DE3723340A1 - Verfahren und vorrichtung zum spanabhebenden herstellen von innenprofilen in werkstuecken - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum spanabhebenden herstellen von innenprofilen in werkstueckenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/013—Control or regulation of feed movement
- B23Q15/02—Control or regulation of feed movement according to the instantaneous size and the required size of the workpiece acted upon
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum spanabhebenden
Herstellen von Innenprofilen in einem Werkstück
mit einem hin- und herbewegbaren und mit einer Zustelleinrich
tung versehenen Werkzeug. Ein besonders markantes Beispiel für
derartige Arbeitsverfahren findet sich beim spanenden Profilie
rungsvorgang auf Nutenziehmaschinen. Um den Arbeitsvorgang
einwandfrei zu steuern, was zur Einhaltung geringer Toleranzen
erforderlich ist, wird üblicherweise die Nuttiefe durch ein
taktiles Verfahren vermessen. Dies setzt allerdings voraus, daß
das Werkzeug zuvor aus dem Werkstück verfahren und das Meßgerä
te in dieses hineingeführt werden muß. Selbst wenn nicht jedes
einzelne Werkstück vermessen wird, erfordert diese Handhabung
doch einen erheblichen zeitlichen und apparativen Aufwand.
Gleichwohl ist der Genauigkeitsgrad solcher rein mechanischen
Meßverfahren begrenzt. Das Bestreben richtet sich deshalb dar
auf, Möglichkeiten zur Rationalisierung auch solcher Fertigungs
verfahren zu suchen, die sich bisher der Anwendung zeit- und
kostensparender Arbeitsverfahren widersetzt haben, wie dies auf
Verfahren der eingangs bezeichneten Art zutrifft. Die Erfindung
nimmt sich dieses Problems an und löst die gestellte Aufgabe
dadurch, daß zur Steuerung des Arbeitsvorgangs der Ist-Wert der
Wanddicke im Bearbeitungsbereich berührungsfrei gemessen und
mit dem vorgegebenen Soll-Wert der Wanddicke des Werkstücks
kontinuierlich verglichen und das Ergebnis in die Steuerung
eingegeben wird. Die berührungsfreie Messung erfaßt somit die
Ausgangs-Wanddicke des Werkstücks und vergleicht diese mit der
Wanddicke im Bereich der zu fertigenden Nut. Vor Beginn der
spanenden Arbeit ist die Differenz = 0. Sie vergrößert sich mit
dem Arbeitsfortschritt des spanabhebenden Werkzeugs zunehmend,
und sobald die Differenz zwischen der ursprünglichen vollen
Wanddicke und der in der Nut verminderten Wanddicke den ge
wünschten vorgegebenen Wert erreicht hat, wird der Arbeitsvor
gang automatisch unterbrochen, indem das in die zugehörige
Steuereinrichtung der Arbeitsmaschine eingegebene Meßergebnis
dort das notwendige Steuersignal auslöst. Es liegt auf der
Hand, daß eine solche Messung praktisch ohne jegliche Störung
des Arbeitsvorgangs und infolgedessen auch bei jedem einzelnen
Werkstück erfolgen kann. Dadurch wird die Qualität des Arbeits
ergebnisses wesentlich erhöht bzw. vermindern sich die Toleranz
grenzen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zur Messung der
Wanddicke Ultraschall zu verwenden. Das Ultraschallsignal wird
zum einen auf der Außenwand des rohrförmigen Werkstücks, zum
anderen auf dessen Innenwand reflektiert. Die Differenz beider
reflektierten Signale definiert die jeweils erreichte Profiltie
fe. Sobald der vorgegebene Wert erreicht ist, wird ein Steuerim
puls ausgelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielswei
se zur Steuerung der Zustellung des Werkzeugs nutzbar gemacht
werden. Es liegt darüber hinaus im Rahmen der Erfindung, das
erfindungsgemäße berührungsfreie Meßverfahren zusätzlich zur
Steuerung vorprogrammierter Handling-Geräte beispielsweise zur
Versorgung und Entsorgung der Arbeitsmaschine zu verwenden. Das
erfindungsgemäße Verfahren bietet sich schließlich dafür an,
den ganzen Arbeitsvorgang einschließlich Beschickung der Ar
beitsmaschine mit Werkstücken und Entnahme der fertig bearbeite
ten Werkstücke zu automatisieren und den Bearbeitungsprozeß von
der eigentlichen spanenden Arbeit her zu steuern.
Darüber hinaus sieht die Erfindung auch eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens vor, und zwar in der Weise, daß an
der Außenwand des Werkstücks gegenüber dem Bearbeitungsbereich
ein Ultraschall-Prüfkopf angeordnet und im Zwischenraum zwi
schen Prüfkopf und Außenwand des Werkstücks sich ein Spülmedium
befindet. Zweckmäßig dient das beim Arbeitsvorgang ohnehin
vorhandene Schneidöl zugleich als Spülmedium.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erge
ben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei
zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Bearbeitungsvorgangs
im Längsschnitt und
Fig. 2 im Querschnitt etwa nach Linie II-II in Fig. 1
sowie
Fig. 3 einen das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise
wiedergebenden Regelkreis.
In den Fig. 1 und 2 wird vereinfacht und auf die wesentlichen
Elemente beschränkt die Innenbearbeitung eines rohrförmigen
Werstücks 1 von der Ausgangs-Wanddicke 2 dargestellt. Dieses
Werkstück 1 ist zwischen zwei Halter 3 und 4 axial eingespannt.
In die Innenwand 5 des Werkstücks 1 ist eine Nut 6 einzuarbei
ten. Hierzu dient eine Messerstange 7, das axial in die Innen
bohrung 8 des Werkstücks 1 eingefahren wird und mit einem Zieh
messer 9 bestückt ist. Diese Messerstange 7 wird von einem
nicht dargestellten Schlitten auf- und ab- bzw. hin- und herbe
wegt, was an sich bekannt ist. Diese Messerstange stützt sich
mit seinem Rücken 10 auf einem Keil 11 ab, der sich wiederum an
einer Führungsstange 12 abstützt. Nach jedem Hub der Messerstan
ge 7 erfolgt eine axiale Verstellung des Vorschubkeils 11. Die
ser Vorgang bewirkt die jeweilige Zustellung des Ziehmessers 9
gegenüber dem Werkstück 1. Das Maß der Zustellung bestimmt sich
nach der jeweils gewünschten Spandicke. Vor der Aufwärtsbewe
gung der Messerstange 7 wird dieses automatisch abgehoben, was
jedoch, da wiederum an sich bekannt, im einzelnen ebensowenig
dargestellt ist wie die im allgemeinen hydraulische Betätigung
der Messerstange 7 und des Vorschubkeils 11.
Seitlich des Werkstücks 1 ist ein Prüfkopf 13 eines Ultra
schall-Meßgeräts angeordnet. Zwischen der Stirnwand 14 und der
Außenwand 15 des Werkstücks 1 befindet sich ein flüssiges Medium
17, im allgemeinen die Spülflüssigkeit für die Messerstange 7.
Das Signal dieses Prüfkopfs 13 wird einmal von der Außenwand 15
des Werkstücks 1, zum anderen von der Innenwand 5 reflektiert.
Beide Werte oder zumindest die Differenz beider Werte wird als
Regelgröße, die dem jeweiligen Ist-Wert X der Tiefe der Nut 6
entspricht, dem Regler 18 eingegeben. Dieser vergleicht den
Wert mit einem ihm vorgegebenen Soll-Wert Y der gewünschten
Nuttiefe. Mit Hilfe eines Rechners kann dann aus der Nuttiefe
und dem konstanten Profil des Werkzeugs 9 der Querschnitt der
Nut 6 ermittelt werden. Der Regler 18 vermittelt aus dem Ver
gleich von Ist-Wert X und vorgegebenen Soll-Wert Y der Nuttiefe
eine Stellgröße, die während des Arbeitsvorgangs die Nachstel
lung des Ziehmessers 9 um den Bearbeitungswert Z bewirkt und
auf die Regelstrecke 19 einwirkt.
Die Stellgröße kann außerdem ein Signal für die Freigabe der
Maschinenfunktion zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks 1
enthalten oder auch ein Signal zur Sperrung der Maschinenfunkti
on oder zum Stop der Maschine sowie schließlich ein Signal zum
Auslösen von Handling-Geräten zum Entsorgen oder Versorgen der
Vorrichtung.
Claims (4)
1. Verfahren zum spanabhebenden Herstellen von Innenprofilen
in Werkstücken mit einem hin- und herbewegbaren und mit
einer Zustelleinrichtung versehenen Werkzeug, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch Steuerung des Arbeitsvorgangs der
Ist-Wert (X) der Wanddicke (2) des Werkstücks (1) im Bear
beitungsbereich berührungsfrei gemessen und mit dem vorgege
benen Soll-Wert (Y) der Wanddicke (2) kontinuierlich vergli
chen und das Ergebnis in die Steuereinrichtung (Regler 18)
eingegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wanddicke (2) mittels Ultraschall gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßverfahren zusätzlich zur Steuerung vorprogram
mierter Handling-Geräte, z.B. zur Versorgung oder Entsor
gung der Arbeitsmaschine verwendet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außen
wand 15 des Werkstücks 1 gegenüber dem Bearbeitungsbereich
ein Ultraschallprüfkopf (13) angeordnet und im Zwischenraum
zwischen Prüfkopf 13 und Außenwand (15) des Werkstücks (1)
sich ein Spülmedium (17) befindet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873723340 DE3723340A1 (de) | 1987-07-15 | 1987-07-15 | Verfahren und vorrichtung zum spanabhebenden herstellen von innenprofilen in werkstuecken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873723340 DE3723340A1 (de) | 1987-07-15 | 1987-07-15 | Verfahren und vorrichtung zum spanabhebenden herstellen von innenprofilen in werkstuecken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3723340A1 true DE3723340A1 (de) | 1989-01-26 |
Family
ID=6331592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873723340 Ceased DE3723340A1 (de) | 1987-07-15 | 1987-07-15 | Verfahren und vorrichtung zum spanabhebenden herstellen von innenprofilen in werkstuecken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3723340A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4121186C1 (en) * | 1991-06-27 | 1992-09-24 | P.-Gerhard Dr. 3000 Hannover De Althaus | Internal machining of hollow rolling mills - with chuck rotating work-piece and cutting tools on ends of rotating shaft |
DE202004003358U1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-07-14 | Balzat, Ernst | Räumwerkzeug |
EP1559500A1 (de) * | 2004-01-29 | 2005-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum mechanischen Bearbeiten eines hohlen Bauteils |
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1987
- 1987-07-15 DE DE19873723340 patent/DE3723340A1/de not_active Ceased
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