BR112016011005B1

BR112016011005B1 - Método para a medição e produção de um contorno externo desejado e máquina de abrasão para a realização do método

Info

Publication number: BR112016011005B1
Application number: BR112016011005-6A
Authority: BR
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Erwin Junker Grinding Technology A.S.
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2021-08-10
Also published as: BR112016011005A2; ES2655522T3; KR20160100985A; KR102265597B1; US20160311077A1; CN105873725A; DE102013226733B4; US11260501B2; DE102013226733A1; RU2678349C1; EP3083137A2; WO2015091800A3; RU2016129362A; WO2015091800A2; EP3083137B1; JP2017501895A; CN105873725B; JP6333391B2

Abstract

método para medição e produção de um contorno externo desejado e máquina de abrasão para realização do processo. é descrito um método para medição e produção de um contorno externo desejado (10), como também uma máquina de abrasão para a realização do processo. primeiramente, é medido um contorno real na peça de trabalho por meio do registro dos valores de medição das dimensões e da forma da peça de trabalho por meio de um equipamento de medição (1), em pelo menos dois níveis de medição que se encontram na região de intervenção do rebolo, que se estendem transversalmente em relação à extensão longitudinal da respectiva área da peça de trabalho e que ficam afastados um do outro. os níveis de medição são produzidos por meio de um movimento relativo entre a área da peça de trabalho e o equipamento de medição na direção do eixo z em relação ao movimento do rebolo em direção ao eixo z. esses valores de medição dos níveis diferentes de medição afastados um do outro são transmitidos ao controle cnc, em que o controle cnc é de tal modo controlado, que eventuais desvios existentes do contorno desejado são corrigidos e o contorno desejado da respectiva área da peça de trabalho (2) é submetido à abrasão de maneira adaptativa com base nos valores de medição registrados para os respectivos níveis de medição de uma área da peça de trabalho.

Description

[0001] A invenção se refere a um método para a medição eprodução de um contorno externo desejado pelo menos de uma área de uma peça de trabalho por meio da abrasão, como também de uma máquina de abrasão para a realização do processo.

[0002] São conhecidas medições em método para a mediçãocontínua das áreas das peças de trabalho diretamente durante a transformação, isto é, particularmente também durante a abrasão, em um controle adaptativo respectivo do processo de abrasão em dependência as dimensões atuais medidas da peça de trabalho. Particularmente durante a usinagem por abrasão de peças de eixos e, assim, particularmente, de posições de suporte nas árvores de manivela, são utilizados, por exemplo, os equipamentos de medição das empresas Marposs S.p.A. ou também da JENOPTIK Industrial Germany GmbH.

[0003] A partir do DE 69413 041 T2 é conhecido um detector demedição da empresa Marposs S.p.A. para o controle das grandezas lineares. O aparelho de medição conhecido para a medição dos diâmetros internos das perfurações como também os diâmetros externos possuem um sensor móvel em forma de um elemento esférico, em que é provido com um elemento adicional, o qual transfere as deflexões ao elemento esférico. Assim, a peça de trabalho é medida em relação ao seu diâmetro em uma zona de contato com a superfície externa e interna, a qual, essencialmente, se situa em um nível perpendicular à direção longitudinal do componente a ser medido. No caso do aparelho de medição conhecido, o elemento esférico está em contato com uma superfície de batente, sobre a qual ele pode ser movido na direção oblíqua, em que a superfície de batente é configurada côncava na seção transversal, o que serve como assento para o elemento esférico e esse conduz a uma direção oblíqua. O nível de medição do respectivo diâmetro a ser medido é definido como posição de referência.

[0004] Além disso, é descrito em DE 33 36 072 C2 umdispositivo tátil para a medição de dimensões lineares, o qual também foi registrado pela empresa Marposs S.p.A. Aqui também ocorre a medição com sondas conhecidas para as dimensões externas como também para as dimensões internas em um nível perpendicular em relação ao eixo longitudinal da seção acabada das peças de trabalho a ser medida. Não é descrita uma medição dos desvios de forma como, por exemplo, erros de circularidade.

[0005] No prospecto MOVOLINE da técnica de medição emprocesso da empresa Jenoptik, é descrita uma técnica de medição em método para a medição de dimensões maiores de áreas trabalhadas da peça de trabalho, inclusive da medição contínua dessas dimensões para um controle adaptativo do processo de abrasão em dependência dos parâmetros medidos da peça de trabalho, como também o uso opcional desse equipamento de medição para o controle da circularidade, em que o último é medido no final do processo de retrabalho (ver neste o sistema de medição DF500 ou DF700, página 15). Neste sistema conhecido de medição é também descrito, a fim de operar para a determinação dos diâmetros externos com duas cabeças de medição no sentido de uma medição em processo. No entanto, as dimensões da forma são aqui também realizadas no final da abrasão ou de um passo do processo de abrasão, não utilizadas, no entanto, para um controle adaptativo.

[0006] Para o constante aumento das exigências na precisão,particularmente nas indústrias que realizam processos de usinagem por abrasão, por exemplo, no caso da produção de árvores de manivela, incluindo os mancais destas, não é somente necessário assegurar alta precisão para a obtenção de dimensões necessárias desejadas dentro de, se possível, uma pequena margem de tolerância, mas, pelo contrário, é também necessário minimizar os desvios de forma, por exemplo, da circularidade da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão, particularmente de uma posição de suporte de um suporte central de uma árvore de manivela. Esse apoio consiste, sobretudo, no caso da produção de seções eixo com alta precisão.

[0007] Nas modalidades técnicas conhecidas e acima descritas,o problema consiste em que as medições, particularmente o diâmetro da área da peça de trabalho a ser submetido à abrasão, preferencialmente, se encontra sempre no centro do rebolo, o que corresponde aproximadamente ao centro da posição de suporte a ser submetida à abrasão ou da área da peça de trabalho. O lugar da medição em uma determinada posição é designado como uma faixa de medição, isto é, no caso descrito, a faixa de medição se encontra na direção axial, vista sobre a largura do rebolo, no centro do rebolo. Se, por exemplo, é provido com perfurações de lubrificação na área de abrasão ou o uso de biseis durante a abrasão, a faixa de medição é disposta afastada do centro, isto é, é medida afastada do centro.

[0008] No caso dos sistemas conhecidos, se uma medição dacircularidade ou do erro de circularidade é executada após a abrasão, então, em todos os casos, não pode mais ser influenciada a partir da peça de trabalho atual. Os sistemas de medição conhecidos não entregam resultados suficientemente precisos de medição, com a sua base pode alcançar um resultado com alta precisão de abrasão, se uma área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão desvia-se da cilindricidade ou se é conhecida essa área cônica, convexa ou côncava a ser submetida à abrasão, uma vez que o registro dos valores de medição ocorre somente em uma faixa de medição.

[0009] A tarefa da presente invenção consiste em proporcionarum processo e uma máquina de abrasão, por meio da qual, no modo de uma medição em processo, tanto as dimensões como também a forma de uma peça de trabalho a ser submetida à abrasão podem ser registradas durante a abrasão e a forma desejada pode ser corrigida com base nesses valores registrados de medição.

[0010] Essa tarefa é solucionada por meio de um processo comas características de acordo com a reivindicação 1, como também por meio de uma máquina de abrasão com as características de acordo com a reivindicação 13. Modalidades apropriadas são definidas nas respectivas reivindicações dependentes.

[0011] De acordo com a invenção, com o processo, um contornodesejado externo é medido pelo menos de uma área de uma peça de trabalho, particularmente de uma árvore de manivela, em relação às dimensões e a forma, e também é produzido em relação às dimensões e a forma por meio da abrasão longitudinal ou da abrasão de corte por penetração por meio de um rebolo sobre um centro de abrasão com controle CNC. Assim, em primeiro lugar, é medido um contorno real na peça de trabalho. Os valores de medição das dimensões e da forma são registrados por meio de um equipamento de medição (1),em pelo menos dois níveis de medição que se encontram na região de intervenção do rebolo, que se estendem transversalmente em relação à extensão longitudinal da respectiva área da peça de trabalho e que ficam afastados um do outro. Os pelo menos dois níveis de medição são produzidos por meio de um movimento relativo entre a área da peça de trabalho e o equipamento de medição na direção do eixo Z em relação ao movimento do rebolo em direção ao eixo Z. Isso significa que, por um lado, o equipamento de medição pode mover na direção axial da extensão longitudinal da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão, isto é, no caso de um rebolo firme, que, no entanto, por outro lado, também é possível, que o equipamento de medição fixe e a peça de trabalho seja movida em relação ao equipamento de medição. O rebolo próprio pode ser movido na direção do eixo Z ao longo da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão; no entanto, é também possível empregar um rebolo com uma largura, que toda a área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão pode ser submetida à abrasão no sentido de uma abrasão de corte por penetração sem movimento do rebolo em sua direção de eixo Z. Os valores de medição das dimensões e da forma da área de peça de trabalho a ser submetida à abrasão são transmitidos ao controle CNC à pelo menos dois níveis de medição. O controle CNC é de tal modo controlado com base nesses valores de medição, que eventuais desvios existentes do contorno desejado são corrigidos, isto é, em relação à dimensão e à forma, e o contorno desejado da respectiva área da peça de trabalho é submetida à abrasão de maneira adaptativa com base nos valores de medição registrados para os respectivos níveis de medição de uma área da peça de trabalho. O termo abrasão adaptativa deve ser neste caso entendido, que, no sentido de uma medição em processo, tanto as dimensões quanto a forma da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão são medidas permanentemente ou em intervalos e são introduzidas no equipamento de controle, em que o equipamento de controle é de tal modo configurado, que ele pode ajustar de maneira adaptativa com base nesses valores de medição, tanto em relação as dimensões quanto em relação a forma como, por exemplo, a circularidade da seção da peça de trabalho a ser submetida à abrasão. Com isso é assegurado, que a qualidade da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão em relação às dimensões e também a forma, particularmente a circularidade, é significativamente melhor do que a área, da qual pode ser produzida com processos conhecidos de abrasão e de medição.

[0012] Com o método de acordo com a invenção, porconseguinte, a faixa de medição é deslocada, durante a abrasão, na direção axial ao longo da largura do rebolo, de modo que todo o contorno externo pode ser registrado durante a abrasão e esses valores de medição correspondentes podem ser introduzidos no equipamento de controle para o ajuste do rebolo, de modo que, assim os desvios da forma, possam ser corrigidos permanentemente, ou seja, sejam automaticamente compensados.

[0013] O processo de acordo com a invenção também pode serutilizado, sobretudo, no caso da abrasão autocompensadora, a qual é utilizada para a abrasão, particularmente, dos moentes de uma árvore de manivela. A abrasão dos moentes pode ser executada primeiramente no ramo de uma medição em processo em relação ao diâmetro, como também da forma do mancal e também em relação às tolerâncias de forma, como também a forma, por exemplo, cilindricidade, conicidade ou desvios dela ou uma forma convexa ou côncava do respectivo pivô de mancalização, isto é, medido ao longo da largura do mancal. Para a obtenção do contorno desejado com mais precisão, é utilizado também, no caso da abrasão dos moentes, uma abrasão executada de maneira adaptativa com base nos valores de medição determinados nas várias faixas de medição.

[0014] No caso de uma modalidade preferencial, na qual oequipamento de medição se move na direção do eixo Z em relação à peça de trabalho a ser submetida à abrasão, então o equipamento de medição é procedido automaticamente com base na largura do rebolo, isto é, com base no eixo longitudinal geométrico da peça de trabalho a ser submetida à abrasão. O número de faixas de medição ou de níveis de medição a serem medidos na peça de trabalho a ser submetida à abrasão orienta-se conforme a precisão necessária e também conforme a forma desejada do contorno desejado a ser medido.

[0015] Preferencialmente, o desvio da forma, tal comocircularidade, cilindricidade, conicidade, convexidade e/ou concavidade, é medido por meio de dois níveis de medição afastados ao máximo na área da peça de trabalho, e mais preferencialmente, os níveis de medição são regulados continuamente sobre a área total de medição. Isto apresenta a vantagem, que para toda tarefa qualquer de medição e para todo contorno qualquer desejado, o número de níveis de medição a serem medidos ou o seu afastamento pode ser estabelecido arbitrariamente um com o outro. Para o registro confiável da convexidade ou concavidade nas seções do eixo são providas com pelo menos medições em três níveis.

[0016] Ainda preferencialmente, o equipamento de medição édisposto sobre o cabeçote do fuso de abrasão em relação a este de modo fixo na direção X e em relação ao mesmo de modo deslocável na direção Z e o cabeçote do fuso de abrasão de modo deslocável no sentido do eixo Z, de modo que, mesmo neste caso, os respectivos níveis de medição ou faixas de medição desejados podem ser regulados individual e continuamente conforme a precisão e o contorno externo desejado a ser submetido à abrasão.

[0017] Preferencialmente, o movimento do equipamento demedição ocorre por meio de um acionamento elétrico, o qual é controlado de modo livremente programável. Com um controle de modo livremente programável, o equipamento de medição e, com isso, a flexibilidade do processo de acordo com a invenção, recebe um alto grau de liberdade e forma a base para a aplicação de diferentes contornos externos desejados a serem submetidos à abrasão.

[0018] No entanto, preferencialmente, também é possível, que oequipamento de medição seja movido de modo hidráulico ou pneumático na direção Z. A aplicação de um equipamento de acionamento hidráulico ou pneumático para o movimento do equipamento de medição ou da aplicação de um acionamento elétrico de modo livremente programável orienta-se de acordo com a finalidade de aplicação e de acordo com o custo orçamental pretendido para a máquina, na qual o processo de acordo com a invenção é implementado.

[0019] Preferencialmente, como no caso de medições emprocesso, é medido durante a abrasão. Preferencialmente, esta medição em processo ocorre durante a abrasão de acabamento. No entanto, também é possível que, para a finalidade da medição, o avanço do rebolo seja interrompido e, após a ocorrência da medição do processo de abrasão, seja continuada, em que o rebolo permanece tanto tempo na sua posição de parada até que o procedimento de medição seja encerrado. Ademais, é possível, que os valores de medição em pelo menos dois níveis de medição sejam registrados apenas após a abrasão final e o contorno medido da peça de trabalho seja avaliada ao todo, e os resultados durante a abrasão da próxima peça de trabalho são então, eventualmente, considerados com uma correção incorporada no controle para o contorno por meio do controle CNC do rebolo.

[0020] Frequentemente é necessário, particularmente para opivô de mancalização, que o contorno externo desejado difira levemente de uma forma cilíndrica ideal. Geralmente, esse desvio de forma é determinado pela finalidade de aplicação do componente, tendo-se em vista critérios técnicos de carga e de lubrificação.

[0021] No caso de um tal desvio relativamente pequeno dacilindricidade, esse desvio é produzido por meio da oscilação do rebolo em um nível horizontal em torno de um eixo controlado por CNC. Assim, o nível horizontal decorre horizontalmente em relação ao eixo central da peça de trabalho. Com o processo de acordo com a invenção, é medido em um tal caso em um tal número de níveis de medição na extensão longitudinal axial da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão, em que o contorno externo desejado pode ser registrado com alta precisão necessária e, consequentemente, o rebolo é controlado por meio do seu controle CNC para a produção desse contorno externo desejado relativo ao seu ajuste na área da peça de trabalho. A forma desejada da área da peça de trabalho é, geralmente, submetida à abrasão por meio de um programa de abrasão introduzido no controle CNC, em que, em conformidade com a medição do contorno externo desejado da área da peça de trabalho, uma adequação adaptativa do programa de abrasão é realizada, o que significa que as correções ou as funções de correção são introduzidas no programa de abrasão, a fim de poder ser reduzido, ainda mais, os erros resultantes de outro modo ou os erros de sobreposição durante a abrasão.

[0022] Preferencialmente, também é possível, que a formadesejada da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão seja produzida por meio do rebolo, retificado com um disco de retificação, correspondente à forma desejada e, por meio de uma nova retificação do rebolo, a área da peça de trabalho é submetida à abrasão em um modo corrigido. Isso significa que o processo de acordo com a invenção pode ser utilizado também no caso de um disco de retificação, de modo que também, por meio de uma retificação regular altamente preciso do rebolo, a precisão correspondente em relação às dimensões e à forma na área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão possa ser alcançada de um modo, o qual, relativo à precisão em comparação com o estado da técnica, seja melhorado ou aumentado.

[0023] Assim, com esse processo de acordo com a invenção, acilindricidade, conicidade ou uma forma convexa ou côncava de um mancal, particularmente de uma árvore de manivela, são medidas exatamente por meio da largura do mancal sobre a máquina de abrasão durante a abrasão, como também são corrigidas diretamente por meio da interferência adaptativa obtida e da correção ao longo do programa de abrasão. No caso dos processos conhecidos, era necessário que a árvore de manivela, para isso, fosse primeiramente medida externamente. Na peça de trabalho terminada com a abrasão, esses desvios de forma podem não ser mais corrigidos, sem que a posição de mancal fosse, por exemplo, submetida à abrasão muito menor, de modo que a árvore de manivela fosse uma mercadoria com defeito.

[0024] Essa desvantagem surte efeito tão mais forte, se asárvores de manivela possuem grandes dimensões, o que é frequentemente o caso de árvores de manivela para motores de caminhão ou agregados estacionários do motor a diesel. Particularmente no caso da abrasão de grandes árvores de manivela, as exigências no tempo de ciclo durante a produção das árvores de manivela não são tão críticas como no caso de componentes menores. Dessa maneira, as dimensões aumentadas podem ser executadas em vários níveis de medição precisamente de acordo com a invenção, o que embora o tempo de trabalho aumente levemente, mas que contribui para o aumento considerável da qualidade dos componentes prontos. Ainda assim, o preço particularmente dessas árvores maiores de manivela logo após a pré-fabricação é relativamente alto e consiste de várias centenas ou vários milhares de euros. Assim, quanto evidentemente mais difícil é de incorporar o processo de acordo com a invenção, mais cara e dispendiosa a produção da peça bruta é nas etapas de trabalho antes da abrasão. Particularmente, isso se aplica, sobretudo, para a manufatura de árvores especiais de manivela com tamanho menor de lote.

[0025] De acordo com modalidades preferenciais do processode acordo com a invenção, as elevadas qualidades e as tolerâncias restritas da dimensão e da forma do componente a ser submetido à abrasão podem ser obtidas por meio:

[0026] - da retificação do rebolo em relação a uma formaespecial cilíndrica a ser produzida, conicidade, convexidade ou concavidade;

[0027] - do provimento de um eixo B controlado por CNC pormeio da oscilação do rebolo no nível horizontal em relação ao eixo central do eixo longitudinal da árvore de manivela, particularmente para a obtenção de uma forma cilíndrica ou da conicidade;

[0028] - do provimento de um assim chamado “mini eixo B”controlado por CNC por meio da oscilação do rebolo no nível horizontal em relação ao eixo central do eixo longitudinal da árvore de manivela em ângulos pequenos de abertura para uma baixa conicidade ou convexidade desviante da forma cilíndrica (ver também, particularmente, o pedido com o número de pedido WO 2012/126 840 A1 do mesmo requerente); e

[0029] - dos programas especiais de abrasão os quais sãoadequados ao processo de acordo com a invenção de medição em várias faixas de medição ou níveis de medição.

[0030] Conforme um outro aspecto da presente invenção, umamáquina de abrasão de acordo com a invenção é provida, na qual o processo conforme uma das reivindicações de 1 a 12 é executado. Essa máquina de abrasão de acordo com a invenção possui um equipamento de medição, por meio do qual as dimensões e a forma, como o diâmetro e/ou a circularidade das áreas da peça de trabalho de uma peça de trabalho circulante em torno do centro, particularmente de uma árvore de manivela, são medidas e produzidas com um eixo longitudinal central. Essa máquina de abrasão possui um rebolo mancalizado em um cabeçote do fuso de abrasão, em que o rebolo, durante a abrasão, efetua a abrasão com movimento simultâneo de avanço na direção do seu eixo X. É entendido como eixo X, de modo convencional, o movimento do rebolo preferencialmente perpendicular em relação à extensão longitudinal da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão. O equipamento de medição associado à máquina de abrasão de acordo com a invenção é disposto sobre o cabeçote do fuso de abrasão e é de tal modo configurado, que o sensor de medição na área da peça de trabalho pode ser movido para o contato, em que o equipamento de medição ou o sensor de medição executando a medição real ou o elemento táctil forma níveis de medição dispostos transversalmente ao eixo longitudinal da área da peça de trabalho, em que os níveis de medição na direção do eixo central longitudinal da peça de trabalho, correspondente ao movimento do equipamento de medição ou do sensor de medição, podem ser dispostos nessa direção para a finalidade da medição em quaisquer posições. Evidentemente, também é possível, que o equipamento de medição seja disposto de modo fixo, enquanto que um cabeçote da peça de trabalho prendido na peça de trabalho pode mover na direção Z. Por meio de uma tal máquina de abrasão de acordo com a invenção, também é possível medir as áreas submetidas à abrasão da peça de trabalho durante a abrasão, isto é, em relação às suas dimensões, como também à forma, e ao mesmo tempo, no caso de eventuais desvios existentes do contorno desejado, influenciar de modo adaptativo, ou seja, corrigindo os ajustes do rebolo, ou seja, o seu ajuste do eixo X. Desse modo, a precisão da peça de trabalho submetida à abrasão é significativamente elevada.

[0031] Preferencialmente, o equipamento de medição possui ouo seu sensor de medição é configurado na forma de duas superfícies de medição dispostas no modo de um prisma. Essas superfícies de medição encostam se respectivamente, durante a medição, da área da peça de trabalho na zona de contato em uma distância definida uma da outra. Assim, as superfícies de medição são dispostas nos lados do prisma, em que cada lado do prisma é provido com uma superfície de medição. O elemento táctil real para a medição é disposto na parte central do prisma, entre as superfícies de medição. O equipamento de medição é deslocado por meio de um acionamento hidráulico, pneumático ou elétrico na região de contato. Preferencialmente, se trata de um equipamento de medição controlado por CNC, o qual é disposto sobre o cabeçote do fuso de abrasão, de modo que uma posição definida de contato e, com isso, uma medição elevadamente precisa possa ser implementada.

[0032] O rebolo utilizado para a abrasão da área da peça detrabalho possui, preferencialmente, uma largura, a qual aproximadamente correspondente ao comprimento da área da peça de trabalho. No caso de uma tal configuração ou de um tal rebolo largo, o rebolo, durante o seu ajuste, submete à abrasão a área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão quase no caminho da abrasão de corte por penetração, sem que um movimento de avanço do rebolo na direção do seu eixo Z fosse necessário para a abrasão da respectiva seção do eixo.

[0033] De acordo com um outro exemplo de modalidade, orebolo é configurado com uma largura, a qual é menor do que o comprimento axial da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão, em que uma abrasão longitudinal executa o rebolo, em um tal caso, longitudinalmente ao seu eixo de rotação por meio da direção longitudinal axial da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão e, com isso, o seu eixo Z é movido durante a abrasão.

[0034] Mais preferencialmente, a máquina de abrasão possuium equipamento de medição configurado de tal modo que, por meio dos níveis de medição da respectiva área da peça de trabalho, particularmente moente, no qual é medido, pode ser determinada uma forma cônica, convexa ou côncava e pode ser produzida com base nos valores de medição.

[0035] Outras vantagens, possibilidades de uso e modalidadesconcretas são explicadas detalhadamente com base nos desenhos anexos. Os desenhos ilustram:

[0036] Figura 1: uma vista lateral, em princípio, de um arranjopara a abrasão de um mancal, durante a abrasão autocompensadora, com um equipamento de medição para a medição do diâmetro de um moente de acordo com o estado da técnica;

[0037] Figura 2: uma vista parcial de um arranjo de acordo coma Figura 1 na posição de medição do moente em uma representação gráfica ampliada durante a abrasão e a medição de um moente, de acordo com o estado da técnica;

[0038] Figura 3: uma vista de frente parcial sobre o cabeçote dofuso de abrasão durante a abrasão de um mancal de uma árvore de manivela com um equipamento de medição de acordo com a invenção;

[0039] Figura 4: uma vista em corte parcial com um trilho guiapara a regulagem do equipamento de medição na direção de um eixo ZM de acordo com a invenção;

[0040] Figura 5: uma vista em corte do equipamento de mediçãode acordo com a invenção ao longo de um nível de corte A de acordo com a Figura 4;

[0041] Figura 6: uma vista parcial de um rebolo na intervençãoem uma posição de mancal de uma árvore de manivela com dados, em princípio, de dois níveis de medição afastados na direção longitudinal da posição de mancal de acordo com a invenção;

[0042] Figura 7: uma vista parcial de um pivô de mancalizaçãode uma árvore de manivela durante a abrasão com um rebolo com uma largura menor do que o comprimento da área do pivô e dos níveis de medição diferentemente indicados afastados um do outro axialmente;

[0043] Figura 8: um moente de uma árvore de manivela com umcontorno desejado cônico insinuado; e

[0044] Figura 9: um moente com um contorno externo desejadoindicado convexo, esférico, como também côncavo.

[0045] Na Figura 1, na representação gráfica, em princípio, éilustrado um arranjo, o qual ilustra a abrasão autocompensadora de um moente 2 por meio de um rebolo 5 executando um movimento de suspensão pendular. Um cabeçote do fuso de abrasão 4 suporta um equipamento de medição 1 em sua área superior com base no rebolo 5, em que o equipamento de medição 1 pode mover na linha pontilhada a partir de um braço de medição instalado na posição de contato no moente 2 a ser medido da árvore de manivela 3, correspondente a linha contínua, em uma posição de retirada, na qual não é medido. O rebolo 5 com o seu eixo de rotação 13 controlado por meio de um eixo X controlado por CNC, pode ser ajustado no moente 2. O eixo de rotação 13 do rebolo 5 é caracterizado também como eixo C e é também controlado por CNC. Os elementos necessários para a realização do movimento na direção do eixo X como também o cabeçote da peça de trabalho com o seu eixo C, o qual não é aqui especialmente ilustrado, são construídos de um modo conhecido sobre uma base de máquina também aqui não ilustrada. A abrasão ocorre em processos interpolados de abrasão por meio de respectivas regulagens dos eixos X e C controlados por CNC.

[0046] O sistema de medição 1 girável representado na Figura 1é disposto com o seu acionamento sobre o cabeçote do fuso de abrasão 4 e possui um braço estruturado, no qual, na sua extremidade dianteira, é disposto uma cabeça de medição 7. Com o braço estruturado do equipamento de medição 1, a cabeça de medição 7 pode intervir no contorno externo do moente 2 representado para a medição das duas dimensões. Durante a abrasão, a árvore de manivela 3 também gira em torno do centro 6 na região de intervenção do rebolo 8, e o rebolo 5 executando uma abrasão autocompensadora sucede o movimento excêntrico do moente 2 e permanece com esse mesmo na intervenção constante de abrasão, durante todo o procedimento da abrasão. O equipamento de medição 1 ilustrado se encaixa na zona de contato 9 com a cabeça de medição 7 e, assim, pode medir o diâmetro atual do moente 2 por meio de elementos tácteis 15. Quando não deve ser medido, o que é, por exemplo, o caso, quando uma nova árvore de manivela é carregada ou essa descarregada, o equipamento de medição juntamente com o seu braço estruturado e o sensor de medição fica em uma posição de retirada, a qual é representada na figura por meio de linhas pontilhadas.

[0047] O equipamento de medição 1 é disposto de modo fixosobre o cabeçote do fuso de abrasão em relação ao seu eixo X, de modo que, no caso de um movimento do rebolo 5 com o cabeçote do fuso de abrasão 4 longitudinal a direção X, o equipamento de medição 1 também executará esse movimento.

[0048] Na Figura 2 é ilustrada uma vista parcial ampliada daintervenção do rebolo 5 na região de intervenção do rebolo 8 no moente 2 a ser submetido à abrasão, em que o seu eixo longitudinal é designado com 14. O contorno externo desejado 10 do moente 2 é produzido por meio do rebolo 5. Durante a abrasão, o equipamento de medição 1 com a sua cabeça de medição 7 e as suas superfícies de medição 11 dispostas nessa é encostado na zona de contato 9 do moente 2. As superfícies de medição 11 configuram um prisma, o qual se encosta em diferentes diâmetros a serem submetidos à abrasão. Entre as superfícies de medição 11 é disposto o real equipamento de medição, o qual representa um equipamento de medição linear e pode ser movido conforme o diâmetro a ser medido ou o contorno a ser medido do moente 2 a ser submetido à abrasão na direção da seta dupla mostrada. O ajuste do rebolo 5 no moente 2 é ilustrado por meio do eixo X indicado. O garfo em forma de prisma encostado sobre a peça de trabalho em um apoio em forma de prisma por meio de uma força de apoio predefinida com as duas superfícies de medição 11 definidas por meio do pino de apoio no componente a ser medido, isto é, na sua superfície. Os pinos de apoio consistem de metal duro ou de um material revestido em diamante. O equipamento de medição real, o qual é disposto entre os dois pinos de apoio aproximadamente no centro do prisma em forma de V, é um apalpador de medição, por meio do qual a medição da posição de mancal é realizada.

[0049] Na Figura 3 é representada uma vista frontal parcialsobre o cabeçote do fuso de abrasão 4 durante a abrasão de um moente 2 de uma árvore de manivela 3. A árvore de manivela 3 é indicada por meio de dois mancais principais cortados, dois braços de manivela e um mancal 2 disposto entre os dois braços de manivela. O movimento de rotação da árvore de manivela 3 é implementada por meio do eixo C controlado por CNC. O rebolo 5 com uma largura B se encontra na intervenção com o moente 2 e é representado durante a sua abrasão. O equipamento de medição 1 é representado sobre o lado deslocado de modo circunferencial do moente 2 em relação à região de intervenção 8 do rebolo 5, em que o equipamento de medição 1 é encostado no moente 2 com as suas superfícies de medição 11 para a finalidade de medição. O equipamento de medição 1 é montado sobre o cabeçote do fuso de abrasão 4 por meio de uma guia de alimentação e executa movimentos iguais de alimentação do eixo X do rebolo 5, o qual é montado sobre um fuso. De acordo com o exemplo de modalidade da invenção, o equipamento de medição 1 pode ser procedido na direção Z por meio de um eixo ZM separado controlado por CNC em vários níveis de medição no moente 2 a ser medido (indicado por meio de uma seta dupla ao longo do equipamento de medição 1). No canto inferior direito da figura, se encontra uma indicação do eixo Z para o rebolo 5 ou para o cabeçote do fuso de abrasão 4. O movimento do equipamento de medição 1 na direção do eixo Z é implementado por meio do eixo ZM controlado por CNC representado de forma independente.

[0050] De modo usual, o rebolo 5 é ajustado ao longo do seueixo X, o qual é também controlado por CNC, no moente 2 a ser submetido à abrasão. O eixo Z do cabeçote do fuso de abrasão 4 pode ser disposto abaixo do eixo X, em que neste caso é provido com, preferencialmente, um estilo de construção com eixos cruzados (não ilustrado), ou abaixo de uma mesa de abrasão, em que, neste caso, é procedido com superestruturas associadas como cabeçote da peça de trabalho e cabeçote móvel (cada um desses não ilustrado). Essas duas modalidades são práticas normais na construção de máquinas de abrasão.

[0051] De acordo com a invenção é importante, que entre apeça de trabalho, isto é a árvore de manivela 3, e o rebolo 5 seja provido com um movimento relativo na direção do eixo Z ou do eixo ZM. Desse modo, são realizadas medições em diferentes níveis de medição com o equipamento de medição 1, de modo que o componente a ser medido pode ser medido precisamente em vários níveis longitudinais ao seu eixo e também o contorno externo desejado 10 completo pode ser medido, o que, até agora, não é o caso nos equipamentos de medição e nos sistemas de acordo com o estado da técnica.

[0052] Com isso, é evidente a partir da Figura 3, que oequipamento de medição 1 pode ser deslocado de modo axial paralelo em relação ao eixo de rotação 13 do rebolo 5 durante a abrasão, isto é, durante o ciclo de abrasão, automaticamente em vários níveis quaisquer de medição afastados um do outro, os quais decorre verticalmente em relação ao eixo longitudinal 14 do moente 2. A direção para esse movimento é indicada por meio da designação “ZM”.

[0053] Uma vez que o eixo ZM controlado por CNC éindependente do eixo Z controlado por CNC, durante a abrasão, o equipamento de medição 1 pode deslocar os níveis de medição automaticamente na direção do eixo ZM no moente 2 recém submetido à abrasão paralelo à direção do eixo do rebolo 5 sobre o moente 2. Com isso, é possível com o equipamento de medição 1 de acordo com a invenção, que as medições sejam executadas durante a abrasão nas respectivas posições de mancal recém submetidas à abrasão, isto é, durante o processo contínuo de abrasão, isto é, em um processo de medição em processo, em relação à forma cilíndrica, conicidade, convexidade e concavidade e os ajustes do rebolo 5 sejam também ainda corrigidos por meio do programa de abrasão durante a abrasão. Desse modo, com o processo de acordo com a invenção, são produzidas posições de mancal com elevada precisão, porque os resultados da medição em processo em relação à medição e a forma das posições de mancal a serem medidas são introduzidos no equipamento de controle e, com base nesses valores de medição, são produzidos contornos externos desejados 10 corrigidos. Desse modo, resulta em uma qualidade significativamente alta da área da peça de trabalho submetida à abrasão, isto é, das posições de mancal da árvore de manivela.

[0054] Na Figura 4, em uma vista em corte parcial, um trilhoguia do equipamento de medição 1 é representado ao longo do seu eixo ZM. O eixo ZM é disposto de modo perpendicular em relação ao nível do desenho. É indicado com uma seta dupla e com um “X”, que o eixo X ocorre ao longo do movimento do cabeçote do fuso de abrasão 4, porque o equipamento de medição 1 é disposto de modo fixo sobre esse cabeçote do fuso de abrasão 4 e, portanto, os movimentos do cabeçote do fuso de abrasão 4 é executado também ao longo do eixo X. Na Figura 4 é ilustrada, que a placa de base do equipamento de medição 1 é montado sobre uma guia por meio de um trilho guia 12 sobre o cabeçote do fuso de abrasão 4. No presente caso, uma guia é representada, a qual consiste em dois trilhos guia 12 e cada um é construído com guias de rolamentos lineares e guias de rolamentos esféricos com pré-tensão isenta de folga. No centro entre os trilhos guia 12, é ilustrado um acionamento de eixo por meio de um fuso de esfera em uma representação gráfica simplificada.

[0055] A Figura 5 representa uma vista em corte através doequipamento de medição 1 ao longo de um nível de corte A-A desenhado na Figura 4. O nível de corte se encontra embaixo de uma placa ajustável não ilustrada, a qual incorpora o primeiro mancal giratório do braço giratório do equipamento de medição 1.

[0056] Na Figura 5 são representados dois trilhos guia 12 comseus guias de rolamentos lineares e guias de rolamentos esféricos associados vistos de cima. Os guias de rolamentos lineares e guias de rolamentos esféricos são conectados de modo fixo à placa ajustável por meio de uma união aparafusada. No centro entre os trilhos guia 12, é representado o acionamento ajustável, o qual é, neste caso, um acionamento ao longo de um fuso esférico não detalhadamente representado, o qual é mancalizado separadamente e é acionado por meio de um acoplamento com um servomotor controlado por CNC. Em uma tal configuração do deslocamento ou movimento do equipamento de medição 1 na sua direção de eixo ZM é estável e ereta o suficiente a fim de poder assegurar automaticamente, em contexto com o controle CNC, uma posição com precisão elevada do equipamento de medição em quaisquer níveis de medição dispostos conforme a forma da superfície do moente submetido à abrasão em um número definido durante o processo de abrasão.

[0057] Na Figura 6 é ilustrado um moente de uma árvore demanivela 3 indicada com dois braços de manivela, em que a árvore de manivela 3 é submetida à abrasão por meio de um rebolo 5 com uma largura B. A largura B do rebolo 5 é de tal modo grande, que o comprimento L do moente a ser submetido à abrasão pode ser submetida à abrasão por meio da abrasão de corte por penetração. Além disso, são desenhados os eixos longitudinais 14 dispostos paralelamente um ao outro do moente o eixo de rotação 13 do rebolo 5. O arranjo de três níveis de medição do equipamento de medição não ilustrado é esquematicamente desenhado na região de intervenção do rebolo 8, em que o nível intermediário de medição entre os dois níveis de medição é caracterizado exteriormente por meio da seta dupla ZM, em que os dois níveis de medição limitam a área de medição. Por meio da ajustabilidade do equipamento de medição 1 ao longo do eixo ZM controlado por CNC, um deslocamento do nível de medição pode ocorrer continuamente na área total, a qual pode ser estabelecida conforme o design e a dimensão por meio da configuração do eixo ZM. O mancal representado possui em ambos os lados um chanfro do moente 2. No entanto, uma abrasão de corte por penetração para a produção de um contorno externo desejado 10 do moente 2 pode ocorrer também conforme a abrasão de corte por penetração em um tal caso, se, ao invés de um chanfro, é provido com raio de transição para ambas as superfícies planas.

[0058] Na Figura 7 também é ilustrado um mancal representadoparcialmente com um moente 2 entre os dois braços de manivela representados parcialmente de uma árvore de manivela 3. O moente 2 com um comprimento L do moente 2 é submetido à abrasão por meio de um rebolo 5 na região de intervenção do rebolo 8. A largura B do rebolo 5 é menor do que L, de modo que o rebolo 5 ao longo do seu eixo de rotação 13, o qual decorre de modo paralelo em relação ao eixo longitudinal 14 do moente 2, produz o contorno externo desejado 10 do moente 2, conforme a abrasão longitudinal. Por exemplo, seis diferentes níveis de medição percorridos na direção axial do eixo longitudinal 14 do moente 2, em que, a partir dos níveis de medição, são caracterizados, por exemplo, duas flechas duplas designadas por meio de ZM. Assim, o rebolo 5 é procedido, conforme a abrasão longitudinal, a partir da sua posição esquerda, a qual é representada na Figura 7, até a sua posição direita máxima, na qual o rebolo 5 é representado em linhas tracejadas. Em princípio, é também possível produzir o contorno externo desejado 10 do moente 2 com uma largura B, como ilustrada, do rebolo 5 por meio de dois procedimentos de abrasão de corte por penetração, ao invés de uma abrasão longitudinal descrita. Se for submetida à abrasão com pelo menos dois procedimentos de abrasão de corte por penetração, então as posições de mancal precisam ser submetidas à abrasão por meio de dois ou mais procedimentos efetuados por penetração um atrás do outro e justapostos. Os níveis diferentes de medição podem ser dispostos ao longo da largura total do mancal e ser iniciados continuamente. O número de níveis de medição, nos quais um procedimento de medição é realizado durante a abrasão, orienta- se assim conforme a precisão do contorno externo desejado 10 a ser obtido, como também conforme a sua forma.

[0059] Na Figura 8, um mancal é ilustrado com um moente 2entre dois braços representados parcialmente de uma árvore de manivela 3, a qual possui um comprimento L do mancal. As linhas tracejadas desenhadas devem esclarecer o que se entende por conicidade de um moente no âmbito desse pedido. Em primeiro lugar, a conicidade no moente 2 é submetida à abrasão por meio de um rebolo 5 especialmente destacado ou obliquamente assentado, em que, de acordo com a largura do rebolo ou o comprimento do moente 2 conforme a abrasão de corte por penetração ou a abrasão longitudinal ou a abrasão dupla de corte por penetração, pode ser produzido o contorno externo do pivô de mancalização. Por meio de um número correspondente dos níveis de medição e modalidades das medições correntes durante a abrasão, isto é, uma execução de uma assim chamada medição em processo, uma forma cônica com elevada precisão de um moente pode ser submetida à abrasão, sem que, no final da abrasão, em circunstâncias como é no caso do estado da técnica, seja preciso estabelecer durante a medição após a abrasão, que o contorno externo cônico é muito menor em comparação com o contorno desejado a ser obtido e, com isso, a árvore de manivela inteira se torne uma mercadoria com defeito.

[0060] Por razões de carga, bem como, por exemplo, porcritérios técnicos de lubrificação, a forma de um moente 2 também pode ser convexa ou côncava. Isso é representado na Figura 9, em que as linhas cheias representam a forma convexa do moente 2 e a linha tracejada representa uma forma côncava. O moente 2 possui chanfro em sua passagem para os braços da árvore de manivela 3. Com o auxílio do processo de medição de acordo com a invenção em conexão com o processo de abrasão, por meio do qual os valores de medição obtidos no processo corrente são inseridos no controle para o ajuste do rebolo, com isso, quase qualquer contorno externo desejado 10 de um moente pode ser submetido à abrasão, isto é, também de um moente 2, em que uma elevada precisão do respectivo moente a ser submetido à abrasão pode ser alcançada.Lista dos números de referência1 Equipamento de medição2 Moente 3 Árvore de manivela4 Cabeçote do fuso de abrasão5 Rebolo6 Centro da árvore de manivela7 Sensor de medição8 Região de intervenção do rebolo9 Zona de contato10 Contorno externo desejado11 Superfícies de medição12 Trilho guia13 Eixo de rotação do rebolo14 Eixo longitudinal do moente15 Elemento táctilB Largura do reboloL Comprimento do moente

Claims

1. Método para a medição e produção de um contorno externo desejado (10) pelo menos de uma área de uma peça de trabalho, particularmente de uma árvore de manivela (3), em relação às dimensões e forma, por meio da abrasão longitudinal ou da abrasão de corte por penetração por meio de um rebolo (5) possuindo um eixo de rotação em um centro de abrasão com controle CNC para o seu eixo X direcionado de modo retangular, relativo à extensão longitudinal de uma área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão, o método caracterizado pelo fato de que:a) é medido um contorno real na peça de trabalho;b) os valores de medição das dimensões e da forma são registrados por meio de um equipamento de medição (1), durante a abrasão, em pelo menos dois níveis de medição que se encontram na região de engate do rebolo, que se estendem transversalmente em relação à extensão longitudinal da respectiva área da peça de trabalho, e que ficam afastados um do outro, rebolo;c) os níveis de medição são produzidos por meio de um movimento relativo entre a área da peça de trabalho e o equipamento de medição (1) longitudinal ao eixo de rotação na direção longitudinal da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão de uma direção configurada dos eixos Z em relação ao movimento do rebolo (5) em direção ao eixo Z durante a abrasão;d) os valores de medição são transmitidos ao controle CNC; ee) o controle CNC é de tal modo controlado, que eventuais desvios existentes do contorno desejado são corrigidos e o contorno desejado da respectiva área da peça de trabalho (2) é submetido à abrasão de maneira adaptativa com base nos valores de medição registrados para os respectivos níveis de medição de uma área da peça de trabalho.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que as áreas da peça de trabalho (2) são medidas em relação à circularidade, cilindricidade, conicidade, convexidade e/ou concavidade ao longo da distância de pelo menos dois níveis de medição afastados na área da peça de trabalho (2), em que os níveis medidos são regulados continuamente.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que a peça de trabalho é prendida de maneira estacionária em relação ao seu eixo longitudinal (6) e o equipamento de medição (1) na direção do eixo longitudinal (6) é movido no respectivo nível de medição.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato de que o equipamento de medição (1) é disposto sobre o cabeçote de abrasão (4) e é movido, em relação a este cabeçote, na direção do eixo Z para a medição em diferentes níveis de medição.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o movimento do equipamento de medição (1) ocorre por meio de um acionamento elétrico, o qual é controlado de modo livremente programável.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o equipamento de medição (1) é movido de modo hidráulico ou pneumático na direção Z.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é medido durante a abrasão, particularmente durante abrasão de acabamento.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é medido durante o avanço interrupto do rebolo e, durante a medição, o rebolo (5) permanece em uma posição de parada, até que a medição seja efetuada.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que os valores de medição são registrados após a abrasão final, o contorno medido da peça de trabalho é avaliado e, durante a abrasão da próxima peça de trabalho, uma correção eventualmente necessária do contorno é realizada por meio do controle CNC do rebolo (5).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a forma desejada da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão é produzida por meio da oscilação do rebolo (5) em um nível horizontal em torno de um eixo controlado por CNC, em que o nível se situa horizontalmente em relação ao eixo central da peça de trabalho.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a forma desejada da área da peça de trabalho é submetida à abrasão por meio de um programa de abrasão introduzido no controle CNC.

12. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a forma desejada da área da peça de trabalho a ser submetida à abrasão é produzida por meio do rebolo (5) previamente retificado com um disco de retificação, correspondentemente à forma desejada, e, por meio de nova retificação do rebolo, a área da peça de trabalho é submetida à abrasão em um modo corrigido.

13. Máquina de abrasão para a realização do método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, com um equipamento de medição (1) para a medição de dimensões e de forma, tal como a circularidade das áreas da peça de trabalho (2) de uma área de uma peça de trabalho circulante em torno do centro, particularmente de uma árvore de manivela (3), com um eixo longitudinal central, a máquina de abrasão caracterizada pelo fato de que compreende:a) um rebolo (5) mancalizado em um cabeçote do fuso de abrasão (4), em que o rebolo, durante a abrasão, efetua abrasão com movimento simultâneo de avanço na direção de um eixo X, b) em que o equipamento de medição (1) é disposto sobre o cabeçote do fuso de abrasão (4) e é de tal modo configurado, que um sensor de medição (7) pode ser movido em uma zona de contato (9) na área da peça de trabalho (2), a zona de contato situada na região de intervenção do rebolo (8), o sensor de medição podendo girar, nessa configuração de contato, na direção do eixo longitudinal central da peça de trabalho, em níveis de medição, formados durante a abrasão, livremente programáveis e dispostos transversalmente ao eixo longitudinal (10) da área da peça de trabalho (2) em direção ao eixo longitudinal central da peça de trabalho.

14. Máquina de abrasão, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o sensor de medição (7) possui duas superfícies de medição (11) dispostas no modo de um prisma, em que, durante a medição, encostam respectivamente na área da peça de trabalho (2) na zona de contato (9).

15. Máquina de abrasão, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que o equipamento de medição pode ser deslocado de modo hidráulico, pneumático ou elétrico.

16. Máquina de abrasão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizada pelo fato de que o equipamento de medição (1) pode ser deslocado sobre o cabeçote de abrasão (4) controlado por CNC.

17. Máquina de abrasão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizada pelo fato de que o rebolo (5) possui uma largura correspondente ao comprimento da área da peça de trabalho (2).

18. Máquina de abrasão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizada pelo fato de que o rebolo (5) possui uma largura (B), a qual é menor do que o comprimento (L) axial da área da peça de trabalho (2), e executa a abrasão longitudinal ao longo do eixo de rotação (13), na extensão da direção axial longitudinal do eixo longitudinal da peça de trabalho.

19. Máquina de abrasão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizada pelo fato de que o equipamento de medição (1) mede de tal modo vários níveis de medição das respectivas áreas da peça de trabalho, particularmente dos moentes, suas dimensões, que pode ser mensurada uma forma cônica, convexa ou côncava e pode ser produzida com base nos valores de medição.