DD274585A1 - Verfahren zur durchfuehrung der spannbewegung der reitstockseitigen zentrierspitze beim spannen wellenfoermiger werkstuecke zwischen zentrierspitzen - Google Patents

Abstract

Durch die Erfindung soll eine gesteuerte Zentrierspitzenzustellung und ein gesteuertes Aufbringen einer definierten Spannkraft ueber die Zentrierspitze auf das Werkstueck erfolgen. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf Aussenrundschleifmaschinen, die Bestandteil einer flexiblen Fertigungszelle sind. Die Zentrierspitze stuetzt sich federnd gegenueber einem Axialantrieb ab. Beim Spannvorgang wird die vorhandene Zentrierspitzenstellung laufend erfasst. Zunaechst wird kurz nach dem Kontakt der Zentrierspitze mit dem Werkstueck der Axialantrieb angehalten und ein erster Soll-Ist-Wertvergleich der Zentrierspitzenstellung vorgenommen. Bei Erreichen des vorgegebenen ersten Sollstellungsbereiches erfolgt ein vollstaendiges Einfahren der Zentrierspitzen in die Zentrierbohrungen und das Aufbringen der vorgegebenen Spannkraft. Nach Stillstand der Zentrierspitze wird ein zweiter Soll-Ist-Wertvergleich vorgenommen. Figur

Description

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soil ein beschädigungsfreies und verspannungsfreies Spannen der Werkstücke zwischen Zentrierspitzen erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Durchführung der Spannbewegung der reitstockseitigen Zentrierspitze beim Spannen wellenförmiger Werkstücke zwischen Zentrierspitzen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen, mit dem eine gesteuerte Zentrierspitzenzustellung und ein gesteuertes Aufbringen einer definierten Spannkraft über die Zentrierspitze auf das Werkstück erfolgt, dabei tiine sichere form- und kraftschlüssige Aufnahme des Werkstückes zwischen den Zentrierspitzen eintritt und unzulässige Zentrierbohrungsgrößert und -tiefenabweichungen, vorhandene Fremdkörper in der Zentrierbohrung sowie unzulässige Werkstücklängenabweichungen und unsachgemäße Werkstückeingabelagen selbsttätig erkannt und ausgewertet werden.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Pinole zunächst mit großer Geschwindigkeit zum Werkstück hin bewegt und die vorhandene Zentrierspitzenstellung mittels eines Meßsystems laufond erfaßt wii d, daß nach dem Kontakt der Zentrierspitze mit dem Werkstück sich der Axialantrieb entgegen der Wirkung der sich federnd abstützenden Pinole mit Zentrierspitze weiterbewegt und dabei einen definierten Zwischenraum zur Pinole überwindet, daß kurz nach Beginn der Überwindung des Zwischenraumes ein Signal zur Maschinensteuerung gegeben wird, daraufhin der Axialantrieb angehalten wird und ein Vergleich der vorhandenen Zentrierspitzenstellung mit einem vorgegebenen ersten Sollstellungsbereich der Zentrierspitze erfolgt, daß bei Erreichen des vorgegebenen ersten Sollstellungsbereicheo der Greifer das Werkstück losläßt und der Axialantrieb mit kleiner Geschwindigkeit bis zur Anlage des Axialantriebes an der Pinole, dem vollständigen Einfahren der Zentrierspitze in die Zentrierbohrung des Werkstücks und dem Aufbau dar vollen Spannkraft bewegt wird. Nach Stillstand der Zentrierspitze wird ein Signal zur Maschinensteuerung gegeben und daraufhin ein Vergleich der vorhandenen Zentrierspitzenstellung mit einem vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereich der Zentrierspitze eingeleitet. Bei Erreichen des vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereiches ist der Spannvorgang des Werkstückes beendet.

Liegt der durch Signalausgabe an die Maschinensteuerung gegebene Wert der vorhandenen Zentrierspitzenstellung außerhalb des vorgegebenen ersten Sollstellungsbereiches der Zentrierspitze, bleibt der Axialantrieb stehen und die nachfolgenden Verfahrensschritte des Spannvorganges werden nicht ausgeführt.

Liegt der durch Signalausgabe an die Maschinensteuerung gegebene Wert der vorhandene Zentrierspitzenstellung außerhalb des vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereiches der Zentrierspitze, wird dnr Beginn der Werkstückbearbeitung nicht eingeleitet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung nine reitstockseitige Zentrierspitze mit Axialantrieb sowie ein Meß- und Steuersystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Zentrierspitze 1 wird von einer Pinole 2 aufgenommen, die sich über eine Druckstange 3 an einer Druckfeder 4 abstützt. In Abstand vom rückwärtigen Ende der Pinole 2 und dabei einen Zwischenraum 5 bildend, ist ein Antriebsstück 6 angeordnet, welches die Druckstange 3 und Druckfeder 4 aufnimmt.

Ατι Antriebsstück 6 greift eine die Spannkraft für die Zentrierspitze 1 erzeugende Spannfeder 7 an. Weiterhin greift am Antriebsstück 6 eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 8 an, die über ein Steuersystem 9 mit Sperr- und Wegeventilen beidseitig druckbeaufschlagbar ist und die Spannbewegung des Antriebsstückes 6 steuert. Schließlich trägt das Antriebsstück 6 einen Initiator 10, dem ein an der DrucKStange 3 angeordnetes Schaltstück 11 gegenübersteht. Ein Wegmeßsystem 12 ist mit der Pinole 2 verbunden.

Zum Spannen der wellenförmigen Werkstücke zwischen Zentrierspitzen wird vorerst das Werkstück durch einen Industrieroboter in Zentrierspitzenhöhe gebracht und in ein zur Drehmitnahme vorgesehenes Backenfutter eingeführt. Dann erfolgt das Schließen des Backenfutters auf einen eine radiale Ausrichtung des Werkstückes bewirkenden Vorzentrierdurchmesser. Diese radiale Ausrichtung gewährleistet, daß die Zentrierspitzen beim nachfolgenden Spannvorgang beschädigungsfrei in die Zentrierbohrungen des Werkstückes eintauchen können. Nach diesem Vorzentnervorgang wird die spindelstocksaitige Zentrierspitze in die Zentrierbohrung eingefahren und damit die axiale Positionierstellung des Werkstückes spindelstockseitig festgelegt. Nun folgt das Verschieben der reitstockseitigen Zontrierspitze 1 mit großer Geschwindigkeit in Richtung der Zentrierbohrung des Werkstückes 13 unter Wirkung der Spannfeder 7 und Unterstützung der Kolben-Zylinder-Einheit 8. Beim Kontakt der Zentrierspitze 1 mit der Zentrierbohrung I)leibt die Zentrierspitze 1 mit der Pinole 2 stehen, und durch das Weiterbewegen des Antriebsstückes 6 verringert sich der Zwischenraum 5 entgegen der Wirkung der Druckfeder 4. Bereits nach sehr geringem Verringern des Zwischenraumes 5 wird durch den Initiator 10 ein Signal zur Maschinensteuerung gegeben und daraufhin die Bewegung des Antriebsstückes 6 durch die Kolben-Zylinder-Einheit 2 sofort gestoppt. Damit verbleibt ein relativ großer Zwischenraum 5 erhalten, die Zentrierspitze 1 ist in die Zentrierbohrung eingefahren, und das Werkstück 13 befindet sich im ungespannten Zustand nur unter Wirkung der sehr schwach dimensionierten Druckfeder 4 zwischen den Zentrierspitzen. Der bei Signalausgabe am Wegmeßsystem 12 vorliegende Wert der Finolen- bzw. Zentrierspitzenstellung wird der Maschinensteuerung gemeldet und dort mit dem vorgesehenen ersten Sollstellungsbereich der Zentrierspitze verglichen. Ergibt dieser Vergleich eine Übereinstimmung, läßt der das Werkstück haltende Robotergroifer das Werkstück los, und es wird das Antriebsstück 6 unter Wirkung der Spannfeder 7 bei völliger Druckentlastung und damit ohne Krafteinwirkung der Kolben-Zylinder-Einheit 8 mit geringer Geschwindigkeit in Richtung Werkstück 13 so weit bewegt, bis nach Überwindung des Zwischenraumes 5 sich das Antriebsstück 6 an die Pinole 2 angelegt hat, ein vollständiges Einfahren der Zentrierspitze 1 in die Zentrierbohrung erfolgt ist und die Zentrierspitze 1 unter Wirkung durch die Spannfeder 7 auf das Werkstück 13 aufgebrachten

vorgegebenen Spannkraft stehen bleibt. Nach Stillstand der Zentrierspitze 1 mit Pinole 2 wird der am Wegmeßsystem 12 vorliegende Wert der Pinolen· bzw. Zentrierspitzenstellung an die Maschinensteuerung gemeldet und dort mit dem vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereich der Zentrierspitze verglichen. Bei Erreichen des vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereiches der Zentrierspitze ist die Spannbewegung der reitstockseitigen Zentrierspitze beendet. Anschließend erfolgt das Schließen des Backenfutters und das Herausführen des Greifers des Industrieroboters aus dem Spann- und Bearbeitungsbereich der Schleifmaschine. Mit Hilfe des ersten Soiisteliungsbereiches der Zentrierspitze wird kontrolliert, ob die Zentrierspitze in die Werkstückzentrierbohrung eingetaucht ist, ohne daß bereits die für die Bearbeitung nötige Spannkraft vorliegt. Dadurch ist die Verspannungs- und Beschädigungsfreiheit von Werkstück und Maschine gesichert. Die Zentrierspitze steht mit ihrem vordersten Punkt bei Einrechnung aller zulässigen Toleranzen der Werkstücklage und -länge einen definierten Mindestbetrag hinter der Werkstückstirnseite. Das ist Voraussetzung dafür, daß nachfolgend der Robotergreifer das Werkstück loslassen kann. Ergibt der SolMst-Wertvergleich keine Übereinstimmung, wird der weitere Spannvorgang unterbrochen, und das Werkstück verbleibt im Rotobergreifer.

Mit Hilfe des zweiten Sollstellungsbereiches wird kontrolliert, ob die für die Schleifbearbeitung wichtigen Bedingungen, wie Einhaltung der zulässigen Zentrierbohrungstiefen und -größen, Fremdkörperfreiheit der Zentrierbohrungen, zulässige Werkstücklänge und -spannlage sowie ein zur Spannkraftsicherung nötiger möglicher Restpinolenweg, gegeben sind. Ergibt der Soll-Ist-Wertvergleich keine Übereinstimmung, wird ein Beginn der Werkstückbearbeitung verhindert.

Claims (3)

1. Verfahren zur Durchführung der Spannbewegung der reitstockseitigen Zentrierspitze beim Spannen wellenförmiger Werkstücke zwischen Zentrierspitzen, bei dem eine die Zentrierspitze tragende Pinole zum von einem Greifer pehaltenen Werkstück hin bewegt wird und gegenüber einem Axialantrieb federnd abgestützt ist und die vorhandene Zentrierspitzensteüung mittels eines Meßsystems laufend erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole zunächst mit großer Geschwindigkeit zum Werkstück hin bewegt wird, nach dem Kontakt der Zentrierspitze mit dem Werkstück sich der Axialantrieb entgegen der Wirkung der sich federnd abstützenden Pinole mit Zentrierspitze weiterbewegt und dabei einen definierten Zwischenraum zur Pinole überwindet, kurz nach Beginn dor Überwindung des Zwischenraumes ein Signal zur Maschinensteuerung gegeben wird, daraufhin der Axialantrieb angehalten wird und ein Vergleich der vorhandenen Zentrierspitzenstellung mit einem vorgegebenen ersten Sollstellungsbereich der Zentrierspitze erfolgt, bei Erreichen des vorgegebenen ersten Sollstellungsbereiches der Greifer das Werkstück losläßt und der Axialantrieb mit kleiner Geschwindigkeit bis zur Anlage des Axialantriebes an der Pinole, dem vollständigen Einfahren der Zentrierspitze in die Zentrierbohrung des Werkstückes und dem Aufbau der vollen Spannkraft bewegt wird, nach Stillstand der Zentrierspitze ein Signal zur Maschinensteuerung gegeben wird, daraufhin ein Vergleich der vorhandenen Zentrierspitzenstellung mit einem vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereich der Zentrierspitze erfolgt und bei Erreichen des vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereiches der Spannvorgang des Werkstückes beendet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Signalausgabe an die Maschinensteuerung außerhalb des vorgegebenen ersten Sollstellungsbereiches der Zentrierspitze der Axialantrieb stehen bleibt und die nachfolgenden Verfahronsschritte des Spannvorganges nicht ausgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Signalausgabe an die Maschinensteuerung außerhalb des vorgegebenen zweiten Sollstellungsbereiches der Zentrierspitze der Beginn der Werkstückbearbeitung nicht eingeleitet wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Ein zweckmäßiges Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Spannbewegung der reitstockseitigen Zentrierspitze beim Spannen wellenförmiger Werkstücke zwischen Zentrierspitze einer Außenrundschleifmaschine, die Bestandteil einer flexiblen Fertigungszelle zum Schleifen ist. Dabei erfolgt die Handhabung der Werkstücke durch einen Industrieroboter und die Drehmitnahme der zwischen den Zentrierspitzen gespannten Werkstücke durch ein Backenfutter.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Durchführung der Spannbewegung der reitstockseitigen Zentrierspitze beim Spannen wellenförmiger Werkstücke zwischen Zentrierspitzen ist nach der DE-OS1602987; B23b, 23/04 eine Reitstockspitze für horizontale Drehmaschinen, insbesondere für die Bearbeitung von Werkstücken beachtenswerter Abmessungen, bekannt. Um Längenverändt rungen des Werkstückes, die durch Wärmeeinwirkung während der Bearbeitung entstehen, ausgleichen zu können, stützt sich die Zentrierspitze an einem Tellerfederpaket ab. Darüber hinaus ist ein Druckanzeigegerät vorgesehen, welches in Verbin Jung mit einem Antrieb einen bestimmten axialen Druck während des Bearbeitungsvorganges auf die Zentrierspitze einwirken läßt. Mit dieser Lösung ist es jedoch nicht möglich, die Zentrierspitzenzustellung beim Spannvorgang an unterschiedliche Werkstücklängen oder verschiedene Zentrierbohrungsgrößen und -tiefen anzupassen, da eine Werteerfassung über die jeweilige Zentrierspitzenstellung nicht vorhanden ist und somit eine Signalgabe an die Maschinensteuerung nicht erfolgen kann. Aus diesem Grunde ist eine gesteuerte Zentrierspitzenzustellung nicht möglich, und es können beim Spannvorgang ein Verspannen der Werkstücke sowie Beschädigungen am Werkstück und an der Maschine entstehen. Nach einer anderen Lösung entsprechend OE-PS 1777273; B 23b, 33/00 ist eine Mitnehmerspitze für Drehmaschinen bekannt. Diese Mitnehmerspitze weist einen Axialanschlag für das Werkstück auf, und die Zentrierspitze stützt sich axial federnd gegen einen Druckkolben ab, wobei zwischen Zentrierspitze und Druckkolben ein Zwischenraum vorhanden ist. Während des Spannvorganges verschiebt sich die Zentrierspitze innerhalb des Zwischenräume bis zur Anlage an den Druckkolben. Mit dieser Lösung ist es ebenfalls nicht möglich, eine Werteerfassung der jeweiligen Zentrierspitzenstellung beim Spannvorgang vorzunehmen und damit die Spannbewegung der Zentrierspitze zur Anpassung an unterschiedliche Werkstücklängen und ' verschiedene Zentrierbohrungsgrößen und -tiefen zu steuern. Darüber hinaus ist ein Variieren der Spannkraft nicht möglich. Damit könnte beim Spannvorgang ein Verspannen des Werkstückes sowie Beschädigungen an Werkstück und Maschine auftreten.