DD297594A5 - METHOD FOR DETECTING THE CONDITION OF GRINDING POINTERFLAKES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren unter Nutzung eines opto-elektronischen Sensors zur Erfassung des Zustandes von Schleifkoerper-Wirkflaechen durch in-process- bzw. post-process-Messung. Durch einen Sensor wird ein mit dem Zustand der Schleifkoerper-Wirkflaeche korrelierendes Signal erzeugt, das direkt zur Anzeige gebracht oder zur Auswertung einem Rechner zugefuehrt wird, wodurch eine Beeinflussung des Verfahrensablaufes beim Schleifen (Erkennung des Standzeitendes des Schleifkoerpers) und Abrichten (Bestimmung des minimal erforderlichen Abrichtbetrages) gegeben ist (Objektivierung bzw. Optimierung der Verfahrensgestaltung).{prozesznahes Messen; in-process-Messung; post-process-Messung; Oberflaechensensor; Schleifkoerper; Schleifkoerper-Wirkflaeche; Schleifen; Standzeitendeerkennung; Abrichten von Schleifkoerpern; Abrichtbetrag; automatisierte Fertigung}The invention relates to a method using an opto-electronic sensor for detecting the state of Schleifkoerper-Wirkflaechen by in-process or post-process measurement. By a sensor correlated with the state of Schleifkoerper Wirkflaeche signal is generated, which is directly displayed or supplied to a computer for evaluation, thereby influencing the process flow during grinding (detection of life end of the abrasive body) and dressing (determining the minimum required Dressing amount) is given (objectification or optimization of the process design). {Prozznahes measuring; in-process measurement; post-process measurement; Oberflaechensensor; Schleifkoerper; Schleifkoerper-Wirkflaeche; Grind; Life end detection; Dressing abrasive bodies; Dressing amount; automated manufacturing}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
wesentliche Eingangsgröße bei der Schleifbearbeitung und bestimmt in entscheidendem Maße die Produktivität und die erreichbare Werkstückgenauigkeit.significant input in grinding and determines the productivity and the achievable workpiece accuracy significantly.
nachfolgenden Abrichten den Zeitpunkt zur Beendigung des Abrichtvorganges (erforderlicher Gesamtabrichtbetrag) festzustellen.subsequent dressing the time to complete the dressing process (required total dressing amount).
(Gesamt-)Abrichtbeträge.(Total) dressing amounts.
verschiedene Lösungen bekanm.various solutions bekanm.
auftretenden Schwingungen verbunden.associated vibrations.
des Minimums wird als Kennzeichen des Standzeitendes angesehen.of the minimum is regarded as the indicator of the end of service life.
(8...300Hz, 300... 1200Hz).(8 ... 300Hz, 300 ... 1200Hz).
bestimmten Bedingungen das Standzeitende des Schleifkörpers bestimmen.certain conditions determine the end of life of the grinding wheel.
aber auch speziell für Schleifkörperwirkflächen vorgesehen.but also specifically designed for abrasive active surfaces.
liegt die Überlegung zugrunde, daß eine ausgesprochen rauhe Oberfläche das Verhältnis von direkt und diffus reflektiertem Licht anders beeinflußt als eine weniger rauhe Oberfläche.It is based on the idea that a very rough surface influences the ratio of directly and diffusely reflected light differently than a less rough surface.
über dem gesamten Winkelbereich erfaßt.detected over the entire angle range.
interessierenden Winkelbereich verteilt angeordnet sind, zur Anwendung.are arranged distributed angular area of interest, for use.
eine geringere Störanfälligkeit, der Aufwand ist jedoch auch höher und die Empfindlichkeit begrenzt, weil Unterschiede in den beiden Kanälen oft zu gering sind, und die Empfänger meist ein unterschiedliches Verhalten haben.a lower susceptibility to interference, but the effort is also higher and the sensitivity limited because differences in the two channels are often too low, and the receiver usually have a different behavior.
überwunden. Dabei ist der optische Weg Teil eines Ringschlusses. Der Ringschluß gewährleistet eine hoheovercome. The optical path is part of a ring closure. The ring closure ensures a high
in ihrer Art und Lage auf der Schleifkörperwirkfläche eindeutig zu erfassen.in their nature and location on the Schleifkörperwirkfläche clearly detect.
analysieren.analyze.
-Topographie in Echtzeit/Gosebruch, H.; In: VDI-Zeitschrift, Düsseldorf 131 [1989] 1, S.68-71).Topography in Real Time / Gosebruch, H .; In: VDI journal, Dusseldorf 131 [1989] 1, p68-71).
mit einer Optik auf einer Empfänger-Zeile abgebildet.imaged with an optic on a receiver line.
berechnet werden.be calculated.
analysiert werden könnten.could be analyzed.
zu hoch.too high.
weitgehend störungsarme Beurteilung (in-process oder prozeßintermitti6rend) des Zustandes der Mikrogeometrie (Abrichtzustand bzw. Verschleißzustand) von Schleifkörper-Wirkflächen realisiert werden kann, so daß eine indirekte (Beratung des Maschinenbedieners) oder direkte Steuerung des Verfahrensablaufes beim Abrichten und/oder Schleifen ermöglicht wird.largely trouble-free assessment (in-process or process -intermitti6rend) of the state of the micro-geometry (dress state or wear state) of abrasive active surfaces can be realized so that an indirect (advice to the operator) or direct control of the process flow during dressing and / or grinding is possible ,
ökonomischen Gesichtspunkten dar.economic aspects.
entwickeln scwie eine Meßgeräteanordnung auf der Basis eines optoelektronischen Sensors zu schaffen.to develop a measuring device arrangement based on an optoelectronic sensor.
konzipiert werden.be conceived.
klaubt. Zur Erkennung bzw. Bewertung des Zustandes der Schleifkörper-Wiikfläche wird die im Zusammenhang mitklaubt. For detecting or evaluating the state of the grinding wheel Wiikfläche is in connection with
genutzt.used.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Nutzung eines bekannten Prinzips dadurch gelöst, daß eine Strahlungsquelle auf die Schleifkörperwirkfläche gerichtet wird und die Intensitäten der regulär reflektierten sowie eines Anteils der diffus reflektierten Strahlung mit zwei Strahlungsempfängern unter Verwendung des bekannten Meßprinzips des Ringschlusses erfaßt werden (DD 252880).According to the invention, this object is achieved by using a known principle in that a radiation source is directed to the abrasive active surface and the intensities of the regularly reflected and a portion of the diffuse reflected radiation with two radiation receivers using the known measuring principle of the ring closure are detected (DD 252880).
Durch den Ringschluß wird dabei die Strahlungsleistung der Lichtquelle so geregelt, dall der Reguläranteil unter veränderlichen Meßbedingungen konstant bleibt. Dadurch wird der Zustand der Schleifkörperwirkfläche durch die Amplitude des Streuanteils widergespiegelt.By the ring closure while the radiation power of the light source is controlled so dall Reguläranteil remains constant under varying measurement conditions. As a result, the state of the abrasive body effective area is reflected by the amplitude of the scattering proportion.
Gegenüber der o.g. Lösung zeichnet sich die Meßeinrichtung neben der speziellen weiteren Signalverarbeitung dadurch aus, daß der Lichtfleck eine deutlich kleinere Ausdehnung als die Schleifkörperbreite hat und daß der Sensor axial relativ zum Schleifkörper bewegt wird.Opposite the o.g. Solution is the measuring device in addition to the special further signal processing characterized in that the light spot has a significantly smaller extent than the abrasive width and that the sensor is moved axially relative to the grinding wheel.
Aufgrund der kleineren Ausdehnung des Lichtflecks lassen sich auch partielle unzulässige Verschleißzustände der Schleifkörperwirkfläche, wie sie z. B. beim Längsschleifen oder auch beim Einstechschleifen (Werkstück- oder Schleifbreite kleiner als Schleifkörperbreite) durch unterschiedliche Belastung auftreten, sicherer erkennen.Due to the smaller extent of the light spot can also be partial impermissible wear conditions of the abrasive active surface, as z. B. when longitudinal grinding or even during plunge grinding (workpiece or grinding width smaller than the abrasive width) occur by different load, safer recognize.
Da das Signal am Ausgang der Meßeinrichtung von der Spezifikation des verwendeten Schleifkörpers abhängig ist, muß ausführungsgemäß ein Sollwert bzw. Sollverlauf des Signals entsprechend einem bestimmten Zustand (Abricht- bzw. Verschleißzustand) der Schleifkörper-Wirkfläche durch teach-in vorgegeben werden. Das in-process bzw. prozeßintermittierend beim Abrichten oder Schleifen erfaßte Sensorsignal wird, ggf. nach einer Filterung (Tiefpaß), durch einen Vergleicher (Rechner) mit dem Sollwert bzw. Sollverlauf verglichen. In Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches wird das Standzeitende beim Schleifen angezeigt bzw. der Abrichtvorgang beendet.Since the signal at the output of the measuring device is dependent on the specification of the abrasive body used, according to the embodiment, a desired value or desired course of the signal corresponding to a specific state (dressing or wear state) of the abrasive-active surface must be specified by teach-in. The in-process or process intermittent during dressing or grinding detected sensor signal is, possibly after filtering (low-pass filter), compared by a comparator (computer) with the desired value or desired course. Depending on the result of the comparison, the end of service life is displayed during grinding or the dressing process is ended.
Denkbar ist auch die Nutzung eines nicht in Eingriff kommenden Breitenelementes der Schleifkörperwirkfläche zur Gewinnung eines Sollwertes des Sensorsignals.It is also conceivable to use a non-engaging width element of the abrasive body effective area to obtain a setpoint value of the sensor signal.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann der Zustand der Schleifkörper-Wirkfläche beim Abrichten und Schleifen mit relativ geringen Aufwendungen erfaßt werden, wodurch eine wesentliche Voraussetzung zur Objektivierung bzw. Optimierung der Bearbeitung auf Schleifmaschinen geschaffer wirdWith the solution according to the invention, the state of the abrasive-active surface during dressing and grinding can be detected with relatively little effort, creating an essential prerequisite for objectification or optimization of processing on grinders geschaffer
Anhand der Fig. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.
Geeignete Orte zur optischen Abtastung der Schleifkörperwirkfläche arn Schleifkörper 1 sind maschinenfest um 180" bis ca. 340° in Schnittrichtung zur Bearbeitungszone versetzt. (Fig. 1)Appropriate locations for the optical scanning of the surface of the abrasive body on the abrasive body 1 are offset from the machine by 180 "to approximately 340 ° in the cutting direction to the processing zone (FIG. 1).
Denkbar ist eine Anbringung des Sensors 3 am Reitstock bzw. an der Abrichtvorrichtung 5 auf dem Längsschlitten der Schleifmaschine (Fig. 1 a), wodurch bei der ausschließlichen Nutzung zur in-process-Überwachung des Schleifkörperzustdndes während des Abrichtvorganges bzw. zur prozeßintermittierenden Überwachung beim Schleifen eines Werkstückes 2 zusätzliche Einrichtungen zur axialen Relativbewegung bzw. zur radialen Positionierung u. U. entfallen können.It is conceivable attachment of the sensor 3 on the tailstock or on the dressing device 5 on the longitudinal slide of the grinding machine (Fig. 1 a), whereby in the exclusive use for in-process monitoring of Schleifkörperzustdndes during the dressing process or for process intermittent monitoring during grinding a workpiece 2 additional means for axial relative movement or for radial positioning u. U. can be omitted.
Um bei dieser Anbringungsvariante den Strahlengang und Meßfleck weitestgehend frei von direkten Kühlmitteleinflüssen zu halten, wäre bei der prozeßintermittierenden Überwachung beim Schleifen, z. B. während eines Werkstückwechsels, die Kühlmittelzufuhr durch die Kühlmitteldüse 4.1 (falls nicht überhaupt so vorgesehen) zu unterbrechen. Zur in-process-Überwachung des Abrichtvorganges ist bei der Anbringung des Sensors an der Abrichtvorrichtung 5 eine zusätzliche Kühlmitteldüse 4.2 (unterhalb des Sensors 3 und oberhrlb des Abrichtwerkzeuges 6 entsprechend Fig. 1 a) vorzusehen. Die Zufuhr des Kühlmittels durch die übliche Kühlmitteldüse 4.1 wird dabei während des Abrichtens abgeschaltet. Wird der Sensor mit einer eigenständigen Positioniereinrichtung realisiert, so ist die Anordnung entsprechend Fig. 1 b im Winkelbereich β innerhalb der Schutzhaube 7 praktisch möglich.In order to keep the beam path and measuring spot largely free of direct coolant influences in this mounting variant, would be in the process intermittent monitoring during grinding, z. B. during a workpiece change, the coolant supply through the coolant nozzle 4.1 (if not so provided) to interrupt. For in-process monitoring of the dressing process, an additional coolant nozzle 4.2 (below the sensor 3 and top of the dressing tool 6 according to FIG. 1 a) must be provided when attaching the sensor to the dressing device 5. The supply of the coolant through the usual coolant nozzle 4.1 is switched off during the dressing. If the sensor is realized with an independent positioning device, the arrangement according to FIG. 1 b in the angular range β within the protective hood 7 is practically possible.
Aus Gründen der Zugänglichkeit und geringerer störender Einflüsse (Kühlmittel, Schleifspäne, Funken) ist die Anordnung in Punkt B günstig.For reasons of accessibility and less disturbing influences (coolant, grinding chips, sparks), the arrangement in point B is favorable.
Zur Positionierung des Sensors 3 relativ zum Schleifkörper 1 sind aufgrund der kleinen zu bewegenden Massen und der geringen zu realisierenden Geschwindigkeiten insbesondere Schrittmotorantriebe geeignet (in Fig. 1 nicht dargestellt). Die radiale Positionierung zur Einhaltung eines konstanten Grundabstandes des Sensors von der Schleifkörper-Wirkfläche des Schleifkörpers 1 sollte aufbauend auf die Messung mit einem berührungslosen Abstandssensor erfolgen, wobei praktisch ein pneumatisches Längenmeßsystem (Prinzip Düse-Prallplatte) eine geeignete Lösung darstellt (in Fig. 1 nicht dargestellt). Der Grundabstand Sensor/Schleifkörper-Wirkfläche wird über Konstanthaltung des Druckabfalls am pneumatischen Längenmeßsystem durch Verstellung mit dem Schrittmotorantrieb aufrechterhalten. Denkbar ist auch eine rein pneumatische Lösung, wobei sich der Sensor auf einem Luftkissen gegenüber der Schleifkörperwirkfläche abstützt. Der Strahlengang im Sensorsystem und der momentane Meßfleck sind zur Verringerung von Störeinflüssen mit Druckluft freizublasen. Nachdem ein neuer Schleifkörper auf der Schleifspindel aufgenommen und der Schleifkörper mit quasi-optimalen Bedingungen (quasi-optimal hinsichtlich der Stellgrößen und der Gesamtabricht-Schnittiefe) abgerichtet wurde, wird dieser mit dem Sensor optisch abgetastat und der Signalverlauf abgespeichert.For positioning the sensor 3 relative to the grinding wheel 1, stepping motor drives are particularly suitable (not shown in FIG. 1) due to the small masses to be moved and the low speeds to be realized. The radial positioning to maintain a constant base distance of the sensor from the abrasive-active surface of the grinding wheel 1 should be based on the measurement with a non-contact distance sensor, practically a pneumatic length measuring system (principle nozzle baffle plate) is a suitable solution (not in Fig. 1) shown). The basic distance sensor / abrasive active surface is maintained by keeping constant the pressure drop at the pneumatic length measuring system by adjustment with the stepper motor drive. It is also conceivable a purely pneumatic solution, wherein the sensor is supported on an air cushion against the abrasive body effective area. The beam path in the sensor system and the instantaneous measuring spot are to be blown free with compressed air to reduce interference. After a new grinding wheel has been mounted on the grinding spindle and the grinding wheel has been dressed with quasi-optimal conditions (quasi-optimal with regard to the manipulated variables and the total dresser depth of cut), this is optically scanned with the sensor and the signal course is stored.
Der Signalverlauf wird mit einem breiteren Toleranzband I (entsprechend einem zulässigen Verschleißzustand am Standzeitende) und einem schmaieren Toleranzband Il (entsprechend dem erlaubten Streuoereich des Abrichtzustandes des Schleif körpers) versehen (Fig. 2).The signal curve is provided with a wider tolerance band I (corresponding to a permissible wear state at the end of service life) and a narrow tolerance band II (corresponding to the permitted scattering range of the dressing state of the abrasive body) (FIG. 2).
Zur Überwachung des 7ustandes der Schleifkörper-Wirkflächt» beim Schleifen wird das in-process oder prozeßintermittierend (z.B. während eines Werkstückwechsels) gewonnene aktuelle Sensorsignals mit dem Toleranzband I verglichen. Nach dem Überschreiten dieses Toleranzbandes wird dem Maschinenbediener das Standzeitende angezeigt bzw. über ein Signal an die Maschinensteuerung der Abrichtvorgang ausgelöst.In order to monitor the state of the grinding wheel active area during grinding, the current sensor signal obtained in-process or intermittently (for example during a work piece change) is compared with the tolerance band I. After exceeding this tolerance band the machine operator is displayed the end of life or triggered by a signal to the machine control of the dressing process.
Der Abrichtvorgang wird so lange fortgesetzt, bis das in-process bzw. prozeßintermittierend (z. B. zwischen zwei Abrichtüberlaufen) erfaßte Sensorsignal wieder innerhalb des Toleranzbandes Il liegt und sich damit der Schleifkörper wieder in einem arbeitsfähigem Zustand befindet.The dressing process is continued until the sensor signal detected in-process or process-intervening (for example, between two dressing overruns) is again within the tolerance band II and the grinding body is thus again in a workable state.
Gegebenenfalls sind der Sollverlauf des Sensorsignals und die Toleranzbänder I und Il bei großen Durchmesseränderungen während der Nutzungsdauer des Schleifkörpers neu einzustellen.Optionally, the desired course of the sensor signal and the tolerance bands I and II are to be readjusted for large changes in diameter during the useful life of the grinding wheel.
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD34377690A DD297594A5 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | METHOD FOR DETECTING THE CONDITION OF GRINDING POINTERFLAKES |
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DD297594A5 true DD297594A5 (en) | 1992-01-16 |
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DD34377690A DD297594A5 (en) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | METHOD FOR DETECTING THE CONDITION OF GRINDING POINTERFLAKES |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
DE102013111793A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Hochschule Furtwangen | Method for assessing the cutting properties of abrasive tools and device therefor |
EP3231555A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-18 | Hochschule Furtwangen | Method and device for determining the abrasive ability of an abrasive tool |
-
1990
- 1990-09-03 DD DD34377690A patent/DD297594A5/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102013111793A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Hochschule Furtwangen | Method for assessing the cutting properties of abrasive tools and device therefor |
DE102013111793B4 (en) | 2013-10-25 | 2018-06-21 | Hochschule Furtwangen | Method for assessing the cutting properties of abrasive tools and device therefor |
EP3231555A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-18 | Hochschule Furtwangen | Method and device for determining the abrasive ability of an abrasive tool |
DE102016106898A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-19 | Hochschule Furtwangen | Method and device for determining the grinding ability of a grinding tool |
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