DD210389A3

DD210389A3 - Anordnung zur Optimierung von schleifprozessen, insbesondere Innenrundschleifprozessen

Info

Publication number: DD210389A3
Application number: DD24044182A
Authority: DD
Inventors: Max Schilling; Horst Opper
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1984-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Optimierung von Schleifprozessen, insbesondere Innenrundschleifprozessen. Ziel der Erfindung ist die Erhoehung der Produktivitaet durch Optimierung des Schleifprozesses bei maximaler Auslastung von Maschine und Werkzeug zur Verbesserung der Qualitaet der geschliffenen Werkstuecke. Der Erfindung liegt die Aufgabe, eine Anordnung zur Optimierung von Schleifprozessen, insbesondere Innenrundschleifprozessen, mit einer durch verschiedene Faktoren beeinflussbaren Steuerung der Leistungsgrenzwerte, wie Schleifleistung und Abrichtintervall, entsprechend der gefundenen Zerspanungsleistung, zu schaffen. Dazu stehen mit einer Abricht-und Leistungssteuerung ein AC- Regler, ein Steller, ein Stromspannungswandler, ein Bandpass und ein Schallsensor in Verbindung. Der AC- Regler und der Steller sind mit einer Zustelleinrichtung und der Bandpass und der Schallsensor mit einem Verstaerker verbunden. Die Zustelleinrichtung ist ausserdem mit einer Auswerteeinheit gekoppelt. Verstaerker und Auswerteeinheit sind ueber ein ODER-Glied u.einen Speicher mit der Abricht-und Leistungssteuerung verbunden.

Description

Titel der Erfindung .

Anordnung zur Optimierung von Schleifprozessen, insbesondere Innenrundschleifprozessen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die; Erfindung betrifft eine Anordnung: zur Optimierung Ton Schleifpirozessen,' insbesondere Innenrundsehleifprozessen

Charakteristik der bekannten technischen. lösungen Aus der IE-AS 22 08 123 ist eine Einrichtung für eine Schleifmaschine zur Steuerung der SchleifscheibenausteTlbewegung re— latiT zum Werkstück, bekannt, mit einem Meßsteuergerät zur stetigen Messung des Werkstück-Istmaßes wie auch zum Vergleich dieses mit dem Werkstück-Sοllmaß, mit Steuerorganen zur Zustellung der Schleifscheibe in Abhängigkeit vom Yergleichsergebnis. Die Zustellung der Schleifscheibe wird dabei zur Annäherung an das Sollmaß des Werkstückes, auf einem festen Wert gehalten und im letzten Abschnitt des SchleifTorganges wird nicht nur die Differenz zwischen Istmaß und Sollmaß des Werkstückes berücksichtigt, sondern auch eine vorbestimmte zulässige Schleifleistung sowie die Werkstückzusammensetzung einbezogen. Die lösung bietet keine Anpassung an das Leistungsniveau des Schleifkörpers, Die sich während der Standzeit des Schleifkörpers ständig ändernden Schleifbedingungen bleiben unberücksichtigt.

WeiterMn ist aus der DB-AS 21 59 876 eine Anpaßsteuereinrichtung für Schleifmaschinen "bekannt mit einer den Schleifwiderstand messenden Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen sowie einer Vergleichsschaltung zu deren Auswertungund Steuerung der Schleifseheibenzustelleinriehtung. Der während des SohleifVorganges gemessene Schleifwiderstand wird innerhalb desselben in Übereinstimmung mit einem Vorgegebenen, zeitlich sich ändernden Optiinalwert des Schleif-Widerstandes gehalten. Die Berechnung der Änderung des Optimalwertes erfolgt in einer Operationsschaltung, die durch Signale einer den Schleifscheibenverschleiß ermittelnden Meßschaltung gesteuert wird, wobei sich der berechnete Optimalwert innerhalb eines Abrichtzyklus stetig bis zum Sndsollwert vermindert.

Der Uachteil dieser lösung besteht darin, daß zwar eine gewisse Anpassung der Zustellung an den Schleifscheibenverschleiß vorgenommen wird, der Leistungsgrenzwert der AC-Eegelung jedoch nur in den Grenzen eines vorgegebenen Programms verändert wird und damit keine Anpassung der Schleifzustellung an die wirkliche Leistungsgrenze des Schleifkörpers und damit keine interne Optimierung möglich ist. Ss ist auch eine Zustellregelvorrichtung für Eunds.ehle if maschinen. nach der DB-OS 30 21 493 mit einem Zustellantrieb und einem Sohleif meßgerät bekannt, bei der über einen Positioniergeber und das Schleifmeßgerät Signale an einen Rechner gegeben werden, der diese vergleicht und nach einem eingegebenen Programm abhängig von der Signaldifferenz den Zustellantrieb regelt.. Pur die Erkennung des ümsehaltPunktes vom Silvorschub auf den Schrmppvorschub dient die nutzung des auftretenden Körperschalles beim Anfahren des Werkstückes durch den Schleifkörper.

Der Uachteil dieser Lösung besteht ebenfalls darin, daß auf der Grundlage eines feststehenden Programms ein Zustellan-. trieb geregelt wird, ohne daß das augenblickliche Leistungsvermögen zum Zeitpunkt des SchleifVorganges, Berücksichtigung findet. . ^s ist nach der CH-PS 494 619 ein Anpaßregelverfahren an Schleifmaschinen bekannt, bei dem die bei der gegenseitigen

- j - I₁ 7 y Tf ~f, .j "T „

Annäherung und Berührung von Schleifscheibe und Werkstück erzeugten Schwingungen ü"ber einen Schwingungsaufnehmer erfaßt und zur Steuerung der "beim Schleifvorgang erforderlichen Stellbewegungen verwendet werden. Die Stellbewegungen werden bei einer vorher festgelegten Amplitudengröße innerhalb eines definierten Frequenzbereiches gesteuert, So wird z. B. eine Umschaltung von Schnellgang auf Arbeitsvorschub bei einer vorher festgelegten Höhe der Schwingungsamplitude bewirkt. Der lachteil dieser lösung besteht ebenfalls darin, daß auf der Grundlage eines feststehenden Programmes ein Zustellantrieb geregelt wird, ohne daß das augenblickliche Leistungsvermögen des Schleifkörpers zum Zeitpunkt des Schleifvorganges Berücksichtigung findet.

Jach der CH-PS 625 736 ist eine Erfindung bekannt, die einen Mehrfachbetriebzyklus i^Xx eine Schleifmaschine betrifft, der in Abhängigkeit von der Schleifkrait und der Betriebsart abgeändert wird. Die Schleifkraft wird überwacht durch Messung der elektrischen Beiastungsgröße am Schleifkörpermotor unter Betriebsbedingungen, wobei diese Belastungsgröße mit einem die Sichtschleif-Leerlaufbelästung darstellenden gespeicherten Wert verglichen wird. Die Leerlaufbelastungsgröße wird mit jedem Schleifzyklus mitfortgeschrieben, wobei das Schleifkraft signal zur Steuerung einer Vielzahl von Maschinenarbe itsgängen verwendet wird. .Wenn die Schleifkraft während eines frühen Seils des Schleifzyklus einen gegebenen Schwellwert übersteigt, wird der Sohleifkörpervorschub beendet, während dieselbe Situation in einem späteren Teil des Zyklus einen fortgesetzten Schleifkörpervorschub mit verminderter Geschwindigkeit ermöglicht. Auch nach dieser Erfindung wird die Zustellung nach einem feststehenden Programm realisiert. .

Und es ist abschließend nach der SS-PS 1 023 362 eine Erfindung bekannt, die zum Einleiten eines Abrichtzyklus eine Steuerung beinhaltet. Fach dieser Steuerung wird die Schleifzeit vom Beginn des Schlichtens bis zum Ausfeuern gemessen und mit einer vorgegebenen theoretischen oder durch Versuche ermittelten Zeit verglichen* Bei Überschreiten dieser Zeitspanne wird ein Abricht zyklus nach dem Pert igschleifen des Werkstückes eingeleitet. Es wird auch vorgeschlagen, den

Schleifdruck "beim Feinschleifen über ein Manometer zu ermitteln und mit einem vorgegebenen Druck zu vergleichen. Ss wird weiterhin vorgeschlagen, in ähnlicher Weise mit der aufgenommenen leistung am Schleifspindelmotor zu verfahren. Und es wird auch vorgeschlagen, einen Zeit- und einen Druckmesser zu koppeln. Auch diese Erfindung arbeitet mit fest vorgegebenen Bezugswerten. Sine Anpassung an das augenblickliche Leistungsvermögen des Schleifkörpers ist nicht möglich.

Ziel der¹ Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Produktivität von Schleifmaschinen der genannten Art durch Optimierung des Schleifprozesses bei maximaler Auslastung von Maschine und Werkzeug zur Verbesserung der Qualität der geschliffenen Werkstücke, Verkürzung der Bearbeitungszeit sowie Verlängerung der Grenznutzungsdauer der Schleifkörper. .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Optimierung von Schleifprozessen, insbesondere Innenrundschleifprozessen, mit einer durch verschiedene Paktoren beeinflußbaren Steuerung- der Leistungsgrentwerte,. wie Schleifleistung und Abrichtintervall, entsprechend der gefundenen Zerspanungsleistung, zu schaffen. Erfindung sgexnäß ist dafür eine Abricht— und.leistungssteuerung vorgesehen, mit der ein AC-Eegler, ein Steller, ein.Stromspannungswandler, ein Bandpaß und ein Schallsensor in Verbindung stehen. Alle angeführten Bauteile stehen untereinander über Signalleitungen in Verbindung. Der AC-Segler und der Steller sind mit einer Zustelleinrichtung, der Bandpaß und der Schallsensor sind mit einem Verstärker verbunden. Die Zustelleinrichtung ist außerdem mit einem Verstärker gekoppelt. Der Verstärker und die Auswerteeinheit sind über ein ODEB-Glied und einen Speicher mit der Abricht- Leistungssteuerung verbunden.

Auf Grund dieses konstruktiven Aufbaues ist es möglich, nach dem Aufspannen eines.neuen Schleifkörpers die Führungsgröße eines AC-Heglers einer Schleifmaschine entsprechend einem vorbestimmten Anstieg fortschreitend bis zum Erreichen der Lei-

stungsgrenze des Schleifkörpers zu steigern. Anschließend wird die Führungsgrenze konstant gehalten,.. "bis durch Signale der Abricht— und Leistungssteuerung ein Überschreiten der Leistungsgrenze angezeigt wird. Ist die Leistungsgrenze überschritten, wird die Führungsgröße stufenweise Ms zu einem Torgegebenen Minimalwert stufenweise Terringert.

Der Torteil der erfinderischen Einrichtung liegt in der maximalen Ausnutzung der Schleifleistung jedes eingesetzten Schleifkörpers, da die Pührungsgröße des adaptiveii Eegelsystems nicht nach festgelegten, errechneten oder Erfahrungswerten beeinflußbar ist, sondern ausschließlich von direkten Zustand und Leistungsvermögen des jeweils verwendeten Schleifkörpers,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll ,nachstehend an einem Ausführungsbeisplel näher erläutert werden. In der. zugehörigen Zeichnung zeigt:

Pig. 1 ein Blocks ehalt MId der Einrichtung Fig. 2 ein Diagramm des "Verlaufes der Führungsgröße in

Abhängigkeit von Sohleifkörperaußendurchmesser Fig. 3 ein 'Diagramm des Verlaufes der AtirichtintervallgrOße T in. Abhängigkeit' vom>Schleifkörper^u-ß.indxirchsie.sser^

Die Anordnung zur internen Optimierung des Schleifprozesses "besteht aus einer zentralen Anrieht- und Leistungssteuerung 1, die die eingebenden Signale, verarbeitet und.speichert, lit der Abiricht- und Leistungssteuerung 1 stehen in .Wirkverbindung ein ΊΟ-Segler2, ein Steller 3, ein Stromspannungswandler 4, ein Bandpaß 5 und ein Schallsensor 6, die auch miteinander über Signalleitungen verbunden sind. Der AC-Hegler 2. und der Steller 3 wirken auf die Zustelleinrichtung 7, Bandpaß 5 und Schallsensor 6 auf Aen Yerstärker 8, Die Auswerteeinheit 9 erhält Signale von der Zustelleinrichtung 7. Nachfolgend soll der Ablauf des Schleifprozesses zwischen zwei Schleifkörper- wechseln beschrieben werden. Zu Beginn eines solchen Schleifzyklus werden entsprechend der gestellten Arbeitsaufgabe optimal ermittelte Grenzwerte vorgegeben,; beispielsweise ? als maximal mögliche Spindelleistung., P_m:s_n als minimale Spindelleistung, die die ökonomisch vertretbare Grenze dar

stellt, Δ P als Leistungssprung sowie 2_max ··« -^min ^als des Abrichtintervalls.

Uach dein Aufspannen eines neuen Schleif körpers wird von der Abriebt- und leistungssteuerung 1 die Führungsgröße P , deren Bestimmung noch beschrieben wird, vorgesehen. Über einen AC-regler 2 und nachgeschalteten Steller 3 wird eine Drehzahl n,„ für die Zustelleinrichtung 7 und damit eine Zustellgeschwindigkeit erzeugt. Diese "bewirkt ein Ansteigen der Leistung der Schleifspindel 10. Über'einen Stromspannungswandler 4 erfolgt die Stickführung auf den AG-Segler 2. Bei Erreichen der vorgegebenen fführungsgröße P wird diese durch den AC-Eegler 2 konstant gehalten. $ach dem Erreichen der konstanten Leistung stellt sich weiterhin ein nahezu konstanter.-Maßfortschritt 3? ein, der in einer Auswerteeinheit 9 mit der Zustellgeschwindigkeit -"verglichen wird. Ton einem Schallsensor 6 werden die diareh Schwingungen verursachten Geräusche des Schleifproaesses erfaßt und. ü"ber: einen nachgeschalteten Sandp-aß und Verstärker 8: ausgewertet. Die Signale von Verstärker 8 und Auswerte einheit- 9 werden über ein ©der—Glied 11 und einen Speicher 12 der Ahricht- und Leistungssteuerung 1 zugeführt. Weiterhin "bewirken die Signale von Terstärker 8 und Auswerteeinheit 9 eine Verminderung 4er Pührungsgröße P_n des AG-Seglers 2, um die Sohleifquälität für das zur Zeit, geschliffene Werkstück zu sichern. Gleichzeitig erfolgt noch der Vergleich des Signals des Stromspannungswandlers 4 mit dem unteren Leistungsgrenz.wert P_min. - . '

Die PührungsgröQe P entspricht dem Leistungsvermögen des Schleifkörpers, Ihre Ermittlung- soll nachfolgend "beschrieben werden. ·

Von der Abricht- und Leistungssteuerung 1 wird für das erste zu "bearbeitende Werkstück nach einem Schleifkörperwechsel die PührungsgrSße P„ = P . vorgegeben. Erfolgt während des Schleifprozesses, an den Speicher 12 kein Signal, was heißt, daß keiner der Sensoren, z.B. Schallsensör_y6, eine Überlastung des Schleifkörpers erfaßt, so wird der augenblickliche Wert der Pührungsgröße P_n um den Leistungssprung P erhöht. Die Erhöhung erfolgt für die nachfolgenden Werkstücke solange, bis entweder der obere Leistungsgrenzwert ?___ er-

reicht ist oder im Speicher 12 ein Signal anliegt, das bedeutet, daß entweder die maximale leistung der Schleifspindel 10 bzw. die Leistungsgrenze des Schleif körpers P max erreicht ist. Sin Signal vom Speicher 12 an die Abricht— und Leistungs steuerung 1 "bewirkt, daß die Führungsgröße P_n für das zu "bearbeitende Werkstück vermindert wird und nach Beendigung des Schleifzyklus das Abrichten eingeleitet wird. Dadurch wird gleichzeitig das maximal mögliche Abriebt intervall Z verkürzt. Weiterhin erfolgt in der Abricht- und leistungssteuerung 1 der' Vergleich, ob das reduzierte Abrichtintervall gleich oder kleiner 'als die 'Torgabe X-^_n ist.,. Ist . das der Pai wird für die nachfolgenden Schleifzyklen die Pührungsgröße um den Wert ^ _ vermindert. Den Verlauf von Pührungsgröße P und Abrichtintervallgröße verdeutlichen die Pig, 2 und 3. Sie zeigen, daß in der Anfangsphase keine Überlastung des Schleif körpers 'auftritt und somit das maximal-mögliche Abrichtintervali erreicht; wird« Ab dem Zeitpunkt (A) wird der- Schieii~ körper überlastet, was sich in einer Verminderung der Abricht intervallgröße ausdrückt. Wird die Größe gleich oder kleiner als die Vorgabe K_., erfolgt im Zeitpunkt (B) eine Seduzierung^:"der Pührungsgrö'ße 'P üin ^ für die hachfolgenden· ·

Ur,- P

Sohle if zyklen. Diese Vorgänge wiederholen^ slcif so lang^l, bis die Pührungsgröße P gleich oder kleiner ?_min ist. Danach wird der automatische Zyklus unterbrochen und der Schleifkörperwechsel angezeigt.

Claims

Erfindungsanspruch

1, Anordnung zur Optimierung von Schleifprozessen, insbesondere Innenrundschleifprozessen, mittels Abricht- und Leistungssteuerung über Schallsensor, Stromwandler und Speicher nach feststehenden Grenzwertvorgaben, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Abricht- und Leistungssteuerung (1) ein AC-Regler (2), ein Steller (3), ein Stromspannungswandler (4), ein Bandpaß (5) und ein Schallsensor (β) in Verbindung stehen und untereinander mit Signalleitungen verbunden sind, daß der AC-Regler (2) und der Steller (3) mit einer Zustelleinrichtung (7) und der Bandpaß (5) und der Schallsensor (6) mit einem Verstärker (8) verbunden sind, daß die Zustelleinrichtung (7) außerdem mit einer . Auswerteeinheit (9) gekoppelt ist und daß Verstärker (8) und Auswerteeinheit (9) über ein ODEE-Glied'(11) und einen Speicher (12) mit der Abricht- und Leistungssteuerung (1) verbunden, sind.

Hierzu

2 Blatt Zeichnungen