifwerkzeuge derart gestaltet sein, dass sie die gewünschte Kontur des Werkstücks hinreichend widerspiegeln. Demgemäß kann ein Schleifwerkzeug etwa als Schleifscheibenpaket bezeichnet werden. Ein solches Schleifscheibenpaket besteht aus einer Mehrzahl von Segmenten oder Abschnitten, die eine voneinander abweichende Gestalt aufweisen können.

[0011] Es versteht sich, dass Schleifmaschinen, insbesondere Rundschleifmaschinen, auch anderweitig gestaltet sein können. So ist es nicht unbedingt notwendig, zwei Schleifspindelsätze vorzusehen. Es ist auch vorstellbar, lediglich einen Schleifspindelsatz bereitzustellen, an dem ein entsprechend gestaltetes Schleifwerkzeug aufgenommen ist.

[0012] Die vorliegende Offenbarung fasst sich insbesondere mit der Bearbeitung von wellenartig gestalteten Werkstücken. Dies umfasst beispielhaft auf dem Gebiet des Automobilbaus Getriebewellen, Nockenwellen, Kurbelwellen, Antriebswellen oder dergleichen. Die wellenartig gestalteten Werkstücke müssen nicht unbedingt vollständig rotationssymmetrisch gestaltet sein. Vielmehr können die Werkstücke exzentrisch gestaltete Abschnitte aufweisen, etwa in Form von Nocken, Wangen oder Zapfen. Allgemein weisen die Werkstücke ein großes Längen-Durchmesser Verhältnis auf, das etwa 3:1 , 5:1 oder gar 7:1 oder mehr betragen kann. Referenzdurchmesser hierfür kann bspw. ein Größstdurchmesser des Werkstückes sein.

[0013] Ferner sorgt auch die zunehmende Nutzung von Elektromotoren als Antriebe für Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Brennstoffzellen, und/oder Fahrzeuge mit Hybridantrieb für einen steigenden Bedarf an hochgenau gefertigten Wellenbauteilen, etwa von Rotorwellen.

[0014] Insbesondere bei der Serienfertigung oder Massenfertigung von Bauteilen für die Antriebstechnik, etwa für Motoren, Elektromotoren, Antriebsstränge, Ventiltriebe, Getriebe oder dergleichen, müssen möglichst kurze Zykluszeiten erreicht werden. Dies darf jedoch nicht zu Lasten der Genauigkeit bzw. der erforderlichen Qualität gehen. Erforderliche Genauigkeiten und zu erzielende Toleranzen liegen bspw. bei Getriebewellen im Bereich von wenigen μηη (Mikrometer). Zykluszeiten einer Bearbeitung im Rahmen der Serienfertigung oder Massenfertigung für eine Getriebewelle liegen bei deutlich unter 60 s (Sekunden).

[0015] Ein guter Kompromiss aus einer möglichst kurzen Zykluszeit und einer optimalen Genauigkeit kann beispielsweise durch ein mehrstufiges Bearbeitungsverfahren erzielt werden, das etwa ein Vorschleifen und ein Fertigschleifen des Werkstücks umfasst, wobei jeweils unterschiedliche Schleifwerkzeuge zum Einsatz kommen.

[0016] Es hat sich gezeigt, dass zwar einerseits mit bekannten Schleifmaschinen befriedigende Resultate im Hinblick auf die Zykluszeit und die Bearbeitungsgenauigkeit erzielbar sind, jedoch eine weitere Optimierung gewünscht ist. Dies trifft insbesondere auf die Bearbeitung von wellenartig gestalteten Werkstücken mit ausgeprägter Längserstreckung zu.

[0017] Vor diesem Hintergrund liegt der Offenbarung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere ein Verfahren zur Schleifbearbeitung von Werkstücken, anzugeben, das eine weitere Optimierung des Bearbeitungsprozesses erlaubt und insbesondere bei gegebenen Betriebsparametern, etwa bei einer gegebenen Bearbeitungszeit, eine weitere Erhöhung der Genauigkeit ermöglicht. Vorzugsweise wird auch die Wiederholgenauigkeit verbessert, so dass insgesamt die Prozessqualität steigen kann. Ferner soll im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine, angegeben werden, die zur Ausführung des Bearbeitungsverfahrens ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Verfahren mit geringem Aufwand auch bei bereits bestehenden Werkzeugmaschinen einsetzbar. Vorzugsweise können bestehende Werkzeugmaschinen in einfacher Weise umgerüstet bzw. mit Steuerungstechnik versehen werden, um eine Ausführung des Verfahrens zu erlauben. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Offenbarung die Aufgabe zugrunde, ein Maschinensteuerungsprogramm anzugeben, das eine Werkzeugmaschine dazu ertüchtigt, das Verfahren auszuführen.

[0018] Das Verfahren betreffend wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Bearbeitung von wellenartig gestalteten Werkstücken, insbesondere zur Schleifbearbeitung von Wellenbauteilen für Fahrzeugantriebe, Rotorwellen, gelöst, das die folgenden Schritte aufweist:

Aufnahme eines wellenartig gestalteten Werkstücks an einer Werkstückspindel,

Bereitstellung einer Gruppe von Setzstöcken, die entlang einer axialen Längserstreckung des Werkstücks voneinander beabstandet sind, wobei die Setzstöcke einen Angriffszustand und einen Nicht-Angriffs-Zustand einnehmen können, wobei die Setzstöcke im Angriffszustand stützend an das Werkstück angreifen,

Bereitstellung zumindest einer Schleifspindel mit zumindest einem Schleifwerkzeug, und

Bearbeitung des Werkstücks, umfassend:

- Erzeugung einer Zustellbewegung, um das Schleifwerkzeug in einen Eingriff mit dem Werkstück zu bringen,

- Erzeugung einer Relativrotation zwischen dem Schleifwerkzeug und dem Werkstück, und

- Ansteuerung der Gruppe von Setzstöcken, um die Setzstöcke selektiv in den Angriffszustand oder den Nicht-Angriffs-Zustand zu versetzen, wobei während der Bearbeitung ein Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand erfolgt.

[0019] Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

[0020] Erfindungsgemäß erlaubt das Verfahren nämlich einen selektiven Angriff bzw. Nichtangriff der Setzstöcke an das Werkstück. Ein Umschalten zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand erfolgt während der Bearbeitung des Werkstücks, vorzugsweise mehrfach. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise die Bearbeitungsgenauigkeit und ferner die Wiederholgenauigkeit der Bearbeitung erhöht werden können. Im Gegensatz zu einer Bearbeitung, bei der die Setzstöcke permanent an das Werkstück angreifen, kann ein selektives Aktivieren und Deaktivieren der Setzstöcke zu einer erhöhten Fertigungsqualität beitragen. Dies kann selbst dann der Fall sein, wenn die übrigen Prozessparameter nicht oder nur unwesentlich verändert werden. [0021] Mit anderen Worten hat sich gezeigt, dass ein zumindest temporäres Entlasten zumindest eines Setzstockes der Gruppe von Setzstöcken die erzielbare Fertigungsgenauigkeit erhöhen kann.

[0022] Setzstöcke als solches sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Setzstöcke werden auch als Lünetten bezeichnet. Im Rahmen dieser Offenbarung sind unter Setzstöcken allgemein Stützelemente zu verstehen, die mittelbar oder unmittelbar an der Werkzeugmaschine bzw. Schleifmaschine festgelegt sind. Setzstöcke werden allgemein genutzt, um lange oder überlange Werkstücke während der Bearbeitung abzustützen. Dies kann einerseits auf Werkstücke zutreffen, die lediglich einseitig eingespannt sind. Setzstöcke werden jedoch auch bei Werkstücken genutzt, die beidseitig aufgenommen sind, etwa an einer Werkstückspindel sowie an einem Reitstock. Setzstöcke wirken statischen Verformungen und dynamischen Verformungen entgegen.

[0023] Offenbarungsgemäße Vorteile und Effekte können insbesondere bei wellenartig gestalteten Werkstücken mit ausgeprägter Längserstreckung hervortreten. Dies umfasst etwa Rotorwellen, Getriebewellen, Antriebswellen, Nockenwellen oder Kurbelwellen. Vorzugsweise weisen die Werkstücke ein Längen-Durchmesser Verhältnis von zumindest 3:1 , vorzugsweise von zumindest 5:1 , weiter bevorzugt von zumindest 7:1 auf.

[0024] Die Setzstöcke sind insbesondere als aktive Setzstöcke gestaltet und können in ihrem Angriffszustand an das Werkstück angreifen. Dies kann beispielhaft eine definierte Kontaktkraft oder Haltekraft beinhalten. Im Nicht-Angriffs-Zustand können die Setzstöcke zum einen vom Werkstück abgehoben sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Kontaktkraft oder Antriebskraft der Setzstöcke im Nicht-Angriffs-Zustand, im Vergleich zum Angriffszustand, deutlich reduziert ist.

[0025] Das Verfahren eignet sich gemäß zumindest einigen Ausgestaltungen insbesondere für Bearbeitungen mittels Einstechschleifen oder Schrägeinstechschleifen, wobei das Schleifwerkzeug ohne axialen Vorschub (in der Längsrichtung) gegenüber dem Werkstück auf dieses einwirkt. Ferner ist das Schleifwerkzeug vorzugsweise als segmen- tiertes Werkzeug gestaltet und umfasst mehrere Abschnitte die Umfangsabschnitten des Werkstücks zugeordnet sind. Die umfasst Ausführungsbeispiele bei denen ein Schleifwerkzeug oder zwei Schleifwerkzeuge im Eingriff sind, die eine Längserstreckung aufweisen, die zumindest 30%, vorzugsweise zumindest 50%, weiter bevorzugt zumindest 70% der Längserstreckung des Werkstücks entspricht.

[0026] Während des Bearbeitungsvorgangs befindet sich zumindest ein Setzstock abwechselnd im aktiven Zustand und im inaktiven Zustand, etwa gemäß einer Rechteckfunktion oder einer Sinusfunktion. Demgemäß können die Zustände diskreten Werten oder Bereichen kontinuierlicher Werte zugeordnet sein.

[0027] Das Verfahren eignet sich für die Herstellung von Wellenbauteilen für Fahrzeugantriebe, insbesondere von Rotorwellen, Getriebewellen, Nockenwellen oder Kurbelwellen.

[0028] Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens weist die Gruppe von Setzstöcken zumindest zwei individuell ansteuerbare Setzstöcke auf, wobei sich während der Bearbeitung zumindest zeitweise ein erster Setzstock im Angriffszustand befindet, während sich ein zweiter Setzstock im Nicht-Angriffs-Zustand befindet, und wobei sich während der Bearbeitung zumindest zeitweise der erste Setzstock im Nicht-Angriffs-Zustand befindet, während sich der zweite Setzstock im Angriffszustand befindet.

[0029] Mit anderen Worten sind zwei oder mehr Setzstöcke vorgesehen, die abwechselnd oder zumindest zeitlich versetzt zueinander betätigt werden können. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die zumindest zwei Setzstöcke während der Bearbeitung des Werkstücks wechselseitig im Angriffszustand und im Nicht-Angriffs- Zustand betrieben. Während sich also der erste Setzstock im Angriffszustand befindet, ist der zweite Setzstock zumindest zeitweise im Nicht-Angriffs-Zustand, und umgekehrt. Diese Maßnahme kann zur weiteren Erhöhung der Fertigungsqualität beitragen. [0030] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens befinden sich die zumindest zwei Setzstöcke zumindest zeitweise im gleichen Zustand, wenn der erste Setzstock aus dem Angriffszustand in den Nicht-Angriffs-Zustand und der zweite Setzstock aus dem Nicht-Angriffs-Zustand in den Angriffszustand überführt wird. Mit anderen Worten kann es eine zeitliche Überlappung der Zustände der Setzstöcke geben. Dies kann insbesondere den Angriffszustand betreffen. Gemäß alternativen Ausgestaltungen kann dies jedoch auch den Nicht-Angriffs-Zustand betreffen.

[0031] Gemäß dieser Maßnahme kann sichergestellt werden, dass sich stets zumindest ein Setzstock im Angriffszustand befindet. Dies kann etwa eine übermäßige Durchbiegung des Werkstücks verhindern.

[0032] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zumindest zwei Setzstöcke der Gruppe von Setzstöcken gleichzeitig im Angriffszustand und im Nicht-Angriffs-Zustand betrieben und zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht- Angriffs-Zustand hin und her geschaltet. Dies kann beispielhaft eine Teilmenge der Gruppe von Setzstöcken betreffen. So ist es vorstellbar, dass insgesamt vier Setzstöcke vorgesehen sind, von denen jeweils zwei gleichzeitig im Angriffszustand und im Nicht- Angriffs-Zustand betrieben werden. Jeweils zwei der vier Setzstöcke können also synchron angesteuert werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist es jedoch auch vorstellbar, dass sämtliche der Setzstöcke gleichzeitig im Angriffszustand und im Nicht- Angriffs-Zustand betrieben werden.

[0033] Die optimale Ansteuerung der Gruppe von Setzstöcken kann, je nach Anwendungsfall, empirisch bzw. heuristisch ermittelt werden. So ist es vorstellbar, die zeitliche Dauer und Abfolge der Zustände für einen Setzstock oder eine Gruppe von Setzstöcken für eine neue Anwendung (einen neuen Werkstücktyp) zunächst auf Basis von Erfahrungswerten zu definieren. Ausgehend von einem solchen Grundzustand können Optimierungen durchgeführt werden, insbesondere im Hinblick auf die zu erzielende Fertigungsgenauigkeit bzw. die Reproduzierbarkeit. In ähnlicher Weiseist die Taktung oder Reihenfolge der Aktivierung und Deaktivierung der einzelnen Setzstöcke ermittelbar, vgl. zu Veranschaulichungszwecken etwa die Zündfolge der Zylinder eines Verbrennungsmotors. [0034] Es hat sich gezeigt, dass mit überschaubarem Aufwand auf Basis einer Variierung der Reihenfolge der Aktivierung/Deaktivierung bzw. der Dauer der jeweiligen Zustände eine deutliche Optimierung des Fertigungsergebnisses erzielbar ist.

[0035] Es ist jedoch auch vorstellbar, auf Basis stochastischer oder quasi- stochastischer Verfahren die Ansteuerung der Gruppe von Setzstöcken zu variieren, um wiederum auf Basis einer Mehrzahl von Versuchen ein Optimum auszuwählen.

[0036] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens sind die Setzstöcke ferner in einem Übergangszustand betreibbar, wobei der Übergangszustand einen bevorstehenden Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand beschreibt. Auf diese Weise kann der Übergangszustand genutzt werden, um einen Zustandswechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand, und umgekehrt, anzukündigen. Auf diese Weise kann die Werkzeugmaschine mit einem gewissen zeitlichen Vorlauf über den anstehenden Zustandswechsel informiert werden. Dies kann dazu genutzt werden, Betriebsparameter zumindest kurzzeitig anzupassen, um den Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand zu vereinfachen.

[0037] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wirken die Setzstöcke im Nicht-Angriffs-Zustand mit einer reduzierten Haltekraft auf das Werkstück ein. Alternativ sind diese Setzstöcke im Nicht-Angriffs-Zustand vom Werkstück abgehoben. Umgekehrt wirken die Setzstöcke im Angriffszustand in definierter Weise auf das Werkstück ein. Dies kann insbesondere eine definierte Haltekraft bzw. Anlagekraft umfassen.

[0038] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Zustellkraft, mit der die Schleifscheibe auf das Werkstück einwirkt, reduziert, wenn einer der Setzstöcke zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand umgeschaltet wird. Dies kann die erzielbare Genauigkeit weiter erhöhen. Es versteht sich, dass die Zustellkraft nicht unbedingt bei jedem Wechsel irgendeines der Setzstöcke zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand reduziert werden muss. Gleichwohl hat sich gezeigt, dass es von Vorteil sein kann, wenn die entsprechende Belastung des Werkstücks, die mit der Zustellkraft verbunden ist, reduziert wird, wenn zumindest einer der Setzstöcke umgeschaltet wird.

[0039] Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung wird die Zustellkraft reduziert, während sich der Setzstock in einem Übergangszustand befindet, der einen Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand einleitet (und umgekehrt). Auf diese Weise kann insgesamt ein weicher Übergang zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand ermöglicht werden. Die kurzzeitige Reduktion der Zustellkraft kann das Werkstück entlasten und zu einer weiter erhöhten Qualität führen.

[0040] Es versteht sich, dass die Zustellkraft nicht unbedingt auf Null reduziert werden muss. Vielmehr sind Ausgestaltungen vorstellbar, bei denen die Zustellkraft ausgehend von einem vorherigen Niveau (etwa 100 %) auf ein reduziertes Niveau (etwa 50 %, 20 % oder 10 %) reduziert wird. Die Zustellkraft ist üblicherweise senkrecht zur Längsachse des Werkstücks orientiert. Beim Schrägeinstechschleifen können sich Abweichungen ergeben. Die Zustellkraft kann eine Durchbiegung des Werkstücks bewirken. Neben der Zustellkraft kann auch das Eigengewicht des Werkstücks eine Durchbiegung bewirken. Ferner sind dynamische Deformationen während der Bearbeitung vorstellbar. Üblicherweise sind die Setzstöcke dazu ausgebildet, unerwünschte Werkstückdeformationen (etwa Durchbiegung) zu minimieren, die durch das Werkstück selbst (Eigengewicht sowie dynamische Effekte während der Bearbeitung) oder eben durch das Werkzeug (Spankraft der Schleifscheibe bzw. Zustellkraft der Schleifscheibe) erzeugt werden.

[0041] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zumindest einige Setzstöcke der Gruppe von Setzstöcken während der Bearbeitung mehrmals zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand hin und her geschaltet, wobei vorzugsweise zumindest zwei Setzstöcke der Gruppe von Setzstöcken wechselseitig zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand hin und her geschaltet werden. [0042] Ein sich durch den Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand ergebender Signalverlauf der Aktivität eines Setzstockes kann grundsätzlich einen binären Verlauf umfassen, also genau zwei diskrete Werte annehmen, die durch steile Flanken miteinander verbunden sind. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass der Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand ein Signalverlauf bewirkt, der etwa sinusartig gestaltet ist. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Setzstock neben dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand auch im Übergangszustand betreibbar ist. Den Zuständen selbst muss nicht unbedingt ein diskreter, konstanter Wert zugeordnet sein. Vielmehr kann ein Zustand, etwa bei einem sinusartigen Signal, einen bestimmten Wertebereich des Signals umfassen (etwa Angriffszustand: 90 % bis 70 %, Übergangszustand: 70 % bis 30 %, Nicht-Angriffs-Zustand: 30 % bis 0 %). Es versteht sich, dass andere Gestaltungen und Zwischenstufen denkbar sind.

[0043] Insgesamt kann sich eine Zustandsperiode ergeben, die den Angriffszustand und den Nicht-Angriffs-Zustand sowie, falls vorhanden, den Übergangszustand, umfasst. Die Dauer einer solchen Periode kann etwa Werte von 0,5 s (Sekunden) bis hin zu 2 s, 5 s oder gar mehr betragen.

[0044] Grundsätzlich kann die Dauer des Nicht-Angriffs-Zustands der Dauer des Angriffszustands entsprechen. Es sind jedoch Ausgestaltungen denkbar, bei denen die Dauer des Angriffszustands größer als die Dauer des Nicht-Angriffs-Zustands ist.

[0045] Die Schleifmaschine wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Schleifmaschine, insbesondere eine Rundschleifmaschine, gelöst, die Folgendes aufweist:

- ein Maschinenbett,

- eine Werkstückaufnahme mit einer Werkstückspindel,

- zumindest eine Schleifspindel mit einem Schleifwerkzeug,

- eine Gruppe von Setzstöcken, die voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Setzstöcke in einem Angriffszustand und einem Nicht-Angriffs-Zustand betreibbar sind, und wobei die Setzstöcke dazu ausgebildet sind, im Angriffszu- stand stützend an ein Werkstück anzugreifen, das an der Werkstückaufnahme aufgenommen ist, und

- eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Setzstöcke während der Bearbeitung des Werkstücks selektiv in den Angriffszustand und den Nicht- Angriffs-Zustand zu versetzen, wobei ein definierter Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand erfolgt.

[0046] Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst.

[0047] Vorzugsweise ist die Schleifmaschine zum Einstechschleifen oder Schrägeinstechschleifen ausgebildet. Dies kann Ausgestaltungen umfassen, bei denen die Bearbeitung des Werkstücks keine Vorschubbewegung entlang der Längsachse des Werkstücks umfasst.

[0048] Vorzugsweise eignet sich die Schleifmaschine zur Ausführung des Bearbeitungsverfahrens gemäß zumindest einem der hier beschriebenen Aspekte. Die Gruppe von Setzstöcken kann etwa 2, 3, 4 oder gar mehr Setzstöcke umfassen, die entlang der Längserstreckung des Werkstücks voneinander beabstandet mittelbar oder unmittelbar am Maschinenbett aufgenommen sind.

[0049] Gemäß einer Ausgestaltung der Schleifmaschine ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet, einen Zustellantrieb der Schleifspindel zu steuern, um während eines Übergangs eines Setzstocks zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand eine Zustellkraft der Schleifscheibe auf das Werkstück zu reduzieren.

[0050] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine sind die Setzstöcke und die Schleifspindel auf gegenüberliegenden Seiten des aufgenommenen Werkstücks angeordnet, wobei die Setzstöcke, insbesondere im Angriffszustand, eine der Zustellkraft entgegengerichtete Kraftkomponente bereitstellen, die auf das Werkstück einwirkt. Auf diese Weise kann einer Durchbiegung des Werkstücks aufgrund der Zustellkräfte wirksam entgegengewirkt werden.

[0051] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine sind zumindest einige Setzstöcke der Gruppe von Setzstöcken als aktive Setzstöcke gestaltet und mit zumindest einem Setzstockantrieb versehen oder koppelbar sind, um einen jeweiligen Setzstock wahlweise in den Angriffszustand oder den Nicht-Angriffs-Zustand zu versetzen.

[0052] Beispielhaft können aktive Setzstöcke Greifarme und Ähnliches umfassen, die zumindest abschnittsweise verlagerbar sind, um den Zustandswechsel zu bewirken. Der Setzstockantrieb kann als hydraulischer Antrieb oder pneumatischer Antrieb gestaltet sein. Es ist auch vorstellbar, den Setzstockantrieb als elektrischen, magnetischen oder elektromechanischen Antrieb zu gestalten.

[0053] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet, die Setzstöcke in einen Übergangszustand zu versetzen, der bei einem Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs- Zustand durchlaufen wird, wobei während des Übergangszustands die Schleifspindel definiert angesteuert wird, insbesondere um die Zustellkraft der Schleifscheibe auf das Werkstück zu steuern.

[0054] Zu Erläuterungszwecken wird auf eine Ampel verwiesen, die ein rotes, ein grünes und ein gelbes Signal umfasst. Der Angriffszustand entspricht beispielhaft dem grünen Signal. Der Nicht-Angriffs-Zustand entspricht demgemäß dem roten Signal. Der Übergangszustand entspricht dem gelben Signal, das jeweils den Wechsel zwischen dem grünen Signal und dem roten Signal (und umgekehrt) ankündigt. Mit anderen Worten muss sich während des Übergangszustands am Setzstock selbst bzw. an dessen Setzstockantrieb nicht unbedingt eine strukturelle Änderung ergeben. Vielmehr kündigt der Übergangszustand den baldigen Wechsel zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht- Angriffs-Zustand an. [0055] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine trägt die zumindest eine Schleifspindel zumindest eine als Schleifscheibenpaket ausgebildete Schleifscheibe, wobei das Schleifscheibenpaket einen Kern aufweist, der mehrteilig gestaltet ist und verschiedene axiale Abschnitte aufweist, die miteinander gefügt sind, und wobei das Schleifscheibenpaket eine Mehrzahl von Schleifsegmenten aufweist, die entsprechenden Abschnitten des zu bearbeitenden Werkstücks zugeordnet sind. Der Kern kann zumindest abschnittsweise als Verbundkörper, insbesondere als Faserverbundkörper gestaltet sein.

[0056] Derartig gestaltete Schleifscheibenpakete erlauben Schleifscheiben mit einer großen axialen Erstreckung, die demgemäß große axiale Abschnitte eines Werkstücks simultan bearbeiten können. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere dann, wenn das Werkstück simultan in einem Einstechverfahren an mehreren Abschnitten bearbeitet wird, die selektive Ansteuerung der Setzstöcke zum Übergang zwischen dem Angriffszustand und dem Nicht-Angriffs-Zustand zu einer deutlichen Verbesserung der Genauigkeit führt.

[0057] Es ist vorstellbar, dass die als Schleifscheibenpaket ausgestaltete Schleifscheibe eine Längserstreckung aufweist, die im Wesentlichen der Längserstreckung des Werkstücks entspricht. Demgemäß kann das Werkstück grundsätzlich an seinem gesamten oder nahezu an seinem gesamten Umfang bearbeitet werden.

[0058] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine sind mehrere Spindeleinheiten vorgesehen, insbesondere zwei Spindeleinheiten, wobei zumindest eine der Spindeleinheiten eine Schleifspindel mit einer fliegend gelagerten Schleifscheibe aufweist, und wobei die Spindeleinheiten vorzugsweise einander zugewandt am Maschinenbett aufgenommen sind. Die Spindeleinheiten können allgemein auch als Spindelsätze beschrieben werden. Die Spindeleinheiten können jeweils eine oder mehrere Schleifspindeln umfassen. Die fliegende Lagerung der Schleifscheibe erlaubt es, zwei einander zugewandt am Maschinenbett aufgenommene Spindeleinheiten derart anzuordnen, dass sich die Schleifscheiben sehr nahekommen. Demgemäß kann das Werkstück simultan mit beiden Schleifscheiben bearbeitet werden, wobei ein beträchtlicher Abschnitt der

Längserstreckung des Werkstücks bearbeitet werden kann. [0059] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine ist zumindest eine Spindeleinheit vorgesehen, die zwei Schleifspindeln umfasst, wobei die zwei Schleifspindeln einen gemeinsamen Verfahrantrieb aufweisen, und wobei die zwei Schleifspindeln der Spindeleinheit wechselseitig in eine aktive Stellung oder eine passive Stellung in Bezug auf das Werkstück bewegbar sind, insbesondere durch einen Schwenkantrieb, der der Spindeleinheit zugeordnet ist.

[0060] Demgemäß kann mit nur einer Spindeleinheit, die zwei Schleifspindeln umfasst, eine Grobbearbeitung und eine Feinbearbeitung durchgeführt werden. Allgemein ist die Kombination mehrerer Bearbeitungsschritte vorstellbar, die verschiedene Schleifwerkzeuge erfordern.

[0061] Beispielhaft ist die Schleifmaschine derart ausgestaltet, dass zwei Spindeleinheiten vorgesehen sind, die jeweils zwei Schleifspindeln umfassen, wobei die Schleifspindeln der Spindeleinheiten fliegend gelagerte Schleifscheiben aufweisen. Jede der Spindeleinheiten kann einen Schwenkantrieb umfassen, um eine der beiden Schleifscheiben selektiv in einen Eingriff mit dem Werkstück zu bringen. Die genannte Konfiguration erlaubt eine Komplettbearbeitung oder Nahezu-Komplettbearbeitung des Werkstücks in lediglich einer Aufspannung. Vorzugsweise kann dies mittels Einstechschleifen oder Schrägeinstechschleifen erfolgen, ohne dass eine Vorschubbewegung entlang der Längsachse des Werkstücks erforderlich ist.

[0062] Die der Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Maschinensteuerungsprogramm gelöst, das Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Steuereinrichtung einer Werkzeugmaschine zu veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der hier genannten Aspekte auszuführen, wenn das Maschinensteuerungsprogramm auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.

[0063] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. [0064] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer

Schleifmaschine mit einer Setzstockanordnung;

Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer alternativen Ausgestaltung einer Schleifmaschine mit einer Setzstockanordnung;

Fig. 3 eine schematische, stark vereinfachte Draufsicht auf eine Anordnung umfassend ein Werkstück, eine Gruppe von Setzstöcken sowie zwei Schleifwerkzeuge, die über eine Steuereinrichtung steuerbar sind;

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer Schleifmaschine zur Veranschaulichung einer beispielhaften Ausgestaltung eines Setzstocks;

Fig. 5 ein Zustandsdiagramm zur Veranschaulichung eines Zustandsverlaufs einer Gruppe von Setzstöcken;

Fig. 6 ein Zustandsdiagramm zur Veranschaulichung eines Zustandsverlaufs einer Gruppe von Setzstöcken, wobei der Verlauf der Darstellung gemäß Fig. 6 vom Verlauf gemäß Fig. 5 abweicht;

Fig. 7 ein Zustandsdiagramm zur Veranschaulichung des Zustandsverlaufs einer

Gruppe von Setzstöcken, wobei zur Erläuterung ferner ein Zustandsverlauf eines Vorschubantriebs dargestellt ist;

Fig. 8 ein weiteres Zustandsdiagramm zur zeitlichen Gegenüberstellung verschiedener Zustände, die ein erster Setzstock und ein zweiter Setzstock einnehmen können;

Fig. 9 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausgestaltung eines Verfahrens zur Schleifbearbeitung von Werkstücken; und

Fig. 10 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung von Teilschritten einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Schleifbearbeitung von Werkstücken.

[0065] Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine 10, die als Schleifmaschine ausgebildet ist. [0066] Die Schleifmaschine 10 weist ein Maschinenbett 12 auf, das auch als Gestell bezeichnet werden kann. Am Maschinenbett 12 sind Führungen 16, 18 ausgebildet. Entlang der Führungen 16, 18 können Komponenten der Schleifmaschine 10 verfahren und wahlweise festgelegt werden.

[0067] In zumindest einigen der hier gezeigten Figuren ist zur Veranschaulichung ein Koordinatensystem dargestellt. Allgemein wird eine Längsrichtung mit X bezeichnet. Eine Querrichtung wird mit Z bezeichnet. Eine vertikale Richtung wird mit Y bezeichnet. Auf diese Weise werden drei translatorische Achsen X, Y und Z definiert. Eine jeweilige Rotation um die Achsen X, Y, Z definiert eine entsprechende Rotationsachse. Es versteht sich, dass zu Beschreibungszwecken auch alternative Koordinatensysteme, etwa Maschinenkoordinatensysteme und/oder Werkstückkoordinatensysteme, denkbar sind. Die erforderliche gedankliche Transformation ist dem Fachmann ohne weiteres möglich.

[0068] Es versteht sich, dass im Rahmen dieser Offenbarung genutzte Bezeichnungen wie erstes Element, zweites Element, primäres Element, sekundäres Element vorrangig zu Unterscheidungszwecken verwendet werden und insbesondere keine qualitative Gewichtung betreffen.

[0069] Die Schleifmaschine 10 weist ferner eine Werkstückaufnahme 20 auf, die beispielhaft an der Führung 16 aufgenommen ist. Die Werkstückaufnahme 20 umfasst eine Werkstückspindel 22. Die Werkstückspindel 22 kann einen Antrieb umfassen, um ein aufgenommenes Werkzeug selektiv anzutreiben. Beispielhaft umfasst die Werkstückaufnahme 20 einen ersten Werkstückhalter 24 und einen zweiten Werkstückhalter 26, zwischen den ein Werkstück 30 aufgenommen ist. Der erste Werkstückhalter 24 kann eine Spanneinrichtung für das Werkstück 30 umfassen. Der zweite Werkstückhalter 26 ist beispielhaft als Reitstock ausgebildet. Die Werkstückspindel 22 kann ferner einen C- Achsenantrieb 28 umfassen, der ein definiertes Verdrehen des Werkstücks 30 um seine Längsachse erlaubt. Die Längsachse des Werkstücks 30 ist parallel zur X-Achse. Der C- Achsenantrieb 28 erlaubt eine definierte Drehausrichtung des Werkstücks 30. Dies ermöglicht etwa die Bearbeitung exzentrischer Konturen des Werkstücks 30. Auf diese Weise können etwa Nocken oder dergleichen geschliffen werden. [0070] Bei dem Werkstück 30 handelt es sich etwa um eine Nockenwelle, eine Getriebewelle, eine Antriebswelle oder eine Kurbelwelle. Das Werkstück 30 weist eine ausgeprägte Längserstreckung auf. Insofern kann das Werkstück 30 auch als länglich gestaltetes Werkstück bezeichnet werden. Das Werkstück 30 ist wellenartig gestaltet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das Werkstück 30 beidseitig an der Werkstückaufnahme 20 aufgenommen, nämlich zwischen dem ersten Werkstückhalter 24 und dem zweiten Werkstückhalter 26. Es ist grundsätzlich auch vorstellbar, das Werkstück 30 lediglich einseitig aufzunehmen, also etwa auf den zweiten Werkstückhalter 26 zu verzichten, der als Reitstock gestaltet ist.

[0071] Bei dem Werkstück 30 kann es sich auch eine Rotorwelle eines

Elektromotors handeln. Insbesondere handelt es sich hierbei um einen Antriebsmotor für ein Fahrzeug. Durch die zunehmende Verbreitung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben, etwa von Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeugen und dgl., nimmt auch die Verbreitung solcher Bauteile zu. Das Werkstück 30 kann allgemein auch als Wellenbauteil für einen Fahrzeugantrieb bezeichnet werden

[0072] Werkstücke 30, die als Getriebewelle, Kurbelwelle, Nockenwelle oder Antriebswelle gestaltet sind, weisen häufig eine ausgeprägte Längserstreckung auf. Dies umfasst ein hohes Längen-Durchmesser Verhältnis, etwa ein Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser des Werkstücks 30 von zumindest 3:1 , zumindest 5:1 , oder zumindest 7:1 . Derartig lange Werkstücke 30 werden häufig beidseitig an der Werkstückaufnahme 20 aufgenommen. Ferner kann eine Abstützung des Werkstücks 30 entlang einer

Längserstreckung durch eine Setzstockanordnung 32 erfolgen, die etwa einen ersten Setzstock 34 und einen zweiten Setzstock 36 umfasst.

[0073] Die Setzstöcke 34, 36 sind dazu ausgestaltet, stützend an das Werkstück 30 anzugreifen, um eine Verformung oder Verbiegung des Werkstückes 30 entgegenzuwirken. Vorzugsweise sind die Setzstöcke 34, 36 als aktive Setzstöcke gestaltet. Dies umfasst Ausgestaltungen, bei denen die Setzstöcke 34, 36 mit Antrieben versehen bzw. koppelbar sind, um die Setzstöcke 34, 36 selektiv in einen Angriffszustand oder einen Nicht-Angriffs-Zustand zu versehen. [0074] Es erfolgt also zumindest gemäß einigen Ausführungsbeispielen keine permanente Abstützung durch die Setzstöcke 34, 36. Vielmehr werden die Setzstöcke 34, 36 zeitweise aktiviert und zeitweise deaktiviert, um die Genauigkeit der Schleifbearbeitung zu erhöhen. Dies kann eine gleichzeitige Betätigung der Setzstöcke 34, 36 umfassen. Ferner kann dies eine wechselseitige Betätigung der Setzstöcke 34, 36 umfassen. Die Setzstöcke 34, 36 können phasengleich oder phasenverschoben aktiviert werden. Eine phasengleiche Aktivierung liegt dann vor, wenn mehrere Setzstöcke 34, 36 gleichzeitig im Angriffszustand oder im Nicht-Angriffs-Zustand sind. Eine phasenverschobene oder phasenversetzte Aktivierung liegt vor, wenn zumindest zeitweise ein Setzstock im Angriffszustand und ein anderer Setzstock gleichzeitig im Nicht-Angriffs-Zustand ist.

[0075] Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung befassen sich mit der Ansteuerung von Setzstockanordnungen 32, die mehrere Setzstöcke 34, 36 umfassen. Dies wird nachfolgend näher erläutert.

[0076] Die eigentliche (Material abtragende) Bearbeitung bei der Schleifmaschine 10 erfolgt durch Spindeleinheiten 50, 52, die auch als Spindelsätze bezeichnet werden können. Die Schleifmaschine 10 weist zumindest eine Spindeleinheit 50, 52 auf. Gemäß dem anhand der Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst die Schleifmaschine 10 eine erste Spindeleinheit 50 und eine zweite Spindeleinheit 52. Die Spindeleinheiten 50, 52 umfassen jeweils zumindest einen Spindelstock.

[0077] Die erste Spindeleinheit 50 umfasst eine primäre Schleifspindel 54 und eine sekundäre Schleifspindel 56. Die zweite Spindeleinheit 52 umfasst eine primäre Schleifspindel 58 und eine sekundäre Schleifspindel 60. An der Schleifspindel 54 ist ein Schleifwerkzeug 62 aufgenommen. An der Schleifspindel 56 ist ein Schleifwerkzeug 64 aufgenommen. An der Schleifspindel 58 ist ein Schleifwerkzeug 66 aufgenommen. An der Schleifspindel 60 ist ein Schleifwerkzeug 68 aufgenommen.

[0078] Die Schleifwerkzeuge 62, 64, 66, 68 sind vorzugsweise als Schleifscheiben gestaltet. Zumindest einige der Schleifwerkzeuge 62, 64, 66, 68 sind beispielhaft als Schleifscheibenpakete gestaltet und umfassen mehrere Segmente, die etwa verschiede- ne Durchmesser aufweisen können. Die Schleifwerkzeuge 62, 64, 66, 68 sind üblicherweise, zumindest an ihren Bearbeitungsflächen, rotationssymmetrisch gestaltet.

[0079] Die Spindeleinheiten 50, 52 sind derart gestaltet, dass die jeweils für die Bearbeitung genutzten Schleifwerkzeuge 62, 64, 66, 68 der Spindeleinheiten 50, 52 einander zugewandt sind. Dies umfasst eine beispielhafte Ausgestaltung, bei der die Schleifwerkzeuge 62, 64, 66, 68 jeweils fliegend an der diesen zugeordneten Schleifspindel 54, 56, 58, 60 aufgenommen sind.

[0080] Die Spindeleinheit 50 ist an einem Tisch 72 aufgenommen. Die Spindeleinheit 52 ist an einem Tisch 74 aufgenommen. Der Tisch 72 kann als auch erster Tisch bezeichnet werden. Der Tisch 74 kann auch als zweiter Tisch bezeichnet werden. Der erste Tisch 72 weist eine Führungsbasis 76 und einen Schlitten 78 auf. Der zweite Tisch 74 weist eine Führungsbasis 80 und einen Schlitten 82 auf. Die Tische 72, 74 sind beispielhaft an der Führung 18 am Maschinenbett verfahrbar aufgenommen. Auf diese Weise kann eine Bewegung in der X-Richtung parallel zur Längserstreckung des Werkstücks 30 bewirkt werden. Die Führungsbasis 76, 80 und der Schlitten 78, 82 der Tische 72, 74 können relativ zueinander verfahrbar sein. Auf diese Weise wird eine Bewegung entlang der Z-Achse ermöglicht. Diese Bewegung wird auch als Zustellbewegung oder Einstichbewegung bezeichnet. Die Tische 72, 74 können auch als Kreuztische oder Kreuzschlitten bezeichnet werden.

[0081] Die erste Spindeleinheit 50 umfasst ferner einen Schwenkantrieb 86, der eine Schwenkachse 90 definiert. Die Spindeleinheit 52 umfasst einen Schwenkantrieb 88, der eine Schwenkachse 92 umfasst. Der Schwenkantrieb 86 kann auch als erster Schwenkantrieb bezeichnet werden. Der Schwenkantrieb 88 kann auch als zweiter Schwenkantrieb bezeichnet werden. In Fig. 1 sind die Schwenkachsen 90, 92 der Schwenkantriebe 86, 88 parallel zur Längsachse des Werkstücks 30 bzw. zur X-Achse orientiert.

[0082] Die Tische 72, 74 und die diesen zugeordneten Schwenkantriebe 86, 88 können dazu benutzt werden, selektiv die primäre Schleifspindel 54, 58 oder die sekundä- re Schleifspindel 56, 60 in einen Eingriff mit dem Werkstück 30 zu bringen. Beispielhaft können die primären Schleifspindeln 54, 58 mit den diesen zugeordneten Schleifwerkzeugen 62, 66 für eine erste Bearbeitungsstufe genutzt werden. Demgemäß können die sekundären Spindeln 56, 60 mit den diesen zugeordneten Schleifwerkzeugen 64, 68 für eine zweite Bearbeitungsstufe genutzt werden. Die verschiedenen Bearbeitungsstufen können etwa die Bearbeitung verschiedener Abschnitte des Werkstücks 30 umfassen. Jedoch können die verschiedenen Bearbeitungsstufen auch eine Grobbearbeitung und eine Feinbearbeitung umfassen.

[0083] Ferner ist in Fig. 1 eine mit 96 bezeichnete Steuereinrichtung angedeutet, die dazu dient, Funktionen und Bearbeitungsprozesse der Schleifmaschine 10 zu steuern. Dies umfasst insbesondere eine Steuerung von Verfahrantrieben, Spindelantrieben sowie eine Ansteuerung der Setzstockanordnung 32.

[0084] Fig. 2 veranschaulicht in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform einer Schleifmaschine 1 10. Die Schleifmaschine 1 10 ist der anhand der Fig. 1 veranschaulichten Schleifmaschine 10 zumindest ähnlich gestaltet, so dass nachfolgend vorrangig auf abgewandelte Komponenten und Merkmale eingegangen wird. Es versteht sich, dass Baugruppen, Module und Funktionen der Schleifmaschinen 10, 1 10 gemäß den Figuren 1 und 2 miteinander kombinierbar und/oder von einer der beiden Schleifmaschinen 10, 1 10 auf die andere übertragbar sind.

[0085] Die Schleifmaschine 1 10 ist ähnlich der Schleifmaschine 10 gemäß Fig. 1 mit einer Setzstockanordnung 32 versehen. Die Setzstockanordnung 32 der Schleifmaschine 1 10 umfasst beispielhaft vier Setzstöcke 34, 36, 38, 40. Eine derartige Gestaltung ist grundsätzlich auch bei der Schleifmaschine 10 gemäß Fig. 1 vorstellbar. Die Setzstöcke 34, 36, 38, 40 sind beispielhaft an der Führung 16 aufgenommen. Die Setzstöcke 34, 36, 38, 40 sind entlang der Längserstreckung des Werkstücks 30 axial voneinander beabstandet und mittelbar oder unmittelbar mit dem Maschinenbett 12 gekoppelt.

[0086] Die Schleifmaschine 1 10 ist ferner mit einer ersten Spindeleinheit 150 versehen, die einen ersten Schleifspindelsatz umfasst. Daneben ist eine zweite Spin- deleinheit 152 vorgesehen, die einen zweiten Schleifspindelsatz umfasst. Der ersten Spindeleinheit 150 ist eine primäre Schleifspindel 154 und eine sekundäre Schleifspindel 156 zugeordnet. Der zweiten Spindeleinheit 152 ist eine primäre Schleifspindel 158 und eine sekundäre Schleifspindel 160 zugeordnet.

[0087] Die primäre Schleifspindel 154 der ersten Spindeleinheit 150 trägt ein Schleifwerkzeug 162. Die sekundäre Schleifspindel 156 der ersten Spindeleinheit 150 trägt ein Schleifwerkzeug 164. Die primäre Schleifspindel 158 der zweiten Spindeleinheit 152 trägt ein Schleifwerkzeug 166. Die sekundäre Schleifspindel 160 der zweiten Spindeleinheit 152 trägt ein Schleifwerkzeug 168. Die Schleifwerkzeuge 162, 164, 166, 168 der Spindeleinheiten 150, 152 sind fliegend gelagert. Dies erlaubt es, die aktuell für die Bearbeitung genutzten Schleifwerkzeuge 162, 164, 166, 168 sehr nah aneinander zu bringen, um das Werkstück 30 möglichst großflächig bearbeiten zu können.

[0088] Die Schleifspindeln 154, 156, 158, 160 jeder Spindeleinheit 150, 152 sind voneinander abgewandt angeordnet. Die der jeweiligen Spindeleinheit 150, 152 zugeordneten Schleifspindeln 154, 156, 158, 160 können konzentrisch zueinander ausgerichtet ist. Es ist jedoch auch ein Parallelversatz zwischen den Schleifspindeln 154, 156, 158, 160 an der jeweiligen Spindeleinheit 150, 152 vorstellbar.

[0089] Die Spindeleinheit 150 ist an einem Tisch 172 aufgenommen, der eine Führungsbasis 176 und einen Schlitten 178 umfasst. Die Spindeleinheit 152 ist an einem Tisch 174 aufgenommen, der eine Führungsbasis 180 sowie einen Schlitten 182 umfasst. Die Tische 172, 174, erlauben eine Bewegung der Spindeleinheiten 150, 152 mit den daran aufgenommenen Schleifspindeln 154, 156, 158, 160 in einer Ebene, die durch die Achsen X und Z aufgespannt wird.

[0090] Die erste Spindeleinheit 150 umfasst ferner einen Schwenkantrieb 186, der eine Schwenkachse 190 definiert. Die zweite Spindeleinheit 152 umfasst ferner einen Schwenkantrieb 188, der eine Schwenkachse 192 definiert. Die Schwenkachsen 190, 192 sind parallel zur Y-Achse orientiert. Die Schwenkachsen 190, 192 können auch als sog. B-Achsen bezeichnet werden. Die Schwenkantriebe 186, 188 erlauben einerseits eine selektive Aktivierung oder Deaktivierung der primären Schleifspindeln 154, 156 oder der sekundären Schleifspindeln 156, 160. Darüber hinaus können die Schwenkantriebe 186, 188 auch dazu genutzt werden, die Schleifwerkzeuge 162, 164, 166, 168 schräg gegenüber dem Werkstück 30 anzustellen. Mit anderen Worten können in einer solchen Stellung die Längsachsen des Werkstücks 30 und des Schleifwerkzeugs 162, 164, 166, 168 einen definierten Versatzwinkel zueinander aufweisen. Auf diese Weise können etwa konische Abschnitte des Werkstücks 30 bearbeitet werden.

[0091] In Fig. 2 ist die erste Spindeleinheit 150 in einem Zwischenzustand dargestellt, der etwa bei einem Wechsel zwischen der primären Schleifspindel 154 und der sekundären Schleifspindel 156 vorliegt.

[0092] Im Hinblick auf die grundsätzliche strukturelle Ausgestaltung der Werkzeugmaschine 10 gemäß Fig. 1 sowie der Werkzeugmaschine 1 10 gemäß Fig. 2 wird erneut explizit auf die DE 10 201 1 102 1 13 A1 verwiesen.

[0093] Fig. 3 zeigt in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf ein Werkstück 30, das zwischen einem ersten Werkstückhalter 24 und einem zweiten Werkstückhalter 26 aufgenommen ist, um durch Schleifwerkzeuge 62, 66 bearbeitet zu werden. Ferner ist in Fig. 3 eine Setzstockanordnung 32 angedeutet, die vier Setzstöcke 34, 36, 38, 40 umfasst.

[0094] Die Schleifwerkzeuge 62, 66 sind beispielhaft als Schleifscheibenpakete gestaltet. So umfasst beispielhaft das Schleifwerkzeug 62 verschiedene Segmente 200, 202, 204, die unterschiedlich gestaltet sind. Bei den im Rahmen dieser Offenbarung beschriebenen Schleifwerkzeugen 62-68, 162-168 kann es sich insbesondere um sog. gebaute Schleifscheibenpakete handeln, die einen Kern (Trägerkern) umfassen, an dem Segmente 200, 202, 204 aufgenommen sind. Der Kern kann einteilig oder mehrteilig gestaltet sein, vgl. auch die DE 10 201 1 102 1 13 A1. Auf diese Weise kann einerseits eine hinreichend steif gestaltete Schleifscheibe bereitgestellt werden. Ferner ist das Schleifscheibenpaket gewichtsoptimiert und weist nur eine geringe Trägheit auf. Darüber hinaus erlaubt die Gestaltung als Schleifscheibenpaket etwa im Verschleißfall oder im Falle eines Defekts einen Austausch lediglich eines der Segmente 200, 202, 204. Insofern können sich im Betrieb weitere Kostenvorteile ergeben.

[0095] Die Segmente 200, 202, 204 sind an entsprechende Umfangsabschnitte 206, 208, 210 des Werkstücks 30 angepasst. Demgemäß sind die Schleifwerkzeuge 62, 66 vorrangig zum Einstechschleifen ausgestaltet. Mit anderen Worten erfolgt während der Bearbeitung keine Relativbewegung entlang der X-Richtung (Längsrichtung des Werkstücks 30) zwischen dem Werkstück 30 und den Schleifwerkzeugen 62, 66.

[0096] In Fig. 3 veranschaulichen mit 212, 214 bezeichnete Blockpfeile einen Vorschub oder Vorschubantrieb der Schleifwerkzeuge 62, 66 in Richtung auf das Werkstück 30. Der Vorschub erfolgt entlang der Z-Achse (Vorschubachse). Es versteht sich, dass der Vorschub auch entlang einer Achse erfolgen kann, die gegenüber der Z-Achse geneigt ist. Dies erfolgt insbesondere beim sog. Schrägeinstechschleifen.

[0097] Zumindest einige der Setzstöcke 34, 36, 38, 40 der Setzstockanordnung 32 umfassen einen Halteabschnitt 218, einen Antrieb 220 sowie eine Schnittstelle 222 zur Kopplung mit der Steuereinrichtung 96. Der Halteabschnitt 218 kann bspw. Haltearme, Greifarme, Spannbacken oder Ähnliches umfassen. Vorzugsweise ist der Halteabschnitt 218 dazu ausgestaltet, das Werkstück 30 umfangsseitig an zwei oder drei definierten Punkten aufzunehmen. Der Antrieb 220 ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, auf zumindest ein Element des Halteabschnitts 218 einzuwirken. Auf diese Weise kann der Setzstock 34, 36, 38, 40 vom Werkstück 30 abgehoben werden. Alternativ ist es vorstellbar, dass eine Haltekraft oder Vorspannkraft, mit der der Setzstock 34, 36, 38, 40 auf das Werkstück 30 einwirkt, signifikant reduziert wird. Auf diese Weise kann der Setzstock 34, 36, 38, 40 ausgehend von einem Angriffszustand in einen Nicht-Angriffs-Zustand verlagert werden, und umgekehrt.

[0098] Die Steuereinrichtung 96 ist vorzugsweise mit der Setzstockanordnung 32 und mit den Vorschubantrieben 212, 214 gekoppelt. Auf diese Wiese kann etwa eine Vorschubkraft, mit der die Schleifwerkzeuge 62-68, 162-168 auf das Werkstück 30 einwirken an einen aktuellen Zustand der Setzstöcke 34, 36, 38, 40 der Setzstockanord- nung 32 angepasst werden. So ist es vorstellbar, die Vorschubkraft zumindest kurzzeitig zu reduzieren, wenn ein Zustandswechsel zumindest eines der Setzstöcke 34, 36, 38, 40 durchgeführt wird.

[0099] Fig. 3 veranschaulicht ferner, dass die Setzstöcke 34, 36, 38, 40 der Setzstockanordnung 32 vorzugsweise auf einer Seite des Werkstücks 30 angeordnet sind, die den Schleifwerkzeugen 62-68, 162-168 gegenüberliegt. Auf diese Weise können die Setzstöcke 34, 36, 38, 40 die Vorschubkraft der Schleifwerkzeuge 62-68, 162-168 aufnehmen bzw. dieser entgegenwirken.

[00100] Fig. 4 veranschaulicht eine Teilansicht einer Schleifmaschine, die einen Setzstock 34 aufweist, der an ein Werkstück 30 angreift, das an einer Werkstückaufnahme 20 aufgenommen ist. Der Setzstock 34 weist eine Basis 226 auf, die an einer Führung 16 am Maschinenbett 12 der Schleifmaschine aufgenommen ist. Die Basis 226 trägt einen Antrieb 220 sowie eine Schnittstelle 222. Der Antrieb 220 des Setzstocks 34 kann etwa als fluidischer Antrieb oder als elektromechanischer Antrieb gestaltet sein.

[00101] Der Setzstock 34 weist einen Halteabschnitt 218 auf. Der Halteabschnitt 218 des Setzstocks 34 umfasst beispielhaft einen ersten Arm 228 und einen zweiten Arm 230, die einen Abschnitt des Werkstücks 30 zwischen sich aufnehmen. Die Arme 228, 230 können auch als Haltearme, Greifarme oder als Spannbacken bezeichnet werden. Der Antrieb 220 ist dazu ausgebildet, die Arme 228, 230 selektiv zu öffnen oder zu schließen. Eine entsprechende Bewegung der Arme 228, 230 ist in Fig. 4 durch mit 232, 234 bezeichnete Doppelpfeile veranschaulicht. Die geschlossene Stellung entspricht dem Angriffszustand. Die geöffnete Stellung entspricht dem Nicht-Angriffs-Zustand. Alternativ kann der Antrieb 220 dazu ausgebildet sein, die Vorspannung bzw. Anpresskraft der Arme 228, 230 in Bezug auf das Werkstück 30 zu steuern und selektiv zu verändern.

[00102] Auf diese Weise kann der Setzstock 34 etwa über die Steuereinrichtung 96 (vgl. Fig. 3) definiert angesteuert werden, um in einem Angriffszustand stützend an das Werkstück 30 anzugreifen sowie in einem Nicht-Angriffs-Zustand vom Werkstück 30 entfernt zu werden oder zumindest mit einer deutlich verringerten Haltekraft an das Werkstück 30 anzugreifen.

[00103] Der in Fig. 4 gezeigte Setzstock 34 kann auch als aktiver Setzstock bezeichnet werden. Der aktive Setzstock 34 kann über die Steuereinrichtung 96 während der Bearbeitung des Werkstücks 30 zumindest im Angriffszustand und im Nicht-Angriffs- Zustand betrieben werden.

[00104] Fig. 5 veranschaulicht einen zeitlichen Zustandsverlauf einer Setzstockanordnung, die etwa gemäß der anhand der Fig. 3 veranschaulichten Setzstockanordnung 32 vier Setzstöcke umfasst. Eine horizontale Achse (Abzisse) veranschaulicht den Zeitverlauf (t). Das in Fig. 5 gezeigte Diagramm umfasst ferner mit 238, 240, 242, 244 bezeichnete Signalverläufe. Der Signalverlauf 238 ist einem ersten Setzstock zugeordnet. Der Signalverlauf 240 ist einem zweiten Setzstock zugeordnet. Der Signalverlauf 242 ist einem dritten Setzstock zugeordnet. Der Signalverlauf 244 ist einem vierten Setzstock zugeordnet. Die Signalverläufe 238, 240, 242, 244 umfassen jeweils zwei Zustände, die mit I und II gekennzeichnet sind. Der Zustand I beschreibt beispielhaft den N ich t-An griff s- Zustand des jeweiligen Setzstocks. Der Zustand II beschreibt beispielhaft den Angriffszustand.

[00105] Insgesamt zeigt Fig. 5, dass die Setzstöcke gemäß einem Ausführungsbeispiel zeitlich versetzt angesteuert werden können, so dass eine Phasenverschiebung zwischen den Signalverläufen 238, 240, 242, 244 auftritt. Demgemäß ergibt sich ein Signalverlauf, bei dem stets zumindest einer der Setzstöcke im Angriffszustand ist. Es versteht sich, dass die Frequenz bzw. Länge der hier gezeigten Zustände I und II nicht unbedingt konstant sein müssen. Es sind abweichende Gestaltungen vorstellbar, etwa in Anhängigkeit von der tatsächlichen Bearbeitungsaufgabe.

[00106] Fig. 6 veranschaulicht eine alternative Ausgestaltung eines Signalverlaufs zur Ansteuerung einer Setzstockanordnung. Mit 248, 250, 252, 254 bezeichnete Signale können insgesamt vier Setzstöcken zugeordnet sein. In Fig. 6 sind die Signalver- laufe phasensynchronisiert. Demgemäß befinden sich alle Setzstöcke gleichzeitig im Angriffszustand oder im Nicht-Angriffs-Zustand.

[00107] Es versteht sich, dass ohne weiteres eine Mischung aus den anhand der Figuren 5 und 6 veranschaulichten Signalverläufe vorstellbar ist, bei der etwa einzelne Paare der Gruppe von Setzstöcken gegenüber anderen Setzstöcken phasenverschoben (Fig. 5) angesteuert werden, wobei die Setzstöcke der Paare untereinander phasensynchron (Fig. 6) angesteuert werden.

[00108] Wie vorstehend bereits erläutert, ist es gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung vorgesehen, die Ansteuerung der Setzstöcke mit der Ansteuerung der Vorschubantriebe der Schleifwerkzeuge zu koordinieren bzw. zu synchronisieren. Auf diese Weise kann etwa eine Vorschubkraft, die auf das Werkstück einwirkt, reduziert werden, wenn ein Zustandswechsel oder Statuswechsel bei einem der Setzstöcke erfolgt.

[00109] In diesem Zusammenhang wird ferner auf Fig. 7 verwiesen, die einen zeitlichen Zustandsverlauf zweier Setzstöcke veranschaulicht und diesen einen Zustandsverlauf eines die Zustellkraft beschreibenden Signals gegenüberstellt. Ein mit 258 bezeichnetes Signal ist einem ersten Setzstock zugeordnet. Ein mit 260 bezeichnetes Signal ist einem zweiten Setzstock zugeordnet. Ein mit 262 bezeichnetes Signal beschreibt den Verlauf der Zustellkraft. Wie vorstehend bereits beschrieben können die den Setzstöcken zugeordneten Signalverläufe 258, 260 einen Angriffszustand und einen Nicht-Angriffs- Zustand beschreiben.

[00110] Fig. 7 veranschaulicht ferner durch geneigte Flanken 264, 266 einen Übergangszustand. Mit 264 bezeichnete Flanken beschreiben einen Übergangszustand beim Wechsel vom Nicht-Angriffs-Zustand I hin zum Angriffszustand II. Mit 266 bezeichnete Flanken bezeichnen ein Übergangszustand beim Wechsel vom Angriffszustand II hin zum Nicht-Angriffs-Zustand I. Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 wechselt der erste Setzstock genau dann vom Angriffszustand in den Nicht-Angriffs-Zustand, wenn der zweite Setzstock vom Nicht-Angriffs-Zustand in den Angriffszustand wechselt. Dies ist jedoch lediglich als beispielhafte Ausgestaltung zu verstehen. [00111] Fig. 7 zeigt ferner, dass die Zustellkraft dann reduziert wird, wenn ein Zustandswechsel bei einem der Setzstöcke ansteht. Der in Fig. 7 veranschaulichte Zusammenhang zwischen Setzstockzustand und Vorschubkraft kann grundsätzlich auch bei den anhand der Fig. 5 und der Fig. 6 veranschaulichten Signalverläufen vorgesehen sein.

[00112] Aus Veranschaulichungsgründen ist in Fig. 7 die durch den Signalverlauf 262 bezeichnete Vorschubkraft lediglich qualitativ beschrieben, wobei ein erster Zustand mit I und ein zweiter Zustand mit II bezeichnet ist. Beispielhaft kann der Zustand I eine reduzierte Zustellkraft beschreiben. Dies umfasst auch einen Zustand, bei dem die Zustellkraft gleich Null ist. Der Zustand II beschreibt beispielhaft eine maximale Zustellkraft. Es versteht sich, dass der Wechsel zwischen den Zuständen I und II nicht abrupt mit unendlich steilen Flanken erfolgen muss. Vielmehr kann auch die Zustellkraft beim

Wechsel zwischen den Zuständen I und II einen Übergangsbereich durchfahren. Ferner versteht sich, dass die in den Figuren 5 bis 7 veranschaulichten Signalverläufe für die Ansteuerung der Setzstöcke insgesamt einen geglätteten Verlauf aufweisen können. Den Zuständen I und II müssen nicht unbedingt diskrete Werte (etwa offen oder nicht offen) zugeordnet sein. Demgemäß können die Zustandsverläufe etwa auch sinusartige oder ähnlich geglättete Kurven umfassen. Dasselbe gilt grundsätzlich auch für den Signalverlauf der Zustellkraft.

[00113] Fig. 8 veranschaulicht in abgewandelter Darstellung die verschiedenen Zustände, die die Setzstöcke einnehmen können. Beispielhaft beschreibt ein mit 268 bezeichneter Block einen ersten Setzstock und ein mit 270 bezeichneter Block einen zweiten Setzstock. Die Setzstöcke können insgesamt drei Zustände einnehmen, die mit 272, 276 und 274 bezeichnet sind. Der Zustand 272 beschreibt beispielhaft den Nicht- Angriffs-Zustand. Der Zustand 274 beschreibt beispielhaft den Angriffszustand. Der Zustand 276 beschreibt einen Übergangszustand. Beim Übergang zwischen dem Zustand 272 und dem Zustand 274 durchfährt ein Setzstock den Übergangszustand. Der Übergangszustand kann dazu benutzt werden, den eigentlichen Zustandswechsel des Setzstocks anzukündigen. Auf diese Weise wird etwa ein Zeitfenster geschaffen, das eine Anpassung der Vorschubkraft erlaubt. Zum Vergleich wird auf eine Ampel im Straßenverkehr verwiesen. Der Übergangszustand entspricht dabei dem gelben Signal, das einen Übergang zwischen dem roten Signal und dem grünen Signal (und umgekehrt) signalisiert.

[00114] Der Übergangszustand 276 kann auch dann genutzt werden, wenn die Zustände 272, 276 tatsächlich als diskrete Zustände zu verstehen sind. Selbst dann, wenn der Setzstock - in struktureller Hinsicht, bezogen auf den Angriff an das Werkstück - lediglich zwei Zustände einnehmen kann (etwa AUF und ZU), erlaubt der Übergangszustand eine verbesserte Flexibilität und eine höhere Funktionsvielfalt bei der Ansteuerung. In Fig. 8 sind die beiden durch die mit 268, 270 bezeichneten Signalverläufe wechselseitig im Angriffszustand bzw. im Nicht-Angriffs-Zustand, wobei während des Wechsels zwischen den Zuständen gleichzeitig der Übergangszustand durchlaufen wird.

[00115] Es versteht sich, dass die in den Figuren 5 bis 8 veranschaulichten Ablaufdiagramme lediglich Beispiele darstellen. Auf Basis der beispielhaft veranschaulichten Grundkonfigurationen kann durch heuristische Maßnahmen eine Zielkonfiguration abgeleitet werden, wenn etwa die Reihenfolge, Frequenz bzw. ein Phasenversatz der Signalverläufe variiert werden. Auch der zeitliche Anteil der Zustände an einer Periode kann variiert werden. Es versteht sich ferner, dass nicht zwingend eine periodisch wiederkehrende Folge der Zustände vorliegen muss. Vielmehr kann je nach aktuellem Anwendungsfall etwa von einer streng periodischen Folge abgewichen werden.

[00116] Fig. 9 veranschaulicht anhand eines schematisch stark vereinfachten Blockdiagramms ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Schleifbearbeitung von Rotorwellen, Getriebewellen, Nockenwellen, Antriebswellen oder Kurbelwellen. Diese können allgemein auch als Wellenbauteile für Fahrzeugantriebe bezeichnet werden.

[00117] Das Verfahren umfasst einen Schritt S10, bei dem ein wellenartig gestaltetes Werkstück an einer Werkstückspindel aufgenommen wird. Das Werkstück muss nicht notwendigerweise vollkommen rotationssymmetrisch gestaltet sein. Es sind auch Werkstücke vorstellbar, die Nocken oder ähnliche exzentrisch gestaltete Konturen aufweisen. [00118] Ein Schritt S12 umfasst die Bereitstellung einer Gruppe von Setzstöcken, die entlang einer axialen Längserstreckung des Werkstücks zueinander beabstandet angeordnet werden. Bei den Setzstöcken handelt es sich vorzugsweise um aktive Setzstöcke, die einen Angriffszustand und einen Nicht-Angriffs-Zustand einnehmen können. Im Angriffszustand greifen die Setzstöcke stützend an das Werkstück ein, um übermäßige Deformationen, Durchbiegungen oder dergleichen zu verhindern. Im Nicht- Angriffs-Zustand sind die Setzstöcke beispielhaft vom Werkstück beabstandet. Alternativ ist im Nicht-Angriffs-Zustand zumindest eine Haltekraft oder Stützkraft, mit der die Setzstöcke an das Werkstück angreifen, reduziert. Vorzugsweise sind die Setzstöcke mit einer Steuereinrichtung der Schleifmaschine gekoppelt, die dazu ausgebildet ist, einzelne Setzstöcke oder zumindest Teilmengen der Setzstöcke selektiv anzusteuern.

[00119] Ein weiterer Schritt S14 betrifft die Bereitstellung zumindest einer Schleifspindel, die mit zumindest einem Schleifwerkzeug, insbesondere einer Schleifscheibe, versehen ist. Vorzugsweise ist die Schleifspindel mit dem daran aufgenommenen Schleifwerkzeug zum Einstechschleifen bzw. zum Schrägeinstechschleifen ausgestaltet.

[00120] Es schließt sich ein weitere Schritt S16 an, der die Bearbeitung des Werkstücks umfasst. Der Schritt S16 kann Teilschritte S18, S20, S22 umfassen. Der Schritt S18 umfasst die Erzeugung einer Zustellbewegung, um das Schleifwerkzeug in einen Eingriff mit dem Werkstück zu bringen. Der Schritt S20 umfasst die Erzeugung einer Relativrotation zwischen dem Schleifwerkzeug und dem Werkstück, wodurch die eigentliche Material-abtragende Bearbeitung ermöglicht wird. Die Relativrotation zwischen dem Schleifwerkzeug und dem Werkstück kann durch Aktivierung einer Schleifspindel und/oder durch Aktivierung einer Werkstückspindel bewirkt werden.

[00121] Ein weiterer Teilschritt S22 des Bearbeitungsschritts S16 betrifft eine Ansteuerung der Gruppe von Setzstöcken, wobei zumindest einige Setzstöcke der Gruppe von Setzstöcken selektiv in den Angriffszustand oder dem Nicht-Angriffs-Zustand versetzt werden. Dies erfolgt während der Bearbeitung des Werkstücks. Diese selektive Ansteuerung der Setzstöcke während der Bearbeitung kann zu einer höheren Fertigungsgenauigkeit führen. [00122] Fig. 10 veranschaulicht anhand eines schematisch stark vereinfachten Blockdiagramms eine beispielhafte Ausgestaltung eines Verfahrens zur Ansteuerung einer Gruppe von Setzstöcken während einer Bearbeitung, insbesondere einer Schleifbearbeitung, eines Werkstücks.

[00123] Das Verfahren umfasst einen Schritt S50, der grundsätzlich auf dem in Fig. 9 veranschaulichten Bearbeitungsschritt S16 basieren kann. Der Schritt S50 umfasst diverse Teilschritte S52-S66, die beispielhaft die Ansteuerung eines ersten Setzstocks (Schritte S52, S58, S64), eines zweiten Setzstocks (S54, S60, S66) sowie eines Vorschubantriebs (S56, S62) betreffen.

[00124] Während der Bearbeitung, während zumindest ein Schleifwerkzeug an das Werkstück angreift, können die Setzstöcke wechselseitig im Angriffszustand sowie im Nicht-Angriffs-Zustand betrieben werden. Es versteht sich, dass auch Zeitabschnitte denkbar sind, bei denen beide Setzstöcke gleichzeitig im Angriffszustand oder im Nicht- Angriffs-Zustand sind. Beispielhaft beschreiben die Teilschritte S52 und S54 einen Zustand, bei dem der erste Setzstock im Nicht-Angriffs-Zustand und der zweite Setzstock im Angriffszustand ist. Ein Zustandswechsel der Setzstöcke kann über einen sog. Übergangszustand eingeleitet werden. Während des Übergangszustands kann sich der Teilschritt S56 anschließen, der beispielhaft eine Reduktion der Vorschubkraft beinhaltet. Sodann kann der eigentliche (strukturelle) Zustandswechsel der Setzstöcke vonstatten gehen. Demgemäß kann der Teilschritt S56 ferner eine erneute Erhöhung der Vorschubkraft beinhalten. Sich anschließende Teilschritte S58, S60 beschreiben einen Zeitraum, in dem beispielhaft der erste Setzstock im Angriffszustand und der zweite Setzstock im Nicht-Angriffs-Zustand ist.

[00125] Wiederum kann sich ein Übergangszustand anschließen, der etwa dazu genutzt wird, zunächst die Vorschubkraft zu reduzieren, den eigentlichen (strukturellen) Zustandswechsel der Setzstöcke herbeizuführen, und danach die Vorschubkraft wieder anzuheben, vgl. den Teilschritt S62. Wiederum kann sich ein Zeitraum anschließen, in dem die Setzstöcke in ihren neuen Zuständen betrieben werden, vgl. die Teilschritte S64 und S66, wobei der erste Setzstock im Nicht-Angriffs-Zustand und der zweite Setzstock im Angriffszustand ist. [00126] Es versteht sich, dass die hierin beispielhaft angeführten und beschriebenen Zustandsverläufe Ausgangspunkt vieler denkbarer Abläufe sind. Wesentlich ist, dass eine Mehrzahl von Setzstöcken vorgesehen ist, von denen zumindest einige selektiv ansteuerbar sind, um die Setzstöcke während der Bearbeitung des Werkstücks wechselseitig in einem Angriffszustand und einem Nicht-Angriffs-Zustand zu betreiben. Es gibt also für zumindest einen der Setzstöcke aktive und passive Phasen. Abhängig von einem aktuell zu bearbeitenden Werkstück, insbesondere von dessen Geometrie und dem gewählten Werkstoff, können beispielsweise mittels heuristischer und/oder empirischer Verfahren Optimierungen durchgeführt werden.




 
Previous Patent: WINDING MACHINE

Next Patent: OFFSHORE FOUNDATION