Verfahren zum Messen von Werkstücken beim spitzenlosen Durchgangsschleifen
Für das vollautomatische Arbeiten auf spitzenlosen Rundschleifmaschinen ist es beim Durchgangsschleifen erforderlich, die Maschine durch das am geschliffenen Werkstück ermittelte Messergebnis hinsichtlich der Beistellung der Werkzeuge zu steuern, das heisst den allmählich stattfindenden Verschleiss der Schleifscheibe auszugleichen und eine Beistellung um einen vorbestimmten kleinen Betrag zu veranlassen, wenn die Messung am Werkstück ergibt, dass dessen Schleifmass sich der oberen Toleranz nähert.
Die Grösse der Beistellung muss dabei so gewählt werden, dass das Werkstück nach erfolgter Beistellung zwar kleiner im Durchmesser, aber noch grösser ist, als dem unteren Wert der Durchmesser-Toleranz entspricht.
Hierbei ist es unerlässlich, die Messung des Werkstückes durchzuführen, nachdem dieses die Schleifstelle verlassen hat. Zu diesem Zwecke bedient man sich sogenannter Messringe, in denen der Durch- messer mit Hilfe von Düsen laufend pneumatisch geprüft wird. Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass solche Ringe nur für ein ganz bestimmtes Mass ausgeführt werden können, und dass vorher eine sorgfältige Reinigung des Werkstückes von anhaftender Kühlflüssigkeit erfolgen muss.
Es ist weiterhin bekannt, zwecks Messung des Werkstückes einen Taststift in dauernder Berührung mit dem Werkstück zu lassen. Dabei ist zu bemängeln, dass das Gleiten des Taststiftes, der wegen der Messgenauigkeit unter einem bestimmten Druck gegen das Werkstück anliegen muss, auf einer sauber geschliffenen Oberfläche unerwünschte Markierungen hinterlassen kann. Ferner ist, ganz abgesehen von dem Verschleiss, den die Berührungsfläche des Taststiftes haben kann und der das Messergebnis beeinflusst, auch die durch den Messdruck hervorgerufene Abbremsung der von der Maschine auslaufenden Werkstücke-Säule nachteilig.
Im übrigen sind beide vorgenannten Messverfahren dann nicht anwendbar, wenn Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern bearbeitet werden sollen, deren grösster Durchmesser spitzenlos im Durchgang geschliffen wird. Hierbei ergibt sich nämlich, dass die vorhandenen kleineren Werkstückdurchmesser die Messung stören, zumal die Werkstücke mit einer Vorschubgeschwindigkeit von durchschnittlich 20-50 mm/sek. durch die Maschine laufen. Sofern also ein z. B. 50 mm langes Werkstück beispielsweise auf jeder Seite einen Absatz von 10 mm kleineren Durchmessers hat, so ist der zu messende Abschnitt des geschliffenen grösseren Durchmessers 30 mm lang, während anschliessend 10 mm lang ein kleinerer Durchmesser folgt und unmittelbar darauf wiederum 10 mm lang ein kleinerer Durchmesser des nächsten Werkstückes der auslaufenden Werkstücke Säule.
Als Messzeit für den 30 mm langen grösseren Durchmesser ergeben sich dann bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 50 mm/sek. nur S15 sek. Diese Zeit ist jedoch für eine Messung mit Tast- oder pneumatischen Geräten, wie sie bisher gebräuchlich sind, zu gering, um Trägheitserscheinungen auszuschliessen, ganz abgesehen davon, dass ja auch der Wunsch besteht, den geschliffenen Durchmesser des Werkstückes auf seinen unteren Toleranzwert zu prüfen, damit Einflüsse, die zu einer Durchmesserverkleinerung am Werkstück führen können, also z. B.
Maschinenerwärmung bei längerer Laufdauer, erfasst werden. Auch dies ist bei Werkstücken, die nicht nur einen einzigen gleichen Durchmesser über ihre ganze Länge besitzen, mit den bisherigen Mitteln nicht möglich.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen und insbesondere ein Ver fahren zu schaffen, das ermöglichen kann, Werkstücke beim spitzenlosen Durchgangs-Rundschleifen einwandfrei nach Grösst und Kleinstmass zu messen, wobei diese Werkstücke glatte Zylinder sein oder neben dem im Durchgang geschliffenen und zu messenden grössten Durchmesser noch Absätze, Abschrägungen und ähnliche Abweichungen von der Zylinderform haben können.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren werden zwischen dem Auslauf der Schleifmaschine für die geschliffenen Werkstücke und der weiter hinten liegenden Messstelle die Werkstücke mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit der Maschine erhöhter Geschwindigkeit weiterbefördert, so dass hier Lücken zwischen den einzelnen anfallenden Werkstücken entstehen, die einen Stillstand des jeweiligen Werkstückes zum Messen desselben während eines genügend langen Zeitraumes ohne Beeinträchtigung des Schleifvorganges ermöglichen. Es kann dabei derart verfahren werden, dass ein hinter dem zu messenden Werkstück vom Maschinenauslauf zur Messstelle laufendes Werkstück für die Zeit der Messung festgehalten wird, damit das zu messende Werkstück völlig frei von störenden Einflüssen bei der Messung ist.
Auf der Zeichnung ist in den Fig. 1 bis 4 schematisch eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt und nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Vorab sei dabei erwähnt, dass bei diesem Verfahren die Aufeinanderfolge der durch die Schleifmaschine laufenden, spitzenlos zu schleifenden Werkstücke erhalten bleibt, was beim Schleifen von Werkstücken höchster Genauigkeit, zu deren Erzielung meist mehrere Arbeitsgänge erforderlich sind, besonders wichtig ist.
Die geschliffenen Werkstücke 1 verlassen die spitzenlose Rundschleifmaschine, wie üblich, durch die Backen einer Führungsbrücke als Maschinenauslauf. Hinter der Führungsbrücke ist beispielsweise ein zweckmässig stufenlos regulierbar angetriebenes endlos umlaufendes Transportband 2 oder dergleichen vorgesehen, das die Werkstücke mit einer gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit der Maschine erhöhten Geschwindigkeit weiterbefördert. Hierdurch entstehen zwischen den auf das Transportband gelangenden Werkstücken Lücken 3, die während ihrem Transport mittels dem Band erhalten bleiben.
An das Transportband 2 schliesst eine Gleitführung 4 an, wobei an der Übergangsstelle zwischen Transportband 2 und Gleitführung ein endlos umlaufendes, unter Federdruck stehendes kurzes, oberes Transportband 5 dafür sorgt, dass die Werkstücke auf die Gleitführung etwa mit der Geschwindigkeit des Transportbandes 2 weiterbefördert werden. Auf der Gleitführung 4 findet die Messung einzelner Werkstücke'statt. Hinter der Messstelle werden die Werkstücke anschliessend von der Führung entweder zur nächsten Maschine befördert, oder aber zu einem Vorratsbehälter, in dem sie aufgefangen werden.
Zum Zwecke der Messung wird ein Stillstand des jeweils zu messenden Werkstückes an der Messstelle in einer bestimmten gewünschten Stellung bewirkt und durch Senken des Messkopfes 6 gegen einen Anschlag 7 das Werkstück gemessen. Infolge der schnelleren Bewegung des Transportbandes und der dadurch zwischen den einzelnen Werkstücken gebildeten Lücken 3 - vergleiche Fig. 1 - ist ein Stillstand des Werkstückes an der Messstelle über eine für die Messung genügend lange Zeit ermöglicht, während sich auf dem Transportband 2 die zwischen den Werkstücken vorhandenen Lücken allmählich schliessen. Fig. 2 zeigt die Lage der Werkstücke während des Messens, Fig. 3 die Lage bei Beendigung des Messens eines Werkstückes, wenn die Messzeit so lang ist, dass die Werkstücke nunmehr auf dem Transportband 2 wieder dicht aufgeschlossen liegen.
Jetzt erfolgt der Weitertransport des gemessenen Werkstückes und die auf dem Transportband 2 befindlichen Werkstücke nehmen wieder die Vorschubgeschwindigkeit desselben an. Es entstehen somit wieder Lücken, wie in Fig. 4 dargestellt, bis schliesslich der Zustand nach Fig. 1 erreicht ist und nun eine erneute Messung eines Werkstückes stattfinden kann.
Es wird also nur in gewissen Zeitabständen gemessen, was ohne weiteres möglich und sogar erforderlich ist, weil ja eine Durchmesserveränderung des Werkstückes nur ganz allmählich erfolgt und eine durch das Messergebnis bewirkte Steuerung der Maschine sich erst bei demjenigen Werkstück auswirkt, das sich gerade zwischen den Schleifscheiben befindet, während die hinter den Scheiben bis zur Messstelle befindlichen bereits geschliffenen Werkstücke von dem Ergebnis dieser Steuerung nicht mehr erfasst werden.
Für den Stillstand des zu messenden Werkstückes kann dieses selbst durch entsprechende Mittel auf der Gleitbahn festgehalten werden. Um aber das zu messende Werkstück von allen störenden Einflüssen während der Messung freizuhalten, wird gemäss der Zeichnung ein in der Förderrichtung des Transportbandes 2 hinter dem jeweils zu messenden Werkstück liegendes Werkstück festgehalten. Das während des Messvorganges auf dem Transportband 2 erfolgende axiale aneinander Auflaufen der Werkstücke wird also durch dieses Werkstück bewirkt, so dass die hierbei entstehenden leichten Stösse, die immerhin eine genaue Messung beeinträchtigen könnten, sich nicht auf das an der Messstelle liegende zu messende Werkstück auswirken.
Im allgemeinen wird man dabei ein Werkstück festhalten, das möglichst dem zu messenden Werkstück unmittelbar folgt, jedoch kann es sich bei kurzen Werkstücken infolge der Baumasse der Festhaltevorrichtung und des Messkopfes auch ergeben, dass zwischen dem festgehaltenen und dem zu messenden Werkstück mehrere weitere Werkstücke liegen.
Das Festhalten des betreffenden Werkstückes im gewünschten Augenblick kann durch Ausnutzung der auf dem Transportband gebildeten Werkstücklücken gesteuert werden. So kann z. B. ein einer Photozelle 8 zugeordneter Lichtstrahl durch die Achse der zur Messstelle laufenden Werkstücke gerichtet sein, so dass beim Vorbeiwandern einer Lücke die Photozelle einen entsprechenden Impuls erhält. Dieser Impuls bewirkt dann z. B. ein Anheben des kurzen Transportbandes 5 und betätigt gleichzeitig eine dahinterliegende, vor der Messstelle über der Gleitführung angeordnete Bremse 9, die das gerade in ihrem Wirkungsbereich befindliche Werkstück festhält.
Durch den gleichen Impuls wird auch die Bewegung des Messkopfes 6 in die Messstellung ausgelöst. Vom Messkopf 6 selbst geht ein weiterer Impuls je nach dem Messergebnis aus, der auf die Schleifmaschine einwirkt. Im übrigen kann mit der Photozelle ein Zeitrelais verbunden sein, das eine erneute Lichtbeeinflussung der Photozelle zum Festhalten des nächsten zu messenden Werkstückes über eine einstellbare Zeit ausschliesst, die vorteilhaft so lang ist, dass während der laufenden Messung eines Werkstückes das nächste zu messende Werkstück noch vor der Schleifstelle liegt.
Abschliessend sei noch auf folgendes verwiesen:
Es ist üblich, dass beim spitzenlosen Schleifen von Werkstücken mit kleiner Durchmessertoleranz eine den erforderlichen Arbeitsgängen entsprechende Anzahl Schleifmaschinen hintereinander aufgestellt wird und die Werkstücke unmittelbar alle Maschinen hintereinander durchlaufen, wobei automatische Zuführungen für die Förderung und die Beibehaltung der Reihenfolge der Werkstücke sorgen.
Im Zusammenhang mit einem solchen Arbeitsfluss ist das beschriebene Messverfahren ebenfalls von Bedeutung. Zwar wäre es z. B. auch vorstellbar, dass zwecks Vermeidung der eingangs geschilderten Nachteile ein zu messendes Werkstück aus der ablaufenden Werkstücke-Säule herausgegriffen, abgezweigt und einer Messstelle zugeführt würde, so dass eine schnellere Beförderung zwischen Schleif- und Messstelle derart, dass Lücken zwischen den Werkstücken entstehen, nicht notwendig wäre. Es wäre dann aber erforderlich, das einmal aus der Reihenfolge zur Messung herausgeholte Werkstück wieder an seinen alten Platz in der Werkstücke-Säule zu bringen, weil es nur an diesem Platz zwischen Werkstücken liegt, gegenüber denen es die geringstmögliche Massabweichung hat.
Würde es an anderer Stelle wieder in die Werkstücke-Säule eingereiht werden, so könnte es gerade neben oder in der Nähe eines Werkstückes zu liegen kommen, welches gerade nach erfolgter Steuerung der Maschine etwas schwächer im Durchmesser ist. Dies wiederum würde zur Folge haben, dass beim anschliessenden Arbeitsgang auf der nächsten Maschine z. B. für sehr hohe Bearbeitungs Genauigkeit dieser Unterschied der Werkstücke nicht in ausreichendem Masse ausgeglichen oder, falls gerade dieses abweichende Werkstück bei der nächsten Messstelle gemessen würde, die Maschine falsch gesteuert würde.
Im übrigen liesse sich aber ein zwecks Messung aus dem Arbeitsfluss herausgegriffenes Werkstück nur mit ziemlich umständlichen Mitteln wieder in seinen vorherigen Platz einreihen, während beim beschriebenen Verfahren, wie bereits erwähnt, keinerlei durch Messung hervorgerufene Störung in der ursprünglichen Reihenfolge der Werkstücke erfolgt.
Nach dem vorstehend Gesagten ist es ohne weiteres klar, dass nach dem beschriebenen Verfahren eine Messung von Werkstücken nach Grösst- und Kleinstmass auf einfache Weise durchführbar ist, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob diese Werkstücke Absätze bzw. Abschrägungen oder dergleichen besitzen. Bedingung ist in allen Fällen lediglich, dass die Weiterbeförderung der Werkstücke zwischen dem Werkstück-Auslauf einer Schleifmaschine und der weiter hinten liegenden Messstelle so schnell geschieht, dass das Festhalten bzw. ein Stillstand eines Werkstückes, für die Dauer der Messung in bestimmten vorstehend behandelten Zeitabständen möglich ist, ohne dass der aufeinanderfolgende Fluss der Werkstücke gestört wird.
Da sich bei beispielsweiser Verwendung eines Transportbandes 2 mit stufenlos regulierbarem Antrieb die hierfür erforderliche Bandgeschwindigkeit bei Bekanntsein der Maschinen-Vorschubgeschwindigkeit, der für das Messen benötigten Zeit und der Länge des Transportbandes ohne weiteres errechnen lässt, ist das Verfahren leicht anwendbar.
Method for measuring workpieces in centreless through-feed grinding
For fully automatic work on centerless cylindrical grinding machines with through-feed grinding, it is necessary to control the machine by means of the measurement result determined on the ground workpiece with regard to the provision of tools, i.e. to compensate for the gradually occurring wear of the grinding wheel and to arrange for a provision of a predetermined small amount, if the measurement on the workpiece shows that its grinding dimension is approaching the upper tolerance.
The size of the provision must be selected in such a way that the workpiece after provision is smaller in diameter, but still larger than the lower value of the diameter tolerance.
It is essential to measure the workpiece after it has left the grinding point. For this purpose, so-called measuring rings are used, in which the diameter is continuously checked pneumatically with the aid of nozzles. This device has the disadvantage that such rings can only be made for a very specific dimension, and that the workpiece must be carefully cleaned of adhering coolant beforehand.
It is also known to leave a stylus in permanent contact with the workpiece for the purpose of measuring the workpiece. It should be criticized that the sliding of the stylus, which must rest against the workpiece under a certain pressure due to the measuring accuracy, can leave undesirable marks on a cleanly ground surface. Furthermore, quite apart from the wear that the contact surface of the stylus can have and that influences the measurement result, the braking of the work piece column exiting from the machine caused by the measurement pressure is also disadvantageous.
In addition, both of the aforementioned measuring methods cannot be used if workpieces with different diameters are to be machined, the largest diameter of which is centerless ground in a pass. The result is that the existing smaller workpiece diameters interfere with the measurement, especially since the workpieces have an average feed rate of 20-50 mm / sec. run through the machine. So if a z. B. 50 mm long workpiece, for example, has a shoulder of 10 mm smaller diameter on each side, the section of the ground larger diameter to be measured is 30 mm long, while a smaller diameter follows 10 mm long and then again 10 mm long smaller diameter of the next workpiece of the outgoing workpieces column.
The measuring time for the 30 mm long larger diameter then results at a feed rate of 50 mm / sec. only S15 sec. However, this time is too short for a measurement with tactile or pneumatic devices, as they have been used up to now, in order to rule out inertia, quite apart from the fact that there is also the desire to check the ground diameter of the workpiece for its lower tolerance value, thus influences that can lead to a reduction in diameter on the workpiece, so z. B.
Machine warming during longer running times can be recorded. This is also not possible with the previous means in the case of workpieces that not only have a single identical diameter over their entire length.
The object of the invention is to eliminate these disadvantages and, in particular, to create a process that can enable workpieces to be measured correctly for the largest and smallest dimensions in centreless through-grinding, these workpieces being smooth cylinders or next to the through-going and ground The largest diameter to be measured may still have steps, bevels and similar deviations from the cylindrical shape.
According to the inventive method, between the outlet of the grinding machine for the ground workpieces and the measuring point further back, the workpieces are conveyed further at a higher speed than the feed speed of the machine, so that there are gaps between the individual workpieces that result in a standstill of the respective workpiece Allow measurement of the same for a sufficiently long period of time without impairing the grinding process. The procedure can be such that a workpiece running behind the workpiece to be measured from the machine outlet to the measuring point is held for the duration of the measurement so that the workpiece to be measured is completely free of interfering influences during the measurement.
In the drawing, an example embodiment of the method according to the invention is shown schematically in FIGS. 1 to 4 and explained in more detail below with reference to the drawing. First of all, it should be mentioned that with this method the sequence of workpieces to be ground centerlessly running through the grinding machine is retained, which is particularly important when grinding workpieces of the highest precision, which usually requires several operations.
The ground workpieces 1 leave the centerless cylindrical grinding machine, as usual, through the jaws of a guide bridge as a machine outlet. Behind the guide bridge, for example, an expediently infinitely adjustable driven endlessly revolving conveyor belt 2 or the like is provided, which conveys the workpieces at a speed that is higher than the feed rate of the machine. This creates gaps 3 between the workpieces that are placed on the conveyor belt, which are retained during their transport by means of the belt.
A sliding guide 4 adjoins the conveyor belt 2, with an endlessly circulating, spring-loaded short, upper conveyor belt 5 at the transition point between the conveyor belt 2 and the sliding guide ensuring that the workpieces are conveyed on the sliding guide at approximately the speed of the conveyor belt 2. Individual workpieces are measured on the sliding guide 4. Behind the measuring point, the workpieces are then either transported by the guide to the next machine or to a storage container in which they are collected.
For the purpose of the measurement, the workpiece to be measured is brought to a standstill at the measuring point in a certain desired position and the workpiece is measured by lowering the measuring head 6 against a stop 7. As a result of the faster movement of the conveyor belt and the gaps 3 thus formed between the individual workpieces - see FIG. 1 - a standstill of the workpiece at the measuring point is possible for a time long enough for the measurement, while the between the workpieces is on the conveyor belt 2 gradually close existing gaps. FIG. 2 shows the position of the workpieces during the measurement, FIG. 3 shows the position at the end of the measurement of a workpiece, when the measurement time is so long that the workpieces are now tightly unlocked again on the conveyor belt 2.
Now the further transport of the measured workpiece takes place and the workpieces located on the conveyor belt 2 again assume the same feed speed. There are thus gaps again, as shown in FIG. 4, until the state according to FIG. 1 is finally reached and a new measurement of a workpiece can now take place.
It is only measured at certain time intervals, which is easily possible and even necessary because the diameter of the workpiece changes only very gradually and the control of the machine caused by the measurement result only affects the workpiece that is currently between the grinding wheels is located, while the already ground workpieces located behind the discs up to the measuring point are no longer recorded by the result of this control.
When the workpiece to be measured is at a standstill, it can itself be held on the slide using appropriate means. However, in order to keep the workpiece to be measured free of all interfering influences during the measurement, a workpiece lying in the conveying direction of the conveyor belt 2 behind the workpiece to be measured is held in place according to the drawing. The axial run-up of the workpieces on the conveyor belt 2 during the measuring process is thus caused by this workpiece, so that the slight impacts that occur here, which could at least affect an exact measurement, do not affect the workpiece to be measured at the measuring point.
In general, you will hold a workpiece that follows the workpiece to be measured as closely as possible, but with short workpieces, due to the structural dimensions of the holding device and the measuring head, there may be several other workpieces between the workpiece being held and the workpiece to be measured.
The holding of the workpiece in question at the desired moment can be controlled by utilizing the workpiece gaps formed on the conveyor belt. So z. For example, a light beam assigned to a photocell 8 can be directed through the axis of the workpieces running to the measuring point, so that the photocell receives a corresponding pulse when it passes a gap. This pulse then causes z. B. lifting the short conveyor belt 5 and at the same time actuates a brake 9 located behind it, located in front of the measuring point above the sliding guide, which holds the workpiece currently in its range of action.
The movement of the measuring head 6 into the measuring position is also triggered by the same pulse. A further pulse emanates from the measuring head 6 itself, depending on the measurement result, which acts on the grinding machine. In addition, a time relay can be connected to the photocell, which prevents the photocell from being influenced again by light to hold the next workpiece to be measured for an adjustable time, which is advantageously so long that the next workpiece to be measured is still ahead while a workpiece is being measured the grinding point.
Finally, please refer to the following:
When centerless grinding of workpieces with a small diameter tolerance, a number of grinding machines corresponding to the required work steps is set up one behind the other and the workpieces pass through all machines one after the other, with automatic feeders ensuring the conveyance and maintenance of the sequence of the workpieces.
In connection with such a workflow, the measurement method described is also important. It would be z. B. It is also conceivable that, in order to avoid the disadvantages outlined above, a workpiece to be measured would be picked up from the working workpiece column, branched off and fed to a measuring point, so that a faster transport between the grinding and measuring point such that gaps arise between the workpieces, would not be necessary. However, it would then be necessary to bring the workpiece, once taken out of the sequence for measurement, back to its old location in the workpiece column, because it is only located at this location between workpieces from which it has the smallest possible dimensional deviation.
If it were to be lined up again in the work piece column at another point, it could come to lie next to or in the vicinity of a workpiece which is slightly weaker in diameter just after the machine has been controlled. This in turn would have the consequence that in the subsequent operation on the next machine z. For example, for very high machining accuracy, this difference in the workpieces is not sufficiently compensated for or, if this deviating workpiece was measured at the next measuring point, the machine would be incorrectly controlled.
Otherwise, however, a workpiece that has been taken out of the work flow for the purpose of measurement could only be put back into its previous place with rather cumbersome means, while with the method described, as already mentioned, no disturbance caused by measurement occurs in the original sequence of the workpieces.
After what has been said above, it is immediately clear that according to the method described, a measurement of workpieces according to the largest and smallest dimensions can be carried out in a simple manner, regardless of whether these workpieces have shoulders or bevels or the like. In all cases, the only condition is that the workpieces are transported between the workpiece outlet of a grinding machine and the measuring point further back so quickly that a workpiece can be held or stopped for the duration of the measurement at certain time intervals discussed above without disturbing the successive flow of the workpieces.
Since, for example, using a conveyor belt 2 with a continuously adjustable drive, the belt speed required for this can easily be calculated if the machine feed speed, the time required for the measurement and the length of the conveyor belt are known, the method is easy to apply.