DD216786B1

DD216786B1 - Einrichtung zum messen von bohrungen mit unterbrochenen bearbeitungsflaechen

Info

Publication number: DD216786B1
Application number: DD83252119A
Authority: DD
Inventors: Hellmut Partuscheck; Bernd Lauterbach; Claus Lieberwirth
Original assignee: Dresden Feinmess
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1990-11-21
Also published as: IT8448402A0; IT8448402A1; DD216786A1; IT1199141B; DE3419949A1

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Durchmessers von Bohrungen an bewegten Werkstücken, deren Bearbeitungsflächen Vertiefungen aufweisen, insbesondere während der Bearbeitung an Rundschleifmaschinen mit einem oder zwei mechanischen Tastern und einem Steuerteil zur elektronischen bzw. elektrischen Signalverarbeitung, das der jeweiligen Tasterstellung ein entsprechendes Signal zur Steuerung der Werkzeugmaschine zuführt. Diese Einrichtung soll zur kontinuierlichen Maßbestimmung beim Schleifen von besonders kleinen Bohrungen mit unterbrochenen und glatten Bearbeitungsflächen während des Bearbeitungsprozesses eingesetzt werden, bei denen die Taster nicht mehr neben dem Schleifkörper angeordnet werden können und somit hinter dem Schleifkörper am Werkstück zur Auflage kommen, wo sie die gleichen oszillierenden Bewegungen wie der Schleifkörper ausführen und ständig entsprechend dieser Bewegung in die Bohrung hinein- und herausgeführt werden müssen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einer bekannten Meßeinrichtung für unterbrochene Bearbeitungsflächen wird der Taster von einem Vergleichswerkstück in seinem Bewegungsablauf so gesteuert, daß beim Erreichen einer Vertiefung ein Signal zur Blockierung des Tasters gegeben wird, welches ein Einfallen in die Vertiefung verhindert.

Eine solche Blockierung arbeitet sehr schlagartig und besonders bei sehr schmalen Werkstückvertiefungen bzw. Erhebungen treten sehr störende Schwingungen auf, die den Meßwert verfälschen. Weiterhin ist eine solche Meßeinrichtung seh raufwendig, da jedem unterschiedlichen Werkstück ein Vergleichsstück zugeordnet ist.

Eine weitere Meßeinrichtung wurde in der DT 1303814 beschrieben, die statt einer Blockiereinrichtung und dem Vergleichsstück eine Dämpfungseinrichtung besitzt, durch die der Taster bei jeder Vertiefung nur einen geringen Betrag einfallen kann. Die Nachteile dieser Einrichtung sind, daß das Dämpfungselement zwischen dem Lager des Meßhebels und der Meßspule angeordnet ist und dadurch sehr klein ausgeführt werden muß, wodurch die Dämpfungseigenschaften zu gering sind und das Dämpfungselement überlastet wird. Außerdem entstehen zu hohe Schwingungen am Meßhebel, die sich störend auf die Meßwertbildung am Steuerteil auswirken.

Eine weitere direktübertragende Meßlehre für das Ausmessen bewegter Werkstücke mit mindestens einem Fühler ist in der DT 2449673 beschrieben. Bei dieser Ausführung wurde auf eine spezielle Dämpfungsbaugruppe verzichtet und der Meßwertaufnehmer sowie der Meßwertwandler sind in einem mit einer dämpfenden Flüssigkeit gefüllten Gehäuse angeordnet.

Der Nachteil dieser Meßeinrichtung besteht darin, daß bei dem oszillierenden Schleif prozeß, wenn der Taster ständig in die Bohrung hinein- und herausgeführt werden muß, außerhalb der Bohrung der Taster zu weit nach außen bewegt wird. Hierbei sind Bauelemente mit Anlaufschrägen erforderlich, mit denen der Taster erst wieder in die richtige Meßlage gebracht wird.

Bauelemente mit Anlaufschrägen können nicht eingesetzt werden, wenn die oszillierende Bewegung des Schleifkörpers sehr klein ist. Ein weiterer Nachteil ist das Senken und Heben des Tasters bei dem Hinein- und Herausfahren aus der Bohrung, wodurch zusätzliche Schwingungen entstehen, die bei der Meßwertbildung im Steuerteil störend wirken.

Eine Meßeinrichtung zum Prüfen von Werkstücken mit unterbrochener Oberfläche ist in der „Feingerätetechnik" 3/83 S. 119 beschrieben, die eine Kopplung einer hydraulischen Dämpfung mit einem inductiven Wandler darstellt. Die Meßwerterfassung erfolgt mit einem axialgelagerten Meßwertaufnehmer, der in einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Gehäuse angeordnet ist. Der Meßhebel wird durch eine Dichtung aus dem Gehäuse herausgeführt.

Derartige Meßeinrichtungen haben den Nachteil, daß sie nur für die Messung von Außendurchmessern geeignet sind und nicht zur genauen Messung von kleinen Bohrungen während des Bearbeitungsprozesses an Rundschleifmaschinen eingesetzt werden können. Außerdem bewirkt eine axiale Lagerung des Meßhebels eine zu große Reibung, die sich ungünstig auf die Meßgenauigkeit auswirkt. Erfolgt die Messung an rotierenden Werkstücken, wird der Meßhebel an die Seite der Meßhebellagerung gedrückt, wodurch die Reibung erheblich erhöht wird, die den Einsatz derartiger Meßeinrichtungen begrenzt.

Bei einer ebenfalls bekannten Meßeinrichtung für unterbrochene Oberflächen, dargestellt in DE 2841057 A1, wird mit zwei diametral beweglichen Meßstößeln das Maß am Außendurchmesser beim Schleifen von zylindrischen Körpern lichtelektronisch erfaßt und einer Auswerteeinrichtung übertragen. Mit einer Blockiereinrichtung werden bei jeder Nut am Außendurchmesser die Meßstößel geklemmt, wodurch das Einfallen in die Nut verhindert wird. Diese Meßeinrichtung hat den Nachteil, daß sie nur bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten der zu bearbeitenden Fläche eingesetzt werden kann. Bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten mit einer großen Anzahl von Unterbrechungen kann infolge der Trägheit der Klemmeinrichtung und durch die Verzögerungszeiten beim Ein- und Ausschalten eine Blockiereinrichtung dem schnellen Wechsel nicht mehr folgen. Die V-förmige Aufhängung einer Klemmeinrichtung dieser Ausführung hat den Nachteil, daß sie sehr träge in ihrem Bewegungsablauf ist. Aus der bildlichen Darstellung ist erkennbar, daß an einer Seite der Klemmeinrichtung die Spule mit dem Spulenkörper angeordnet ist, wodurch beim Klemmvorgang eine große Masse bewegt werden muß, die zu einer unerwünschten Zeitverzögerung führt. Außerdem ist das Klemmen von zwei Meßfühlern mit einer Klemmeinrichtung ungeeignet, weil dadurch die Masse der Klemmeinrichtung vergrößert wird, wodurch ebenfalls eine längere Zeit zum Klemmen des Meßhebels erforderlich ist.

Bei einer weiteren bekannten Meßeinrichtung, angeführt in der Bedienungsanleitung Steuergerät SG102, Druck Nr. 460679 vom VEB Feinmess Dresden, wird beim Abrichten der Schleifscheibe oder beim Einrichten der Werkzeugmaschine mit dem Taster soweit herausgefahren, daß die Rückstelleinrichtung betätigt wird, die den Meßhebel zurückstellen will, der aber durch die Blockiereinrichtung geklemmt ist.

Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß bei der Beanspruchung des Meßhebels, wenn die Rückstellung gegen die Blockierung wirkt, der Taster seinen Meßwert ändert, wenn beim erneuten Einfahren die Rückstellung außer Kraft gesetzt wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Messen von Bohrungen der vorstehend angeführten Art zu schaffen, die auf dem Stand der Technik aufbaut und diese angeführten Nachteile nicht aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zum Messen besonders kleiner Bohrungen zu schaffen, deren Meßwert frei von Störungen ist, damit das Maß von der Bohrung durch den Meßwertaufnehmer ohne Fehler in das Steuerteil übertragen wird. Der Taster kommt hinter dem Schleifkörper am Werkstück zur Auflage und führt die gleichen oszillierenden Bewegungen wie der Schleifkörper aus.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Meßwertaufnehmer eine Blockiereinrichtung angeordnet ist, die den Taster in Meßstellung hält.

Bei der hubförmigen Bewegung des Tasters aus der Bohrung wird der Meßhebel, an dem der Taster befestigt ist, kurz vor seinem Austritt aus der Bohrung durch eine Blockiereinrichtung geklemmt, die den Taster in Meßstellung hält und kurz nach seinem Eintritt in die Bohrung wieder freigibt.

Während der Freigabe des Tasters wird der neue Meßwert erfaßt, der bei einem oszillierenden Zyklus des Schleifkörpers in der Bohrung des Werkstückes entstanden ist.

Das Klemmen erfolgt mit einem Klemmblech, das am Meßhebel zwischen Spulenträger und Federparallelogramm angeordnet ist, bei Stromdurchfluß einer Magnetspule.

Durch den Klemmvorgang wird das Klemmblech seitlich verbogen und dadurch der Meßhebel angehoben, der den Betrag zwischen Kolben und Meßspule vergrößert.

Hierdurch liegt über Meßspule mit nachgeschalteter Signalverarbeitung ein Meßwert an, der einem geringen Aufmaß vom Werkstück entspricht. Dadurch wird verhindert, daß Fertigmaß signalisiert wird und ein Relaiskontakt die Maschine abschaltet, wenn das Fertigmaß noch nicht erreicht ist.

Außerdem wird beim Anheben des Meßhebels durch die Blockiereinrichtung der Taster vom Werkstück abgehoben, wodurch Schwingungen am Meßhebel nicht mehr auftreten und die Signale vom Meßwertwandler dem Steuerteil störungsfrei zugeführt werden.

Durch die Anordnung des Klemmbleches senkrecht zum Meßhebel wird der Luftspalt zwischen Spulenträger, Klemmblech und Federparallelogramm bei Auslenkung des Meßhebels nicht verändert, wodurch eine große Auslenkung des Meßhebels möglich

Durch den Luftspalt an der Blockiereinrichtung, der mehrmals nicht parallel zum Klemmblech angeordnet ist, wird das Klemmblech beim Einschalten der Magnetspule am Spulenträger mehrmals verbogen. Die Kraft des verbogenen Klemmbleches verhindert, daß das Federparallelogramm am Klemmblech und das Klemmblech am Spulenträger durch Restmagnetismus kleben bleibt, wenn die Magnetspule ausgeschaltet wird.

Die Auslenkung des Meßhebels wird durch einen Anschlag, der an der Seite des Meßhebels auf einer Grundplatte des Meßwertaufnehmers angeordnet ist, in drei Richtungen begrenzt, die eine Zerstörung des Lagers, an dem der Meßhebel befestigt ist, verhindert, wenn der Meßhebel mit der Hand beim Einrichten der Rundschleifmaschine einen zu großen Betrag ausgelenkt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: die aufgebrochene Seitenansicht des Meßwertaufnehmers,

Fig. 2: die aufgebrochene Rückansicht des Meßwertaufnehmers,

Fig. 3: das Blockierschema der Signalverarbeitung vom elektrischen bzw. elektronischen Steuerteil.

In einem gasdichten Gehäuse 1 ist ein Meßwertaufnehmer 2 angeordnet, der mit einer Rückstelleinrichtung 3, einem Meßwertwandler 4 und einer Blockiereinrichtung 5 ausgerüstet ist.

Der Meßwertaufnehmer 2 besteht aus einer Grundplatte 2.1, an der der Meßhebel 2.2 mit dem Lager 2.3 befestigt ist. Die Auslenkung des Meßhebels 2.2 wird durch den Anschlag 2.4 begrenzt.

Die Meßkraft am Meßhebel 2.2 wird durch die Zugfeder 2.5 erzeugt.

Die Rückstellung des Meßhebels 2.2 erfolgt über die Feder 2.6 durch die Rückstelleinrichtung 3.

Der Meßwertwandler 4 besteht aus einem Behälter 4.1, der durch den Klemmring 4.2 mit der Dichtung 4.3 gasdicht verschlossen ist, aus der die Kolbenstange des Kolbens 4.4 herausragt.

Im Behälter 4.1 ist die Meßspule 4.5 angeordnet. Der elektrische Anschluß erfolgt über die Lötstützpunkte 4.6. Der Behälter 4.1 ist mit einer Flüssigkeit 4.7 gefüllt, wodurch die Dämpfung des Meßhebels 2.2 erzielt wird. Die Blockiereinrichtung 5 besteht aus dem Spulenträger 5.1 und einem Federparallelogramm 5.2, die am Gehäuse 1 befestigt sind.

Das Einschalten der Magnetspule 5.4 bewirkt das Festklemmen des Meßhebels 2.2 durch das Klemmblech 5.3 am Spulenträger 5.1 und dem Federparallelogramm 5.2.

Die geometrische Form und die Größe des Luftspaltes 5.5 ermöglichen den Ausgleich der Zwangslage des Meßhebels 2.2, die durch die Meßkraft am Taster 2.7 verursacht wird. Dadurch bleibt der Meßwert erhalten, wenn der Meßhebel 2.2 aus der Bohrung herausgeführt ist.

Über das Anschlußkabel 7 erfolgt die Signalübertragung vom und zum elektronischen Steuerteil.

Das Blockschema der Signalverarbeitung ist in Fig.3 dargestellt. Vom Meßwertwandler 4 werden die Signale einer an sich bekannten Signalverarbeitung 8 zugeführt. Die verstärkten und aufbereiteten Signale werden einer Anzeige 9 und dem Relaisteil 10 zugeführt. Vom Relaisteil 10 erfolgt die Steuerung der Werkzeugmaschine. Von der Werkzeugmaschine werden die Signale zur Betätigung der Rückstelleinrichtung 3 und der Blockiereinrichtung 5 ausgelöst.

Die Aussteuerung der Blockiereinrichtung 5 für den Meßhebel 2.2. erfolgt unverzögert über die Negatoren 11 und 12, wenn Relaiskontakt 14 geschlossen wird.

Die Rückstelleinrichtung 3 des Meßhebels 2.2 wird über Negator 12 stromlos.

Wird Relaiskontakt 14 geöffnet, erfolgt die Aussteuerung der Rückstelleinrichtung 3 für den Meßhebef 2.2 über Negator 12 und zeitverzögert über Zeitglied 13.

Hierdurch wird die Blockiereinrichtung 5 des Meßhebels 2.2 über die Negatoren 11 und 12 stromlos.

Claims

Einrichtung zum Messen von Bohrungen mit unterbrochenen Bearbeitungsflächen, die einen Meßwertaufnehmer mit einer Rückstelleinrichtung für die Abhebung des Meßhebels und einen Meßwertwandler für die Meßwerterfassung, eine Dämpfung und Blockierung für den Meßhebel aufweist und der Meßwert einer Signalverarbeitung zugeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine Blockiereinrichtung (5) vorhanden ist, daß die Blockiereinrichtung (5) aus Spulenträger (5.1), Federparallelogramm (5.2), Klemmblech (5.3), Magnetspule (5.4) und Luftspalt (5.5) besteht, daß das Klemmblech (5.3) senkrecht zum Meßhebel (2.2) befestigt ist, daß Spulenträger (5.1) und Federparallelogramm (5.2) am Gehäuse (1) befestigt sind, daß ein Anschlag (2.4) an der Grundplatte (2.1) angeordnet ist, daß der Luftspalt (5.5) zwischen Klemmblech (5.3) und Spulenträger (5.1) und zwischen Klemmblech (5.3) und Federparallelogramm (5.2) bei Auslenkung des Meßhebels (2.2) konstant bleibt und der Luftspalt (5.5) in der Blockiereinrichtung (5) mindestens einmal nicht parallel zum Klemmblech (5.3) angeordnet ist.

Hierzu
2 Seiten Zeichnungen