DD266292B5

DD266292B5 - DEVICE FOR DETECTING AND EVALUATING SPINDLE LOCK DEVIATION IN MULTI-SPINDLE TREATMENT MACHINES

Info

Publication number: DD266292B5
Application number: DD30955587A
Authority: DD
Inventors: Detlef Dr-Ing Langer; Uwe Dr-Ing Hoehme; Juergen Geyer
Original assignee: Pittler Tornos Werkzeugmaschin
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1994-02-03
Also published as: DD266292A1

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Die Erfindung betrifft eine Einrichtunp, mit der die geometrische Lageabweichung der Drehspindeln eines Mehrspindeldrehautomaten orfaßt und ausgewertet wird.The invention relates to a Einrichtunp, with the geometric positional deviation of the rotary spindles of a multi-spindle automatic lathes and is evaluated.

Die tatsächliche Achslage einer jeden Drehspindel in der Spindeltrommel eines Mehrspindeldrehautomaten weicht um einen geringen Betrag von der gewünschten Ideallage ab. Die Ursache sind Fehler, die aus der Fertigung herrühren. Diese Abweichung bestimmt in entscheidendem Maße die Arbeitsgenauigkeit des Mehrspindeldrehautomaten und die Qualität der auf ihm gefertigten Werkstücke. Sie ist daher auch Bestandteil der Abnahmebedingungen von Mehrspindeldrehautomaten geworden.The actual axial position of each rotary spindle in the spindle drum of a multi-spindle automatic machine deviates by a small amount from the desired ideal position. The cause is errors that originate from the production. This deviation decisively determines the working accuracy of the multi-spindle automatic lathes and the quality of the workpieces manufactured on it. It has therefore also become part of the acceptance conditions of multi-spindle automatic lathes.

Als Beispiel hierfür kann DIN 8613 sowie TGL 33946 und 33947 angeführt werden.As an example, DIN 8613 and TGL 33946 and 33947 can be cited.

Zur Ermittlung der Abweichung werden auf dem Automaten Probewerkstücke bearbeitet, die zur Minderung technologischer Einflüsse aus Messing sind. Diese Werkstücke werden in jeder Spindel von jeder Arbeitslage des Hauptschlittens aus und in verschiedenen Anstellrichtungen des Werkzeuges überdreht. Durch diesen Drehvorgang wird erreicht, daß ein Zylinder hergestellt wird, der, unbeeinflußt von Rundlauffehlern der Spindel und des Werkstückes, die tatsächliche Drehachse der Spindel als Mittenachse hat.To determine the deviation, sample pieces are processed on the machine, which are to reduce technological influences of brass. These workpieces are turned in each spindle from each working position of the main carriage and in different Anstellrichtungen the tool. By this turning operation is achieved that a cylinder is produced, which, unaffected by concentricity errors of the spindle and the workpiece, the actual axis of rotation of the spindle has as the center axis.

Nach TGL 33946 und 33947 ist beispielsweise vorgeschrieben, daß in allen Arbeitstagen mit zum Spindelkreis tangentialer Anstellung gedreht wird, und in den beiden oberen Arbeitslagen zusätzlich in radialer Anstellung.According to TGL 33946 and 33947, for example, it is stipulated that in all working days with the spindle circle tangential employment is rotated, and in the two upper working positions additionally in radial employment.

Somit müssen im Falle eines Sechsspindeldrehautomaten allein 36 Probewerkstücke für das Drehen mit tangentialer Anstellrichtung und 12 Probewerkstücke mit radialer Anstellrichtung hergestellt werden.Thus, in the case of a six-spindle automatic lathe alone 36 Probewerkstücke for turning with tangential Anstellrichtung and 12 Probewerkstücke be prepared with radial setting direction.

Wenn über die in den Standards enthaltenen Messungen hinaus noch mit Anstellwinkeln gedreht werden soil, die von der tangentialen oder radialen Anstellung abweichen (das ist erforderlich, wenn Werkzeuge auf den Querschlitten mit hoher Arbeitsgenauigkeit eingesetzt werden), dann müssen weitere Probestücke angefertigt werden.If, in addition to the measurements contained in the standards, you are still rotating with angles of attack that differ from the tangential or radial setting (this is necessary when tools are used on the cross slides with high working accuracy), further samples must be made.

Die an den Probewerkstücken gedrehten Durchmesser werden in zwei Meßebenen gemessen und tabellarisch aufgelistet. Sie dienen als Basis für anschließende Korrekturen und Justagen, die die Arbeitsgenauigkeit des Drehautomaten erhöhen.The diameters of the test pieces are measured in two measuring planes and listed in tabular form. They serve as a basis for subsequent corrections and adjustments, which increase the working accuracy of the automatic lathe.

Diese Verfahrensweise hat eine Reihe von rViängeln, die durch die Erfindung abgestellt werden:This procedure has a number of problems which are averted by the invention:

Die Herstellung der Probestücke bedingt einen ständigen Verbrauch von Buntmetall. Die Zeit für das Herstellen der Probewerkstücke und das Ausmessen ist erheblich und wirkt sich verlängernd auf die Durchlaufzeit in der Montage aus.The production of the specimens requires a constant consumption of non-ferrous metal. The time for making the trial workpieces and measuring is significant and has a lengthening effect on the throughput time in the assembly.

Außerdem ist das Meßverfahren nicht ausreichend genau und zuverlässig, da die Probewerkstücke Im eingespannten Zustand in der Maschine manuell gemessen werden müssen. Es macht sich hierbei der subjektive Faktor bei der Meßwertermittlung nachteilig bemerkbar. Letzteres wirkt sich negativ auf die Arbeitsgenauigkeit der Maschine aus, weil die Drehgenauigkeit moderner Maschinen oine Größenordnung erreicht hat, die das sichore Erfassen von Meßwerten im Mikrometerbereich erfordert.In addition, the measuring method is not sufficiently accurate and reliable, since the sample workpiece pieces have to be measured manually in the clamped state in the machine. It makes the subjective factor in the determination of the measured value adversely noticeable. The latter has a negative effect on the working accuracy of the machine because the rotational accuracy of modern machines has reached the order of magnitude which requires the detection of measured values in the micrometer range.

Es ist das Ziel der Erfindung, den Materialverbrauch durch Entfall der Probewerkstücke zu eliminieren, sowie die Bearbeitungszeit durch Verzicht auf das Drehen der Probewerkstücke und die Meßzeit erheblich zu senken, was auch eine Verkürzung der Durchlaufzeit bedeutet. Weiterhin soll die Meßgenauigkeit gesteigert werden, um letztlich eine höhere Qualität der auf den Mehrspindeldrehautomaten produzierten Werkstücke zu erreichen.It is the object of the invention to eliminate the material consumption by omission of the sample parts, as well as to reduce the processing time by dispensing with the rotation of the sample pieces and the measuring time considerably, which also means a reduction of the cycle time. Furthermore, the measurement accuracy is to be increased in order to ultimately achieve a higher quality of the workpieces produced on the multi-spindle automatic lathes.

Durch die Erfindung ist die technische Aufgabe zu lösen, das Drehen des Probewerkstückes zur Ermittlung der tatsächlichen Drehachse der Drehspindeln zu ersetzen durch das Ausmessen eines Domes, der an Stelle des Probewerkstückes in die Drehspindel eingespannt wird.By the invention, the technical problem to be solved is to replace the rotation of the Probewerkstückes for determining the actual axis of rotation of the rotary spindles by measuring a dome, which is clamped in place of the Probewerkstückes in the rotary spindle.

Es ist in diesem Zusammenhang eine Einrichtung zu schaffen, die es gestattet, während des normalen Arbeitszyklus des Drehautomaten das Messen und Auswerten der Spindellagenabweichung automatisch und in kürzester Zelt vorzunehmen und den Meßwert zu korrigieren, daß die Rundlauffehler eliminiert werden.It is in this connection to provide a device which makes it possible during the normal working cycle of the automatic lathe to measure and evaluate the spindle position deviation automatically and in the shortest time and to correct the measured value so that the concentricity errors are eliminated.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in jeder Drehspindel eines Mehrspindeldrehautomaten ein Meßdorn mit den zylindrischen Meßdächen I und Il angeordnet ist.According to the invention the object is achieved in that a Meßdorn with the cylindrical Meßdächen I and Il is arranged in each rotary spindle of a multi-spindle rotary machine.

Über eine spezielle Arbeitskurve werden entsprechend der Arbeitsweise des Mehrspindeldrehautomaten Meßwertaufnehmer für berührungslose Messung nacheinander in die Meßebenen der Meßflächen I und Il gebracht.Using a special working curve, transducers for non-contact measurement are successively brought into the measurement planes of the measuring surfaces I and II in accordance with the mode of operation of the multi-spindle automatic lathes.

Die beiden Meßwertaufnehmer sind einander mittig gegenüberliegend In einer Gabel aufgenommen. Die Gabel Ist über den Schaft eines Klommstückes in einem der Böcke auf dem Hfluptschlltten des Automaten so befestigt, daß die Mittellinie dieser Achse mit der der Drehspindeln fluchtet.The two transducers are centered opposite one another in a fork. The fork is mounted over the shaft of a claw piece in one of the blocks on the main body of the machine so that the center line of this axis is aligned with that of the rotary spindles.

Zum Justieren der Meßwertaufnehmer ist auf dom Meßdorn eine geschlitzte Hülse vorgesehen. DIo Gabel wird mit dem Klemmstück so geklemmt, daß die Moßspalte S für boido Meßwertauf nohmer gleich eingestellt sind.To adjust the transducer is provided on dom mandrel a slotted sleeve. The fork is clamped with the clamping piece in such a way that the measuring column S is set the same for boido measuring value nohmer.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand einos Ausführungsbeispiolos näher erläutert werden, Dabei zeigtThe invention will be explained in more detail below on the basis of a Ausführungsbeispiolos, showing

Fig. 1: schematische Darstellung der Meßanordnung Fig.2: Einzelheit A gemäß Fig. 1 Fig. 3: Einzelheit B schematisch Fig.4: Meßwerttabello.Fig. 1: schematic representation of the measuring arrangement Fig.2: detail A of FIG. 1 Fig. 3: detail B schematically Fig.4: Meßwerttabello.

Die in Abbildung 1 dargestellte Meßanordnung zeigt einen Mohrspindeldrehautomaten, dessen Arboitsgenauigkeit geprüft werden soll. Zu diesem Zweck wird die geometrische Lageabweichung der Drehspindeln von der Ideallage mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung gemessen.The measuring arrangement shown in Figure 1 shows a Mohrspindeldrehautomaten whose Arboitsgenauigkeit should be tested. For this purpose, the geometrical positional deviation of the rotary spindles from the ideal position is measured by means of the device according to the invention.

Dafür sind die Spindelkonusse 15 der Drehspindeln 18 des in seinem Aufbau und seiner Funktion als bekannt vorausgesetzten Mohrspiricleldrehautomo'.en Meßdorne 1 eingesetzt, die zwei zylindrische Moßflächen hoher FormgenauigKeit aufweisen. Boido Flächen stallen die Meßbereiche I und Il dar. Zwei Moßwertaufnehmer 3 für berührungslose Wegmessung sind einander gegenübt r in der Gabol 2 befestigt.For this, the spindle cones 15 of the rotary spindles 18 of the known in its construction and its function as known Mohrspiricleldrehautomo'.en Meßdorne 1 are used, which have two cylindrical Moßflächen high FormgenauigKeit. Boido surfaces stalen the measuring ranges I and II. Two Moßwertaufnehmer 3 for non-contact displacement measurement are opposite each other r fixed in the Gabol 2.

Diese Anordnung eliminiert Fehler, die durch unterschiedliche Durchmesser der Meßdorne 1 entstehen könnten.This arrangement eliminates errors that could be caused by different diameters of the Meßdorne 1.

Die Gabel 2 wird mit dem Klemmstück 13 mittels Klemmschraube 21 so geklommt, daß die Moßspalte S für beide Meßwertaufnehmer 3 gleich eingestellt sind.The fork 2 is so clambered with the clamping piece 13 by means of clamping screw 21, that the Moßspalte S are set the same for both transducers 3.

Zur gleichmäßigen Einstellung wird die Hülse 23 genutzt, die seitlich auf die Drehspindeln 18 aufgesetzt wird und zu diesem Zweck einen Längsschlitz in der Größe der Meßebenendurchmesser am Meßdorn 1 aufweist. Das Klommstück 13 ist wiedorum In einem der Böcke 16 befestigt, die in jeder Arbeitslage des Hauptschlittens 19 angeordnet sind. Werden /mn durch eine Bewegung des Hauptschlittens 19 in Richtung Spindeltrommel 17, verursacht durch Drehung der Arböitskurve 5 auf der Steuerwolle 14, dio Meßwortaufnehmer 3 in die Meßebene Il des Meßdornes 1 gebracht, so betätigt der Nocken 8 a den Endschalter 22 und die Meßwerte werden durch die Meßeinrichtung 4 aufgenommen.For uniform adjustment, the sleeve 23 is used, which is placed laterally on the rotary spindles 18 and for this purpose has a longitudinal slot in the size of the measuring element diameter on the mandrel 1. The claw piece 13 is again fixed in one of the blocks 16, which are arranged in each working position of the main carriage 19. Be / mn brought by a movement of the main carriage 19 in the direction of the spindle drum 17, caused by rotation of Arböitskurve 5 on the control wool 14, dio Meßwortaufnehmer 3 in the measurement plane II of the mandrel 1, the cam 8 a operates the limit switch 22 and the measured values received by the measuring device 4.

Da sich die Drehspindel 18 dreht, entsteht der sinusförmige Meßwertverlauf, wie er in Fig.4 als Kurve f_le> aufgezeichnet ist, wobei f,„ beispielhaft als Summe der Einzelfehler Trk und f_no aufzufassen ist.Since the rotary spindle 18 rotates, the sinusoidal measured value course arises, as is plotted in FIG. 4 as a curve f _le> , where f "is to be understood by way of example as the sum of the individual errors Trk and f _n o.

Durch Integration dos Fehlers f„, im Auswertungsrechner 4 in Form einer arithmetischen Mittelwertbildung über mehrere Umdrehungen der Drehspindel entsteht f_LS als Spindellagenfohler. Die Messung wird im Meßbereich I wiederholt und nach Zurückfahren des Hauptschiittons wird die Spindeltrommol in dio in Fig. 2 gezeigte Ausgangsposition weitergeschaltet.By integrating the error f ", in the evaluation computer 4 in the form of arithmetic averaging over several revolutions of the rotary spindle, f _{LS is produced} as a spindle bearing foal. The measurement is repeated in the measuring range I and after returning the Hauptschiittons the Spindeltrommol in dio in Fig. 2 shown starting position is indexed.

Die Differenz der Werte f_LS zwischen den Meßebenen I und Il einer Drohspindel 18 wird im Auswertungsrechner 4 als Schiefstellung derAct.se der jeweiligen Drehspindel 18 ermittelt und über den Drucker 11 ausgegeben. Die Differenz der Werte f zwischen den einzelnen Orehspindeln 18 ist der Spindellagenfehler, der ebenfalls im Auswertungsrechner 4 ermittelt und über den Drucker 11 ausgegeben wird.The difference between the values f _LS between the measurement planes I and II of a threatening spindle 18 is determined in the evaluation computer 4 as a skew of the Act.se of the respective rotary spindle 18 and output via the printer 11. The difference between the values f between the individual rotation spindles 18 is the spindle position error, which is likewise determined in the evaluation computer 4 and output via the printer 11.

Sind alle Drehspindeln 18 von einer Lage des Hauptschlittens 19 au: «"^massen, so wird das Klemmstück 13 mit den in der Gabel 2 befindlichen Meßwortaufnohmern 3 in den Bock der nächsten Lage des Hauptschiittons 19 umgesetzt und der Spalt S mittels der Hülse 23 eingestellt.Are all rotary spindles 18 au of a position of the main carriage 19 mass, so the clamping piece 13 is implemented with the Meßwortaufnohmern 3 located in the fork 2 in the Bock of the next layer of Hauptschiittons 19 and the gap S by means of the sleeve 23 set ,

Dio Messungen werden in der bereits beschriebenen Weise fortgesetzt, ·Dio measurements are continued in the manner already described,

Im Ergebnis liegt das zur Beurteilung der Drehgenauigkeit erforderliche Meßprotokoll vor. Es kann gleichzeitig genutzt werdon, um evtl. erforderliche Justage und Korrekturen vorzunehmen.As a result, the measurement protocol required to judge the rotational accuracy is available. It can be used at the same time to make any necessary adjustments and corrections.

Claims

1. Device for detecting and evaluating the spindle position deviation in Mehrspindoldrehautomaten with horizontal spindle drum with the use of Miißwertnehmern, a measuring device and a computer which determines the spindle position error and outputs via a printer, characterized in that in the rotary spindles (18) of the spindle drum (17) Measuring mandrels (1) are arranged, the measuring surfaces I and Il have, in whose planes the transducers (3) by a working curve (5) according to the operation of the multi-spindle turning machines are brought successively.

2. Device according to claim 1, characterized in that two transducers (3) are arranged centrally opposite each other in a fork (2) which is fixed by means of a clamping piece (13) on the main carriage (19) of the multi-spindle automatic machine.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the fork (2) via the shank of the clamping piece (13) in a on the main carriage (19) arranged block (16) is fixed, and the center line with the axis of Rotary spindle (18) is largely aligned.

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that when adjusting the transducer (3) on the Meßdorn (1) a slotted sleeve (23) is arranged, and the transducers (3) has a uniform gap S to the Meßdorn ( 1).