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Verfahren und Einrichtung zum Messen von Werkstücken beim spitzenlosen
Durchgangsschleifen Für :das vollautomatische Arbeiten auf spitzenlosen Rundschleifmaschinen
ist es beim Durchgangsverfahren erforderlich, die Maschine durch das am geschliffenen
Werkstück ermittelte Meß;ergebnis hinsichtlich der Beistellung zu steuern, d. h.
im wesentlichen den allmählich stattfindenden Verschleiß der Schleifscheibe auszugleichen
und die Maschine um einen vorhestimmten kleinen Betrag beizustellen, wenn die Messung
am Werkstück ergibt, daß !dieses sich .der c,beren Toleranz nähert. Die Größe der
Beistellung nruß dabei so gewählt werden, daß das Werkstück nach erfolgter Beistellung
zwar kleiner im Durchinesser, aber noch größer ist, als dem unteren Wert der Durchmessertoleranz
entspricht.
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Hierbei ist es unerläßlich, die Messung des Werkstückes durchzuführen,
nachdem dieses die Schleifstelle verlassen hat. Zu diesem Zwecke bedient man sich
sogenannterMeßringe, in denen (der Durchmesser 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 Isü lflüssig-1:eit erfolgen ruß.
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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 ruß, 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 Meßergeb:nis
beeinflußt, auch die durch den Meß:druck hervorgerufene Abbremsung der abzuführenden
Werkstücksäule nachteilig.
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Ini übrigen sind beide vorgenannten Meßverfahren dann nicht anwendbar,
wenn Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers bearbeitet werden sollen, deren größter
Durchmesser spitzenlos im Durchgang geschliffen wird. Hierbei ergibt sich nämlich,
daß die vorliandenen kleineren Werkstück-Durchmesser die .Messung stören, zumal
die Werkstücke mit einer Vorschubgeschwindigkeit von durchschnittlich 20 bis 50
mm/sec durch die Maschine laufen. Sofern also ein z. B. 50 mm langes Werkstück beispielsweise
auf jeder Seite einen Absatz 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 Durchni.e:sser folgt und unmittelbar darauf wiederum 10
mm lang ein kleinerer Durchmesser des nächsten Werkstückes. Als Meßzeit für den
30 mm langen größeren Durchmesser ergeben sich dann bei einer Vorschubgeschwindigkeit
von 50 mm/sec nur 3/5 sec. Diese Zeit ist jedoch für eine Messung mit Tast- oder
pneumatischen Geräten, wie se 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 gleichförmigen Durchmesser besitzen, mit den hislierigen Mitteln
nicht möglich.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen,
- insbesondere also :ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Werkstücke beim spitzenlosen
Rundschleifen im Durchgangsverfahren einwandfrei nach Größt- und Kleinstmaß gemessen
werden können und wobei eis unerheblich ist, ob diese Werktücke glatte Zylinder
sind oder neben dem im Durchgang geschliffenen und zu messenden größten Durchmesser
noch Absätze, -Abschrägungen und. ähnliche Abweichungen von der Zylinderform haben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem Auslauf der Maschine und der
weiter hinten liegenden Meßstelle !die Wer lkstücke auf .einer Fördereinrichtung
mit einer gegenüber dem Transport in der Rundschleifmaschine größeren Vorschubgeschwindigkeit
zur Prüfeinrichtung bewegt, :dann durch eine Festhaltevorrichtung angehalten sowie
wahlweise einzelne in an sich bekannter Weise im Stillstand gemessen und anschließend
durch Freigabe :der Festhaltevorrichtung mit der ursprünglichen Transportgeschwindigkeit
weiterbewegt werden.
Für die Erfindung ist es also wesentlich, daß
die Fördereinrichtung für die Prüflinge, die zwischen der Maschine und der Meßvorrichtung
eingeschaltet .sein muß, eine größere Vorschubgeschwindigkeit aufweist als der Transport
in der Maschine beim Schneiden und daß die durch die größere Vorschubgeschwindigkeitbewirkte
Voreilung der Prüflinge dazu ausgenutzt wird, sie im Stillstand zu messen.
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Die allgemeine Forderung, Prüflinge störungsfrei einem Prüfautomaten
zuzuführen und sie ebenso abzuführen, findet sich .bereits in einer Druckschrift.
Weiterhin ist die Regel bekannt, man solle den Schritt der Fördereinrichtung verstellbar
machen, damit die Prüfeinrichtung für verschiedene Werkstückgrößen verwendbar gemacht
wird. Mit dieser Auf-Cra!be hat die Aufgabe der Erfindung keine Berührung. Denn
beim Erfindungsgegenstand dient die vergrößerte Fördergeschwindigkeit dazu, .das
Messen von Prüflingen im Stillstand zu ermöglichen.
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Eine zur Ausübung des neuen Verfahrensgeeignete Einrichtung ist durch
die Anordnung -einer Festhaltevorrichtung für jeweils ein Werkstück zwischen der
Prüfeinrichtung und dem Ende der Fördereinrichtung gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist das neue Verfahren -erläutert und eine zu seiner
Ausübung geeignete Einrichtung beispielsweise dargestellt.
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Die geschliffenen Werkstücke 1 verlassen die spitzenlose Rundschleifmaschine,
wie üblich, durch die Backen einer Führungsbrücke. Hinter der Führungsbrücke ist
eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise ein zweckmäßig stufenlos angetriebenes
Transportband 2 od. dgl. vorgesehen, das die Werkstücke mit einer gegenüber der
Vorschubgeschwindigkeit der Maschine erhöhten Geschwindigkeit weiterbefördert. Hierdurch
entstehen zwischen den auf dem Transportband befindlichen Werkstücken Lücken 3.
Das Transportband 2 geht dann in eine Gleitführung 4 über, wobei an der Übergangsstelle
zwischen Transportband und Gleitführung ein lose laufendes, unter Federdruck stehendes
kurzes Transportband 5 dafür sorgt, daß die Werkstücke auf der Gleitführung etwa
mit der Geschwindigkeit des Transportbandes 2 w-eiterb:efördert werden. Auf der
Gleitführung 4 findet die Messung :des Werkstückes statt, das dann anschließend
entweder zur nächsten. Maschine befördert oder aber in einem Vorratskörper aufgefangen
wird.
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Zum Zwecke der Messung wird das Werkstücken der Meßstelle -auf geeignete
Weise in einer bestimmten gewünschten Stellung festgehalten und durch Senken des
Meßkopfes 6 gegen einen Anschlag 7 gemessen. Infolge der schnelleren Bewegung des
Transportbandes 2 -und der dadurch zwischen den einzelnen Werkstücken gebildeten
Lücken 3 ist es möglich, ein Werkstück an der MeßsteAle genügend lange festzuhalten,
während sich .auf dem Transportband 2 .die zwischen den Werkstücken vorhandenen
Lücken allnnählich schließen. Abb. 2 zeigt die Lage der Werkstücke während des Messems;
Abb. 3 tdie Lage bei Beendigung des Messeas, wenn die Meßzeit so lang ist, daß die
Werkstücke nunmehr dicht an dicht liegen. Jetzt wird das gemessene Werkstück für
.den Weitertransport freigegeben, und die auf dem Transportland, 2 befindlichen
Werkstücke nehmen wieder die Vorschubgeschwindigkeit desselben an. Es entstehen
somit wieder Lücken, wie in Abb. 4 -dargestellt, bis schließlich der Zustand nach
Abb. 1 erreicht ist und nun eine erneute Messung stattfinden kann. Es wird also
nur in gewissen Zeitäbständen 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 Scheiben befindet, während die
hinter den Scheiben bis zur Meßstelle befindlichen Werkstücke von dem Ergebnis dieser
Steuerung nicht mehr erfaßt werden.
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Nach: -einem weiteren Erfindungsvonschlage wird es ermöglicht, das
zu messende Werkstück von allen störenden Einflüssen während der Messung freizuhalten.
Dies geschieht dadurch, @daß ein hinter dem zu messenden Werkstück in Richtung des
Transportbandes 2 liegendes Werkstück festgehalten wird. Die während des Meßvorganges
auf -dem Transportband 2 axial aneinander auflaufenden Werkstücke werden also durch
@dieses Werkstück abgefangen, so daß die hierbei entstehenden leichten Stöße, die
immerhin eine genaue Messung beeinträchtigen könnten, sich nicht auf das zu messende
Werkstück auswirken. Im allgemeinen wird man dabei ein Werkstück festhalten, das
möglichst dem zu messenden Werkstück benachbart ist, jedoch kann es sich bei kurzen
Werkstücken infolge der Baumaße der Festhaltevorrichtung und des Meßkopfes auch
.ergeben, daß zwischen dem festgehaltenen und denn zu messenden Werkstück mehrere
weitere Werkstücke liegen.
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Das Festhalten des Werkstücks im .gewünschten Augenblick kann durch
Ausnutzung der auf dem Transportband gebildeten Werkstücklücken erfolgen. So kann
z. B. eine Fotozelle 8 auf die Werkstück-, achse gerichtet sein und beim Vorbei:wandern
einer Lücke -einen. entsprechenden Impuls geben. Dieser Impuls bewirkt dann z. B.
ein Anlüftem. des kurzen -Transportbandes 5 und betätigt gleichzeitig eine da,-hinterliegende
Bremse 9, die das Werkstück festhält. Durch :den .gleichen Impuls wird auch die
Bewegung des Meßkopfes 6 in die Meßstell:ung ausgelöst. Vom Meßkopf 6 selbst geht
ein weiterer Impuls je nach dem Meßergebnis aus, der mit .an sich bekannten Mitteln
:auf Üi:e SchIcifmaschine einwirkt. Im übrigen kann mit der Fotozelle ein Zeitrelais
verbunden sein, das bis zum Festhalten des nächstem Werkstückeis eine einstellbare
Zeit verstreichen läßt, die so lang ist, d,aß während der Messung eines Werkstückes
das nächste zu messende Werkstück noch vor der Schleifstelle liegt.
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Abschließend sei noch auf folgendes verwiesen: Es ist üblich, daß
beim spitzenlosen Schleifen von Werkstücken mit kleiner Durchmessertoleranz eine
den erforderlichen Arbeitsgängen entsprechende Anzahl spitzenloser Schleifmaschinen
hintereinander aufgestellt wird und .die Werkstücke unmittelbar alle Maschinen hintereinander
durchlaufen, wobei automatische Zuführungen für die Förderung und die B'tibehaltung,der
Reihenfolge der Werkstücke sorgen.
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Im Zusammenhang mit einem solchen Arbeitsfloß ist das erfindungsgemäße
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 Werksticksäule 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. ITnmerh in
wäre es dann aber erforderlich, das einmal aus der Reihenfolge zur Messung herausgeholte
Werkstück wieder an seinen alten Platz zu bringen, weil es nur an diesein. Platz
zwischen Werkstücke zu liegen kommt,
gegenüber denen es eine geringstmögliche
Abweichung hat. Würde es an anderer Stelle wieder in die Werkstücksäule eingereiht
werden, so könnte es gerade neben oder in der Nähe eines Werkstücks 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 und sehr hohen Genauigkeiten dieser Unterschied der Werkstücke
nicht in ausreichendem Maße ausgeglichen oder, falls dieses abweichende Werkstück
gerade gemessen worden wäre, 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 die Erfindung, wie bereits erwähnt, keinerlei -durch Messung hervorgerufene
Störung in der ursprünglichen Reihenfolge der Werkstücke gewährleistet.
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Nach dem vorstehend Gesagten ist es ohne weiteres klar, daß nach dem
vorliegenden Verfahren eine Messung von Werkstücken nach Größt- und Iileinstmaß
auf einfache Weise durchführbar ist, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob diese Werkstücke
Absätze bzw. Abschrägungen od. dgl. besitzen. Bedingung in allen Fällen ist lediglich,
daß .die Weiterbeförderung der Werkstücke zwischen Maschine und Meßstelle so schnell
geschieht, daß das Festhalten 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 dessen hierfür erforderliche Geschwindigkeit bei Bekanntsein der
Maschinen-Vorschuhgeschwindigkeit, der für das Messen benötigten Zeit und der Länge
des Transportbandes ohne weiteres errechnen läßt, ist das Verfahren leicht anwendbar.