DE2121070A1 - Maschine mit verbessertem Arbeits kopf zur Querfuhrung bei Werkstucken mit gekrümmten Oberflächen - Google Patents
Maschine mit verbessertem Arbeits kopf zur Querfuhrung bei Werkstucken mit gekrümmten OberflächenInfo
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Description
Maschine mit verbessertem Arbeitskopf zur Querführung bei Werkstücken mit gekrümmten Oberflächen
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Maschine mit einem Arbeitskopf, der relativ zu einem Werkstück In Querrichtung
geführt wird.
In den umfassenderen Aspekten befaßt sich die Erfindung allgemein mit einem Arbelt3kopf, der quer zu einem Werkstück vorbeigeführt
wird. Eine der Anwendungsraöglichkeiten für eine
solche Maschine besteht in dam Gebiet der Ultraschallprüfung
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von Werkstücken. Die Methoden zur Ultraschallprüfung sind an sich bekannt und weit entwickelt. Sie beinhalten im allgemeinen
das Aussenden eines Signals von einem Wandler über ein flüssiges Kopplungsmedium auf ein Werkstück. Dieses Signal wird an einer
Oberfläche reflektiert, die es auf oder in dem Werkstück trifft. Es sind Vorrichtungen vorhanden, um eine Signalreflexion oder
das Fehlen derselben an inneren Oberflächen zu identifizieren, welche ihrerseits als innere Fehlerstellen identifiziert werden
können. Diese Form der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung ist besonders brauchbar bei der Gewährleistung der gewünschten Herstellungsqualität
für Gußstücke und verklebte oder verschweißte Gegenstände, bei denen durch Fehler in den Herstellungsverfahren
innere Fehlerstellen verursacht werden können, welche auf andere Welse nicht feststellbar sind.
Bei einer solchen Ultraschallprüfung ist es unerläßlich, daß der Arbeitskopf der Maschine, welcher den Wandler trägt, rechtwinklig
und in einem Abstand von der Oberfläche eines Werkstükkes mit einem hohen Genauigkeitsgrad gehalten wird. Diese Forderungen
haben in starkem Maße die Verwendung der Ultraschallprüfung für Werkstücke mit gekrümmten Oberflächen behindert.
Ein sehr bedeutendes Beispiel hierfür ist die Prüfung von mit Profilflachen versehenen Laufschaufeln, wie 3ie in Kompressoren
und Turbinen mit Axialstrom verwendet werden. Die zerstörungsfreie Prüfung dieser Schaufeln ist von höchster Wichtigkeit,
besonders wenn sie in Gasturbinentriebwerken für den Antrieb von Luftfahrzeugen verwendet werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Ultraschallprüfung
von mit Profilen versehenen tragflügelähnlichen Laufschaufeln zu fördern.
Eine weitere allgemeinere Aufgabe der Erfindung besteht darin,
eine verbesserte Vorrichtung sur Abtastung der Oberfläche eines Werkstückes mit einem Arbeltskopf zu schaffen, wobei
eine gewünschte Winkellage und ein gewünschter Abstand von der
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- 3 Oberfläche des Werkstücke eingehalten werden.
Die Aufgaben werden allgemein erreicht durch eine erfindungsgemäße
Maschine, welche einen Arbeitskopf und eine Halterung für ein Werkstück mit gekrümmter Oberfläche aufweist. Es sind Mittel
vorgesehen, um eine relativ Bewegung zwischen dem Arbeitskopf und der Werkstückhalterung in den untereinander senkrechten
Richtungen x, £ und 5. zu vermitteln. Die letztgenannte
Richtung ζ ist dabei allgemein senkrecht auf der Oberfläche des
kurvenförmigen Werkstückes. Wenn die Bewegung in der x- und jr-Richtung
ausgelöst wird, erfassen Meßfühlervorrichtungen die Änderungen des Arbeitskopfes bezüglich einer erwünschten Winkellage
zu dem Werkstück und halten diese Lage aufrecht. Weiterhin sind Vorrichtungen vorhanden, um Änderungen in dem gewünschten
Abstand zwischen dem Arbeitskopf und der Werkstückoberfläche festzustellen und bei dem Abfahren des Werkstückes in den Richtungen
je und y_ eine Bewegung in ss-Richtung auszulösen, um diesen
gewünschten Abstand wiederherzustellen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Arbeitskopf
einen Ultraschallwandler und einen wassergefüllten Durchlaßkanal, der ein flüssiges Kopplungsmittel zwischen dem Wandler
und der Werkstückoberfläche ergibt.
Die nachfolgende Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen in Zusammenhang mit den Abbildungen veranschaulicht diese
und andere Aufgaben und Merkmale und Neuerungen der Erfindung.
Fig. 1 ist eine Ansicht einer Maschine als beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind.
Fig. 2 ist eine Draufsicht der Maschine nach Fig. 1, in der
ebenfalls Teile weggebrochen dargestellt sind.
Fig. 3 ist ein Schnitt im vergrößertem Maßstab längs der Linie III-III in Fig. 1.
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Pig. 4 ist eine Ansicht im vergrößerten Maßstab eines Schnittes längs der Linie IV-IV der Fig. 2.
Fig. 5 ist ein Schnitt im vergrößerten Maßstab längs der Linie
V-V" der Fig. 1, wobei das Werkstück W um 90° gedreht und
perspektivisch dargestellt ist.
Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5.
Gemäß den Figuren 1 und 2 umfaßt die Maschine ein Paar von im Abstand angebrachten' Rahmenteilen 10, zwischen denen sich ein
oberes Paar von Führungsstäben 12 und ein unterer Führungsstab 14 erstrecken. Ein Schlitten 16 ist auf diesen Führungsstäben
12, 14 gleitend befestigt und wird durch eine Längsschraube 18, die an ihren entgegengesetzten Enden an dem Rahmen IO gelagert
ist, längs der in der Abbildung bezeichneten x-Richtung geführt. Ein Elektromotor 20 ist an einem der Rahmenteile 10 befestigt
und dreht über eine Getriebeverbindung 22 die Schraube 18 in
noch nachstehend zu beschreibender Art und Weise.
Auf dem Schlitten 16 ist ein Querschlitten 24 befestigt und umfaßt
einen Rahmen 26, der an einem Ende eines Paars von Führungs■
stäben 28 befestigt ist, welche quer zu den Führungsstäben 12
verschiebbar auf dem Schlitten 16 befestigt sind. Ein weiterer Rahmen 30 ist mit entgegengesetzten Enden der Führungsstäbe 28
verbunden. Eine Längsschraube 32 ist an ihren entgegengesetzten Enden drehbar in dem Rahmen 26 und 30 gelagert und ihr Gewinde
steht im Eingriff mit dem Schlitten 16. An dem Rahmen 30 ist ein Motor 34 befestigt und treibt die Schraube 32 an* welche
den Querschlitten 24 in der Richtung verschiebt, welche hier als y_-Richtung bezeichnet ist.
Auf dem Rahmen 26 des Querschlittens 24 ist eine Welle 36 drehbar
gelagert, von der aus sich die Arme 38 nach oben erstrecken. Eine Welle 40 erstreckt sich von den Armen 38 aus und hat eine
kreisbogenförmige Spur 42 an ihrem äußeren Ende. Auf der Spur ist durch Rollen 46 (Fig. 4) ein Gleitteil 44 befestigt. Ein
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Bolzen 48 ragt durch den Gleitteil 44 hindurch und hat an seinem unteren Ende (Fig. 1 und 5) einen an ihm befestigten Arbeitskopf
50. Der Arbeitskopf 50 wird in einer nachstehend im einzelnen erörterten Weise in einer bestimmten Lage relativ zu
einen Werkstück W gehalten. Das Werkstück W ist in diesem Beispiel als eine profilierte, tragflügelähnliche Laufschaufel
dargestellt, wie sie in dem Kompressorteil eines Gasturbinentriebwerkes verwendet werden. Das Arbeitsstück W wird von Stiften
52 gelagert, die sich von einem Tellerteil 54 aus nach oben erstrecken und kann gewünschtenfalls durch nicht gezeigte Mittel
positiv verklammert werden. Der Teller 54 ruht auf einer
Platte 56 und wird noch durch Bolzen 58 gehalten, welche gleitend
in einem Rahmen 60 gelagert sind. Weiterhin ist eine Längsschraube 62 an ihrem oberen Ende auf der Platte 56 drehbar
gelagert und steht im Gewindeeingriff mit dem Rahmen 60. Ein Motor 64 ist auf dem Rahmen 60 zur Drehung der Schraube 62 und
zur Einstellung der vertikalen Lage des auf dem Teller 54 gehaltenen Werkstückes befestigt. Diese Bewegung 1st hier als Bewegung
in £-Richtung bezeichnet. Der Arbeitskopf 50 kann in eine
beliebige Winkelstellung relativ zu dem Werkstück dadurch gebracht werden, daß der Schlitten 44 längs der Spur 42 verschoben
und dadurch der Arbeitskopf 50 in einer y_-Ebene parallel zu der ^-Richtung verschoben wird und weiterhin die Welle 36
gedreht wird, um den Arbeitskopf in der x-Ebene parallel zur x-Richtung zu verschieben. Diese letztere Punktion wird ausgeführt
von einem Motor 66, der zur Drehung der Welle 36 auf dem Rahmen 26 des Querschlittens befestigt ist. Die erstere Verschiebung
wird durch einen Motor 68 erhalten, der kippbar auf der Welle 40 befestigt ist. Der Motor 68 treibt eine Längsschraube
70 an, welche in Gewindeeingriff mit einem Block 72 steht, der schwenkbar auf dem Schlitten 44 befestigt ist.
Man wird bemerken, daß sich die x- und y^-Ebene praktisch an der
oberen Oberfläche des Werkstückes und koinzident mit der mittleren
Längsachse des Arbeltskopfes 50 schneiden. Dies ist offensichtlich
aus der Fig. 1, welche zeigt, daß sich die Achsen der
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Welle 36> die Achse des Arbeitskopfes 50 und der Mittelpunkt
der Erzeugenden der Spur 42 alle auf einem Punkt an der oberen Oberfläche des Werkstückes W schneiden.
Der Arbeitskopf 50 (Fig. 5) umfaßt einen Ultraschallwandler 74,
der an dem unteren Ende des Bolzen 48 aufgeschraubt ist. An dem Wandler 74 ist ein Block 76 aus isolierendem Material befestigt.
An dem Block 76 ist eine Platte 78 befestigt und besitzt ein
hohle» kegelstumpfähnliches Mündungsstück 80, das sich von dort aus nach unten erstreckt und dessen untere Oberfläche in einem
geringen Abstand zu der oberen Oberfläche des Werkstückes W ist. In dem Block 76 und der Platte 78 ist ein Durchlaßkanal 82 ausgebildet
und führt zu einem mittleren Durchlaßkanal 83, welcher sich von dem Wandler 74 bis zu der unteren Oberfläche des Mündungsstückes
80 erstreckt. Dieser Durchlaßkanal 82 ist mit einer geeigneten Quelle für Druckwasser verbunden. In dem Mündungsstück
80 sind vier Meßfühlerstifte 8i| gleitend gehaltert
und erstrecken sich von seiner unteren Oberfläche aus über einen kurzen Abstand bis zum Berührungskontakt mit dem Werkstück
W. Die Stifte 84 tragen an ihren oberen Enden im Innern
des Blockes 76 aus Isoliermaterial verbreiterte Köpfe 86. In
dem Block 76 sind im Abstand von den oberen Enden der Köpfe 86 der Stifte 84 Meßfühler 88 für Wirbelströme befestigt.
Zwei der Stifte 84 sind in der oben bezeichneten v_-Ebene angeordnet
und befinden sich in gleichem Abstand auf gegenüberliegenden Seiten der Längsachse des Arbeitskopfes 50. Die anderen
beiden Stifte 84 sind in der x-Ebene angeordnet und besitzen gleichen Abstand auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse
des Arbeitskopfes 50.
Die Ultraschallteile der Maschine können eine an sich bekannte Konstruktion aufweisen und umfassen beispielsweise einen Ultraschallsignalgenerator-Empfänger
90, der mit dem Wandler 74 über
ein Koaxialkabel 92 verbunden 1st, das sich durch den Bolzen 48 nach oben erstreckt. Das Ausgangssignal des Generators/Empfän-
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gers 90 kann auf einer Kathodenstrahlröhre 9^ wiedergegeben werden
und kann auch beispielsweise durch eine Drahtleitung 96 mit
einer Abtastvorrichtung 98 verbunden sein, welche eine Aufzeichnung
des Signals auf elektroempfindlichem Papier P liefert, das auf einem Tisch 100 zwischen den Rahmen 10 befestigt ist. Ebenso
können andere Vorrichtungen zur Anzeige und Signalauswertung vorgesehen sein.
Jeder der Meßfühler 88 für Wirbelströme erzeugt ein Signal, dessen
Stärke proportional dem Abstand ist, den der zugehörige Kopf 86 eines Stiftes 84 von dem Meßfühler besitzt. Dieses Signal
wird von dem Meßfühler 88 zu einer Regelschaltung 102 über eine Leitung 100 weitergeleitet, welche auch zur Stromzufuhr
zu dem Meßfühler dient. Die Schaltung 102 führt drei Funktionen zur Erzeugung eines Regelabweichungssignales aus. Zunächst vergleicht
sie das Signal von einem der Meßfühler 88 mit einem Bezugswert, der einen erwünschten Abstand zwischen dem unteren
Ende des Mündungsteils 80 und der Oberfläche des Werkstückes darstellt."Wenn dieser Abstand eingestellt ist, dann befindet
sich der Stiftkopf 86 in einer Zwischens.tellung und sein Abstand von dem Meßfühler 88 führt zu einem Meßfühlersignal von
gleicher Amplitude und entgegengesetzter Polarität wie das Bezugssignal. Eine Abweichung in dem gewünschten Abstand zu dem
Meßfühler verursacht eine Änderung des erzeugten Signals und ein Ausgangsregelabweichungssignal von der Schaltung 102. Dieses
Ausgangssignal besitzt eine Polarität, welche die Richtung der Abweichung anzeigt und eine Amplitude, welche die Größe der
Abweichung angibt. Dieses Signal wird über eine Leitung 10Ί
einem Motor 61I zugeführt und bewirkt, daß sich der Motor in der
richtigen Richtung dreht, um das Werkstück in der ^-Richtung zu verschieben und die Abweichung zu korrigieren; dies geschieht mit einer Geschwindigkeit, die proportional der Größe
der Abweichung ist.
Eine weitere Punktion der Schaltung 102 besteht darin, Abweichungen
in der Winkellage der Achse des Meßkopfes in der v_-Ebene
von einer senkrechten Stellung zu der Oberfläche des Werkstückes W und insbesondere zur Tangente der Oberfläche festzustellen.
Zu diesem Zwecke sind die Leitungen der beiden in der y_-Ebene
liegenden Meßfühler 88 mit der Schaltung 102 verbunden und ihre Signale werden verglichen. Wenn beide Signale gleich sind, dann
besteht die gewünschte WinkelbeZiehung, und es ergibt sich kein
Ausgangssignal. Wenn eine Abweichung von der senkrechten gegenseitigen
Lage besteht, dann weisen die einzelnen Stiftköpfe diesen Paars unterschiedliche Abstände auf und daraus ergibt
sich eine Differenz in den Meßfühlersignalen, welche ein Regelabweichungsausgangssignal
erzeugt. Dieses Ausgangssignal besitzt eine Polarität, welche die Richtung anzeigt, in der die
Abweichung von der senkrechten Lage besteht, und besitzt eine Amplitude, welche die Größe dieser Abweichung anzeigt. Dieses
Regelabweichungssignal der ^-Ebene wird über die Leitung 106
an den Motor 68 geführt und bewirkt, daß der Motor die Schraube 70 in der richtigen Richtung dreht, um den Schlitten M längs
der Kreisbogenspur k2 zu verschieben un die Abweichung zu korrigieren.
Die Drehgeschwindigkeit des Motors 68 i st proportional
der Amplitude der Abweichung,
Die dritte RegelabweichungsSignalfunktion der Regelschaltung
102 ist im wesentlichen die gleiche wie sie zuvor beschrieben
wurde mit der Ausnahme, daß dieses Signal eine Abweichung der Achse des Arbeitskopfes von der senkrechten Stellung zu der
Oberfläche des Werkstückes W in der 3t-Ebene anzeigt. Daher sind
die Leitungen 100 der Meßfühler 88 in der x-Ebene mit der Schaltung
10? verbunden und das entstandene Regelabweichungsauegangssignal
wird über die Leitung 108 dem Motor 66 zugeführt. Der Motor 66 dreht in Abhängigkeit von der Polarität dieses Signals
dip Welle 36 und damit "den Arbeitskopf fj0 in der richtigen
Richtung, um die Abweichung aus der senkrechten Lage su korrigieren.
Auch hier kann die Drehgeschwindigkeit des Motors 66 dor Amplitude des Regelabweichungssignals proportional sein.
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Die konstruktiven Einzelheiten einer Regelabweichungsschaltung
102 zur Ausführung der oben beschriebenen Punktionen liegt an sich im Bereldi der Fähigkeiten des Fachmannes. Aus diesem Grunde
werden detaillierte Einzelheiten der Schaltung und der Schaltverbindungen
nicht beschrieben·
Die erfindungsgemäße Maschine besitzt die folgende Arbeitsweise:
Der Tisch 5^ wird dadurch abgesenkt, daß eine übergeordnete
Steuerung in der Schaltung 102 betätigt wird, welche den Motor 64 in der richtigen Richtung zum Absenken dreht. Das Werkstück
W wird dann auf die Haltestifte 52 gelegt und kann gewünschtenfalls
angeklammert werden. Beim Freigeben dieser Absenksteuerung wird der Meßkopf 50 automatisch in dem gewünschten Abstand von
der Oberfläche des Werkstückes und in einer senkrechten Lage zu dieser Oberfläche gebracht, und zwar mit Hilfe der oben beschriebenen
Regelschaltung 102.
Die Motoren 20 und 34 werden durch eine Querverschiebungssteuerung
110 gesteuert, mit der die Leitungen 112 bzw. 114 verbunden
sind. Die Quersteuerung 110 enthält auch eine Möglichkeit
zur Aufhebung der Steuerung, um am Anfang des Betriebes zu gestatten, den Meßkopf an einer Ecke des Werkstückes anzubringen.
Nachdem diese Ausgangslage eingestellt ist, wird die Quersteuerung, die an sich einen konventionellen Aufbau aufweist, in
den automatischen Betriebsablauf geschaltet. Der Motor 20 dreht sich und dreht die Schraube 18 und verschiebt den Schlitten 16
und damit den Arbeltskopf 50 in der x-Richtung. Auf einer Stange
118, die sich zwischen den Rahmentellen 10 erstreckt, sind im Abstand einstellbare Anschläge 116 angebracht. Ein Schalter 120
(auf dem Schlitten 16, Fig. 3) kommt an einem Ende des Laufweges in der ^-Richtung in Eingriff mit einem der Anschläge 116. Eine
Leitung 122 führt das Schaltersignal zu der Steuerung 110 für die Querverschiebung und bewirkt eine Weiterdrehung des Motors
34 um ein gewisses Stück und dadurch eine Verschiebung des Ar
beitskopfes 50 um eine Schrittlänge in der y_-Rlchtung. Das Schaltersignal betätigt auch die Steuerung 110 so, daß sie die Dreh-
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richtung des Motors 20 umkehrt, so daß der Schlitten und der
Arbeitskopf 50 ihre Bewegung in der ^-Richtung umkehren. Diese
Bewegung in umgekehrter Richtung hält solange an, bis der Schalter 120 im Eingriff mit dem anderen Anschlag 116 kommt. Daraufhin
bewirkt das Schaltersignal, daß die Steuerung 110 wieder eine gewisse Drehung des Motors ~?>k auslöst, um in der gleichen
^-Richtung eine Verschiebung um einen Arbeitsschritt zu erzeugen und außerdem die Drehrichtung des Motors 20 wieder umzukehren.
Der Arbeitskopf kann solange in dieser Art und Weise quer an dem Werkstück vorbeigeführt werden, bis die gesamte Oberfläche
des Werkstückes abgetastet ist.
Vor der Auslösung der Querabtastung wird die Wasserzufuhr zu dem Meßkopf geöffnet, so daß man eine geschlossene Wassersäule
als Kopplungsmedium in einem Kanal 83 zwischen dem Wandler 74
und dem Arbeitsstück W erhält. Das aus dem Raum zwischen dem Mündungsteil 80 und dem Arbeitsstück W entweichende Wasser wird
in dem Gefäß 54 aufgefangen und durch einen Ablauf 124/geleitet.
In den Abbildungen ist ein Arbeitsstück W dargestellt, welches eine mit Tragflügelprofil versehene Laufschaufel ist, wie sie
beispielsweise bei Kompressoren mit Axialströmung verwendet wird. Diese Laufschaufel wurde durch Diffusionsverbindung aus
zwei Hälften gebildet, welche an der mittleren Profillinie der Laufschaufel entsprechend der gestrichelten Linie in Fig. 5 miteinander
verbunden sind. Dieses Verfahren ermöglicht es, innere Hohlräume c im Sinne einer feichtgewichtskonstruktion herzustellen
.
Der Generator/Empfänger 94 für das Ultraschallsignal ist so
programmiert, daß er Hohlräume an der gestrichelten Verbindungslinie zwischen den beiden Hälften der Laufschaufel feststellt.
Solche Hohlräume würden darauf hindeuten, daß das Verbindungsverfahren in einem gegebenen Bereich nicht wirksam gewesen 1st.
In Abhängigkeit von der Größe und der Lage des Hohlraums kann dadurch die Laufschaufel für unbrauchbar befunden werden. Wenn
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in dem Verbindungsbereich während dieses Prüfverfahrens keine
Hohlräume gefunden werden, ist die Laufschaufel in Ordnung.
Während der Querbewegung des Arbeitskopfes 50 in den 2L~ und y_-
Richtungen wird der Kopf senkrecht zu der sich ständig ändernden Oberflüchenform den Werkstückes durch die beschriebene Arbeltsweise
der Motoren 66 und 68 gehalten. Der Meßkopf wird in einer vorgegebenen Abstandslage von der Oberfläche der Laufschaufel
r welche sich in der Höhe verändert, durch die zuvor beschriebene Arbeitsweise des Motors 64 gehalten.
Diese senkrechte Stellung und Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes
ist notwendig zur Feststellung von Hohlräumen an der Verl'indunßßoberflache. Die beschriebene Maschine ergibt die
Möglichkeit zur automatische Abtastung der Laufschaufel, um etwa vorhandene Hohlräume festzustellen. Die Identifizierung
der Hohlräume kann visuell an der Kathodenstrahlröhre ^-erfolgen
und auch an der Aufzeichnung, der Vorrichtung 98 auf dem
Papier Γ. Diese Aufzeichnung ist in Fig. 2 dargestellt. Dir Unterbrechungen
in den durchgezogenen Kurvenlinien deuten einen Hohlraum an, wie es bei ν angedeutet ist. Die großen Unterbrechungen
sind jedoch die Bereiche der Hohlräume c_, welche absichtlich
in der Laufschaufel ausgebildet sind, λ
Der Fachmann wird leicht verschiedenste Abwandlungen der vorstehend
beschriebenen bevorzugten Aus führung;.! form erkennen, welche auf der Grundlage der durch die Erfindung gegebenen technischen
IjPhro möglich sind. Insbesondere ist zu beachten, daß
die versohlodensten Bewegungen in den Richtungen 3C, y_ und ζ
und auch die V/inke!bewegungen relativ sind« D.h. beispielsweise
könnte eUir Ileßkopf feststehen und der Tisch 54 bewegt werden,
um die be'i-chriebtne Prüffunktion durchzuführen. Weiterhin könnte
in den wpitei-gchenden Aspekten der Erfindung der Arbeitskopf
50 die verschiedensten Prüfverfahren verwenden, beispielsweise
Wirbels Ironie oder auch bei der Abtastung der Oberfläche des
Werkstückes andere Arbeitsvorgänge an dem Werkstück ausführen.
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Claims (1)
- Ansprüchel.!Maschine, dadurch gekennzeichnet , ^"^ daß sie umfaßt:einen Arbeitskopf (50) mit einer Längsachse, eine Halterung (52, 54, 56) für ein Werkstück (W) mit einer gekrümmten Oberfläche, einer Vorrichtung zur Vermittlung einer Relativbewegung zwischen dem Arbeitskopf (50) und der Halterung in den untereinander senkrechten Richtungen x, y_ und z_, wobei die j5-Richtung im allgemeinen senkrecht auf der gekrümmten Oberfläche des Werkstückes steht,eine Vorrichtung zur Auslösung einer relativen Bewegung in der x-y_-Richtung,Vorrichtung (84, 86, 88) zur Erfassung von Änderungen einer vorgegebenen Winkellage des Arbeitskopfes (50) zur Oberfläche des Werkstückes,Vorrichtung (102) zur Erzeugung einer relativen Winkelbewegung zwischen der Werkstückhalterung und dem Arbeitskopf (50) entsprechend dem Signal von der Winkelmeßfühlervorrichtung und zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Winkelbeziehung während der relativen Bewegung in x- und y-Richtung, Vorrichtung zur Erfassung von Änderungen des Abstandes zwischen dem Arbeitskopf und dem Werkstück gegenüber einem vorgegebenen Abstand,eine Vorrichtung (64) zur Wiederherstellung des vorgegebenen Abstandes auf das Signal von der Abstandsmeßfühlervorrichtung durch Auslösung einer Relativbewegung in js-Richtung während der Relativbewegung in den Richtungen χ und jr.2, Maschine nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet ,'daß die Vorrichtung zur Erteilung der Winkelbewegung eine getrennte Vorrichtung zur Vermittlung einer relativen Schwenkbewegung zwischen dem Arbeitskopf und dem Werkstück in der x-Ebene bzw. jr-Ebene enthält, wo bei diese Ebenen jeweils parallel zur x- und jr-Richtung sind.109887/11083. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zur Auslösung einer Relativbewegung in x- und y_-Richtung eine Vorrichtung zur Vermittlung etner hin- und hergehenden Bewegung in der x-Richtung und zu einer schrittweisen Relativbewegung in der ^-Richtung jeweils am Wendepunkt der Bewegung in der x-Richtung besitzt.4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die x- und y_-Ebene und die Längsachse des Arbeitskopfes auf einem Punkt schneiden, der * im wesentlichen auf der oberen Oberfläche des Werkstückes liegt.5. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelmeßfühlervorrichtung ein Paar Meßfühler (88) enthält, die jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse des Arbeitskopfes (50) in der £- Ebene und auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse des Arbeitskopfes in der x-Ebene angeordnet sind, wobei jeder Meßfühler eine Vorrichtung zur Peststellung von Änderungen des Abstandes zwischen der Oberfläche des Werkstückes und dem Arbeitskopf besitzt und weiterhin die Vorrichtung zur A Schwenkung in der jc-Ebene auf von den Meßfühlern für die x-Ebene erfaßte Abstandsdifferenz anspricht und die Vorrichtung zur Schwenkung in der v_-Ebene auf Abstandsunterschiede anspricht, die von den Meßfühlern in der £-Ebene erfaßt sind.6. Maschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß jeder Meßfühler einen Stift (84) enthält, der sich über das Ende des Arbeitskopfes (50) hinaus in Eingriff mit der Oberfläche des Werkstückes (W) erstreckt und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals besitzt, welches die relative Lage des Stiftes zu dem Arbeltskopf beim Eingriff des Stiftes mit der Werkstückoberfläche anzeigt.109887/11087. Maschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet ,daß die Winkelmeßfühlervorrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Regelabweichungssignals enthält, das die Differenzen zwischen den von jedem Meßfühler jedes jeweiligen Paares erfaßten Entfernungen anzeigt und eine Polarität besitzt, die anzeigt, welcher Meßfühler jedes jeweiligen Paares eine größere Entfernung gemessen hat und daß die Vorrichtung zur Erfassung der Änderungen des Abstandes zwischen dem Arbeitskopf und dem Werkstück Vorrichtungen zur Erzeugung eines Regelabweichungssignals enthält aus einem der Meßfühlersignale, dessen Polarität die Richtung der Änderung des Abstandes von dem gewünschten Abstand anzeigt.8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Arbeitskopf einen Ultraschallwandler (74) enthält und einen konischen Mündungsabschnitt (80) mit einem Durchlaßkanal (82) von dem Wandler zu der unteren Oberfläche des Arbeitskopfes und eine Vorrichtung zur Zuführung von Wasser zu diesem Durchlaßkanal als Kopplungsmittel zwischen dem Wandler und der Oberfläche des Werkstückes, wobei die Meßfühlerstifte unter einem Winkel gegen die Öffnung des Kanals in der unteren Oberfläche des Arbeltskopfes geneigt sind und die vorgegebene Winkelstellung zwischen der Oberfläche des Werkstückes und der Achse des Arbeltskopfes die senkrechte Stellung ist.9. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Vorrichtung aufweist, um die Werkstückhalterung (50) in der ^-Richtung zur Erzeugung der relativen Bewegung in js-Rlchtung zu verschieben, der Meßfühlerkopf auf einem Querschlitten (24) befestigt ist, der Querschlitten auf einem Schlitten (16) gehaltert 1st, eine Vorrichtung zur Bewegung des Querschlittens (24) in ^-Richtung relativ zu dem Schlitten (16) und zur Bewegung des Schlittens in ![-Richtung relativ zu der Werkstück-109887/1108. - 15 -halterung (5*1) vorhanden ist zur Erzeugung der relativen Bewegung in x-Richtung und ^-Richtung, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Winkelbewegung, die eine Welle (36) enthält, welche drehbar auf dem Queschlitten gehaltert ist und deren Achse parallel zur y_-Richtung ist und die Oberfläche des Werkstückes und die Längsachse des Arbeitskopfes schneidet, wobei diese Welle (36) eine Kreisbogenspur (42) besitzt, die um einen Radius gebildet ist, der gegenüber dem Schnittpunkt versetzt ist,ein Gleitstück (M) auf der Kreisbogenspur (42) gehaltert ist, an dem der Arbeitskopf (50) befestigt ist, eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die Welle schwenkt und das Gleitstück längs der Kreisbogenführung entsprechend dem Signal von der Winkelmeßfühlervorrichtung bewegt und die Meßfühlervorrichtung für die Winkelstellung ein Paar Meßfühler enthält, die jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse des Arbeitskopfes in der yj-Ebene angeordnet sind und ein weiteres Paar Meßfühler, die auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse des Meßkopfes in der x-Ebene angeordnet sind, wobei diese Meßfühler jeweils eine Vorrichtung zur Erfassung von Änderungen des Abstandes zwischen der Werkstückoberfläche und dem Arbeitskopf besitzen, eine Vorrichtung (102) zur Erzeugung von Regelabweichungssignalen, die jeweils die Differenz der in einem Meßfühlerpaar erfaßten Abstände anzeigen,eine Vorrichtung zur Verbindung des Abweicungssignals der £-Ebene mit der Vorrichtung zur Bewegung des Werkstücks längs der Kreisbogenführung und eine Vorrichtung zur Verbindung des Abweichungssignals für die x_-Ebene mit der Vorrichtung zur Schwenkung der Achse.10. Maschine nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskopf einen Ültraschallwandler (71O enthält mit einem Mündungsabschnitt (80), der einen Durchlaßkanal (82) von dem Wandler zur unteren Oberfläche besitzt,109887/1108eine Vorrichtung zur Zufuhr von Wasser zu diesem Durchlaß-weg- zur Versorgung mit einem Kopplungsmittel zwischen dem Wandler und der Oberfläche des Werkstückes und weiterhin jeder Meßfühler einen Stift umfaßt, der gleitend in dem konischen Mündungsteil angebracht ist, und einen Winkel mit dem Durchlaßweg bildet, der an der unteren Oberfläche des Arbeitskopfes austritt und die vorgegebene Beziehung zwischen der Oberfläche des Werkstückes und der Achse des Arbeitskopfes die senkrechte Stellung ist.109887/1108
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