DE19846944A1

DE19846944A1 - Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen

Info

Publication number: DE19846944A1
Application number: DE1998146944
Authority: DE
Inventors: Juergen Armes
Original assignee: REFORM MASCHINENFABRIK A RABEN
Current assignee: REFORM MASCHINENFABRIK A RABEN
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-04-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen. DOLLAR A Solche Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Bearbeitungsstationen sind bekannt. Die mit ihnen hergestellten Werkstücke werden ebenfalls in bekannter Art und Weise bearbeitet, gemessen und weiterbearbeitet in evtl. mehrmaliger Wiederholung dieser Vorgänge, bis eine Bearbeitung die Endmaße und Endformen erreicht hat. Dabei ist es bekannt, daß die auf einer solchen Werkzeugmaschine hergestellten Werkstücke aus ihrer Aufspannung entnommen werden und in einer Meßmaschine extern vermessen werden. Von Nachteil ist dabei, daß eine Abweichung der Lage des Werkstückes durch das Aufnehmen in der Meßmaschine und danach zurück in der Werkzeugmaschine, Lageabweichungen nicht auszuschließen sind. Erfindungsgemäß werden diese Nachteile ausgeschlossen, da eine Meßeinrichtung zur Messung von Durchmessern und/oder beliebiger Profile in eine Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen integriert ist und mit deren CNC-Steuerung mittels Programmen in Wirkverbindung steht. Dabei ist die Meßeinrichtung auf einer CNC-gesteuerten Einheit vorgesehen. Die ermittelten Meßergebnisse werden ausgewertet und daraus ermittelte Korrekturwerte über die CNC-Steuerung an die jeweilige Bearbeitungsstation weitergegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen.

Solche Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Bearbeitungsstationen sind allgemein bekannt. Die mit ihnen hergestellten Werkstücke werden in ebenfalls bekannter Art und Weise bearbeitet, gemessen und weiterbearbeitet in evtl. mehrmaliger Wiederholung dieser Vorgänge, bis eine Bearbeitung die Endmaße und Endformen erreicht hat. Dabei ist es bekannt, daß die auf einer solchen Werkzeugmaschine hergestellten Werkstücke aus ihrer Aufspannung entnommen werden und in einer Meßmaschine extern vermessen werden. Dabei können verschiedene Meßaufgaben, wie das Messen der Nockenform, das Messen des Nockenwinkels, das Messen der Rundheit am Grundkreis, das Messen der Rundheit der Lager, das Messen des Rund- und Planlaufes, das Messen der Konzentrizität, das Messen der Geradheit, das Messen des Durchmessers und das Messen der Längen und Abstände realisiert werden. Die erzielten Meßergebnisse werden dabei in bekannter Weise dokumentiert und ausgewertet.

Von Nachteil an dieser Art des Vermessens des Werkstückes ist, daß das Werkstück aus seiner exakten Aufspannung der Werkzeugmaschine genommen werden muß und in der extern angeordneten Meßmaschine wieder so genau als möglich ausgerichtet werden muß damit die Meßergebnisse einen ziemlich hohen Genauigkeitsgrad beinhalten und aus dieser Aufspannung nach Beendigung der vorgesehenen Meßaufgaben wieder in die bearbeitende Werkzeugmaschine aufgespannt wird, wobei ein erneutes Ausrichten mit größtmöglichster Sorgfalt erfolgen muß, damit die ermittelten und dokumentierten Meßergebnisse in Verbindung mit der Maschinensteuerung eine weitere genaue Bearbeitung des Werkstückes bis zum Erreichen der Endmaße ermöglicht. Dieses Entnehmen des Werkstückes aus seiner Bearbeitungsaufspannung und das erneute Aufspannen in die Aufnahme der Meßmaschine sind schon bei Werkstücken kleineren Abmaßes relativ aufwendig, was sich aber bei größer dimensionierten Werkstücken noch schwieriger darstellt, zumal durch das Wiederaufspannen des Werkstückes eine erneute Abweichung der Lage des Werkstückes gegenüber der der Aufspannung in der Meßmaschine nicht auszuschließen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen zu schaffen, die Messungen der erforderlichen Daten ermöglicht und die die erwähnten Nachteile vermeidet, und somit wirkungsvoller und genauer arbeitet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine Meßeinrichtung zur Messung von Durchmessern und/oder beliebiger Profile, wie z. B. Nocken- oder Exzentermessungen in Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Bearbeitungstationen integriert ist und mit deren CNC-Steuerung mittels Programmen in Wirkverbindung steht und mit den jeweiligen Bearbeitungseinheiten verbunden ist. Dabei ist die Anordnung der Meßeinrichtung auf einer CNC-gesteuerten Einheit vorgesehen. Die ermittelten Meßergebnisse werden ausgewertet und daraus ermittelte Korrekturwerte über die CNC-Steuerung an die jeweilige Bearbeitungsstation weitergegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel, einer Nockenfräs- und Schleifmaschine näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Maschine, in der Draufsicht,

Fig. 2 eine Darstellung einer Konkavschleifeinheit,

Fig. 3 eine Darstellung der Maschine in Seitenansicht, - Frässupport - Lünette,

Fig. 4 eine Darstellung der Maschine in Seitenansicht, - Schleifsupport,

Fig. 5 eine Darstellung der Maschine in Seitenansicht, - Hilfs schleifsupport,

Fig. 6 eine Darstellung der Meßeinrichtung,

Fig. 7 eine Darstellung des Hilfsschleifsupportes in Meßstellung.

Die Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen, hier eine Nockenfräs- und Schleifmaschine weist einmal Maschinenbett 1 auf, auf dem ein Werkstückantrieb 3 für die C-Achse angeordnet ist, der ein Werkstück 4 in Verbindung mit einem Reitstock 5 und durch Unterstützung einer Lünette 6 aufnimmt. Dieses Maschinenbett 1 ist weiter mit einem Maschinenbett 2 verbunden angeordnet und trägt einen Frässupport 7. Desweiteren sind auf dem Maschinenbett 2 ein Schlitten 8, ein großer Schleifsupport, der eine Schleifspindel 9 trägt und ein weiterer Schleifsupport 10, der gleichzeitig einen Meßsupport darstellt, angeordnet. Eine auf dem Schleifsupport 10 angeordnete Meßeinrichtung ist mit 14 bezeichnet.

Eine in der Fig. 2 gezeigte Konkavschleifeinheit mit einer Schleifspindel 13 ist austauschbar gegen den kleinen Schleifsupport 10 mit der Schleifspindel 12 gestaltet.

Die Fig. 3 zeigt in der Seitenansicht der Maschine die Anordnung des Maschinenbettes 1, im Bereich des Werkstückes 4 mit Lünette 6, ohne den Werkstückantrieb 3 und den Reitstock 5 darzustellen, im Bearbeitungsfall über den Frässupport 7, der auf dem Maschinenbett 2 angeordnet ist.

Die Fig. 4 zeigt ebenfalls in der Seitenansicht der Maschine die Anordnung des Maschinenbettes 1, im Bereich des Werkstückes 4, im Bearbeitungsfall über den Schleifsupport 8, der auf dem Maschinenbett 2 angeordnet ist und mit einer Schleifscheibe 15 versehen ist.

Die Fig. 5 zeigt ebenfalls in der Seitenansicht der Maschine die Anordnung des Maschinenbettes 1, in Bereich des Werkstückes 4, im Bearbeitungsfall über den Hilfsschleifsupport, den kleinen Schleifsupport 10, der auf dem Maschinenbett 2 angeordnet ist und mit einer Schwenkachse 11, die B-Achse betreffend ausgerüstet ist und eine mit 14 bezeichnete Meßeinrichtung aufweist.

Die Fig. 6 zeigt als Ausschnitt der Fig. 5 die Meßeinrichtung 14 mit ihren einzelnen Einrichtungen. Dies sind eine Höhenverstellung 14.1, ein Meßarm mit Rolle 14.2, eine Kapsel 14.3 und ein Visier 14.4 für die Meßeinrichtung 14 sowie ein Zylindervisier 14.5.

In der Fig. 7 ist in der Seitenansicht der Maschine die Anordnung des Maschinenbettes 1, im Bereich des Werkstückes 4, beim Stand des Hilfschleifsupportes, dem kleinen Schleifsupport 10, der gleichzeitig den Meßsupport darstellt, gezeigt. Dabei ist zu sehen, wie mittels der Meßeinrichtung 14 das Werkstück 4 abgetastet wird und es ist weiterhin erkennbar, wie der Schleifsupport 10 auf dem Maschinenbett 2 angeordnet ist.

Die Bearbeitung, beispielsweise einer Nockenwelle auf dieser Großbearbeitungsmaschine erfolgt zerspanungstechnisch in bekannter Weise. Nachdem ein Bearbeitungszyklus abgeschlossen ist, wird mittels einer quer zum Maschinenbett 1 auf dem Maschinenbett 2 angeordneten Meßeinrichtung 14, die mit verschiedenen Meßinstrumenten ausgerüstet sein kann, wie z. B. einer Meßschneide, einer Meßscheibe oder einem Meßtaster, die Daten der bis hier hin gefertigte Werkstückkontur mit der Sollkontur des Endzustandes des Werkstückes 4 über die nicht dargestellte Steuerung der Maschine verglichen. Durch das Vorliegen dieses Meßergebnisses werden nurmehr bekannte Formfehler bzw. Abweichungen über Programme in die Bearbeitungseinheit, die CNC-Steuerung der Nockenfräs- und Schleifmaschine zurückgegeben. Mit diesen eingehenden Werten wird ein neues Profil, bedingt durch die Abweichungen berechnet, aus Solldaten und Korrekturwerten, mit denen dann das Werkstück 4 weiterbearbeitet wird. Mit der Anwendung mehrerer solcher Meßstops wird durch Messen und Vergleichen der Kontur des Werkstückes 3 fortwährend ein neues Profil errechnet, bis hin zur Fertigbearbeitung des Werkstückes 4.

Mit Hilfe der Meßeinrichtung 14, als Bestandteil der Nockenfräs- und Schleifmaschine, besteht die Möglichkeit in einer Aufspannung einen Nocken, bzw. CAM zu fertigen und entsprechend zu vermessen. Durch diese Integration der Meßeinrichtung 14 in die Bearbeitungsmaschine ergeben sich aufgrund der technischen Möglichkeiten neue technologische Verfahren für die Fertigung von Teilen. Bei der Bearbeitung von Kurven ist der Rundlauf des zu bearbeitenden Teiles von entscheidender Bedeutung für die Bearbeitungsgenauigkeit. Dieser Rundlauf kann mit Hilfe der Meßeinrichtung 14 gemessen werden und seine vorliegenden Ergebnisse werden korrigiert. Mit herkömmlichen Handmeßmitteln ist es fast unmöglich, Durchmesser und Kurven im um- Bereich zu messen. Mit Hilfe der Meßeinrichtung 14 wird durch die Kalibrierung an Meßnormalen in der Bearbeitungsmaschine das Messen unter Berücksichtigung des Temperaturganges in der Maschine möglich. Durch die integrierte Meßfunktion können im Bearbeitungsprozeß Messungen für Profile und Durchmesser durchgeführt werden. Bei der Bearbeitung von Profilen besteht die Möglichkeit nach der Messung einen Korrekturwert zu erzeugen, der sich aus dem Sollwert und der Abweichung unter Berücksichtigung von entsprechenden Korrekturstrategien ergibt. Durch diese Funktionalität können berechnete Bahn- und Geschwindigkeitsprofile korregiert bzw. überlagert werden. Hierdurch kann eine Kompensation aller auf Genauigkeit wirkenden Fehlerquellen folgen, wie Temperatur, Maschinengenauigkeit, Schleifdrücke usw. Zur Realisierung dieser Funktion ist die CNC-Steuerung mit einer Workstation gekoppelt, auf der die Berechnung der Meßergebnisse mit allen notwendigen Auswertungen und Erzeugung der Korrekturwerte läuft.

Dieses Prinzip der Anordnung und Verknüpfungen der Meßeinrichtungen 14 ist bei einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen einsetzbar.

Bezugszeichenliste

1

Maschinenbett

2

Maschinenbett

3

Werkstückantrieb, C-Achse

4

Werkstück

5

Reitstock

6

Lünette

7

Frässupport

8

Schlitten, großer Schleifsupport

9

Schleifspindel I, großer Schleifsupport

10

Kleiner Schleifsupport, Meßsupport

11

Schwenkachse, B-Achse

12

Schleifspindel

13

Schleifspindel

14

Meßeinrichtung

14.1

Höhenverstellung Meßeinrichtung

14.2

Meßarm mit Rolle

14.3

Kapsel für Meßeinrichtung

14.4

Visier für Meßeinrichtung

14.5

Zylinder Visier

15

Schleifscheibe

Claims

1. Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung (14) zur Messung von Durchmessern und/oder beliebiger Profile, wie z. B. Nocken- oder Exzentermessungen in die Nockenfräs- und Schleifmaschine integriert ist und mit deren CNC-Steuerung mittels Programmen und und den jeweiligen Bearbeitungseinheiten verbunden ist.

2. Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Meßeinrichtung (14) auf einer CNC-gesteuerten Einheit angeordnet ist.

3. Werkzeugmaschine mit verschiedenen Bearbeitungsstationen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die CNC-Steuerung ausgewertete Meßergebnisse und daraus ermittelte Korrekturwerte auf die entsprechende Bearbeitungsstation weitergibt.