CN105873725A - 用于借助磨削来测量和产生工件外部额定轮廓的方法和磨削机 - Google Patents
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Abstract
介绍了一种用于测量和产生曲轴(3)的特别是销轴承轴颈(2)的外部额定轮廓(10)的方法以及一种用于执行所述方法的磨削机。首先，通过在至少两个彼此间隔的、横向于相应的工件区域的纵向伸展延伸的、处在磨削盘接合区域中的测量平面中借助测量装置(1)的检测来测量工件上的实际轮廓。测量平面借助工件区域与测量装置之间沿Z轴方向相对于磨削盘沿其Z轴方向的运动的相对运动而产生。将来自不同的彼此间隔的测量平面的测量值传输给用于磨削盘(5)的进给的CNC控制装置，其中，CNC控制装置以如下方式得到控制，使得必要时存在的与额定轮廓的偏差得到修正，相应的工件区域的额定轮廓以针对工件区域的相应测量平面检测到的测量值为基础得到适应性地磨削。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助磨削来测量和产生工件外部轮廓的方法以及涉及一种用于执行上述方法的磨削机。
背景技术
直接在加工期间(也就是特别是也在磨削期间)，在对磨削过程进行相应适应性控制的情况下，根据当前情况测得的工件尺寸对工件区域进行连续测量的在线测量是已知的。特别是在对轴部件(在此特别是曲轴上的支承部位)进行磨削加工时，例如使用Marposs S.p.A公司或德国JENOPTIK工业计量有限公司的测量装置。
于是，由DE 694 13 041 T2已知的是Marposs S.p.A公司的用于监控直线参量的测量传感器。对于用来测量孔的内直径还有外直径已知的测量装置具有能够运动的、呈球形元件形式的感应器，其中，设置有附加的元件，所述元件将偏转传递给球状元件。在此，工件就其在外部面或内部面上的接触区域中的直径而言得到测量，外部面或内部面基本上处在相对于需要测量的构件的纵向成直角的平面内。在已知的测量装置中，球形的元件与如下的止挡面发生接触，所述元件能够在该止挡面上沿斜向运动，其中，止挡面在横截面中呈凹形地设计，这用作针对球形元件的底座并且将所述元件沿斜向引导。各需要测量的直径的测量平面被定义为参照位置。
另外，在DE 33 36 072 C2中介绍了一种用于测量直线尺寸的探测装置，所述探测装置同样由Marposs S.p.A公司申请。同样在这里，借助针对外部尺寸还有内部尺寸的已知探测头在垂直于需要测量的完成制造的工件分段的纵轴线的平面内进行测量。并未介绍对诸如圆度偏差的形状偏差的测量。
在JENOPTIK公司的MOVOLINE在线测量技术项目中，介绍了用于测量经加工的工件区域的较大尺寸以及用于连续测量上述尺寸的在线测量技术，用以根据所测得的工件参数对磨削过程进行适应性控制，以及介绍了选择性地将上述测量装置用于监控圆度，其中，圆度在加工过程结束时得到测量(此处参见测量系统DF500或DF700，第15页)。在已知的测量系统中，同样介绍了：为了确定外直径，利用两个测量头按照在线测量的方式工作。但是在这里，形状测量也是在磨削或磨削工艺步骤结束之后方可执行，而不能用于适用性控制。
针对特别是在磨削工业中、例如在曲轴及其支承件的制造中对于精确度不断提高的要求，不再仅仅是：以最高精度关注所需的额定尺寸在尽可能小的公差范围内实现，而是需要：将需要磨削的工件区域、特别是曲轴的同心支承部的支承部位的形状偏差(例如圆度)降至最低。这种要求主要存在于制造高精度轴分段时。
在之前介绍的已知的技术方案中，存在如下问题，特别是对需要磨削的工件区域的直径的测量优选始终在磨削盘的中心进行，这例如也对应需要磨削的支承部位的中心或工件区域的中心。在一定部位进行测量的位置被称为测量轨迹，也就是在所介绍的情况下，测量轨迹沿轴向、在磨削盘宽度上看，处在磨削盘的中心。当例如在磨削区域中设置有润滑孔或者在磨削时使用中心架的话，则测量轨迹也偏心地布置，也就是被偏心地测量。
当在已知的系统中，在磨削之后对圆度或圆度偏差执行测量的话，则在任何情况下都不能对当前的工件产生影响。当需要磨削的工件区域相对于圆柱形发生偏差或者所述区域需要有意地呈锥形或球形或凹形地磨削时，已知的所介绍的测量系统无法提供足够精确的测量结果，以便以此为基础获得最高精确度的磨削效果，这是因为测量值的检测仅沿测量轨迹进行。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种方法和一种磨削机，借助其在在线测量的过程中，在磨削期间，既检测需要磨削的工件的尺寸也检测其形状，额定形状基于所检测的测量值能够得到适应性修正。
所述目的借助具有根据权利要求1的特征的方法以及借助具有权利要求13的特征的磨削机来实现。适当的改进方案分别在从属权利要求中得到限定。
根据本发明，利用所述方法对工件(特别是曲轴)的至少一个区域的外部额定轮廓就尺寸和形状方面进行测量，也在尺寸和形状方面通过在磨削中心利用CNC控制装置借助磨削盘的纵磨和横磨来产生外部额定轮廓。在此，首先测量工件或工件区域上实际的轮廓。具体而言在至少两个彼此间隔的、横向于相应的工件区域的纵向伸展延伸的、处在磨削盘接合区域中的测量平面中的尺寸和形状的测量值借助测量装置检测。至少两个测量平面借助工件区域与测量装置之间沿Z轴方向相对于磨削盘沿其Z轴方向的运动的相对运动而产生。这意味着，一方面测量装置沿需要磨削的工件区域的纵向延伸的轴向在所述工件区域上运动，具体而言，当磨削盘固定安置时，另一方面也可行的是，测量装置固定安置并且工件相对于测量装置运动。磨削盘本身在此能够在Z轴方向上沿需要磨削的工件区域运动；但也可行的是，使用具有如下宽度的磨削盘，使得整个需要磨削的工件区域按照横磨的方式能够在无需使磨削盘沿其Z轴方向运动的情况下就得到磨削。经磨削的工件区域在至少两个测量平面上关于尺寸和形状的测量值传输给CNC控制装置。CNC控制装置基于上述测量值以如下方式控制，使得(具体是指在尺寸和形状方面的)可能存在的与额定轮廓的偏差得到修正，并且相应的工件区域的额定轮廓以针对工件区域的相应测量平面所检测的测量值为基础得到适应性地磨削。在这里，适应性磨削应当理解为，按照在线测量的方式，对需要磨削的工件的尺寸还有形状持续地或者间歇地加以测量并且输入控制装置，其中，控制装置以如下方式构造，使得控制装置能够以上述测量值为基础在尺寸还有形状(例如需要磨削的工件分段的圆度)方面适应性地进给。由此确保：需要磨削的工件区域在尺寸和形状(特别是圆度)方面的质量明显比利用已知的磨削和测量方面能够制造的工件更好。
利用根据本发明的方法，能够在磨削期间沿轴向在磨削盘宽度上调整测量轨迹，使得在磨削期间对整个外部轮廓加以检测，与外部轮廓相对应的测量值能够输入用于进给磨削盘的控制装置中，使得能够持续对形状偏差予以修正，也就是自动补偿。
根据本发明的方法主要能够用在摆动行程磨削中，摆动行程磨削用于磨削特别是曲轴的销轴承。在这里，首次在在线测量的范围内在轴承的直径还有形状以及在例如圆柱形、圆锥形的形状的形状容差方面或其偏差方面或者相应的轴承轴颈的球形或凹形的形状方面，具体而言能够以在轴承宽度上进行测量的方式来执行对销轴承的磨削。为了实现最高精度的额定轮廓，即便在磨削销轴承时，执行的是以沿多条测量轨迹所测定的测量值为基础来实施的适应性的磨削。
在优选的构造方案中，其中，测量装置沿Z轴方向相对于需要磨削的工件运动，测量装置与磨削盘的宽度相关地、也就是与需要磨削的工件的几何纵轴线相关地自动行驶。在需要磨削的工件上需要测量的测量轨迹或测量平面的数目根据所要求的精度进行适配，并且也根据需要测量的外部轮廓的额定形状进行适配。
优选的是，诸如圆度、圆柱形性质、圆锥形性质、球形性质和/或凹形性质的形状偏差借助两个在工件区域中间隔得最远的测量平面来测量，进一步优选测量平面在整个测量区域中无级地调整。这具有如下优点，针对各任意的测量目的以及针对各任意的额定轮廓能够任意地确定出需要测量的测量平面或其彼此间间距的数目。为了可靠地测定轴分段上的球形或凹形，至少设置在三个测量平面中的测量。
进一步优选的是，测量装置在磨削芯轴尾座上相对于磨削芯轴尾座在X方向位置固定而相对于磨削芯轴尾座在Z方向上能够移动地布置，磨削芯轴尾座能够沿Z轴方向移动，使得同样在能够个别地而且无级地根据精度和需要磨削的额定外部轮廓来调整各所希望的测量平面或测量轨迹。
优选的是，测量装置的运动借助优选能自由编程控制的电驱动装置来执行。利用能自由编程的控制装置使测量装置和根据本发明的方法的灵活性获得很高的自由度，并且形成针对极为不同的需要磨削的外部额定轮廓上的应用基础。
优选同样可行的是，测量装置沿Z方向以液压或气动的方式运动。液压或气动的驱动装置针对测量装置运动的使用或者能够自由编程的电驱动装置的使用根据相应的使用目的以及根据所要力求的实现根据本发明的方法的机械成本范围来适配。
优选的是，如在线测量的情况那样，在磨削期间进行测量。优选的是，在精磨期间执行在线测量。而同样可行的是，为了测量，中断磨削盘前移，在完成测量之后，继续进行磨削过程，其中，磨削盘以如下时长保持在停留位置中，直至测量过程结束。另外可行的是，在完成磨削之后才在至少两个测量平面中检测测量值，并且在整体上评估工件的被测轮廓，该结果在磨削下一个工件时，必要的话凭借针对轮廓处理输入控制装置的修正而借助对磨削盘的CNC控制得到顾及。
通常，特别是针对轴承轴颈需要的是，外部额定轮廓稍微与理想的圆柱形有所偏差。通常这种形状偏差在承重技术上以及润滑技术上通过构件的使用目的来确定。
在这种相对于圆柱形相对较小的偏差下，所述偏差由于磨削盘在水平平面内绕以CNC轴控制的轴枢转而产生。在此，水平平面相对于工件中轴线沿水平延伸。凭借根据本发明的方法，在这种情况下，以如下数目的测量平面沿需要磨削的工件区域的沿轴向的纵向延伸进行测量，使得外部额定形状能够以所需的高精度实现，与此相应地，借助CNC控制装置对磨削盘在其朝向工件区域的进给方面加以控制，用以产生所述外部额定形状。工件区域的额定形状一般借助输入CNC控制装置中的磨削程序来磨削，其中，基于对工件区域的外部额定形状的测量来对磨削程序执行适应性匹配，这意味着，将修正方案或修正函数输入磨削程序中，由此在磨削期间，还能够进一步降低所产生或叠加的误差。
优选的是，同样可行的是，需要磨削的工件区域的额定形状借助事先与要实现的额定形状相对应地利用校准盘校准的磨削盘来产生，通过重新校准磨削盘而以修正的方式磨削工件区域。这意味着，根据本发明的方法在存在校准盘的情况下仍然可以使用，使得也借助常规而高精度地校准磨削盘，能够在需要磨削的工件区域的尺寸和形状方面实现相应的精度，方式为：尺寸和形状在精度方面相对于已知方案显著改善或提高。
凭借根据本发明的方法，则能够对特别是曲轴的轴承的圆柱形、圆柱形或球形或凹形的形状在轴承宽度上在磨削机上进行磨削期间就已经不仅精确测量，而且还直接通过借助磨削程序的有针对性的适应性干预措施和修正也加以修正。在已知的方法中，则需要：必须为此首先在外部测量曲轴。在工件磨削完成的情况下，如果不是支承部位被磨削得过小的话，也不再能够修正形状偏差，使得曲轴报废。
这种缺陷在曲轴具有大尺寸的情况下越发明显，这通常涉及的是针对载重汽车发动机或静态柴油发动机组的曲轴的情况。特别是当磨削较大的曲轴时，对于制造曲轴时的周期要求在量值上不像生产小型构件那样严格。由此，精细化的测量同样根据本发明在多个测量平面内执行，这虽然稍微提高了加工时间，但是这也有助于显著提高成品构件的质量。特别是大型曲轴在初步制造之后价值就已经比较高，通常价值几百至数千欧元。在磨削之前的工序中坯件的制造越复杂越昂贵的话，根据本发明的方法的助益就越大。这特别是适用于小批量的特制曲轴。
在根据本发明的方法的优选构造方案中，需要磨削的构件的高质量以及很窄的尺寸和形状容差通过如下所述实现：
与需要生产的特定的圆柱形、圆锥形、球形或凹形相关地调校磨削盘；
特别是针对实现圆柱形或圆柱形的情况，通过在水平平面内相对于曲轴纵轴线的中轴线枢转磨削盘而设置以CNC控制的B轴；
针对与圆柱形稍有偏差的小的圆锥形或球形或凹形，通过在水平平面内相对于曲轴纵轴线的中轴线以小的枢转角度枢转磨削盘而设置以CNC控制的“Mini-B轴”(对此特别是参见本申请人的申请号为WO 2012/126840 A1的申请)；以及
特定的、与根据本发明的测量方法在多条测量轨迹或多个测量平面中相匹配的磨削程序。
根据本发明的另一方面，设置如下的根据本发明的磨削机：在所述磨削机上执行根据权利要求1至12中任一项的方法。根据本发明的磨削机具有测量装置，借助测量装置来测量和产生围绕中心绕转的、具有纵向中轴线的工件(特别是曲轴)的工件区域的尺寸和形状(诸如直径和/或圆度)。磨削机具有支承在磨削芯轴尾座中的磨削盘，磨削盘在磨削时，在同时进行沿其X轴方向的前移运动的情况下执行磨削。X轴通常理解为是磨削盘的相对于需要磨削的工件区域的纵向延伸优选成直角的运动。属于根据本发明的磨削机的测量装置布置在磨削芯轴尾座上并且以如下方式构造，使得测量感应器能够输入摆入工件区域发生抵靠，其中，测量装置或执行真正测量的测量感应器或探测元件形成横向于工件区域纵轴线布置的测量平面，所述测量平面能够在工件纵向中轴线的方向上与测量装置或测量感应器沿所述方向的运动相对应地布置，用以在任意位置进行测量。当然同样可行的是，测量装置固定布置，相反，夹紧工件的工件芯轴尾座能够沿Z方向运动。借助这种根据本发明的磨削机，则可行的是，经磨削的工件区域在磨削期间得到测量，具体而言，在其尺寸还有形状方面得到测量，并且同时在可能存在与额定轮廓的偏差时，适应性地、也就是起修正作用地对磨削盘的进给、也就是其沿X轴方向的进给施加影响。由此，经磨削的工件的精度显著提高。
优选的是，测量装置具有(或其测量感应器构造有)呈两个棱柱形式布置的测量面。测量面在测量时分别以彼此间定义的间距在抵靠区域上碰触工件区域。在此，测量面布置在棱柱的臂上，在棱柱的每个臂上设置有测量面。用于测量的真正的探测元件布置在棱柱处于两个测量面之间的中间部分中。测量装置借助液压的、气动的或电动的驱动装置推移到抵靠区域上。优选的是，在此涉及的是以CNC控制的测量装置，所述测量装置布置在磨削芯轴尾座上，使得能够实现定义的抵靠位置进而还有高精度的测量。
用于磨削工件区域的磨削盘优选具有大致等于工件区域长度的宽度。在这种情况或这种很宽的磨削盘的情况下，磨削盘在其进给时，大致沿横磨行程磨削需要磨削的工件区域，而无需为了磨削相应的轴分段，使磨削盘沿其Z轴方向前移运动。
根据另一实施例，磨削盘构造有如下宽度，所述宽度小于需要磨削的工件区域的轴向长度，其中，磨削盘在这种情况下沿其旋转轴线在需要磨削的工件区域的沿轴的纵向上执行纵磨，进而在磨削时沿其Z轴运动。
进一步优选的是，磨削机具有按照如下方式构造的测量装置，借助特别是销轴承轴颈的相应的工件区域的在其上执行测量的测量平面，能够测定并且基于测量值产生：工件区域的产生锥形的、球形的或者凹形的形状。
附图说明
其他优点、应用可能性以及具体实施方式在这里借助附图详细阐释。在附图中：
图1示出在摆动行程磨削中用于磨削销轴承的结构的原理侧视图，具有根据现有技术的用于测量销轴承轴颈直径的测量装置；
图2以根据现有技术在轴承轴颈上进行磨削和测量时的放大图在销轴承轴颈的测量部位上示出根据图1的结构的部分视图；
图3示出在磨削曲轴的销轴承时，磨削芯轴尾座的部分正面视图，具有根据本发明的测量装置；
图4根据本发明示出用于沿ZM轴方向调整测量装置的导轨的部分剖视图；
图5示出沿根据图4的剖面A的根据本发明的测量装置的剖视图；
图6根据本发明示出与曲轴的支承部位相接合的磨削盘的部分视图，原理性地表达了两个沿支承部位的纵向间隔的测量平面；
图7示出在以具有比轴颈区域的长度更小的宽度的磨削盘和所给出的不同的沿轴向彼此间隔的测量平面磨削期间，曲轴的轴承轴颈的部分视图；
图8示出具有示意的锥形额定轮廓的曲轴的销轴承轴颈；以及
图9示出具有球状的、凸形的外部额定轮廓以及示意的凹形的外部额定轮廓的销轴承轴颈。
具体实施方式
在图1中，以原理图示出如下的结构，所述结构示出借助能够实施摆动行程运动的磨削盘5对销轴承轴颈2执行摆动行程磨削的过程。磨削芯轴尾座4在其关于磨削盘5的上部区域上承载测量装置1，所述测量装置能够从抵靠位置出发、将在抵靠位置中抵靠在曲轴3的需要测量的销轴承轴颈2上的测量臂根据实线运动到不起测量作用的回缩位置，然后沿虚线运动。具有其旋转轴线13的磨削盘5能够借助以CNC控制的X轴受控地朝向需要磨削的销轴承轴颈进给。磨削盘的旋转轴线13也称为C轴并且同样受到CNC控制。对于实现沿X方向的运动所需的元件以及具有其在这里未单独绘出的C轴的工件芯轴尾座按照已知的方式构造在同样未示出的机床上。磨削按照内插的磨削方法借助以CNC控制的X轴和C轴的调整来执行。
在图1中示出的能够枢转摆入的测量系统1连同其驱动装置布置在磨削芯轴尾座4上，并且具有分部件的臂，在所述臂的前端部上布置有测量头7。利用测量装置1的分部件的臂，能够使测量头7朝向所示的销轴承轴颈2的外部轮廓靠近，用以测量其尺寸。当在磨削盘接合区域8上磨削期间，曲轴3也围绕其中心6旋转，并且能够执行摆动行程磨削的磨削盘5跟随销轴承轴颈2的偏心运动并且在整个磨削过程期间与销轴承轴颈保持持续的磨削接合。所示的测量装置1在抵靠区域9上与测量感应器7相抵靠，于是能够借助探测元件15对销轴承轴颈2的当前直径加以测量。当不需要进行测量时，这例如是当将新的曲轴装入磨削机或者取下曲轴时，测量装置以其分部件的臂和测量感应器处在回缩位置中，回缩位置在图中以虚线示出。
测量装置1关于磨削芯轴尾座的X轴位置固定地布置在磨削芯轴尾座上，使得当磨削盘5连同磨削芯轴尾座4沿X方向运动时，测量装置1也一并执行上述运动。
在图2中示出磨削盘5在需要磨削的销轴承轴颈2上的磨削盘接合区域8上发生接合的放大部分视图，销轴承轴颈的纵轴线以14标示。借助磨削盘5来产生销轴承轴颈2的外部额定轮廓。在磨削期间，测量装置1以其测量头7及其布置于自身上的测量面11抵靠在销轴承轴颈2的抵抗区域9上。测量面11形成棱柱，所述棱柱抵靠到不同地需要磨削的直径上。在测量面11之间布置有实际的测量装置，测量装置表现为直线测量装置并且能够与需要磨削的销轴承轴颈2的需要测量的直径或需要测量的轮廓相对应地沿所示的双箭头方向运动。磨削盘5朝向销轴承轴颈2的进给通过示出的X轴示出。棱柱形的测量叉形件借助以在需要测量的构件上的两个借助放置销定义的测量面11(也就是其表面)产生的预先确定的放置力、在棱柱形的放置部中抵靠在工件上。放置销由硬质金属或以金刚石覆层的材料构成。在两个放置销之间大致布置在V形棱柱的中心的实际的测量装置是测量探测器，借助测量探测器执行对支承部位的测量。
在图3中示出当对曲轴3的销轴承轴颈2进行磨削时，磨削芯轴尾座4的部分正面视图。曲轴3通过两个剖切的主轴承、两个曲柄侧臂和一个布置在两个曲柄侧臂之间的销轴承2示出。曲轴3的旋转运动通过以CNC控制的C轴来实现。宽度为B的磨削盘5处在与销轴承轴颈2的接合中，并且在对其进行磨削期间被示出。在销轴承轴颈2的相对于磨削盘5的接合区域8就圆周而言错开的侧面上示出测量装置1，测量装置为了测量目的，以其测量面11朝向销轴承轴颈2靠近。测量装置1借助进给滑座装配在磨削芯轴尾座4上并且执行磨削盘5的X轴的相同的进给运动，磨削盘装配在磨削芯轴上。根据本发明的一种实施例，测量装置1能够沿Z方向借助以CNC控制的独立的ZM轴行驶到需要测量的销轴承轴颈2上的多个测量平面内(通过测量装置1上方的双箭头示出)。在图中右下方，示出磨削盘5或者说磨削芯轴尾座4的Z轴。测量装置1沿Z方向的运动通过所示的独立的以CNC控制的ZM轴来实现。
按照常见方式，磨削盘5借助其同样以CNC控制的X轴朝向需要磨削的销轴承轴颈2进给。磨削芯轴尾座4的Z轴能够要么布置在X轴下方，在这种情况下，优选设置十字滑座构造方式(未示出)，要么布置在磨削台面下方，在这种情况下，磨削台面连同附属的磨削台面构件、诸如工件芯轴尾座和顶针尾座(均未示出)一起移动。两种实施方式在磨削机的构造中是相当常见的。
根据本发明，有意义的是：在工件(也就是曲轴3)与磨削盘5之间设置有沿Z轴或ZM轴方向的相对运动。由此，利用测量装置1在不同的测量平面中执行测量，从而使需要测量的构件能够在多个平面中沿其轴线得到精确测量并且也能够使整个外部额定轮廓10得到测量，这在根据现有技术的测量装置和系统中迄今不是这种情况。
由此，从图3中可见：测量装置1在磨削期间、也就是在磨削周期期间，能够相对于磨削盘5的旋转轴线13沿轴向平行地移动到任意多个彼此间隔的测量平面中，这些测量平面垂直于销轴承轴颈2的纵轴线14地延伸。所述运动的方向通过“ZM”的称呼表达。
因为以CNC控制的ZM轴与以CNC控制的Z轴相独立，测量装置1能够沿ZM轴的方向将处在恰被磨削的销轴承轴颈2上的测量平面平行于磨削盘5的轴方向地在销轴承轴颈2上自动地在磨削期间加以调整。由此，利用根据本发明的测量装置1可行的是，在磨削期间，在相应的恰在被磨削的支承部位上执行测量，也就是在磨削过程进行期间、也就是以在线测量方法在圆柱形状、圆锥度、球面度或者圆锥度方面执行测量，并且将磨削盘5借助磨削程序的进给在磨削期间也还能够得到修正。由此，利用根据本发明的方法制造出高精度的支承部位，这是因为在线测量的有关需要测量的支承部位的尺寸和形状的结果被输入控制装置，并且以此测量值为基础产生修正的外部额定轮廓10。由此，使经磨削的工件区域(也就是曲轴的支承部位)获得明显更高的品质。
在图4中，在部分剖视图中示出测量装置1沿其ZM轴的导轨引导。ZM轴垂直于图页平面布置。以双箭头和“X”标示出：X轴借助磨削芯轴尾座4的运动实现，因为测量装置1在磨削芯轴尾座4上固定布置，磨削芯轴尾座4的运动沿X轴一并执行。在图4中示出的是：测量装置1的底板借助磨削芯轴尾座4上的导轨12装配在引导件上。在现有情况下，示出引导件，引导件由两个导轨12构成并且分别构造有无余隙地预紧的球式或滚轮式绕转导靴。在导轨12之间的中心，以简化图示示出借助球滚子芯轴的轴驱动装置。
图5沿图4中标绘的剖切平面A-A示出测量装置1的剖视图。剖切平面处在未绘出的调整板的下方，调整板接纳测量装置1的枢转臂的第一枢转轴承。
在图5中，以俯视图示出两个导轨12，具有所附属的球式或滚轮式绕转导靴。球式或滚轮式绕转导靴与调整板借助螺栓连接固定连接。在导轨12之间的中心，示出调整驱动装置，调整驱动装置在这种情况下，是借助未详细示出的球滚子芯轴的驱动装置，球滚子芯轴独立支承并且借助与以CNC控制的伺服马达的联接而被驱动。测量装置1的这种沿其ZM轴移动或运动的设计方案是足够稳定和具备刚性的，以便在于CNC控制相结合下，能够在磨削过程期间自动确保测量装置1以高精度定位在任意的、根据经磨削的轴承轴颈的表面形状布置的、定义数目的测量平面中。
在图6中示出以两个臂标示的曲轴3的销轴承轴颈2，曲轴借助磨削盘5以宽度B磨削。磨削盘5的宽度B在此大小如下，使得需要磨削的销轴承芯轴2的长度在横磨过程中能够得到磨削。另外，绘出销轴承轴颈2的彼此平行布置的纵轴14和磨削盘5的旋转轴13。在磨削盘结合区域8中，示出绘出未示出的测量装置的三个测量平面的布置方式，其中，中间的平面布置在两个借助双箭头ZM标绘的、界定出测量区域的外部测量平面之间。借助测量装置1沿以CNC控制的ZM轴的调整能力，使测量平面能够在整个能够根据设计和尺寸设定由ZM轴的构造来确定的区域中无级地运动。所示出的销轴承在销轴承轴颈2本身的两侧具有退刀槽。而用于产生销轴承轴颈2的外部额定轮廓10的横磨也能够在如下情况的横磨过程中实现，其中，替代退刀槽而设置有达到平坦侧面的过渡梯度。
同样，图7示出部分示出的销轴承，具有曲轴3的两个部分示出的臂之间的销轴承轴颈2。具有销轴承轴颈长度L的销轴承轴颈2借助磨削盘5在磨削盘接合区域8上磨削。磨削盘5的宽度B小于销轴承轴颈长度L，使得磨削盘5沿其平行于销轴承轴颈2的纵轴线14延伸的旋转轴线13在纵磨过程中，产生销轴承轴颈2的外部额定轮廓10。例如示出六个不同的、沿销轴承轴颈2的纵轴线14的轴向延伸的测量平面，其中，例如有两个测量平面借助标示ZM的双箭头来标示。磨削盘5在此在纵磨过程中从其在图7中示出的左侧位置移动到其最大靠右的位置，在该靠右位置中，磨削盘5以虚线示出。原则上同样可行的是，以磨削盘5的如所标示的宽度B借助两个横磨过程来产生销轴承轴颈2的外部额定轮廓10，而替代所介绍的纵磨。当利用至少两个横磨过程磨削时，支承部位必须借助两个或更多个彼此相继和并行地执行的横磨过程来磨削。不同的测量平面能够在销轴承的整个宽度上布置并且无级地行驶抵达。在其中在磨削期间执行测量过程的测量平面的数目在此根据所需实现的外部额定形状10(诸如其形状)的精确度来适配。
在图8中示出销轴承，具有处在曲轴3的两个部分示出的侧臂之间的销轴承轴颈2，其具有销轴承轴颈长度L。虚线标绘的线应当明确：在本申请范围内被理解为是针对销轴承的圆锥度。一方面借助特定构型或沿斜向移近的磨削盘磨削出销轴承2的圆锥度，其中，根据磨削盘的宽度或者销轴承轴颈的长度在横磨或纵磨或双横磨过程中，能够产生轴承轴颈的外部形状。通过在磨削期间所执行的测量的测量平面和实施的相应数量，也就是执行所谓的在线测量，能够磨削出销轴承轴颈的高精度的圆锥形状，而无须在磨削结束时可能像现有技术中那样，在磨削后测量时才发现圆锥形的外部轮廓相对于需要实现的额定轮廓过小，则整个曲轴报废。
出于负载原因，例如出于润滑技术原因，销轴承轴颈2的形状也能够呈球状或凹形。这在图9中示出，其中，实线代表销轴承轴颈2的球形形状，虚线代表凹形形状。销轴承轴颈2在其通向曲轴3的侧臂的过渡部中具有退刀槽。借助根据本发明的测量方法在与磨削方法相结合下(借助磨削方法将在线获得的测量值持续输入磨削盘进给的控制装置中)，则能够磨削出轴承轴颈(也就是销轴承轴颈2)的几乎任意的外部额定轮廓10，其中，能够实现相应磨削出的轴颈的非常高的精度。
附图标记列表
1 测量装置
2 销轴承轴颈
3 曲轴
4 磨削芯轴尾座
5 磨削盘
6 曲轴的中心
7 测量感应器
8 磨削盘接合区域
9 抵靠区域
10 外部额定轮廓
11 测量面
12 导轨
13 磨削盘旋转轴线
14 销轴承轴颈的纵轴线
15 探测元件
B 磨削盘宽度
L 销轴承轴颈长度
Claims (19)
1.一种测量和产生工件的至少一个区域的外部额定轮廓(10)的方法，所述工件特别是指曲轴(3)，测量和产生工件的至少一个区域的外部额定轮廓通过借助磨削盘(5)在磨削中心上利用CNC控制针对磨削盘的X轴进行的纵磨或横磨在尺寸与形状方面实施，其中：
a)测量工件上的实际轮廓；
b)在至少两个彼此间隔的、横向于相应的工件区域的纵向伸展延伸的、处在磨削盘接合区域中的测量平面中的尺寸和形状的测量值借助测量装置(1)得到检测；
c)测量平面借助工件区域与测量装置(1)之间沿Z轴方向相对于磨削盘(5)沿其Z轴方向的运动的相对运动而产生；
d)将测量值传输给CNC控制装置；以及
e)CNC控制装置的控制方式为，使得必要时存在的与额定轮廓的偏差得到修正，相应的工件区域(2)的额定轮廓以针对工件区域的相应测量平面检测到的测量值为基础得到适应性地磨削。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，工件区域(2)在圆度、圆柱形性质、圆锥形性质、球形性质和/或凹形性质方面沿至少两个在工件区域(2)上间隔的测量平面的间距得到测量，其中，测量平面被无级地调整。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，工件关于其纵轴(6)被位置固定地夹紧，测量装置(1)沿纵轴(6)的方向运动到相应的测量平面中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，测量装置(1)布置在磨削芯轴尾座(4)上，并且相对于磨削芯轴尾座沿Z轴方向运动，用以在不同的测量平面中执行测量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，测量装置(1)的运动借助电驱动装置实现，电驱动装置能够自由编程地受到控制。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，测量装置(1)沿Z方向液压或气动地运动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，在磨削期间，特别是在精磨期间进行测量。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，在磨削盘前移中断时进行测量，在测量期间，磨削盘(5)保持在停留位置中，直至测量完成。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在磨削完成之后检测测量值，对工件的测得的轮廓加以评估，在磨削下一个工件时，借助磨削盘(5)的CNC控制装置对轮廓执行必要时所需的修正。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，需要磨削的工件区域的额定形状通过将磨削盘(5)在水平平面内围绕以CNC控制的轴枢转而产生，其中，所述平面相对于工件中轴线沿水平安置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，工件区域的额定形状通过输入CNC控制装置的磨削程序而得到磨削。
12.根据权利要求8或9所述的方法，其中，需要磨削的工件区域的额定形状借助事先与额定形状相对应地利用校准盘校准的磨削盘(5)来产生，并且借助重新校准磨削盘而以经修正的方式磨削工件区域。
13.一种磨削机，用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法，所述磨削机具有测量装置(1)，用于测量围绕中心绕转的、具有纵向中轴线的工件、特别是曲轴的工件区域(2)的尺寸和形状，诸如圆度，
a)所述磨削机具有支承在磨削芯轴尾座(4)中的磨削盘(5)，所述磨削盘在磨削时，在同时朝向X轴方向进行前移运动时执行磨削，
b)其中，测量装置(1)布置在磨削芯轴尾座(4)上并且以如下方式构造，测量感应器(7)能够枢转摆入到工件区域(2)上的处于磨削盘接合区域(8)中的抵靠区域(9)上，为了与抵靠区域发生抵靠，能够在能够自由编程的、横向于工件区域(2)的纵轴线(10)地布置的测量平面中沿工件纵向中轴线的方向运动。
14.根据权利要求13所述的磨削机，其中，测量感应器(7)具有两个按照棱柱类型布置的测量面(11)，所述测量面在测量时分别在抵靠区域(9)上碰触工件区域(2)。
15.根据权利要求13或14所述的磨削机，其中，测量装置能够以液压、气动或电动的方式移动。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的磨削机，其中，测量装置(1)能够以受CNC控制的方式在磨削芯轴尾座(4)上移动。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的磨削机，其中，磨削盘(5)具有与工件区域(2)的长度相等的宽度。
18.据权利要求13至16中任一项所述的磨削机，其中，磨削盘(5)的宽度(B)小于工件区域(2)的轴向长度(L)并且沿磨削盘的转轴(13)在工件纵轴线的沿轴的纵向上分布。
19.据权利要求13至18中任一项所述的磨削机，其中，测量装置(1)在特别是销轴承轴颈的相应的工件区域的多个测量平面上测量工件区域的尺寸，使得能够测定并且以测量值为基础产生圆锥形、球形或凹形的形状。
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