DE3000361C2

DE3000361C2 - Einrichtung zur Messung der Schleifbreite in Schleifmaschinen

Info

Publication number: DE3000361C2
Application number: DE19803000361
Authority: DE
Inventors: Vladimir Illarionovi&ccaron; Moskau/Moskva Artemjev
Original assignee: MOSKOVSKIJ ZAVOD SLIFOVAL'NYCH STANKOV MOSKAU/MOSKVA SU
Current assignee: MOSKOVSKIJ ZAVOD SLIFOVAL'NYCH STANKOV MOSKAU/MOSKVA SU
Priority date: 1980-01-07
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1985-07-11
Also published as: DE3000361A1

Description

50

berücksichtigen, wobei

B die Schleifbreite.

K ein Koeffizient, der das Verhältnis einer Einheit der tatsächlichen Schleifbreite der zur Rotationsachse der Schleifscheibe (1) parallel liegenden Schleifscheiben-Schnittkante zu ihrer Projektion auf die Ebene des Matrixwandlers (6) ausdrückt,

m die Breite eines fotoelektrischen Gebers (5), ζ die Anzahl der Spalten (11) des Matrixwandlers

φ der Winkel, unter dem das optische System (7) auf die Schnittkante der Schleifscheibe (1) gerichtet ist. und

60

65 Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Schleifbreite einer Schleifscheibe in Schleifmaschinen der im Oberbegriff des Patentanspruchs ! genannten, aus der nachveröffentlichten DE-OS 29 45 155 als bekannt gellenden Art

Aus der SU-PS 3 19 832 ist eine Einrichtung zur Ermittlung der Abmessungen von Walzgut bekannt, die eine faseroptische Baueinheit mit einem Objektiv und Lichtleitern sowie einen fotoelektrischen Wandler aufweist Die Messung erfolgt durch Abtastung der einzelnen Lichtleiter, wobei durch eine geeignete Folge der Abtastung die am Rande liegenden beleuchteten Lichtleiter erkannt warden, die auf die Abmessungen des Walzgutes hinweisen. Diese bekannte Einrichtung ist aber nur für Meßobjekte geeignet die aus einer vorher bekannten Anzahl von Einzelteilen bestehen. Zur Messung der Schleifbreite in Schleifmaschinen kann diese Einrichtung nicht verwendet werden, da das Ausgangsprofil bei Schleifaibeiten beliebig geformt sein und die Anzahl sowie die Breite der zu messenden Teile vorher nicht festgelegt werden kann.

Es ist weiterhin bekannt (SU-PS 3 49 777), zur Messung der Breite von gerollten Erzeugnissen eine Meßzeile mit fotoelektrischen Wandlern zu verwenden Die Meßzeile ist bei dieser Einrichtung kürzer als die Breite des zu messenden Gegenstandes und deshalb mit einem Steuersignalgeber fest verbunden, wobei der Steuersignalgeber zur Meßzeile etwa einen der mittleren Breite des zu messenden Gegenstandes entsprechenden Abstand hat. Steuersignalgeber und Meßzeile werden senkrecht zur Bewegungsrichtung des zu messenden Gegenstandes hin- und herbewegt und das der gemessenen Breite entsprechende Signal durch eine Anzahl von Relais ermittelt. Bei der Anwendung dieser Einrichtung zur Messung der Schleifbreite beim Schleifen erweist sich diese jedoch als störanfällig und ergibt nur eine geringe Genauigkeit bei der Messung komplizierter Oberflächenformen. Die vorbeifliegenden Funken erzeugen darüber hinaus falsche Signale verfälschen das Meßergeonis.

Weiter ist es bekannt (DE-OS 21 40 939). zur kontinu ierlichen Messung der Breite nes sich in Längsrichtung bewegenden Körpers diesen auf eine Meßzeile mit fotoelektrischen Wandlern zu projizieren. Dazu wird der Gegenstand von der der Meßzeile gegenüberliegenden Seite beleuchtet und aus dem Verhältnis der beleuchteten zu den abgedunkelten fotoelektrischen Wandlern auf die Breite des Gegenstandes geschlossen. Wird diese Einrichtung zur Messung der Schleifbreite verwendet, so ergeben sich wieder die bereits oben genannten Nachteile der Verfälschung der Meßergebnisse durch Funken und der niedrigen Meßgenauigkeit bei komplizierten Oberflächenformen.

Bei der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Einrichtung wird die Gesamt-Strahlungsintensität des Funkenbildes an der Schleifscheibe und dessen örtlicher Maximalwert ermittelt und das Verhältnis der beiden Größen einer Regelung des Schleifvorganges zu* grur.degelegt. Eine Bestimmung der absoluten Schleifbreite ist mit dieser Einrichtung jedoch nur ungenau möglich. Insbesondere ist dabei das Meßergebnis wie-

der durch die von der Schleifstelle wegfliegenden Funken erheblich verfälscht

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß trotz der wegfliegenden Funken die Messung der Schleifbreite mit hoher Genauigkeit erfo'.gt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst Durch die Anordnung mehrerer Meßzeilen mit fotoelektrischen Wandlern in Form einer Matrix wird die Genauigkeit proportional zur Anzahl der Meßzeilen erhöht, da wegfliegende Funken und ähnliches jeweils nur einen oder wenige fotodlektrische Wandler beleuchten, während die die Schleifbreite repräsentierenden leuchtenden Teilchen an der rotierenden Schleifscheibe jeweils eine ganze Matrixspalte ausleuchten. Es ist daher eine genaue Messung der Schleifbreite auch unter Einwirkung von intensiven Störungen durch wegfliegende Funken, Schmier- und Kühlflüssigkeit oder durch fremde Lichtquellen möglich.

In den 'Jnteransprüchen sind vorteilhaft-· Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Dabei wird mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 die Genauigkeit der Messung dadurch erhöht, daß nur dann ein Schleifbreitensignal weitergegeben wird, wenn alle Wandler einer Spalte der Matrix beleuchtet sind. Bei den Ausführungsformen nach den Ansprüchen. 3 und 4 wird eine weitere Erhöhung der Meßgenauigkeit dadurch erreicht, daß die Projektionen der Bewegungsbahnen der wegfliegenden Funken weniger fotoelektrische Wandler einer Spalte der Matrix schneiden. Durcn die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist es darüber hinaus möglich, die Meßgenauigkeit weiter durch Berücksichtigung des Profiles der Schnittkante der Schleifscheibe zu erhöhen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Messung der Schleifbreite und ihre Anordnung bezüglich der Schleifscheibe,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispie¹ der Einrichtung.

F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispifl und seine Anordnung gegenüber der Schleifscheibe.

F I g. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel und

F i g. 5 ein fünftes Ausführungjbeispiel der Einrichtung.

Bei einer Schleifscheibe 1 (Fig. I) mit kompliziert geformter Arbeitsfläcf.e liegen die Schnittkanten unter einem Winkel α zur Rotationsachse Q-O' der Schleifscheibe i. Beim .Schruppschritt berührt die Schleifscheibe 1 ein zu bearbeitendes Werkstück 2 nicht mit der gesamten Breite der Arbeitsfläche, sondern nur mit einzelnen Abschnitten 3. deren Summenbreite das Meßobjek: darstellt. Die Einrichtung enthält π Meß/eilen 4 mit fotoelektrischen Wandlern 5. die in Form einer Matrix 6 angeordnet sind und einen Matrixwandler darstellen, sowie ein auf die Schnittkante der Schleifscheibe 1 gerichtetes optisches System 7 und an die fotoelektrischen Wandler 5 angeschlossene Steuerschalter 8, deren Ausgange mit einer Einheit 9 zur Abnahme des der gemessenen Breite entsprechenden Signals elektrisch verbunden sind. Die Breite m jedes Wandlers 5 wird entsprechend der erforderlichen Auflösung der Messung gewählt.

Die Einrichtung karul UND-Gatter 10(F i g. 2) enthalten. Die Eingänge eines jeden UND-Gatters 10 sind an die Steuerschalter 8 jeweils einer Spalte 11 des Malrixwandlers 6 angeschlossen, während der Ausgang jedes UND-Gatters 10 mit der Einheit 9 zur Signalabnah.ne verbunden ist. Der Matrixwandler 6 hat insgesamt ζ Spalten 11.

Die mit den fotoelektrischen Wandlern 5 ausgestatteten Meßzeilen 4 können um die Weglänge m„ (F ig. 3) verschiebbar ausgebildet sein, wobei die Verschiebung so ausgeführt wird, daß die Projektion 12 der Bewegungsbahn eines Punktes der Arbeitsfläche der Schleif-

!0 scheibe 1 bei den gegebenen Abmessungen m der fotoelektrischen Wandler 5 und bei den möglichen Abmessungen der Schleifscheibe 1 alle Wandler der jeweiligen Spalte 11 überquert, und die Projektionen 13 der Bewegungsbahnen der sich von der Schleifscheibe 1 losreißenden leuchtenden Teilchen, d. h. der Funken, nicht alle Wandler einer jeden Spalte 11 schneiden. Das optische System 7 kann unter einem Winkel φ in bezug auf die Rotationsebene der Schleifscheibe 1 auf die Schnittkante der Schleifscheibe 1 gerichtet sein

Die Einrichtung kann Rechnernnheiten 14 (Fig.4) enthalten, deren Eingänge über die Scnalter 8 mit den fotoelektrischen Wandlern 5 verbunden sind und deren Ausgänge an der Einheit 9 zur Signalabnahme ILgen.

Wenn UND-Gatter 10 (Fig. 5) verwendet werden.

liegen die Ausgänge der Rechnereinheiten 14 an der Einheit 9 zur Signalabnahme und ihre Eingänge am Ausgang der UND-Gatter 10.

Die Einrichtung funktioniert folgendermaßen: Beim Schleifen erscheinen an der Arbeitsfläche der Schleifscheibe 1 (Fig. 1) leuchtende leuchen, die durch Teilchen des Schieifmateriais und des vom Werkstück 2 abgeschliffenen Metalls gebildet werden. Bei rotierender Schleifscheibe 1 gelangen die leuchtenden Teilchen aus der Schleifarbeitszone in die Meßzone. Durch das optische System 7 erfolgt eine Abbildung der Arbeitsfläche der Schleifscheibe 1 auf den Matrixwandler 6. Das Signal jedes beleuchteten fotoeiektrischen Wandlers 5 wird dem Eingang des mit ihm verbundenen Steuerschalters 8 zugeführt und öffnet den letzteren. In der F jiheit 9 wird die Summe aller beleuchteten fotoelektrischen Wandler 5 ermittelt und die lineare Schleifbreite gemäß der Beziehung

berechnet. Hierbei ist ndie Anzahl der Meßzeilen 4, /die Gesamtzahl der fotoeiektrischen Wandler 5, K ein Koeffizient, der das Verhältnis einer Einheit des tatsächlichen Maßes der zur Rotationsachse der Schleifscheibe 1 pa^rc.!lel liegenden Schleifscheiben-Schnittkante zu ihrer Projektion auf die Ebene des Matrixwandlers 6 ausdrückt, und m r*'e Breite eines einzelnen fotooiektrisehen Wandlers 5.

Beim Schleifen entstehen, wie erwähnt, Störungen durch vorbeifliegende Funken, die keine Information über die Schlei.oreite liefern. Sie beleuchten ebenfalls die Wandler 5. wobei infolge ihrer punktförmigen Struktur nur ein Wandler 5 oder mehrere Wandler 5 je nach der Größe der Funken aufgehellt werden. Der durch vorbeifliegende Funken bedingte Fehler der Messung der Schleifbreite wird bei η Meßzeilen im Verhältnis zu einer Einrichtung mit nur einer Meßzeile jedoch

öS um das n-fache kleiner.

Im Falle der Anwendung von UND-Gattprn 10 (F i g. 2) gelangen die Ausgangssignale der Steuerschalter 8 jeder Spalte 11 des Matrixwandlcrs 6 zu den Ein-

gangen der UND-Gatter 10. Am Ausgang des UND-Gatters 10 erscheint ein Signal nur dann, wenn alle fotoelektrischen Wandler 5 der Spalte 11 aufgehellt werden. In der Einheit 9 wird die Summe aller Signale der UND-Gatter entsprechend der Beziehung

B = K 2.1 m
ι

IO

ermittelt. Worin Zdie Zahl der zu einer Spalte gehörenden fotoelektrischen Elemente ist.

Die Störeinflüsse werden in diesem Falle vollständig vermieden, wenn durch die Anzahl von vorbeifliegenden Funken nicht alle η Wandler jeder Spalte 11 gleichzeitig uuigeheüi weiden.

Bei einer großen Zahl von < orbeifliegenden Funken kann das optische System 7 vorher unter einem Winkel φ (F i g. 3) zur Rotationseoene der Schleifscheibe 1 eingestellt werden, und die Verschiebung m„ jeder Meßzei-Ie 4 wird so gewählt, daß die Projektion 12 eines Punktes der Schnittkante der Schleifscheibe 1 durch alle fotoelektnschen Wandler 5 einer Spalte 11 geht, während die Projektion 13 der Bewegungsbahn der sich von der Scheibe 1 loslösenden Funken nicht alle fotoelektrisehen Wandler 5 einer Spalte 11 schneidet.

Die störende ■ Funken können nicht in krummen Bahnen fliegen. Deswegen ist die gleichzeitige Aufhellung der fotoelektnschen Wandler einer Spalte und damit ein falsches Ansprechen des UND-Gatters 10 dieser Spalte 11 ausgeschlossen.

Um eine komplizierte Form der Arbeitsfläche der Schleifscheibe 1 zu berücksichtigen, wird bei der Einstellung der Einrichtung für ein konkretes Werkstück 2 vorher der Übertragungsfaktor K φα der Rechnereinheu 14(F i g. 4)gemäß

cos (φ + /*)

40 gewählt.

Der Übertragungsfaktor K φ>χ ist jeweils innerhalb einer Tpalte 11 des Matrixumwandlers 6 gleich.

Beim Betrieb der Einrichtung wird in der Einheit 9 die Gesamtzahl der aufgehellten fotoelektnschen Wandler 5 ermittelt, wobei dies für jede Spalte mit ihrem besonderen Koeffizienten K φα erfolgt.

Wenn die Einrichtung zur vollständigen Beseitigung von Störungen UND-Gatter 10 (Fig.5) enthält, wird der Übertragungsfaktor K φα der Rechnereinheiten 14 für jedes UND-Gatter 10 gewählt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

55

60

65

Claims

Patentansprüche: 15 20 25

1. Einrichtung zur Messung der Schleifbreite einer Schleifscheibe (1) in Schleifmaschinen, mit einer aus fotoelektrischen Wandlern (5) gebildeten Meßzeile (4), mit einer der Abnahme des der gemessenen Schleifbreite entsprechenden Signals dienenden Einheit (9) und mit einem optischen System (7), das sich zwischen der Schleifscheibe (1) und den fotoelektrisehen Wandlern (5) befindet und das das Profil der Schleifscheibe (1) aui die Meßzeile (4) abbildet, d a durch gekennzeichnet, daß mehrere aus fotoelektrischen Wandlern (5) gebildete Meßzeilen (4) in Matrixform angeordnet sind und einen Matrixwandler (6) darstellen und daß jedem fotoelektrischen Wandler (5) des Matrixwandlers (6) ein Steuerschalter (8) zugeordnet ist, über den der einzelne fotoelekinsche Wandler (5) mit einem Eingang der Einheit (9) verbunden ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der aus fotoelektrischen Wandlern (5) gebildeten Spalte (11) des Matrixwandlers (6) ein UND-Gatter (10) zugeordnet ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen jene Steuerschalter (8) verbunden sind, die den zur jeweiligen Spalte (11) gehörenden fotoelektrischen Wandlern (5) zugeordnet sind, und dessen Ausgang mit einem Eingang der Einheit (9) verbunden ist.

3. Einri^ntung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die /»-hse des optischen Systems unter einem Winkel ψ zur Rotationsebene der Schleifscheibe (1) angeordnet st. der zwischen 0 und ± 90° liegt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzeilen (4) gegeneinander verschiebbar sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Rechnereinheiten (14), deren Eingänge über die Steuerschalter (8) und gegebenenfalls UND-Gatter mit den fotoelektrisv.hen Wandlern (5) jeder Spalte (11) des Matrixwandlers (6) verbunden sind und deren Ausgänge an die Einheit (9) zur Signalabnahme angeschlossen sind, wobei die Rechnereinheiten (14) den Neigungswinkel des Profils der Schleifscheiben-Schnittkante in Bezug auf die Ebene des Matrixwandlers (6) gemäß der Beziehung

der Winkel, unter dem die elementaren Schnittkanten der Schleifscheibe (1) in Bezug auf die Rotationsachse der Schleifscheibe (1) liegen, ist.