DE2605485A1

DE2605485A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und/oder korrektur einer kenngroesse, insbesondere des auswuchtzustandes von werkstuecken

Info

Publication number: DE2605485A1
Application number: DE19762605485
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Mueller; Harald Schoenfeld
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1976-02-12
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1977-08-25
Also published as: DE2605485B2; GB1554871A; US4144578A

Description

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CARL SCHENCK AG
10. Februar 1976

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung und/oder Korrektur einer Kenngröße, insbes. des Auswuchtzustandes von Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und/ oder Korrektur einer durch Bearbeitungsvorgänge beeinflußbaren physikalischen Kenngröße von in Serie bearbeiteten Werkstücken durch Bildung eines Mittelwertes aus diesen Kenngrößen mehrerer fertig bearbeiteter Werkstücke, insbes. zur Überwachung und/oder Korrektur des Auswuchtzustandes von Werkstücken.

Bei der Arbeit von Auswuchtmaschinen können Fehler durch zahlreiche Einflußgrößen verursacht werden. Fehler treten

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beispielsweise bei der Aufnahme des Werkstücks, bei der Nessung und Übertragung und gegebenenfalls Umrechnung der Unwucht und insbes. bei deren Ausgleich durch Abnahme oder Zufügen von Material auf. Aus den Einzelfehlern ergibt sich eine Restunwucht der die Auswuchtmaschine verlassenden Werkstücken. Diese Restunwucht ist zwar teilweise von der ursprünglichen Unwucht des noch unbearbeiteten Werkstücks abhängig, dieser jedoch nicht proportional.

Beim Wuchtzentrieren unbearbeiteter Werkstücke derselben Gattung, z.B. Kurbelwellenrohlinge, in größeren Serien ist es bekannt, die Unwucht als typische physikalische Kenngröße der Werkstücke bei einer größeren Zahl von Einzelwerkstücken vor und nach der Bearbeitung festzustellen, üblicherweise nach der Komponentenmeßmethode. Sämtliche Unwuchtwerte dieser Werkstücke werden zu einem Mittelwert bzw. bei der Komponentenmethode zu Mittelwerten in den beiden Komponenten zusammengefaßt. Der Vergleich dieser vor und nach der Bearbeitung gewonnenen Mittelwerte der Unwucht erlauben eine Aussage über die durch die Bearbeitung verursachten Unwuchtänderungen. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei der Bearbeitung von den im Ausgangszustand annähernd gleichen Werkstücken im Mittel die gleichen Materialmengen an den gleichen Stellen abgetragen werden.

Bei dem bekannten Verfahren CDT-PS 975 210) werden auf einer Wuchtzentriermaschine die Zentriermarken so angebracht, daß nicht nur die Unwucht des unbearbeiteten Werkstücks sondern auch die zu erwartende durchschnittliche Unwuchtänderung durch die nachfolgende Bearbeitung berücksichtigt werden.

Die Mittelwertbildung und die in Abhängigkeit davon erfolgende Korrektur von Vorhaltewerten zum Einstellen

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der Wuchtzentriermaschinen ist jedoch mit größerem Aufwand verbunden. Vor allem bleibt bei der Mittelwertbildung unberücksichtigt oder ist nur mit größerem Rechenaufwand zu berücksichtigen, daß zunächst nur eine verhältnismäßig kleine Zahl von fertig bearbeiteten Werkstücken zur Bildung des Mxittelwertes zur Verfugung steht. Dies ist vor allem dadurch bedingt, daß man bestrebt ist, einen für die Korrektur zur Verfügung stehenden Mittelwert schon möglichst bald, d.h. schon nach Auswertung von einer geringen Stückzahl fertig bearbeiteter Werkstücke zu gewinnen. Wegen der verhältnismäßig geringen Anzahl von einzelnen Werkstücken ist die Zuverlässigkeit des so gebildeten Mittelwertes verhältnismäßig gering. Es ist wenig zufriedenstellend, daß mit diesem Mittelwert geringer-Zuverlässigkeit auch weiter gearbeitet wird, wenn eine größere Anzahl von fertig bearbeiteten Werkstücken zur Verfügung steht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine laufende Überwachung und gegebenenfalls optimale Korrektur der physikalischen Kenngröße der Werkstücke, beispielsweise der Unwucht von Werkstücken möglich ist, wobei im Beispiel des Auswuchtens von Werkstücken, beispielsweise Kurbelwellen, eindeutig und in jedem Zeitpunkt optimal die vorhandenen Meßergebnisse berücksichtigende Vorhaltewerte zum Einstellen von Wuchtzentriermaschinen gewonnen werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mittelwert ein gleitender, quaäkontinuierlicher, nicht rückzustellender Mittelwert ist, der laufend in Abhängigkeit von der Abweichung der gemessenen Kenngröße jedes fertig bearbeiteten Einzelwerkstücks von diesem

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Mittelwert korrigiert wird. Man erreicht so eins kontinuierliche Bildungswsiss und gegebenenfalls Anzeige für den Mittelwert, ohne daß ein Rückstellen erforderlich ist.

In Weiterbildung des Erfindungsgedanksns ist vorgesehen, daß der gleitende Mittelwert zur Korrektur der voreingestellten Bearbeitungseinstellungen bei der Bearbeitung des Werkstücks verwendet wird. Damit läßt sich eine Optimierung des Ausgleichs der zu überwachenden physikalischen Kenngröße, beispielsweise der Unwucht oder einer Abmessung des Werkstücks erreichen.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Korrektur der Bearbeitungs einstellungen in Abhängigkeit von der Einstellkonstante, dem gleitenden Mittelwert und der Anzahl der zwischen dieser und einer unmittelbar vorhergehenden Bearbeitungs stufe vorhandenen Werkstücke.

Bei der Überwachung und/oder Korrektur des Auswuchtzustandes von Werkstücken wird zweckmäßigerweise der gleitende Mittelwert nach Auswuchtebenen getrennt aus den Komponenten oder aus den Beträgen der Vektoren gebildet.

Um eine laufende Überwachung zu ermöglichen, wird neben dem gleitenden Mittelwert auch ein gleitendes Maß für die Streuung der Einzelwerte gebildet. Damit läßt sich die statistische Verteilung von Unwuchtwerten und die Arbeitsgüte von Auswuchtmaschinen gut überwachen.

Der jeweils neue gleitende Mittelwert kann aus dem vorhergehenden Mittelwert durch Korrektur mit einem

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vorgegebenen Bruchteil der Abweichung des jeweils neuen gemessenen Wertes der EinzelkenngröBe vom vorhergehenden Mittelwert gebildet werden. Dieses Verfahren ist mit sehr einfachem Schaltungsaufwand durchzuführen. Der neue Wert für das Streuungsmaß kann aus dem alten Streuungsmaß durch Korrektur mit einem vorgegebenen Bruchteil der Abweichung des Quadrates oder des Betrages der Differenz zwischen dem neuen Meßwert und dem Mittelwert von dem alten Streuungsmaß gebildet werden.

Wenn das Verfahren zur Steuerung von Zentriermaschinen eingesetzt wird, ist vorgesehen, daß die Mittelwerte der Unwuchtkomponenten am Eingang der Auswuchtmaschine zur manuellen oder automatischen Verstellung der Zentriermaschine verwendet werden.

Wird das Verfahren zum Überprüfen der Arbeiijgüte von automatischen Auswuchtmaschinen angewendet, so wird der Mittelwert der Restunwuchten angezeigt und/oder bei Überschreitung eines Grenzwertes eine Meldung verursacht.

Die Erfindung wird nachfolgend an einer Schaltung näher erläutert, mit der das erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteilhafter Weise durchgeführt werden kann. Die Schaltung ist in der Zeichnung dargestellt.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, Fig. 2 eine andere Ausgestaltung desselben Erfindungsgegenstandes .

Fig. 1 enthält im oberen Teil die Schaltung zur Bildung des Mittelwertes. Der laufende Meßwert wird als elektrische Spannung über die Klemme 1 zugeführt. Am Schleifer 2

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des Potentiometers 3 steht der zuletzt gültige Mittelwert mit umgekehrter Polarität an. Über die - vorzugsweise gleichen - Widerstände 4, 5 und B wird mit Hilfe des Rechenverstärkers 7 die Differenz von Mittelwert und laufendem Meßwert gebildet. Sie steht am Ausgang 8 des Verstärkers 7 an. Wenn ein neuer laufender Meßwert vorliegt, wird dies der Streuung 11 durch Betätigung des Schalters 9 gemeldet. Sofern der ganze Vorgang nicht durch Betätigung eines weiteren Schalters 10 unterdrückt wird (beispielsweise bei ungültigen Meßwerten beim Leerfahren der Maschine), sendet die Steuerung daraufhin ein Kommando 12', das den Schalter 12 umschaltet. Am Eingang des über Widerstand 1B gegengekoppelten Verstärkers 13 wird zum über Widerstand 15 zugeführten alten Mittelwert ein Bruchteil der Differenz von Mittelwert und neuem Meßwert über Widerstand 14 addiert. Widerstand 15 und 16 sind vorzugsweise gleich, während Widerstand 14 dem gewünschten Bruchteil entsprechend größer ist. Am Ausgang 18 von Verstärker 13 entsteht so die dem neuen Mittelwert entsprechende Spannung. Kondensator 17 lädt sich auf diese Spannung auf. Nunmehr schaltet die Steuerung 11 den Schalter 12 wieder in die gezeichnete Stellung zurück, so daß der neue Mittelwert vorübergehend gespeichert ist. Kondensator 17 kann sich nämlich über den hohen Eingangswiderstand von Verstärker 13 nicht entladen. Der gespeicherte neue Mittelwert wird nun noch in einen Dauerspeicher übergeben, der durch das Servopotentiometer 3 gebildet wird. Hierzu liefert anschließend die Steuerung 11 ein Signal 24', das den Schalter 24 einschaltet. Am Eingang des Verstärkers 21 wird über die vorzugsweise gleichen Widerstände 22 und 23 die Differenz zwischen einzuspeicherndem Mittelwert (18) als Sollwert und dem gespeicherten Wert (Schleifer 2) gebildet. Potentiometer 3 ist hierzu art zwei Spannungsquellen "+" und "-" angeschlossen, die den Grenzen entsprechen, in denen der laufende Meßwert und

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damit der Mittelwert schwanken kann.

Der Verstärkerausgang speist über Schalter 24 den Motor 19, der über das Getriebe 20 den Schleifer 2 von Potentiometer bewegt, bis die Differenz der Spannungen Null ist. Damit ist der neue Mittelwert mit umgekehrtem Vorzeichen vom Servosystem übernommen. Die Steuerung 11 öffnet Schalter 24. Da Motor 19 nun keine Spannung mehr erhalten kann, steht der gespeicherte Mittelwert am Schleifer 2 des Potentiometers 3 beliebig lange zur Verfugung und ändert sich selbst bei Abschalten der Versorgungsspannung nicht. Der Mittelwert kann über ein Instrument 25 angezeigt oder beliebig weiterverarbeitet werden (Schreiber, Drucker].

Zur Bildung eines Streuungsmaßes als Mittelwert der betragsmäBigen Abweichung der laufenden Meßwerte vom Mittelwert dient die Schaltung im unteren Teil von Fig. 1. Sie ist größtenteils gleich der Schaltung im oberen Teil von Fig. 1j entsprechende Bauteile haben um 50 erhöhte Bezeichnungen.

Dem Verstärker 7 wird über den Ausgang 8 die Abweichung zwischen laufendern Meßwert und Mittelwert entnommen und einmal dem Eingang des Rechenverstärkers 57 über Widerstand 36 sowie dem Eingang des Rechenverstärkers 32 über Widerstand 30 zugeführt. Verstärker 32 ist für positive Polarität seiner Ausgangsspannung über Diode 33 und Widerstand 31 und für negative Polarität der Ausgangsspannung über Diode 34 gegengekoppelt. Vom Verbindungspunkt von Diode 33 und Widerstand 31 führt ein weiterer Widerstand 35 auf den Eingang von Verstärker 57. Widerstände 30 und 31 sind vorzugsweise gleich, während Widerstand 35 halb so groß wie Widerstand 36 ist. Dadurch wird in bekannter Weise erreicht, daß der dem Verstärker über 35 und 36 insgesamt zugeführte Strom dem Betrag der

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Ausgangsspannung von Verstärker 7 entspricht. Dieser Wert ist gleich der betragsmäßigen Abweichung des laufenden Meßwerts vom Mittelwert. Am Schleifer 52 des Potentiometers 53 steht das zuletzt gültige Streuungsmaß mit umgekehrter Polarität an. Über die - vorzugsweise gleichen Widerstände 55, 36 und 56 wird mit Hilfe des Rechenverstärkers 57 die Differenz von altem Streuungsmaß und betragsmäßiger Abweichung des laufenden Meßwerts vom Mittelwert gebildet.

Am Eingang von Verstärker 63 wird das neue Streuungsmaß gebildet, indem zum über Widerstand 65 zugeführten alten Streuungsmaß (vom Schleifer 52 her] über Widerstand 64 ein Bruchteil der Ausgangsspannung von Verstärker 57 als Korrektur addiert wird. In analoger Weise wie im oberen Teil von Fig. 1 wird das neue Streuungsmaß mit Hilfe eines zeitlich begrenzten Kommandos 62' der Steuerung 11, das Schalter 62 betätigt, und des Gegenkopplungswiderstandes 66 (vorzugsweise gleich dem Widerstand 65], in den aus Verstärker 63 und Kondensator 67 gebildeten Speicher übernommen. Danach wird das am Ausgang 68 von Verstärker anstehende, zwischengespeicherte Streuungsmaß mit Hilfe eines vierten Steuerungskommandos 74', das Schalter 74 betätigt in das als Dauerspeicher wirkende Servosystem,, bestehend aus Motor 69, Getriebe 70 und Potentiometer 53, übertragen. Der Vorgang ist der gleiche wie im oberen Teil der Fig. 1 beschrieben. Potentiometer 53 ist hier zwischen eine negative Spannungsquelle und Null angeschlossen, da das Streuungsmaß nur ein Vorzeichen annehmen kann. Das Streuungsmaß kann mit umgekehrtem Vorzeichen am Schleifer des Potentiometers abgenommen werden und über ein Instrument angezeigt oder sonst geeignet weiterverarbeitet werden.

Die Steuerung 11 kann beispielsweise aus vier monostabilen Stufen bestehen, die - ausgelöst von einer Betätigung des

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Schalters 9 - nacheinander angeregt werden und damit zeitlich nacheinander ohne Überlappung vier Steuersignale 12', 24', 62', 74' abgeben, die die entsprechenden Schalter 12, 24, 62, 74 schalten. Diese können als Relaiskantakte oder elektronische Schalter ausgebildet sein.

Anstelle der Bauelemente 30.... 36 kann ein Multiplizierer eingesetzt werden, dessen beiden Eingängen gemeinsam das Ausgangssignal 8 von Verstärker 7 zugeführt wird und dessen Ausgangssignal über einen Widerstand auf den Eingang des Verstärkers 57 geschaltet wird. Damit wird als Streuungsmaß die Varianz gebildet, nämlich der Mittelwert der Quadrate der Abweichung/ier Meßwerte vom Mittelwert der Meßwerte.

Fig. 2 zeigt eine weitere Realisierung der Schaltung, die ohne verschleißanfällige Teile wie Servopotentiometer auskommt. Dem Eingang des über Widerstand 102 gegengekoppelten Rechenverstärkers 10.1 wird über Widerstand 103 der an der Klemme 104 anliegende laufende Meßwert und über Widerstand 105 der vom Ausgang 106 des Digital-Analogwandlers 107 kommende, im Vorzeichen umgekehrte Mittelwert zugeführt. Damit entsteht am Ausgang von Verstärker 101 die Abweichung zwischen Mittelwert und laufendem Meßwert. Der Mittelwert muß nun in Größe und Richtung einem Bruchteil dieser Abweichung entsprechend korrigiert werden. Das geschieht, indem einem Vor-Rückwärtszähler 108, an dessen Ausgänge der Analog-Digital-Wandler 107 angeschlossen ist und der den alten Mittelwert in digital/'er Form speichert, der Abweichung zwischen laufendem Meßwert und Mittelwert entsprechende Korrekturimpulse auf der Leitung 109 zugeführt werden, wobei das Signal auf Leitung 110 bestimmt, in welcher Richtung die Korrektur erfolgt. Dieses Signal wird vom Komparator 111 geliefert, der mit seinem Eingang

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an den Ausgang eines Verstärkers 112 angeschlossen ist. Verstärker 112 ist einmal direkt über Kondensator 113
gegengekoppelt. Seinem Eingang kann über Widerstand 114 und Schalter 115 positive Spannung und über den zu 115
parallelen Schalter 116 negative Spannung aufgeschaltet werden. Ferner ist an den Eingang von Verstärker 112
Schalter 117 angeschlossen, über den auf Verstärker 112 ein weiterer Gegenkopplungspfad mit Widerstand 118 sowie drei Eingangswerte zugeschaltet werden können. Diese sind der Ausgang von Verstärker 101 über Widerstand 121, der Ausgang eines weiteren Verstärkers 124 für positive Ausgangsspannung über Diode 122 und Widerstand 120 und für negative Ausgangsspannung über Diode 123, Widerstand und den Ruhekontakt des Schalters 119. Verstärker 124 ist mit seinem Eingang über Widerstand 127 an den Ausgang von Verstärker 101 angeschlossen und für positive Ausgangsspannungen über Diode 122 und Widerstand 125 sowie für negative Ausgangsspannungen über Diode 123 und Widerstand 126 i tE ' & gegengekoppelt. Alle Verstärker sind invertierende
Rechenverstärker sehr hohen Verstärkungsgrades. Die
Widerstände sind vorzugsweise folgendermaßen dimensioniert: Widerstände 103 und 105 gleich groß,
Widerstand 102 halb so groß wie 105 oder 103,
Widerstände 125, 126 und 127 untereinander gleich,
Widerstände 118 und 121 gleich groß,
Widerstände 120 und 128 halb so groß wie 118 oder 121.

Die Schalter in Fig. 2 sind der Deutlichkeit halber als Kontakte gezeichnet, obwohl dafür praktisch Feldeffekttransistoren oder andere kontaktlose Schalter verwendet werden können. Sie werden von der Steuerung 130 geschaltet. Ferner bewirkt die Steuerung 130 die Zuteilung von Impulsen des Generators 132 auf die beiden Vor-Rückwärts-Zähler und 138, deren Inhalt die Werfe von Mittelwert bzw.

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Streuungsmaß in digitaler Form sind

Der Generator 132 ist hierzu auf einen Eingang des Und-Gatters 134 geführt, dessen Ausgang mit je einem Eingang der Und-Gatter 136 und 137 verbunden ist. Deren Ausgänge bilden die ZMhlimpulse auf den Leitungen 109 bzw. 148 für die Zähler 10B bzw.138. Der zweite Eingang des Und-Gatters 137 ist mit dem Ausgang 144 der Steuerung 130 direkt, der zweite Eingang des Und-Gatters 136 mit dem Ausgang 144 über das zwischengeschaltete Umkehrungsglied 135 verbunden. Der zweite Eingang des Und-Gatters 134 ist mit dem Ausgang des Oder-Gliedes 133 belegt, dessen beide Eingänge an die Ausgänge 145 und 146 der Steuerung 130 angeschlossen sind. Zähler 138 speist mit seinen dem Streuungsmaß entsprechenden Ausgängenden Digital-Analogwandler 139, dessen Ausgang über Widerstand 129 und den umgeschalteten Schalter 119 am Eingang von Verstärker 112 wirksam werden kann. Widerstand 129 ist vorzugsweise doppelt so groß wie Widerstand 118.

Die Steuerung 130 führt durch Betätigung der Schalter 115, 116, 117 und 119 sowie der Gatter 133, 135 und 137 den Funktionsablauf in folgender Weise aus. Schalter 131 meldet der Steuerung 130, daß ein neu zu berücksichtigender Meßwert an Klemme 104 anliegt. Im ersten Teil des Funktionsablaufs - Korrektur des Mittelwertes - gibt die Steuerung 130 an ihrem Ausgang 144 ein Signal derart ab, daß Schalter in der gezeichneten Ruhestellung verbleibt und über den Umkehrer 135 das Und-Gatter 136 für den Durchlaß von Zählimpulsen für den Mittelwert-Zähler 108 vorbereitet ist. Ist Schalter 119 in der gezeichneten Stellung, so bewirkt Verstärker 124 lediglich eine Signalumkehr, indem dem Eingang von Verstärker 112 je nach Vorzeichen der Ausgangsspannung von Verstärker 124 über Diode 122 und Widerstand 120 oder über Diode 123, Widerstand 128 und Schalter 119 ein doppelt

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so hoher Strom entgegengesetzter Richtung zugeleitet wird wie über Widerstand 121. In einem ersten Schritt wird nun für eine feste Zeit von der Steuerung 130 Schalter 117 geschlossen. Damit ist Verstärker 112 über Widerstand 118 und Kondensator 113 gegengekoppelt. Am Ausgang von Verstärker 112 stellt sich eine Spannung ein, die bei den angegebenen Widerstandsverhältnissen gleich der halben Abweichung zwischen Mittelwert und Meßwert ist. Komparator 111 stellt das Vorzeichen dieser Abweichung fest und teilt dies der Steuerung 130 über ihren Eingang 147 mit. Ferner steuert der Komparator die Zählrichtung von Zähler 10B bzw. 138 über Leitung 110 derart, daß auf den Leitungen 109 bzw. 148 einlaufende Zählimpulse aufwärts gezählt werden, wenn die Abweichung des Mittelwerts vom Meßwert negativ ist und abwärts gezählt werden, wenn die Abweichung des Mittelwerts vom Meßwert positiv ist. Nach Ablauf der festen Zeit öffnet die Steuerung Schalter 117, so daß die halbe Abweichung in Kondensator 113 gespeichert ist. Nunmehr schließt die Steuerung über ihren Ausgang 145 oder 146 Schalter 115 oder 116 je nach dem Zustand des Komparators 111, und zwar wird bei positiver Ausgangsspannung von Verstärker 112 über Schalter 115 und Widerstand 114 eine positive Konstantspannung und bei negativer Ausgangsspannung von Verstärker 112 über Schalter 116 und Widerstand 114 eine negative Konstantspannung auf den Eingang von Verstärker 112 geschaltet. Dadurch läuft der Ausgang von Verstärker 112 zeitlich linear gegen Null. In dem Moment, in dem die Ausgangsspannung von Verstärker 112 durch Null geht, wechselt Komparator 111 seinen Zustand, und die Steuerung 130 schaltet daraufhin beide Schalter 115 und 116 ab. Während der Zeit, wo die Steuerung über ihre Ausgänge 145 oder 146 einen der Schalter 115 oder 116 geschlossen hielt, wird über das Oder-Gatter 133 das Und-Gatter 134 geöffnet, so daß Zählimpulse vom Generator 132 über die geöffneten Gatter 134 und 136 auf Zähler 108 gelangen und dort den Mittel-

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wert in Richtung auf den anstehenden Meßwert hin und proportional zur Abweichung zwischen Mewert und Mittelwert korrigieren.

Im zweiten Teil des Funktionsablaufs - Korrektur des Streuungsmaßes - gibt die Steuerung 130 an ihrem Ausgang 144 ein Signal derart ab, daß Schalter 119 in die nicht gezeichnete Stellung umschaltet und das Und-Gatter 137 für den Durchlaß von Zählimpulsen für den Streuungsmaß-Zähler 138 vorbereitet ist.

Verstärker 124 bewirkt nun mit Hilfe der Dioden 122 und 123 eine Betragsbildung der Ausgangsspannung von Verstärker 101, indem dem Eingang von Verstärker 112 bei positiver Ausgangsspannung von Verstärker 101 allein über Widerstand 121 ein positiver Strom und bei negativer Ausgangsspannung von Verstärker 101 ein negativer Strom über Widerstand 121 und ein doppelt so großer positiver Strom von Verstärker 124 über Diode 122 und Widerstand 120 zugeführt wird. Weiterhin wird dem Eingang von Verstärker 112 über Widerstand 129 und den umgeschalteten Schalter 119 die am Ausgang 143 des Digital-Analog-Wandlers 139 anstehende Spannung entsprechend dem negativen Wert des Streuungsmaßes zugeführt. Von der Steuerung 130 wird nun erneut für eine feste Zeit Schalter 117 geschlossen. Damit entsteht am Ausgang von Verstärker 112 eine Spannung entsprechend der halben Abweichung des Streuungsmaßes (als Mittelwert der Reträge der Abweichung von Mittelwert und Meßwert) vom Betrag der Abweichung des gegenwärtigen Meßwertes vom Mittelwert. Diese Abweichung wird zur Korrektur des Streuungsmaßes in Zähler 138 benutzt. Die Korrektur erfolgt in gleicher Weise wie oben beim Mittelwert beschrieben, indem Komparator 111 die Richtung festlegt, von der

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Steuerung Schalter 117 geöffnet und je nach Richtung anschließend Schalter 115 oder 116 betätigt wird, bis Komparator 111 im Nulldurchgang der Spannung von Verstärker 112 seinen Zustand ändert. Die Impulse von Generator 132 gelangen wahrend der Schließzeit von Schalter 115 oder 116 nunmehr über Gatter 134 und 137 auf den Zähler 138, wobei die Zähle-tfHrichtung durch Komparator 111 bestimmt wird. Damit erfolgt eine Korrektur des Streuungsmaßes in Richtung auf und proportional zur Abweichung zwischen dem Betrag der Abweichung des laufenden Meßwertes vom Mittelwert und dem Streuungsmaß.

Die Größe der Korrektur kann durch geeignete Dimensionisrung von Kondensator 113, Widerstand 114, Frequenz des Generators 132 und Umsetzungsfaktor der Digital-Analog-Wandler bzw. 139 gewählt werdsn. Ein zweckmäßiger Wert ist beispielsweise 3 %, d.h. wenn ein Meßwert vom Mittelwert um 100 % abweicht, wird der Mittelwert um 3 % auf den Meßwert hin korrigiert. Damit reagiert der Mittelwert mit einer "Zeitkonstanten" von 33 Meßwerten auf eine Änderung des Mittelwertes. Die Zähler 108 oder 138 müssen mit höherer Stellenzahl ausgeführt werden als die Digital-Analog-Wandler 107 oder 139, damit auch kleine Abweichungen sich zu einer Korrektur aufsummieren können. Zweckmäßig ist eins Ausbildung als 12-stufigsr Binär-Zähler, wobei das höchstwertige Bit das Vorzeichen angibt, während die Wandler nur 7 Bit plus Vorzeichen verarbeiten müssen.

Die Digital-Analog-Wandler sind so ausgeführt, daß an ihrem Ausgang ein positiver Mittelwert durch eine negative Spannung dargestellt wird.

Die Ausgänge der Digital-Analog-Wandler 107 bzw. 139 entsprechen den im Vorzeichen umgekehrten Werten von Mittelwert bzw. Streuungsmaß können mittels Instrumenten 140 bzw. 141 angezeigt oder sonst geeignet in analoger

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Form weiterverarbeitet werden. Es ist aber auch eine digitale Anzeige oder Verarbeitung der Ausgänge der Zähler 108 bzw. 138 möglich.

Damit die Werte von Mittelwert und Streuungsmaß bei Abschaltung der Versorgungsspannung nicht verlorengehen, werden die Zähler 108 und 138 vorzugsweise mit integrierten Schaltkreisen in komplementärer MOS-Technik aufgebaut und über eine Batterie 142 gespeist.

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Claims

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Patentansprüche

M.}Verfahren zur Überwachung und/oder Korrektur einer durch Bearbeitungsvorgänge beeinflußbaren physikalischen Kenngröße von in Serie bearbeiteten Werkstücken durch Bildung eines Mittelwertes aus diesen Kenngrößen mehrerer fertig bearbeiteter Werkstücke, insbes. zur Überwachung und/oder Korrektur des Auswuchtzustandes von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert ein gleitender, quasikontinuierlicher, nicht rückzustellender Mittelwert ist, der laufend in Abhängigkeit von der Abweichung der gemessenen Kenngröße jedes fertig bearbeiteten Einzelwerkstücks von diesem Mittelwert korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitende Mittelwert zur Korrektur der voreingestellten Bearbeitungseinstellungen bei der Bearbeitung des Werkstücks verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der Bearbeitungseinstellung/in Abhängigkeit von der Einstellkonstante, dem gleitenden Mittelwert und der Anzahl der zwischen dieser und einer unmittelbar vorhergehenden Bearbeitungsstufe vorhandenen Werkstücke erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Überwachung und/oder Korrektur des Auswuchtzustandes von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitende Mittelwert nach Auswuchtebenen getrennt aus den Komponenten oder aus den Beträgen der Vektoren gebildet wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem gleitenden Mittelwert auch ein gleitendes P¹IaB für die Streuung der Einzelwerte gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS der jeweils neue gleitende Mittelwert aus dem vorhergehenden Mittelwert durch Korrektur mit einem vorgegebenen Bruchteil der Abweichung des jeweils neuen gemessenen Wertes der EinzelkenngröBe vom vorhergehenden Mittelwert gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuer Wert für das Streuungsmaß aus dem alten Streuungsmaß durch Korrektur mit einem vorgegebenen Bruchteil der Abweichung des Quadrates oder des Betrages der Differenz zwischen dem neuen Meßwert und dem Mittelwert von dem alten Streuungsmaß gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 zur Justierung der Einstellwerte von Zentriermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwerte der Unwuchtkomponenten am Eingang der Auswuchtmaschine zur manuellen oder automatischen Verstellung der Zentriermaschine verwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6 zur Überwachung der Arbeitsgüte von automatischen Auswuchtmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert der Restunwuchten angezeigt wird und/ oder bei Überschreitungen eines Grenzwertes eine Meldung verursacht.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Differenzverstärker die Abweichung zwischen dem laufenden Meßwert und dem in einem ersten Speicher

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stehenden Mittelwert gebildet wird, daß die Abweichung über einen Bewertungswiderstand am Eingang eines zweiten Verstärkers zum Ausgangswert des ersten Speichers addiert wird, und daß die Summe in einen zweiten Speicher übernommen wird, aus dem sie anschließend in den ersten Speicher übertragen wird.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verstärker die Differenz zwischen Meßwert und Mittelwert gebildet wird, daß entweder mittels Dioden der Betrag oder mittels Quadrierer das Quadrat der Differenz gebildet wird, daß in einem zweiten Differenzverstärker die Abweichung zwischen der so erhaltenen Größe und dem in einem ersten Speicher anstehenden Streuungsmaß gebildet wird, daß die Abweichung über einen Bewertungswiderstand am Eingang eines dritten Verstärkers zum Ausgangswert des ersten Speichers addiert wird, und daß die Summe in einen zweiten Speicher übernommen wird, aus dem sie anschließend in den ersten Speicher übertragen wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher als Dauerspeicher ausgebildet ist, der den eingespeicherten Wert auch über lange Zeiten und im stromlosen Zustand behält.

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