CH678031A5 - - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Festlegen, Einstellen und Überwachen der Betriebszustande einer Werkzeugmaschine, die entsprechende Steuerorgane aufweist, eine Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs einer Werkzeugmaschine sowie eine Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs einer Honmaschine.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einrichten eines Honvorganges, insbesondere eine Vorrichtung zum Festlegen, Einrichten und Überwachen der Betriebsbedingungen einer Honmaschine nach Werkstückparametern und gespeicherten Daten.

Es sind verschiedene Geräte zum Honen oder Ziehschleifen von Oberflächen wie zylindrischen Flächen bekannt. Grösstenteils sind diese Geräte mechanischer Art, sier erfordern laufend eine beträchtliche Aufmerksamkeit seitens einer Bedienungsperson, und die Qualität der ausgeführten Arbeit hängt wesentlich von der Erfahrung und den Fähigkeiten der Bedienungsperson ab. Die Bedienungsperson beeinflusst den Honvorgang bei den bekannten Geräten beispielsweise beim Installieren und Entfernen der zu honenden Teile, der Auswahl einer gewünschten Honausrüstung wie des Domes und durch Einstellen des Weges des Honsteines, der Hubbewegung und Frequenz, der Dom-Umdrehungsgeschwindigkeit, den Bedingungen zur Beendigung des Honvorganges und in manchen Fällen durch das festzulegende und aufrechtzuerhaltende Drehmoment, um eine bestimmte Werkstoffabnahme zu erzeugen, wobei die Möglichkeit einer Beschädigung der Honmaschine, der Steine und der Dorne zu berücksichtigen ist Die bekannten Geräte erfordern daher eine beträchtliche Aufmerksamkeit und Erfahrung der Bedienungsperson beim Einrichten und während des Honvorganges. Darüber hinaus müssen weitere Bedingungen beachtet werden, um ein Werkstück richtig einzurichten und zu honen. Diese Bedingungen schliessen die Wahl der Maschinenkomponenten, die Eigenart und Härte der zu honenden Werkstücke, die Menge an abzunehmendem Material, den Typ und die Grösse des zu verwendenden Domes und dessen Einstellbereich, -die Auswahl eines geeigneten Schleifmittels und ähnliches ein. Das zum Einrichten und Durchführen des Vorganges erforderliche Geschick und die erforderliche Aufmerksamkeit und Erfahrung des Bedienungspersonales trägt wesentlich zu den Kosten des Honens und zu der Genauigkeit und Gleichmäs-sigkeit der hergestellten Teile bei.

Seit vielen Jahren und für viele Zwecke sind numerisch gesteuerte (NC) Werkzeugmaschinen der verschiedensten Arten in Gebrauch. Neuerdings werden oft auch numerisch rechnergesteuerte (CNC) Werkzeugmaschinen verwendet. Viele dieser Maschinen verwenden eine selbstanpassende Regelung in der Art einer Rückkoppelregelung zur Änderung bestimmter Maschinenparameter für eine Kompensation geänderter Bedingungen und zur Verbesserung der Arbeitsweise. NC- und CNC-Maschinen erfordern im allgemeinen Fertigungsingenieure und/oder NC-Ingenieure, um die verschiedenen Maschinenparameter einzuprogrammieren, wobei oft Daten aus Handbüchern und/oder die Erfahrung von Bedienungspersonen und Programmierern dazu nötig sind, um die Maschine die erforderlichen Arbeiten an einem bestimmten Werkstück ausführen zu lassen. Die so erzeugten Eingabedaten sind auf Lochstreifen, in magnetischen oder anderen Permanentspeichern gespeichert und werden in einer Bibliothek für den späteren Gebrauch aufbewahrt.

Derzeit werden in der Fertigung immer kleinere Losgrössen verlangt, da die Industrie auf die zeitgleiche Herstellung von Komponenten zusteuert. Auch macht die sich schnell ändernde Technologie und das daraus folgende schnelle Veralten von hergestellten Teilen grosse Losgrössen kostspielig und unerwünscht. Diese und andere Faktoren beeinflussen die Fertigungsgemeinkosten besonders im Bereich der NC- und CNC-Herstel-lung erheblich.

All die oben erwähnten Probleme und Anforderungen werden mittels einer Steuereinrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst sowie mit einer Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebes einer Werkzeugmaschine gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 15 sowie mittels einer Vorrichtung mit einer Steuerreinrichtung zur Steuerung des Betriebes einer Honmaschine gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 18.

Die vorliegende Erfindung ist dafür vorgesehen, die Fertigungsproduktivität durch einen neuen Aufbau und eine neue Arbeitsweise einer rechnergesteuerten Vorrichtung zum präzisen Dimensionieren und Endbearbeiten eines Werkstückes wie einer Honmaschine zu verbessern, so dass die Fertigungsgemeinkosten einschliesslich der personellen Anforderungen beim Maschineneinrichten und Maschinenbetrieb wesentlich verringert sind. Dies wird deshalb möglich, da die entsprechende rechnergesteuerte Maschine keine ständigen besonderen Programmieranforderungen und Handbuchdaten oder Bedienererfahrungen für jeden Honvorgang erfordert. Das heisst, dass bei der vorgeschlagenen Vorrichtung manche, wenn nicht die meisten dieser Informationen und Daten in der Maschinen-Software und in der Programmierung enthalten sind oder davon berechnet werden. Dazu erfordert der vorliegende Aufbau lediglich die Eingabe von Daten bezüglich des Werkstückes, die manchmal als Blaupausdaten bezeichnet werden, und die Steuerung selbst bestimmt aus den Werkstückparametern und den gespeicherten Daten die Betriebsparameter der Maschine. Bei der vorliegenden Vorrichtung sind auch keine Programmbibliotheken für verschiedene Arbeiten mehr nötig, da diese durch die Eingabe von Daten für jede Arbeit und das Programm selbst ersetzt werden. Es kann jedoch auch eine Programmbibliothek angelegt werden, wenn dies gewünscht ist.

Erfindungsgemäss kann die Bedienungsperson oder ein Einsteller für eine Honmaschine für jeden Werkstücktyp schnell und einfach Daten eingeben. Die meisten dieser Daten stehen aus Werkzeichnungen oder Blaupausen zur Verfügung und kön-

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nen direkt in die interaktive Maschinensteuerung eingegeben werden. Die Steuerung nimmt solche Daten wie ein erwünschter Enddurchmesser einer Bohrung, der Anfangsdurchmesser einer Bohrung, die Länge einer Bohrung, das Material des Werkstückes, die Härte des Materiales, die erwünschte Oberflächengüte einschliesslich des Kreuzschraf-furmusters, die Losgrösse und andere Informationen an. Wenn die Werkstückparameter eingegeben wurden, bestimmt der Rechner die entsprechenden Maschinenparameter, die zur Überprüfung durch die Bedienungsperson angezeigt werden. Die Maschinenfunktionen werden durch den Rechner gesteuert, wobei die berechneten Maschinenparameter die Betriebsparameter und die zugehörigen Maschinen-Steuersignale für den jeweiligen Honvorgang festlegen. Diese Betriebsparameter und entsprechenden Maschinen-Steuersignale sind beispielsweise die Spindeldrehzahl, die Hubrate, der Vorschub, die Hublänge, die Hubposition in der Bohrung und die Werkzeugwahl. Die Steuerung steht dabei in Wechselwirkung mit den eingegebenen Daten, gespeicherten Daten und gespeicherten Formeln und Algorithmen, um bestimmte Maschinenparameter festzulegen. Die Maschinenparameter schliessen beispielsweise die Spindeldrehzahl, die Hublänge und -rate, den Vorschub und Grenzdaten zum Schutz gegen Überlast für jedes Werkzeug ein. Die Steuerung sorgt auch für eine optische Anzeige für die Bedienungsperson bezüglich verschiedener Daten einschliesslich der Werkstückmasse, des relativen Schnitt-Drehmoments und die Anzahl der in einem bestimmten Los zu bearbeitenden Werkstücke. Die Steuerung ist dafür ausgelegt, das Schnitt-Drehmoment zu erfassen, das ein Mass für die Last am Dorn ist, und es mit gegebenen Werkzeug-Grenzwerten zu vergleichen, die Teil der Funktion der Steuerung sind, um erforderlichenfalls die Bedienungsperson vor drohenden Problemen aufgrund einer Überlast oder dergleichen zu warnen.

Da die Maschinensteuerung software-program-miert ist, kann sie die verschiedenen einzustellenden Maschinenparameter unter Verwendung gespeicherter Daten wie zum Beispiel Daten aus gespeicherten Nachschlagetabellen und Berechnungen bestimmen. Diese gespeicherten Daten und vom Rechner durchgeführten Berechnungen können in nahezu der gleichen Weise verwendet werden, in der ein NG-Programmierer Handbuchdaten und seine Erfahrung zum Erreichen bestimmter Maschinenparameter verwenden würde. Darüber hinaus können bei der vorliegenden Vorrichtung die Nachschlagetabellen und andere Informationen in der Software leicht modifiziert und von Zeit zu Zeit erneuert werden, wenn neue Informationen verfügbar sind. Ein Benutzer oder Bediener, dem die erneuerte Software zur Verfügung steht, hat daher immer die allerneuesten Daten einschliesslich Daten zur Endbearbeitung verfügbar, und er ist nicht auf Ingenieure oder andere zum Programmieren und Umprogrammieren der Maschine für jede neue Arbeit angewiesen.

Während des Betriebes der Maschine werden bestimmte Maschinenparameter überwacht, um bestimmte Bedingungen aufrechtzuerhalten und erforderlichenfalls eine Nachstellung vorzunehmen. Diese Parameter sind beispielsweise die Position des Konus oder Kegelstücks, der bzw. das für einen radialen Vorschub der Schleifelemente verwendet wird, das während des Metallabtragens erzeugte Drehmoment, um den Betrieb zu stoppen oder zu unterbrechen, wenn das Drehmoment einen Sicherheitswert übersteigt, die Temperatur des Werkstückes und/oder der Werkzeughalterung, wobei die so gesammelten Daten dazu verwendet werden können, die Kegelstückposition zur Kompensation der thermischen Expansion nachzustellen. Die Daten werden weiter dazu verwendet, zeitliche und Verschiebungscharakteristiken einschliesslich der Hubkennlinie des Hubmechanismus zu kompensieren, um die gewünschten Geschwindigkeiten der sinusförmigen oder anderen zeitlichen Verschiebungskurven aufrechtzuerhalten und entsprechend zur Aufrechterhaltung einer konstanten Relativgeschwindigkeit zu der zu bearbeitenden Werkstückfläche einzustellen. Am Ende eines Honzyklus kann die Position des Werkzeuges, wie es oft geschieht, für eine bestimmte Zeitdauer fixiert werden, die gross genug ist, um Spannungen abzubauen, die während des Honvorganges im Werkstück aufgebaut wurden. Dieser Teil der Arbeitsfolge wird manchmal als «Ausfunken» bezeichnet. Die endgültige Oberflächengüte und Geometrie einer Bohrung wie die Rundheit, die Geradheit oder Zylin-drizität und das Endmass wird in diesem Endschritt erreicht.

Die rechnergesteuerte Honmaschine der beschriebenen Art ermöglicht es somit, Konstanz und Genauigkeit bei Werkstücken zu erhalten, die in grossen oder kleinen Losgrössen hergestellt wurden, wobei dies automatisch erreicht wird. Alle Werkstücke in jedem Los haben somit das gewünschte Mass und die gewünschte Oberflächengüte, so dass die hergestellten Werkstücke gleich-mässiger und so massgenau wie vorgesehen produziert werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet eine Anordnung mit geschlossenem Regelkreis, um die Parameter des Honvorganges festzulegen und zu steuern, was dem gesamten Vorgang wesentliche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Hongeräten und Honvorgängen gibt, die die Arbeitsbedingungen für die Maschine nicht aus einer solchen geringen Anzahl von Eingabedaten ableiten und danach steuern können. Bei dem erfindungsgemässen Aufbau können darüber hinaus Änderungen berücksichtigt werden, die während des Honvorganges auftreten, wie Abrieb des Steines, Kegelstückverschiebungen, die Temperatur und andere Effekte, die alle dazu führen, die Werkstoffabnahme einschliesslich der Werkstoffabnahme pro Hub zu begrenzen oder zu ändern. Das ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Maschine mit einer festen Durchmessereinstellung für ein Werkzeug mit einer Arbeitsfläche aus einem Super-Schleifmaterial arbeitet. Das weit verbreitete Diamanträumen und einfache Durchhonen hat in dieser Beziehung zwar einige Vorteile, jedoch bei weitem keinen so grossen Arbeitsbereich wie er mit dem erfindungsgemässen

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Aufbau möglich ist, und bei einfach durcharbeitenden Geräten liegt das Werkzeug nur für sehr kurze Zeit am Werkstück an, wobei oft nur wenige oder überhaupt keine Mehrfachhübe erfolgen. Der er-findungsgemässe Aufbau überwindet diese und andere Beschränkungen des bekannten Standes der Technik, und die erfindungsgemässen Verbesserungen können auf vielen Arten von Maschinen angewendet werden, einschliesslich solcher, die als Schleifmittel Diamantteilchen, Teilchen des kubischen Bohrnitrids oder ähnliche Substanzen benutzen. Der erfindungsgemässe Aufbau ist auch besonders zur Anwendung bei Mehrfachhub-Honvorgängen geeignet, wodurch die gleiche hohe Genauigkeit wie beim einfachen Durchhonen erreicht werden kann, während gleichzeitig ein breiterer Bereich an Hondurchmessern pro Werkzeug und der Werkstoffabnahme zur Verfügung steht als der, der durch einfaches Durchhonen und Honen mit herkömmlichen Hongeräten einschliesslich solcher mit gesinterten Schleifmitteln möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine rechnergesteuerte Honmaschine zu schaffen, die genau vorab eingestellt werden kann, wobei eine ganze Anzahl verschiedener Arbeits- und Umgebungsbedingungen und Parameter berücksichtigt werden kann und womit die Produktion konstant genau bemasster Werkstückflächen mit minimaler Aufmerksamkeit, Kenntnis und Erfahrung eines Bedie-ners möglich ist

Dabei soll es wirtschaftlich durchführbar sein, auch relativ kleine Lose von Werkstücken genau zu bearbeiten.

Auch soli die Einsteltprozedur der Maschine weitgehend vereinfacht sein, ohne dass für jedes verschiedene Werkstück ein Programm aus einer Programmbibliothek und für jede verschiedene Arbeit Einstelldaten von einem Lochband, einem magnetischen Medium oder einem anderen nichtflüchtigen Speicher erforderlich sind.

Der Einfluss der Bedienungsperson auf den Honvorgang soll darüber hinaus so klein wie möglich sein, um die Genauigkeit der bearbeiteten Werkstücke zu steigern.

Der Arbeitsbereich der Hondorne bezüglich bekannter Aufbauten einfach wirkender SuperSchleifwerkzeuge soll wesentlich erhöht sein.

Des weiteren sollen bei der Erstellung der Einstellprozedur und der Daten zur Steuerung bestimmter Honvorgänge für bestimmte Werkstücke keine Fertigungs- und NC-lngenieure erforderlich sein, wozu auch die Beseitigung des Erfordernisses von Nachschlage-Handbüchern und anderen Datenquellen für die Bedienungsperson gehört, da alles in der Software oder anderen Speichereinrichtungen der Honmaschine eingeschlossen ist.

Die Honmaschine soll mit vielen verschiedenen Arten von Hondörnen arbeiten können, die sowohl einen relativ grossen als auch einen relativ kleinen Bereich der Hondurchmesser-Einstellbarkeit haben.

Die Überwachung von Super-Schleifmitteln in Honmaschinen des Hubtypes soll ebenfalls verbessert werden, um den Arbeitsbereich davon zu erweitern.

Insgesamt soll Honen leichter zu programmieren und steuern und sicherer durchzuführen sein.

Zur Erreichung einer hohen Genauigkeit und Gleichmässigkeit in den Werkstückmassen und zur Überwindung des Nachteiles von Einfach-Hon-werkzeugen bezüglich des begrenzten Materialabtrages soll kein einfaches Durchhonen mehr erforderlich sein, sondern es soll die Erweiterungsmöglichkeit des Vorganges verbessert sein.

Die Honmaschine sollte nicht nur von erfahrenen und geübten Personen betätigt werden können.

Auch soll für mehrere der Funktionen und Einstellungen der Maschine für den Honvorgang einschliesslich der Wahl der Spindeldrehzahl, der Hubrate, des Vorschubes, der Hublänge, der Hubposition, der Werkzeugauswahl und der Temperaturkompensation eine automatische Steuerung and Kompensation möglich sein.

Die Bedienungsperson einer Honmaschine soll mehr Möglichkeiten bezüglich der Auswahl des Werkzeuges und der Betriebsparameter haben.

Schliesslich soll die Honmaschine in automatische Fertigungen (DNC oder CAM) integriert werden können.

Der Bediener einer rechnergesteuerten Maschine soll dabei auch die Möglichkeit der Optimierung der Betriebsbedingungen einschliesslich der Möglichkeit des Übergehens von der Maschine festgelegter Parameter haben.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiet der rechnergesteuerten Honmaschine wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer rechnergesteuerten Honmaschine mit der Anordnung verschiedener Maschinenkomponenten und dazu gehörender Sensoren zur Maschinenüberwachung;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Maschine der Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Ansicht der rechten Seite der Maschine gemäss Fig. 1 ;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der rechnergesteuerten Honmaschine; die

Fig. 5A und 5B zusammen ein Flussdiagramm für das Einrichten der Honmaschine;

Fig. 6 ein Flussdiagramm für den Betrieb der Maschine; die

Fig. 7 bis 22 einige der Anzeigen, die an einem Monitor des Rechners zur Steuerung der Honmaschine während des Einrichtens erscheinen; und die

Fig. 23 bis 25 typische Anzeigen, die während des Betriebes der Maschine erscheinen.

Die Erfindung betrifft somit eine rechnergesteuerte Honmaschine, die Betriebsparameter aus eingegebenen Daten ableitet, die auf Werkstückpara-meter und gespeicherte Daten bezogen sind. Da die vom Rechner erzeugten Betriebsparameter das Einstellen der Parameter für den Honvorgang steuern, kann die Honmaschine gleichmässiger und genauer gehonte Werkstückoberflächen mit einem wesentlich grösseren Bereich der Einstellbarkeit des Hondurchmessers (besonders im Vergleich zum Ein-fach-Durchhonen) in einem Honvorgang erzeugen. Bisher spielten die Erfahrungen und Fähigkeiten des Bedieners eine Hauptrolle bei der Qualität, Ge5

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nauigkeit und Gleichmässigkeit des Fertigproduktes. Von diesen Erfahrungen und Fertigkeiten eines Bedieners ist man nun, wenn überhaupt, wesentlich weniger abhängig.

Der eigentliche Maschinenteil der Honmaschine kann viele Komponenten der bekannten Honmaschinen enthalten, wie beispielsweise bekannte Hondorne, bekannte Einrichtungen für die Hubbewegung des Domes, bekannte Einrichtungen für den radialen Vorschub und das. Zurückziehen von Werkstückhaltern und bekannte Schleifmittel einschliesslich besonderer Super-Schleifmittel mit superharten Schleifpartikeln wie Diamantteilchen, kubischem Bohrnitrid und dergleichen.

Viele der Betriebsbedingungen für das Honen wurden bisher nur in Abhängigkeit von den Erfahrungen und Fähigkeiten der Bedienungsperson berücksichtigt. Dies schliesst solche Dinge wie Werkstückänderungen aufgrund von Temperaturänderungen, Änderungen im Maschinendrehmoment, durch die Wahl eines Schleifmittels hervorgerufene Änderungen, Abnützung von Maschinenteilen einschliesslich der Vorschubeinrichtung und der Steine oder anderen Schleifmittel, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Hubbewegung und die Art einschliesslich der Härte und Widerstandsfähigkeit des zu bearbeitenden Teiles ein. Es gab bisher keine Möglichkeit, diese und andere Variable exakt zu berücksichtigen und vorauszusagen und für Änderungen geeignete Nachstellungen vorzunehmen. Es war auch nicht möglich, genaue Änderungen während des Betriebes der Honmaschine vorzunehmen, mit dem Ergebnis von Abweichungen und Ungenauigkeiten von einem Werkstück zum anderen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals eine Honmaschine derart rechnergesteuert, dass der Einrichtvorgang wesentlich vereinfacht wird und dass der Bediener in der Lage ist, Änderungen und Variationen zu berücksichtigen, die während des Honvorganges auftreten können, so dass in vielen Fällen eine Nachstellung zur Kompensation solcher Effekte möglich ist. Alles, was der Bediener bei dem vorliegenden Aufbau zu tun hat, ist einige Grössen einzugeben, die gewöhnlich aus einer Blaupause oder einer anderen Datenquelle ohne weiteres zur Verfügung stehen. Der Rechner verwendet diese Eingaben zur Festlegung aller erforderlichen Betriebsbedingungen und Parameter, so dass vom Bediener normalerweise keine weitere Tätigkeit gefordert wird.

Die in der Fig. 1 gezeigte Honmaschine 30 steht stellvertretend für viele Arten solcher Maschinen einschliesslich vertikal und horizontal orientierter Honmaschinen, die wie beschrieben rechnergesteuert werden können. Die gezeigte Horizontal-Honma-schine dient nur zur Erläuterung. Die Honmaschine 30 weist einen Dorn 32 auf, der an einem Spindel-Einsatzstück 34 angebracht ist, das manchmal als Spindelkegel oder Spindeikopf bezeichnet wird und das entweder über Zahnräder oder Antriebsriemen von einem Antriebsmotor 36 angetrieben wird. In der Zeichnung ist die Achse des Antriebsmotors 36 zu der Achse des Domes 32 versetzt, und es ist ein Antriebsriemen 38 vorgesehen.

In den Fig. 1 bis 3 ist das Werkstück oder die Werkstückhalterung 42 mit einer Hubeinrichtung 40 versehen, die dem Werkstück eine hin- und hergehende Bewegung erteilen kann, wobei das Werkstück durch die Halterung 42 an der Maschine 30 gehalten ist. Statt dessen kann auch der Dorn hin-und herbewegt werden, während das Werkstück in einer festen axialen Stellung gehalten wird. Beide Arten von Hubmechanismen sind in der Industrie üblich.

Der Dorn 32 wird somit vom Antriebsmotor 36 über den Antriebsriemen 38 in Drehung versetzt. Der Antriebsmotor 36 weist einen ersten Sensor 44 zum Erfassen der Spindeldrehzahl und einen zweiten Sensor 46 zum Erfassen der Spindeilast oder des Spindeldrehmomentes auf. Es stehen zu diesem Zweck verschiedene Arten bekannter Drehzahl-und Drehmomentsensoren zur Verfügung, und die Sensoren können wie gezeigt am Motor 36 oder auch an oder in Verbindung mit der Spindel 32 angebracht sein. Die Anordnung und die Art der Sensoren für diesen Zweck ist an sich bekannt und liegt in der Hand des Maschinenherstellers. Die Hubeinrichtung 40 besitzt einen Hubpositionssensor 48, der ein Ausgangssignal abgibt, das sich mit der Position der Hubeinrichtung relativ zum Dorn 32 ändert. Wenn statt dessen der Dorn eine Hubbewegung ausführt, ändert sich das Sensor-Ausgangs-signal natürlich mit der Position des Dorns relativ zum Werkstück oder dessen Halterung.

Während des Honvorganges wird ein Vorschubstab oder Kegelstück 50 in den Dorn 32 hinein bewegt, um den Hondurchmesser radial zu vergrös-sern und den Dorn zusammenzuziehen. Einer der wesentlichen Vorteile des vorliegenden Aufbaues über die bekannten Geräte wie Einfach-Durchhon-geräte ist es, dass der vorliegende Aufbau einen solchen Vorschubstab oder ein solches Kegelstück aufweist, das sich in den Dorn hinein bewegt und den Durchmesser des Dorns 32 während des Honvorganges erhöht. Dies wird im gleichen Mass durchgeführt, wie Material vom Werkstück abgenommen wird, um das Schleifelement unter Druck in Eingriff mit dem Werkstück zu halten, bis der gewünschte Enddurchmesser erreicht ist. Mit den bekannten Einfach-Durchhoneinrichtüngen ist es nicht möglich, den Hondurchmesser während des Honvorganges zu ändern, sondern es kann nur vor dem Honvorgang zur Festlegung der gewünschten Materialabnahme der Hondurchmesser vorab eingestellt werden. Aus diesem Grund sind bekannte Dorne für das Einfach-Durchhonen, insbesondere jene mit Super-Schleifmitteln, über fast ihre gesamte Länge konisch ausgeführt, um die Menge an Material, das vom Werkstück zur Festlegung eines gewünschten Durchmessers und einer gewünschten Oberflächengüte abgenommen werden kann, zu steuern. Während des Honvorganges ist beim Einfach-Durchhonen keine Einstellung des Hondurchmessers mehr möglich, was den Nutzen dieser Geräte einschränkt und die Menge an Material, die von einer Werkstückoberfläche abgetragen werden kann, klein hält. Gewöhnlich wurde keine mehrfache Hin- und Herbewegung ausgeführt.

Bei der vorliegenden rechnergesteuerten Hon-

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maschine ist es möglich, Daten von Blaupausen oder andere Daten in eine Rechner-Eingabeeinrichtung wie einer Tastatur 54 (Fig. 4) oder einem berührungsempfindlichen Bildschirm einzugeben, während Darstellungen zum Einstellen an einem Monitor 55 erscheinen. Wenn die Eingabe abgeschlossen ist, bestimmt der Rechner aus den eingegebenen Einfachdaten, gespeicherten Nachschlagetabellen, Formeln und Algorithmen alle diejenigen Parameter und Betriebsbedingungen, die erforderlich sind, um den gewünschten Honvorgang auszuführen, wie beispielsweise Informationen über den Weg des Kegelstückes, der zum Erweitern des Domes erforderlich ist, über die Endposition des Kegelstückes, wenn der Honvorgang abgeschlossen ist und ausgefunkt wird, und über das gewünschte Muster von Hubbewegungen und Einstellungen, die auf den Abmessungen des zu bearbeitenden Werkstückes basieren. Die Maschine bewertet auch den Drehmomentzustand und berechnet die zur Ausführung des gewünschten Honvorganges erforderliche Spindeldrehzahl, die Wahl des gewünschten Werkzeuges einschliesslich des vom Werkzeug und der Art des Schleifmittels abgedeckten Durchmesserbereiches. Es ist ebenso möglich, eine Temperatu-rer-fassungseinrichtung zu verwenden, die vorzugsweise die Temperatur des Werkstückes im Unterschied zum Werkstückhalter oder der Halterung erfasst, um Ungenauigkeiten im Honvorgang aufgrund des Anstieges der Temperatur, der während des Honvorganges im Werkstück erfolgt, auszugleichen. Die Maschine erhält also bestimmte Anfangsinformationen, aus denen alle Informationen über die verschiedenen Maschinenzustände und Parameter abgeleitet werden, so dass die Bedienungsperson keine auf Erfahrung oder anderem basierende Abschätzungen vorzunehmen braucht, und wobei die Bedienungsperson sich nicht auf Handbuchdaten beziehen muss, die in der vorliegenden Maschine in der Software eingeschlossen sind und wie bereits erwähnt von Zeit zu Zeit erneuert werden können, sobald neue Informationen verfügbarsind.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild für die rechnergesteuerte Honmaschine 30. Die Schaltung der Fig. 4 enthält eine Tastatur/Manitoreinheit 54, die von herkömmlichem Aufbau sein kann und eine Tastatur zur Eingabe von Daten und Steuersignalen sowie eine Anzeige 55 aufweist. Alternativ kann die Tastatur auch die Form von vorprogrammierten Tastbildschirmblöcken haben, die die Bedienungsperson berührt, um die Eingabe der erforderlichen Daten auszuführen. Die Tastatur/Anzeigeeinheit 54 ist mit einem Mikroprozessor 56 oder einer anderen Rechnereinheit verbunden, die die Hauptsteuerung der betreffenden Maschine darstellt. Der Mikroprozessor 56 kann von herkömmlicher Art sein, beispielsweise ein Mikrorechner, der ein modifiziertes und/oder so programmiertes Standard-Betriebssystem hat, dass die in dieser Beschreibung umris-senen verschiedenen Bedingungen und Parameter erfüllt werden, oder es kann auch ein auf diese Bedingungen zugeschnittener Mikroprozessor mit einem angepassten Betriebssystem sein. Weiches System jedoch auch verwendet wird, es sollte mit den in der DNC- oder der CAM-Umgebung gebräuchlichen Datenübertragungsprotokollen kompatibel sein. Der Mikroprozessor 56 ist mit verschiedenen Steuerungen und Sensoren in der Honmaschine verbunden, so mit einem Spindelantrieb 58, einer Hubeinheit 60, einer Vorschubeinheit 52, einer Werkstück-Temperatureinheit 61, mit anderen Vorrichtungen 63 und mit den erforderlichen Hauptsensoren wie dem Sensor 44 zur Erfassung der Spindeldrehzahl, dem Sensor 46, der auf die Spindellast oder das Spindeldrehmoment anspricht, dem Sensor 48, der die Position des Hubmechanismus beim Hubvorgang feststellt, einem Sensor 92, der die Position des Kegelstückes erfasst, und einem Sensor 90, der die Temperatur des Werkstückes oder der Werkstück-Halterung feststellt. In Verbindung mit dem Hubpositionssensor 48 ist anzumerken, dass es während eines typischen Honvorganges erforderlich ist, den Dorn 32 oder den Hubarm oder die Halterung 42 in einer bestimmten Anfangsposition für den Hub anzuordnen, so dass sich während der Hubbewegung die Position des Domes 32 über den erwünschten axialen Bereich erstreckt, um den eigentlichen Honvorgang auszuführen.

Der Mikroprozessor 56 ist darüber hinaus mit einer Ein/Ausgabeeinheit 62 verbunden, die mehrere Ausgangsverbindungen hat, die dazu verwendet werden, verschiedene Elemente der Honmaschine zur Festlegung der erwünschten Betriebsbedingungen zu steuern. Die Ausgangssignalleitungen schliessen eine Spindelfreigabeverbindung 64, eine Hubfreigabeverbindung 66, eine Vorschubfreigabeverbindung 68 und andere Verbindungen wie eine Vorschubrichtungssteuerleitung ein. Verschiedene andere Ausgangs-Verbindungsleitungen sind möglich und können zur Steuerung anderer Maschinenfunktionen verwendet werden. Die Ein/Ausgabeeinheit 62 enthält auch einen Kommunikationsabschnitt zur Verbindung der Tastaturanzeige oder anderer Eingabeeinrichtungen und verschiedener anderer externer Geräte wie einer Nachmesseinrichtung, einer automatischen Zuführung und anderen zugeordneten Bedienungsfeldern. Beispielsweise ermöglicht es-eine Nothaltleitung 72 der Bedienungsperson, die Maschine in einer Notsituation sofort anzuhalten. Eine Langsamvorschubleitung 74 und eine Langsamrücknahmeleitung an der Maschine erlauben es der Bedienungsperson, die Zuführeinheit zum Erweitern und zum Zusammenziehen des Honwerkzeuges manuell in Betrieb zu setzen. Eine manuelle Hubsteuerung erlaubt es dem Bediener, den Hubmechanismus manuell für eine Hubbewegung in jeder Richtung mit einer gewünschten Geschwindigkeit auszulösen. Auch kann eine Ausgangspositionssteuerung vorgesehen werden, so dass die Bedienungsperson manuell eine Bezugsposition angeben und einstellen kann, von der aus die Vorschubposition zu bestimmen ist. Bei Betätigung dieser Steuerung wird die Zuführposition auf Null eingestellt. Die gleiche Steuerung kann auch dazu verwendet werden, das Zurückziehen der Vorschubeinheit in einer manuellen Betriebsart zu begrenzen. Eine Vorschubsteuerung wird verwendet, wenn es er5

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wünscht ist, einen Grenzschalter zu aktivieren, der den Vorschub der Vorschubeinheit in der manuellen Betriebsart begrenzt, und diese Steuerung kann ein Signal abgeben, das auf einen hohen Pegel bzw. die logische «1 » geht, wenn der Spindelantrieb in einem Bereitschaftszustand ist und keine Störung vorliegt.

Die Schaltung für die rechnergesteuerte Honmaschine weist auch eine geeignete Stromversorgung 88 auf, die von herkömmlichem Aufbau sein kann und geeignete Ausgangsspannungen zur Festlegung der Betriebsbedingungen für die verschiedenen Elemente erzeugt.

Es ist daher bei der beschriebenen Vorrichtung möglich, durch einfache Eingabe von Werkstückdaten die Maschine in ihren betrieblichen Anfangszustand zu bringen, woraufhin die Maschine den Honvorgang ausführen kann, wenn ein Werkstück in der richtigen Stellung eingespannt ist. Während des Honvorganges wird der Dorn ausgehend von seinem anfänglichen Arbeitsdurchmesser erweitert, wobei der Anfangsdurchmesser den Zustand beinhaltet, bei dem der Dorn gerade in Kontakt mit der Werkstückoberfläche kommt, bis zu einem Endzustand, wobei der Dom erweitert wird, bis der gewünschte Enddurchmesser der fertigen Oberfläche erreicht ist. Der Endzustand kann etwas anderes sein als der erwünschte Enddurchmesser, wenn berücksichtigt wird, dass sich das Werkstück beim Honen aufheizt und sich die Abmessungen der zu bearbeitenden Oberfläche entsprechend ändern. Der geschliffene Durchmesser wird deshalb etwas von dem erwünschten Enddurchmesser abweichen, der erhalten wird, nachdem sich das Werkstück abgekühlt hat.

Es kann von Zeit zu Zeit erforderlich sein, ein Werkstück nach dem Honen und nach dem Abkühlen zu prüfen, um Änderungen oder Abnutzungen im Dorn oder den am Werkstück angreifenden Flächen des Domes festzustellen und auszugleichen. Dies kann unter Verwendung herkömmlicher Messgeräte geschehen, wobei die Masse des Werkstückes bestimmt werden. Gewöhnlich erfolgt dies bei typischen Honvorgängen ein- oder zweimal, beispielsweise nachdem das erste und irgendein folgendes Werkstück bearbeitet wurden, und das Honen mit dem gleichen Dorn kann gewöhnlich weiter ausgeführt werden, ohne dass weitere Änderungen, Prüfungen oder Einstellungen erforderlich sind. Wenn ein elektronisches Messgerät verwendet wird, können dessen Ausgangssignale in den Rechner eingegeben werden, so dass der Rechner die erforderlichen Berechnungen und Korrekturen veranlassen kann.

Die mechanische Ausstattung einer Honmaschine 30 ist in Umrissen in der Fig. 1 gezeigt, wie bereits beschrieben. Diese Ausstattung schliesst den Spindelantrieb 36 zur Rotation des Hondornes 32, die Hubeinrichtung 40 zur axialen Bewegung des Domes 32 und/oder des Werkstückes relativ zueinander während des Honvorganges, die Vorschubeinheit 52 für den axialen Vorschub oder das Zurückziehen des Kegelstückes 50 relativ zum Dorn 32 zum radialen Erweitern oder Zusammenziehen eines am Werkstück angreifenden Elementes und die Halterung 42 zum Halten und in manchen Fällen Hin- und Herbewegen des Werkstückes, während es bearbeitet wird, ein. Die Honmaschine 30 enthält auch zugehörende Rechnereinrichtungen (Fig. 4), die darauf programmiert werden können, die gewünschten Betriebsbedingungen und Parameter festzulegen, was manchmal als «Einrichtprozedur» bezeichnet wird.

Die Maschine 30 enthält verschiedene Sensoren oder Messwandler, die zur Erfassung gewisser Parameter und Zustände der Maschine vorgesehen sind. Diese Sensoren umfassen den Temperatursensor 90 am Werkstück oder der Werkstückhalte-rung 42 zur Feststellung der Temperatur des Werkstückes und/oder dessen Halterung, den Sensor 44, der in Verbindung mit dem Spindelantrieb 36 steht, um die Spindeldrehzahl zu erfassen, den Sensor 46 am Spindelantrieb 36 zum Erfassen des Spindeldrehmomentes, den Sensor 48 an dem oder in Verbindung mit dem Hubmechanismus 40 zur Erfassung der momentanen Hubposition und den Sensor 92 in der Vorschubeinrichtung für das Kegelstück 50 zur Feststellung der momentanen Kegelstückposition.

Die Steuerung für die Honmaschine 30 enthält des weiteren die Tastatur 54 oder eine ähnliche Einrichtung zur Eingabe von Informationen und Daten insbesondere während des Einrichtens und zur Steuerung anderer Rechnerfunktionen. Diese Informationen und Daten können Informationen über den Anfangsdurchmesser einer Werkstückbohrung, den Bohrungs-Enddurchmesser, die Bohrungslänge, das Werkstückmaterial bzw. dessen Härte und die gewünschte Oberflächengüte und den Kreuzwinkel einschliessen, falls bekannt. Das Rechnerprogramm enthält Daten in Nachschlagetabellen und andere Daten, und die Steuerung ist in der Lage, aus den vom Bediener eingegebenen Daten beispielsweise die Spindeldrehzahl, die Hublänge einschliesslich der Überhublänge, die Anzahl der Hübe pro Minute oder die Hubfrequenz, die Hongeschwindigkeit, eine bestimmte Werkstoffabnahmerate und eine Zykluszeit zur Vervollständigung des Honvorganges zu berechnen. Andere Informationen wie die Anzahl der zu honenden Werkstücke können ebenfalls eingegeben werden.

Danach wird während des Honvorganges ein Monitorlauf erzeugt, um die verschiedenen Betriebsabläufe anzuzeigen. Dabei wird beispielsweise die Anzahl der fertiggestellten Werkstücke bzw. der durchgeführten Honvorgänge angezeigt, die Anzahl der noch zu bearbeitenden Werkstücke, die Temperatur der Werkstücke, die in einer Zeiteinheit wie einer Minute bearbeiteten Werkstücke, und die verwendete Werkstoffabnahmerate. Die Steuerung ist auch dafür vorgesehen, gewisse Betriebs-zustände anzuzeigen und erforderlichenfalls die Werte für beispielsweise die Spindeldrehzahl, die Hublänge, die Hubposition, die Hubrate, die Endposition des Kegelstücks und die Werkstoffabnahmerate zu übergehen und Änderungen vorzunehmen. Die laufende Anzeige weist auch auf das momentane Drehmoment und die momentane Kegelstückposition hin. Das Drehmoment kann sich über einen weiten Bereich ändern, von Zuständen mit wenig oder

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keinem Drehmoment, bis zu Zuständen mit erheblichem, sogar übermässig grossem Betriebs-Drehmo-ment. Die Position des Kegelstückes kann vom An-fangszustand zu Beginn der Bearbeitung, wenn das Honelement gerade in Kontakt mit dem Werkstück kommt, bis zu dem Zustand, wenn das erwünschte Endmass einer Bohrung erreicht ist, verfolgt werden. Die tatsächliche Kegelstückbewegung kann an einer horizontalen Skala überwacht werden, die auf dem Monitorschirm mit einer Anzeige der Breite der Skala auf der Basis der eingegebenen Daten zur Anzeige der Anfangs- und der End-Kegelstückpo-sitionen erscheint. Typischerweise umfasst der erscheinende Skalenbereich den gesamten Expansionsbereich für das Werkzeug.

Das in den Fig. 5A und 5B gezeigte Einricht-Flussdiagramm beginnt mit einem Einschaltblock 130, der einen Teststart 132 festlegt, der seinerseits einen Initialisierungsschritt 134 steuert, bei dem viele der Maschinen-Betriebsbedingungen auf ihren Anfangszustand gesetzt werden. Eine der ersten Massnahmen ist es, die Bedienungsperson zwischen englischen und metrischen Massen wählen zu lassen, die in dem Zoll/Meter-Block 136 erscheinen, Der Zoll/Meter-Block 136 gibt einen Wahlmodus 138 frei, der dem Bediener drei Optionen ermöglicht, nämlich die Einstelloption, die Lauf- bzw. Betriebsoption und die Diagnoseoption. Der Wahlmodusblock stellt daher das Hauptmenü für die Maschine dar. Der Einstellmodus ist in den Fig. 5A und SB gezeigt und muss angewählt werden, um wirksam zu werden.

im Einstellmodus wird eine Anzeige 140 «Eingabe des Anfangs-Bohrungsdurchmessers» erzeugt. Die Bedienungsperson gibt den Anfangsdurchmesser der zu honenden Bohrung im Werkstück ein, und dieser Block im Flussdiagramm kontrolliert den Bereichstestblock 142, der entweder eine Anzeige «Bereichsüberschreitung», Block 144, erzeugt oder die Aktivierung des Blocks 146 «Berechnung der Spindeldrehzahl» auslöst, wodurch die Spindel-drehzahl berechnet wird. Das Anwählen des Blockes 146 aktiviert den Block 148 «Eingabe des End-Bohrungsdurchmessers», den die Bedienungsperson daraufhin eingibt. Diese Eingabe wird im Bereichstestblock 150 geprüft, der entweder eine Anzeige «Bereichsüberschreitung», Block 152, erzeugt oder, wenn der eingegebene Anfangs- und der eingegebene Enddurchmesser beide innerhalb des zulässigen Bereiches liegen, zu einer «Eingabe der Länge der Bohrung» im Block 158 übergeht. Dies gibt die nächste Anzeige frei, die nach der gewünschten Oberflächengüte (Block 159) und dem Kreuzwinkel (Block 160) fragt. Der darauffolgende Schritt ist der Übergang zum Block 153 «Art des Materiales». Es erscheint dann eine Anzeige, die im Zusammenhang mit dem gewählten Werkstückmaterial einen Härtebereich (Block 154) zeigt, wobei die typische Härte des Materiales hervorgehoben ist und um die Eingabe der tatsächlichen Härte gebeten wird. Dann erscheint im Block 180 die «Anzeige der berechneten Parameter». Dem Block 180 ist ein Block 182 zugeordnet, der dazu verwendet werden kann, die durch die Steuerung bestimmten Parameter zu sichern bzw. abzuspeichern oder zu ändern.

Die Eingabe geänderter Parameter wird durch Betätigung des Blockes 184 «Auswahl der zu ändernden Daten» gesteuert, der mit einem Block 185 zur Änderung der Parameter und mit einem Bereichstestblock 186 sowie dem Block 180 zur Anzeige der berechneten Parameter und dem Block 182 zum Sichern oder Ändern der Daten verbunden ist, wobei diese Schleife durchlaufen wird, bis die Bedienungsperson die Sicherstellüngsoption im Block 182 wählt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Parameter im Speicher der Steuerung entsprechend dem Block 182 gespeichert. Das empfohlene Werkzeug, Block 161, wird dann auf der Anzeige dargestellt, und es wird die Anweisung gegeben, den entsprechenden Dorn in die Maschine einzuspannen (Block 163). Eine weitere Anzeige gibt die Anweisung, dass ein Werkstück am Dom anzubringen ist und dass die Erweiterung des Schleifelementes (Block 164) und die Endposition des Kegelstückes in die Steuerung eingegeben werden. Dadurch wird die anfängliche Kegelstückposition festgelegt. Beim Block 165 wird das Werkzeug zu der Anfangsposition des Kegeistückes zusammengezogen. Wenn eine automatische Werkstückzuführung vorgesehen ist, wird ein Block 166 «Werkstückzuführung» aktiviert.

Mit einem weiteren Block 168 «Einstellen der Hubposition» wird die Bedienungsperson aufgefordert, die Position für die Hubbewegung festzulegen. Im Zusammenhang mit dem Block 168 ist an der Maschine eine manuelle Steuerung vorgesehen, die den Bediener in die Lage versetzt, die Hubposition in der einen oder anderen Richtung anzufahren, wie es zur Festlegung der Position der Hubbewegung relativ zu der zu bearbeitenden Bohrung erforderlich ist.

Im Anschluss an den Block 168 zur Steuerung der Hubbewegung kann fakultativ eine Steuerung «Eingabe der Verzögerungszeit» vorgesehen sein, mittels der die Bedienungsperson eine Verzögerungszeit während der Hubbewegung festlegen kann, wenn eine solche bei dem Hubsystem der jeweiligen Maschine zur Verfügung steht. Die Möglichkeit zur Einstellung der Verzögerungszeit ist manchmal wichtig, da dadurch die Bedienungsperson in der Lage ist, Pausen oder Verzögerungszeiten bei der Hubbewegung zu veranlassen, so dass an bestimmten Stellen ein stärkeres Honen erfolgt als an anderen Stellen. Umgekehrt ist der Honvorgang an den Verzögerungsstellen um so schwächer, je kürzer die Verzögerungszeit oder Pause ist.

Über einen Block 169 mit der Bezeichnung «Zurück zum Hauptmenü» kehrt die Steuerung dann zum Hauptmenü zurück. Nach der Rückkehr zum Hauptmenü hat die Bedienungsperson die Möglichkeit, die beschriebene Einstellprozedur erneut anzuwählen oder den Lauf- oder Diagnosemodus anzusteuern. Wenn er den Laufmodus auswählt, initiiert er den durch das Flussdiagramm der Fig. 6 gezeigten Vorgang.

Der Betriebs- oder Laufmodus weist einen Ein-gangsbiock 200 auf, der mit einem Parametertestblock 202 verbunden ist, der eine Anzeige «Einstellfehler» erzeugen kann oder zu einem Block 208 «Auswahl» weiterleitet, der der Bedienungsper-

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son die Möglichkeit einer erneuten Rückkehr zum Hauptmenü oder zur Eingabe der Werkzeugkomposition 210 oder zur Erzeugung eines Startzyklus gibt, durch den der Betriebszyklus für die Maschine initiiert wird. Wenn «Eingabe der Werkzeugkomposition» gewählt wird, erscheint ein Block 212 «Einstellen der Endposition», die es dem Bediener ermöglicht, eine neue Endposition für das Kegelstück wie durch den Stellungssensor 92 erfasst, festzulegen.

Wenn der Zyklusstart gewählt wird, übernimmt ein Block 214 «Beginn des Betriebszyklus» den Start des Honvorganges. Dies unterzieht den Hubmechanismus 40 einer Steuerung durch einem Block 216 «Hubfreigabe» und des weiteren den Spindelmechanismus einer Steuerung durch einen Block 218 sowie den Zuführmechanismus 52 einschliesslich des Kegelstückes 50 unter die Steuerung eines Blockes 220 «Zuführung». Die Blöcke 216, 218 und 220 werden gleichzeitig freigegeben, so dass die Spindel in Drehung versetzt und einer Hubbewegung unterworfen wird. Auch erfolgt die Zuführung des Kegelstückes zur Erhöhung des Hondurchmessers, um das Honen durchzuführen. Während des Honvorganges wird die Hubposition durch den Hubpositionssensor 48 erfasst, die Zuführung durch den Sensor 92, die Spindeldrehzahl durch den Sensor 44 und das Spindeldrehmoment durch den Sensor 46.

Ein Block 222 (Fig. 6) und ein zugehörender Block 223 sind mit «Hubposition» bezeichnet und für die Hubposition und deren Ein- bzw. Nachstellung vorgesehen. Ein weiterer Block 238 des Fluss-diagrammes ist mit «Spindeldrehzahl» bezeichnet und einem Spindelmotortachometerblock 239 zugeordnet, der mit «Einstellen der Drehzahl» bezeichnet ist. Diese Steuerung ergibt die Möglichkeit einer Reaktion auf die Spindeldrehzahl, so dass die Drehzahleinstellung, falls erforderlich, genau abgeglichen werden kann. Ein weiterer Block 224 «Zuführung» ist mit einem Block 226 «Sperre der Zuführung» verbunden, der einem Ausfunkblock 228 zugeordnet ist. Die Betätigung dieser Elemente beendet einen Arbeitszyklus, Der Zustand «Zyklusende» ist im Flussdiagramm durch den Block 230 dargestellt, der nach den Blöcken 234 und 236 angeordnet ist, die für das Abschalten der Hubbewegung und des Spindelantriebs stehen.

Die Fig. 7 bis 25 stellen Anzeigen dar, die während des Einrichtens und des Betriebes der Maschine erscheinen. Die Eingabeeinrichtung ist dabei ein berührungsempfindlicher Schirm. Es kann jedoch auch eine Tastatur oder jede andere geeignete Einrichtung verwendet werden.

Die Fig. 7 zeigt die elektronische Anzeige, nachdem die Maschine für den Start initialisiert wurde. An diesem Punkt wird das Einheitensystem gewählt. Die Fig. 8 stellt die Anzeige nach der Wahl der Einheiten dar. Es wird dabei der Modus Einstellen, Lauf bzw. Betrieb oder Diagnose angewählt.

Die Wahl des Einstellmodus ergibt die Anzeige der Fig. 9. Am Schirm wird ausgegeben «Eingabe des Anfangsdurchmessers», «Eingabe des Enddurchmessers», «Eingabe der Länge der Bohrung», «Eingabe der Oberflächengüte», «Eingabe des

Kreuzwinkels». Jeder Anzeige ist ein Eingabebereich zugeordnet. Die einzelnen Parameter können durch eine Eingabeeinrichtung wie durch die gezeigte berührungsempfindliche Tastatur eingetippt werden. Nach der letzten Eingabe wird die Fig. 10 gezeigt.

Die Fig. 10 stellt sechs typische Materialien für das Honen dar. Es können natürlich auch andere Materialien als die angezeigten bearbeitet werden, wobei zur Durchführung der entsprechenden Eingaben ein Übersprungbefehl vorgesehen ist.

Nach der Wahl des Materiales erscheint die Anzeige der Fig. 11. Der Bediener wählt die Härte des Werkstückmateriales aus den gegebenen Bereichen. Wenn die Härte des Materiales unbekannt ist, kann ein «?» eingegeben werden, wobei der Rechner dann eine für das angegebene Werkstückmaterial typische Härte auswählt.

Danach wird die in der Fig. 12 gezeigte Anzeige ausgegeben. Die gezeigten Parameter werden entweder berechnet, in Nachschlagetabellen ermittelt oder durch den Benutzer eingegeben. Zusätzlich können noch weitere Parameter angezeigt werden, beispielsweise die Ausfunkzeit. Der Bediener kann nach einer Durchsicht der Parameter diese sichern oder ändern. Nach dem Anwählen der Option «Sichern» führt die Maschine die Einstellung dieser Parameter aus. Es ist bei der vorliegenden Maschine wichtig, dass die meisten der Maschinenparameter berechnet werden, ohne dass die Bedienungsperson mehr zu tun hat als die anfängliche Eingabe. Des weiteren bewirkt der Rechner, und nicht die Bedienungsperson, die Einstellung der Maschine zur Durchführung der Arbeiten, nachdem alle Berechnungen erfolgt sind. Die Rechnersteuerung führt somit die meisten Vorgänge aus, die bisher eine Bedienungsperson erforderten, und sie tut dies schnell und genau.

Das in der Fig. 13 gezeigte Bild wird dargestellt, nachdem die Option «Sichern» gewählt wurde. Die Bedienungsperson wird aufgefordert, das genannte Werkzeug in der Spindelanordnung einzuspannen, Sie wird auch aufgefordert, ein Werkstück am Werkzeug anzuordnen und das Kegelstück manuell zuzuführen, um die Schleiffläche des Werkzeuges zu erweitern, bis ein Kontakt mit dem Werkstück erfolgt.

Die Fig. 14 wird dargestellt, nachdem das Kegelstück in seine Anfangsposition bewegt wurde. Die Bedienungsperson hat nun die Wahl zwischen dem manuellen Zuführen der Werkstücke oder einem automatischen Zuführen, falls die Maschine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattet ist.

Gemäss Fig. 15 wird dann die Hubposition eingestellt. Die Bedienungsperson wird aufgefordert, die Vorderseite der Werkstückbohrung mit der Vorderseite des Schleifelementes des Werkzeuges auszurichten. Von diesem Bezugspunkt kann der Mikroprozessor die Hubposition berechnen. Nach dieser Eingabe erfolgt eine Rückkehr zu dem in der Fig. 8 gezeigten Hauptmenü.

Wenn anstelle des Modus «Sichern» der Modus «Ändern» in der Fig. 12 gewählt wurde, erfolgt eine Anzeige wie in der Fig. 16 gezeigt. Die Anzeige gibt eine Reihe von berechneten Parametern aus, die

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durch die Bedienungsperson geändert werden können. Wenn ein Parameter geändert werden soll, erscheinen die zugehörigen Änderungsanzeigen, die in den Fig. 17 bis 22 dargestellt sind, auf der Anzeigeeinheit. Durch die Zifferntastatur dieser Anzeigen können Änderungen innerhalb bestimmter Grenzen gemacht werden. Nachdem die gewünschten Änderungen erfolgt sind, kehrt die Anzeige zu der Fig. 12 zurück, so dass der Bediener die Änderungen sichern kann oder zusätzliche Änderungen ausführen kann.

Nachdem die Einstellung vervollständigt ist, kehrt die Anzeige zu dem Hauptmenü der Fig. 8 zurück. Es wird der Laufmodus angewählt, und die Fig. 23 wird dargestellt. Wird «Zyklusstart» gewählt, wird ein Honvorgang eingeleitet. Kleinere Änderungen der Maschinenparameter können innerhalb dieser Anzeige erfolgen, beispielsweise eine Hubeinstellung oder eine Werkzeugkompensation. Dies ist erforderlich, damit der Bediener zur Kompensation der Werkzeugabnützung und anderer Bedingungen, die Ungenauigkeiten hervorrufen können, geeignete Nachstellungen vornehmen kann.

Nach der Wahl des «Zyklusstartes» der Fig. 23 wird die Fig. 24 angezeigt. An der Oberseite des Schirmes werden die Spindeldrehzahl, die Hubrate und die Werkstoffabnahmerate dargestellt. Unterhalb dieser Werte befindet sich eine Anzeige der Kegelstückposition. Die Anfangs- und die Endposition werden durch Pfeile oder entsprechend bezeichnete Linien angezeigt, und mit der Bewegung des Kegelstückes im Dorn zeigt eine Markierung kontinuierlich die momentane Kegelstückposition an. Die Länge der gesamten Weganzeige stellt den Gesamtbereich des Weges des Kegelstückes für das empfohlene Werkzeug dar. Unterhalb dieser Positionsanzeige erscheint ein Balken, der wie gezeigt das Spindeldrehmoment darstellt. Die Spindellast kann in Prozenten der Maximallast für das verwendete Werkzeug angezeigt werden. Bei der Bewegung des Kegelstückes in seine Anfangsposition ist die Last gleich oder nahezu Null. Bei der weiteren Bewegung des Kegelstückes zu seiner Endposition steigt die Last an und nimmt während des Honvorganges einen grösseren Wert an. Nachdem der Enddurchmesser erreicht ist, erfolgt ein Ausfunken, bei dem die Spindellast abnimmt, bis sie im wesentlichen wieder zu Null geworden ist. Unterhalb der Anzeige für die Spindellast werden Informationen für das laufende Bohrungsmass, Maschinenzustände, das Endmass, die Zyklusnummer und die Zykluszeit angezeigt Jede dieser Informationen wird durch den Mikroprozessor während des Honens jedes Teiles errechnet, die Informationen geben dem Bediener einen Überblick und sind für Aufzeichnungszwecke bestimmt. Vorzugsweise hat die Steuerung die Fähigkeit zur Kommunikation mit externen Geräten wie einem Grossrechner, einem Kleinrechner oder automatischen Handhabungsgeräten.

Am Ende des Honvorganges kehrt die Anzeige zu dem in der Fig. 23 gezeigten Bild zurück. Wenn festgestellt wird, dass der Bohrungsdurchmesser des bearbeiteten Werkstückes vom gewünschten Enddurchmesser abweicht, kann die Bedienungsperson die Endposition des Kegelstückes durch

Wahl der Option «Werkzeugkompensation» einstellen. Dies ergibt das in der Fig. 25 gezeigte Bild an der Anzeige. Die Bedienungsperson benutzt die Tastatur, um die erforderlichen Korrekturen einzugeben, woraufhin zu der Anzeige der Fig. 23 zurückgekehrt wird.

Die Folge der erläuterten Anzeigen ist natürlich nur eine Ausführungsform für einen Einstelt- und Betriebsablauf. Es können andere Informationen vorgesehen werden und mehr Parameter als erforderlich berechnet werden, um die erwünschte Oberflächengüte und Bohrungsgeometrie zu erhalten. Eine Wechselwirkung mit weiteren Geräten als den angegebenen ist ebenfalls möglich.

Claims (24)

Patentansprüche

1. Steuereinrichtung zum Festlegen, Einstellen und Überwachen der Betriebszustândê einer Werkzeugmaschine, die entsprechende Steuerorgane aufweist, gekennzeichnet durch einen Rechner (56) zur Steuerung des Einsteilens der Steuerorgane der Werkzeugmaschine (30), durch Eingabeeinrichtungen (54), die mit dem Rechner zur Eingabe von Werkstückparametern verbunden sind, durch Dateneinrichtungen, die zum Speichern von Daten mit dem Rechner verbunden sind, wobei der Rechner die eingegebenen Werkstückparameter und die gespeicherten Daten zur Festlegung der Betriebsbedingungen für die Werkzeugmaschine verwendet und über eine Ausgabeeinrichtung (62) an die Steuerorgane abgibt, so dass die Steuerorgane die Be-triebszustände der Maschine festlegen.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine eine Honmaschine ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerorgane der Maschine eine Einrichtung zum Einstellen des Hondurchmessers und Honbereiches und eine Einrichtung zur Festlegung der Betriebsdrehzahl, der Hubfrequenz und -länge und der Betriebslast der Maschine aufweisen.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingegebenen Werkstückparameter die Anfangs- und Endmasse einer Werkstückbohrung, die Länge der Bohrung und das Werkstückmaterial umfassen.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 für eine Werkzeugmaschine (30) mit einem drehbaren und erweiterbaren Werkzeug (32) mit einer axial konisch verlaufenden Oberfläche, und mit einem konischen Kegelstück (50), das in Eingriff mit dem Werkzeug kommen kann und in Oberflächenkontakt damit zur Änderung des Durchmessers des Werkzeuges bewegbar ist, wobei die Werkzeugmaschine eine Einrichtung (36) zum Drehen des Werkzeuges, eine Einrichtung zum axialen Bewegen des Kegelstückes zur Änderung des Durchmessers des Werkzeuges, eine auf die Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkzeuges ansprechende Einrichtung (44) zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignales und eine Einrichtung (46) aufweist, die auf die Last an dem Werkzeug anspricht, wenn das Werkzeug mit der Oberfläche eines

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Werkstückes in Eingriff ist, gekennzeichnet durch einen Rechner (56) zum Festlegen der Betriebsbedingungen der Werkzeugmaschine mit einem zugeordneten Monitor (55) und einer Eingabeeinrichtung (62), wobei der Rechner wenigstens eine Anzeige zum Einrichten der Maschine auf dem Monitor erzeugt, durch eine Einrichtung (54) zur Eingabe von Werkstückdaten einschliesslich Daten über die Anfangsmesse einer Werkstückoberfläche, die Endmasse einer Werkstückoberfläche, die Länge der Werkstückoberfläche und dem Werkstückmaterial sowie dessen Härte, wobei der Rechner einen Datenspeicher und eine Software sowie Einrichtungen zur Festlegung der Betriebsbedingungen für die Werkzeugmaschine auf der Basis der in die Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten und der gespeicherten Daten sowie Daten über die Drehgeschwindigkeit des Werkzeuges und die Position des Kegelstückes beinhaltet.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine eine Honmaschine mit einem drehbaren und erweiterbaren Dorn ist.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6 für eine Honmaschine (30) mit einem drehbaren Dorn (32) mit einem expandierbaren rohrförmigen Schleifelement mit einer axial konischen inneren Oberfläche und mit einem konischen Kegelstück (50) mit einer Kegelfläche, die in Oberflächenkontakt mit der Innenfläche des Schleifelementes steht und zur Änderung dessen Durchmessers im Schleifelement axial beweglich ist, wobei die Honmaschine eine Einrichtung (36) zum Drehen des Donnes, eine Einrichtung zur axialen Bewegung des Kegelstückes zur Änderung des Durchmessers des Schleifelementes, eine auf die Drehzahl des Dor-nes ansprechende Einrichtung (44) zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals und eine auf die Last am Dorn während des Eingriffes des Schleifelementes mit einer Werkstückfläche ansprechende Einrichtung (46) aufweist, gekennzeichnet durch einen Rechner (56) zur Steuerung des Betriebs der Honmaschine mit einem Monitor (55) und einer Eingabeeinrichtung (62), wobei der Rechner wenigstens eine Anzeige zum Einrichten der Maschine auf dem Monitor erzeugt, durch eine Einrichtung (54) zur Eingabe von Werkstückdäten einschliesslich Daten über die Ausgangsmasse und die Endmasse der zu bearbeitenden Oberfläche, die Länge der Oberfläche und das Werkstückmaterial sowie dessen Härte, wobei der Rechner einen Datenspeicher und eine Software beinhaltet und auf der Basis der in die Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten und der gespeicherten Daten einschliesslich von Daten zur Festlegung einer Dorndrehzahl und eines Bereiches für die Bewegung des Kegelstückes die Betriebsbedingungen für die Honmaschine festlegt.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner Einrichtungen aufweist, die mit der Einrichtung zur Bewegung des konischen Kegelstückes (50), der Einrichtung (36) zum Drehen des Domes und der auf die Last am Dorn ansprechenden Einrichtung (46) verbunden sind.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung im Rechner zum Festlegen einer maximalen Last am Dorn und zur Unterbrechung des Betriebes, wenn die Last am Dorn das vorbestimmte Maximum übersteigt.

10. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner eine Einrichtung zur Erzeugung einer Anzeige am Monitor über den Betriebsablauf aufweist, um die Betriebsbedingungen der Maschine während eines Honvorganges anzuzeigen, wobei eine Anzeige der Position des konischen Kegelstückes relativ zum Schleifelement und eine Anzeige der momentanen Last am Dorn vorgesehen sind.

11. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung an der Honmaschine zur Erzeugung einer relativen axialen Bewegung zwischen dem drehbaren Dorn und der Werkstückoberfläche, die eine Vorrichtung zur Festlegung einer Hublänge und einer Hubfrequenz enthält.

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erweiterbare rohrförmi-ge Schleifelement einen durchlaufenden Schlitz aufweist, der sich von einem Ende des Schleifelementes zum anderen erstreckt.

13. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine eine Einrichtung (92) enthält, die die axiale Position des Dor-nes relativ zu dem Werkstück feststellt, wobei der Rechner mit einer darauf ansprechenden Einrichtung ausgerüstet ist.

14. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Honmaschine eine Einrichtung (46) zur Feststellung der Last am Dorn und der Rechner eine darauf ansprechende Einrichtung aufweist.

15. Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4 zur Steuerung des Betriebs einer Werkzeugmaschine (30) mit einer drehbaren Werkzeugeinspannung (34) und einer Einrichtung zum Erweitern des Durchmessers des Werkzeuges (32), einer Einrichtung (44), die auf die Drehgeschwindigkeit der Werkzeugeinspannung anspricht, und mit weiteren Einrichtungen (46, 92), die auf die Last am Werkzeug und den Durchmesser des Werkzeuges ansprechen, gekennzeichnet durch einen Rechner (56) mit einer Eingabeeinrichtung (54) für die Eingabe von Daten über ein Werkstück, das eine durch die Werkzeugmaschine zu bearbeitende Oberfläche aufweist, wobei der Rechner eine Einrichtung zum Festlegen der Betriebsparameter der Werkzeugmaschine auf der Basis der über die Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten enthält, um die Betriebsparameter zur Steuerung des Betriebes der Werkzeugmaschine während eines Maschinenlaufes festzulegen, und wobei der Rechner einen Speicher aufweist, der Informationen enthält, aus denen der Rechner die Betriebsparameter der Werkzeugmaschine unter Berücksichtigung der über die Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten berechnen kann.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine eine Honmaschine mit einem erweiterbaren Dorn ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15

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Oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Eingabeeinrichtung (54) des Rechners (56) eingegebenen Daten das Anfangs- und Endmass einer zu bearbeitenden Bohrung, die Länge der Bohrung und das Werkstückmaterial einschliessen.

18. Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1—14 zur Steuerung des Betriebes einer Honmaschine (30) die einen Dorn (32) mit einem langgestreckten, im wesentlichen rohrför-migen Schleifelement mit einem durchlaufenden Längsschlitz und einer konischen Innenfläche sowie ein konisches Einstellelement (50) aufweist, das in dem Schleifelement angeordnet ist und eine konische Aussenfläche hat, die in Oberflächenkontakt mit der Innenfläche des Schleifelementes steht und zur Einstellung des Durchmessers des Schleifelementes darin axial bewegbar ist, wobei die Maschine weiter eine Einrichtung (36) zum Drehen des Dor-nes, eine auf die Drehzahl des Domes ansprechende Einrichtung (44), eine auf die Last am Dorn ansprechende Einrichtung (46) und eine auf die axiale Position des konischen Einstellelementes relativ zum Schleifelement ansprechende Einrichtung (92) aufweist, gekennzeichnet durch einen Rechner (56) mit einer Eingabeeinrichtung (54) zur Eingabe von Daten über ein Werkstück mit einer zu honenden Oberfläche, wobei der Rechner einen Datenspeicher und Einrichtungen zur Festlegung von Betriebsparametern für die Honmaschine auf der Basis der in die Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten und der gespeicherten Daten zur Festlegung der Betriebsparameter zur Steuerung des Betriebs der Honmaschine während eines Honvorganges aufweist, wobei der Rechner die Betriebsparameter der Honmaschine unter Berücksichtigung der in die Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten und der gespeicherten Daten einschliesslich Parameter über die Drehzahl des Domes, die Hublänge und Hubfrequenz, des in der Honmaschine verwendeten Domes und der maximal zulässigen auf den Dorn einwirkenden Last berechnet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner eine Einrichtung aufweist, die das Schleifelement für eine vorbestimmte Zeit am Ende eines Honvorganges zum Abbau von Spannungen im Werkstück im Eingriff mit der zu bearbeitenden Fläche hält, um die zu honende Werkstückfläche auf das geforderte Endmass und die geforderte Oberflächengüte zu bringen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner einen Speicher für Daten in der Art einer Nachschlagetabelle aufweist, wobei die Daten Informationen über verschiedene Arten von zu bearbeitenden Materialien enthalten.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner eine Einrichtung zur Bestimmung der zur Bearbeitung eines Werkstückes erforderlichen Zeit unter Berücksichtigung der unter Verwendung der eingegebenen Daten festgelegten Maschinenparameter aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner eine Einrichtung zur Festlegung zulässiger Bereiche für bestimmte

Betriebsparameter einschliesslich der Hondurchmesser aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner einen Speicher für Daten in der Art einer Nachschlagetabelle über die verwendeten Schleifmittel enthält.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner eine Einrichtung zur Festlegung zulässiger Bereiche für die Last am Dorn aufweist.

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