DE2844820A1 - Messverfahren beim feinbearbeiten von zylindrischen werkstuecken und vorrichtung dazu - Google Patents

Description

• Meßverfahren beim Feinbearbeiten von zylindrischen Werk-
• stücken und lorrichtung dazu Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren beim Feinbearbeiten insbesondere beim Schleifen von zylindrischen Werkstücken nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Bei Werkstücken, die auf Rundschleifmaschinen bearbeitet werden, treten bei manchen Maschinen an den bearbeiteten zylindrischen Flächen zeitweise Rattermarken auf. Diese Rattermarken können trotz einer laufenden Durchmessermessung unerkannt bleiben. Die Entstehungsursache für derartige Formabweichungen von der exakten zylindrischen Form ist bisher noch nicht geklärt.
• Werden die Rattermarken erst. am fertigbearbeiteten Werkstück entdeckt, so ist dieses meist Ausschuß, da die exakte zylindrische Fläche nicht mehr an dem betreffenden Werkstück maßhaltig herstellbar ist. Da es sich um sehr teuere Werkstücke wie z. B. Kurbelwellen handeln kann, bedeutet das Auftreten sicher Rattermarken einen sehr hohen Kostenfaktor.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein etwaiges Auftreten von Formungenauigkeiten der zylindrischen Fläche hinsichtlich Rundheit, welche die Toleranzbreite des Durchmessermaßes der bearbeiteten zylindrischen Oberfläche überschreiten und die trotz einer laufenden Durchmesserüberwachung auftreten können, vor Erreichen des Endbearbeitungsmaßes erkennbar zu machen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 verfahren. Dank der Radiusmessung am sich drehenden Werkstück und einer Beobachtung des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Radius kann festgestellt werden, ob die Werkstückoberfläche exakt rund, d. h., ob der Radius zeitlich konstant oder ob die zu bearbeitende Oberfläche unrund, d. h., der gemessene Radius zeitlich Schwankungen unterworfen ist.
• Beim Auftreten von Unrundheiten wird das Werkstück aus der Maschine herausgenommen und später oder in einer anderen Maschine fertig bearbeitet, bei der die Unrundheit beseitigt und das Endbearbeitungsmaß hergestellt werden kann. Ein Ausschuß bezüglich des sehr teueren#Werkstückes kann damit vermieden werden. Da Rundschleifmaschinen meist mit einer Meßsteuerung arbeiten, kann diese auch zur Prüfung auf Rattermarken mit herangezogen werden. Bei Anwendung einer Meßrachenlehre mit einem Meßwerk wird dazu die Meßrachenlehre derart verschoben, daß nur noch der Meßpunkt des Meßwerkes am Werkstück anliegt. Sind zwei Meßwerke vorgesehen, dessen Meßwerte zur Durchmessererermittlung addiert werden, so wird für die Radiusermittlung der Meßwert nur eines einzigen Meßwerkes isoliert herangezogen.
• Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutert; dabei zeigen: Fig. 1 die Anordnung einer beweglichen Meßrachenlehre innerhalb einer Bearbeitungsmaschine und Fig. 2 ein Blockschaubild für die Durchführung des Meßverfahrens nach der Erfindung.
• In einer nicht näher dargestellten Bearbeitungsmaschine ist ein Werkstück 1 drehbar und mit geringer IJmlaufgeschwindigkeit angetrieben gelagert. Dabei wird es durch die mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Schleifscheibe S feinbearbeitet und auf genaues Maß gebracht. Am Maschinengestell 2 ist eine Meßrachenlehre 3 über Blattfedern 4 vertikalbeweglich gelagert; das Eigengewicht der Meßrachenlehre ist durch die lialtefeder 5 ausgeglichen, die auch noch den erforderlichen Meßdruck für den unteren Meßpunkt erzeugt. Die Meßrachenlehre ist innerhalb eines unteren (6) und eines oberen Anschlages 7 beweglich, die beide einstellbar sind. Die Meßrachenlehre liegt normalerweise mit einem unteren (9) und einem oberen Meßpunkt 10 am Werkstück 1 an. Der untere Meßpunkt 9 ist über einen Ilaltearin 13 starr mit der Meßrachenlehre 3 verbunden. Der obere Meßpunkt 10 ist mit einem Meßfühler 12 verbunden, der im Innern eines Meßwerkes 8 drehbar angeordnet ist und dessen Relativverschiebungen zu dem Meßwerk ein Meßsignal hervorrufen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen induktiven Wegaufnehmer handeln, bei dem der Meßfühler 12 den Kern innerhalb einer feststehenden Induktivität darstellt und dessen Verlagerungen eine Anderung des Induktivitätswertes hervorrufen, der in einer elektronischen Auswerteeinheit angezeigt werden kann. An dem Meßwerk 8 ist noch ein Anschlag 11 für den oberen Meßpunkt angebracht.
• Bei der in Fig. 1 dargestellten Lage der Meßrachenlehre, bei der beide Meßpunkte 9 und lo am Werkstück anliegen, wird der Durchmesser des Werkstückes ermittelt. Zum tXbergang auf Radiusmessung wird mittels des Umstellzylinders 14 und über den Druckstift 15 die Meßrachenlehre um einige Zehntel Millimeter auf einen beispielsweise im Umstellzylinder vorhandenen Anschlag herabgesenkt, so daß der untere Meßpunkt 9 vom Werkstück abhebt und nur noch der obere Meßpunkt 10 anliegt. Die Absenkung der Meßrachenlehre ist so gering, daß der Anschlag 11 für den oberen Meßpunkt noch nicht berührt wird. Das jetzt vom Meßwerk 8 gewonnene Meßsignal repräsentiert den Radius der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche. Zeigt das Anzeigeinstrument des Meßwerkes 8 während der Radiusmessung einen zeitlich konstanten Wert, so kann die Bearbeitung fortgesetzt werden.
• Zeigt das Meßinstrument hingegen zeitlich schwankende Werte, so muß die Bearbeitung vor Erreichen des Endbearbeitungsmaßes abgebrochen und bedisWielsweise auf einer andewer e ren Maschine fertig bearbeitet. Zumindest kann das betreffende Werkstückd W k t k bearbeitet und verwendet werden.
• Die in Fig. 2 dargestellte Auswerte-Elektronik weist einen Hochfrequenzgenerator 16 zur Speisung der Induktivität des Meßwerkes 8 auf. Es sind zwei Auswertekanäle innerhalb der Auswerte-Elektronik vorgesehen, die mittels des Schalters 17 mit den Schaltstellungen D (Durchmessermessung) bzw. R (Radiusmessung) einstellhar sind. In dem Zweig ftir die Durchmessermessung ist ein Verstärker 18 und ein Gleichrichter 19 vorgesehen. Der Ausgang ist auf ein Meßinstrument 23 sowie auf verschiedene Schmtt-Trigger 21 geschaltet, von denen aus verschiedene Relais 22 ansteuerbar sind, die ihrerseits Zustelloperationen od.
• dgl. an der Bearbeitungsmaschine auslösen. Der im Prinzip ganz ähnlich aufgebaute Zweig innerhalb der Auswerte-Elektronik für die Radiusmessung weist außerdem einen Filter 20 auf, in dem ein bestimmter Frequenzbereich, in welchem die zu erwartenden Rattermarken liegen, herausgefiltert wird. Der anschließende Verstärker 18' hat eine höhere Verstärkung als der im Durchmesser-Zweig liegende Verstärker 18. Im übrigen wird das Meßsignal nach Gleichrichtung im Gleichrichter 19 auf ein Meßinstrument 24 für die Radiusanzeige geschaltet. Über einen vom Radius-Zweig angesteuerten weiteren Schmitt-Trigger können auch irgendwelche Warn- oder Schaltoperationen mittels eines Relais ausgelöst werden. Der Filter 20 im Radius-Zweig dient dazu, Störfrequenzen von dem sehr empfindlichen Rattermarkensignal fernzuhalten. Da die Rattermarken im Vergleich zu den während der Bearbeitung auftretenden Durchmesseränderungen sehr klein sind, ist es zweckmäßig, die Verstärkung innerhalb des Radius-Zweiges stärker vorzusehen als im Durchmesser-Zweig. Es könnte im Radius-Zweig noch eine Differenziereinheit vorgesehen sein, deren Ausgang ihrerseits ebenfalls auf ein weiteres Anzeigeinstrument geschaltet ist. Bei zeitlicher Konstanz des Radiusverlaufes würde dieses Instrument die Anzeige Null und bei Radiusschwankungen eine positive Anzeige ergeben. Wenn die Anzeigewerte oberhalb eines tolerierbaren Schwellwertes liegen, müßte die. Bearbeitung abgebrochen oder zumindest ein Signal gegeben werden.
• L e e r s e i t e

Claims (5)

1. Ansprüche 1. Meßverfahren beim Feinbearbeiten, insbesondere Schleifen von zylindrischen Werkstiicken, bei dem während der Drehung und/oder Bearbeitung des Werkstückes an der zu bearbeitenden Fläche Durchmesser-Messungen vorgenommen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß unabhängig von der Durchinessermessung vor Erreichen des Endbearbeitungsmaßes auch eine Radiusmessung mit Einpunkt-Abtastung am umlaufenden Werkstück (1) durchgeführt und der zeitliche Verlauf der Radiusanzeige beobachtet wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Meß.verfahrens nach Anspruch 1 mit einer die zu bearbeitende Werkstückfläche umgreifenden und wenigstens an zwei Meßpunkten anliegenden in der Meßebene beweglich aufgehängten Meßrachenlehre mit an einem der 'reißpunkte angeordnetem Meßwerk, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Meßrachenlehre (3) zum Übergang auf Radiusmessung ("R") derart gegen einen Anschlag verfahrbar ist, daß nur noch der Meßpunkt (lo) mit dem Meßwerk (8) am Werkstück (1) anliegt.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Meßverfahrens nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei radial an der zu bearbeitenden Werkstückfläche an Meßpunkten anliegenden Meßwerk ken, wobei die Meßwerte der Meßwerke addiert werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß die Meßwerte wenigstens eines der Meßwerke auch einzeln anzeigbar und/oder auswertbar ist - Radiusmessung.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 mit elektrischen Meßwertwandlern in den Meßwerken und einer Auswert-Elektronik mit Verstärkung, Gleichrichtung und Anzeige des Meßsignales, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß beim Übergang auf Radiusmessung ("R") eine höhere Verstärkung (18') des Meßsignales einschaltbar ist als bei Durchmessermessung ("D", 18).
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß beim Übergang auf Radiusmessung ("R") ein Filter (20) in die Auswert-Elektronik für das Meßsignal einschaltbar ist.