DE10144963A1 - Method for aligning workpiece on machine tool involves detecting reference axis of workpiece on holder and using compensating device to move workpiece until reference axis agrees with position of machine axis within tolerance range - Google Patents
Method for aligning workpiece on machine tool involves detecting reference axis of workpiece on holder and using compensating device to move workpiece until reference axis agrees with position of machine axis within tolerance rangeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten eines Werkstücks in Bezug auf eine Maschinenachse einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten des Werkstücks. The invention relates to a method for aligning a Workpiece with respect to a machine axis Machine tool, in particular a machine for machining of the workpiece.
Eine Grundvoraussetzung für eine hochpräzise Bearbeitung von Werkstücken in einer Werkzeugmaschine besteht darin, daß das jeweils zu bearbeitende Werkstück möglichst exakt bezüglich der Maschinenachse ausgerichtet ist, um die bzw. entlang der das jeweilige Werkzeug während der Bearbeitung relativ zum Werkstück bewegt wird. In der Praxis sind die an die Exaktheit der Ausrichtung gestellten Anforderung jedoch häufig nur schwer zu erfüllen. Dies gilt insbesondere für rotationssymmetrische Werkstücke, wie Zahnräder, Ringe oder ähnliches, die jeweils eine in Bezug auf ihren großen Durchmesser kleine Wandstärke aufweisen. A basic requirement for high-precision machining of workpieces in a machine tool is that the workpiece to be machined as precisely as possible is aligned with respect to the machine axis or along which the respective tool during the Machining is moved relative to the workpiece. In the Practice are the exactness of the alignment However, the requirement often is difficult to meet fulfill. This applies in particular to rotationally symmetrical workpieces such as gears, rings or similar, each one related to theirs large diameter have small wall thickness.
Es sind Spanneinrichtungen, wie beispielsweise Spannfutter oder Spanndorne, bekannt, welche ein selbsttätiges exaktes Ausrichten von Werkstücken ermöglichen. Diese Spanneinrichtungen setzen jedoch regelmäßig voraus, daß Kräfte auf das Werkstück aufgebracht werden, durch welche die für die Selbstzentrierung erforderliche Bewegung des Werkstücks ausgelöst wird. Diese Kräfte können zu einer unerwünschten Verformung der Werkstücke führen, durch die die Qualität des Arbeitsergebnisses beeinträchtigt wird. There are tensioners, such as Chucks or mandrels, known which one automatic exact alignment of workpieces enable. However, these tensioners set regularly anticipate that forces on the workpiece be applied by which the for the Self-centering required movement of the workpiece is triggered. These forces can become one lead to undesired deformation of the workpieces the quality of the work result is impaired.
Alternativ zu Spannvorrichtungen, bei denen das Werkstück jeweils durch Haltekräfte gehalten wird, die mittels geeigneter Spannelemente aufgebracht werden, sind Spanneinrichtungen bekannt, bei denen das Werkstück durch berührungslos aufgebrachte Haltekräfte auf einer Haltefläche gehalten wird. Zu diesem Zweck können diese bekannten Spanneinrichtungen beispielsweise mit Dauer- oder Elektromagneten bestückt sein, deren Magnetkräfte schaltbar sind. Ebenso können die Spanneinrichtungen mit Ansaugeinrichtungen ausgestattet sein, welche einen das Werkstück auf der Haltefläche haltenden Unterdruck erzeugen. As an alternative to clamping devices where the workpiece is held by holding forces, respectively suitable clamping elements are applied Clamping devices known in which the workpiece through contactlessly applied holding forces on one Holding surface is held. For this purpose, these known tensioning devices, for example with permanent or be equipped with electromagnets whose magnetic forces are switchable. The tensioning devices can also be used Suction devices are equipped, which one Workpiece holding the vacuum on the holding surface produce.
Der Vorteil dieser Art des Verspannens der Werkstücke besteht darin, daß das Werkstück bei minimierter Gefahr einer Verformung gehalten wird. Nachteilig ist dabei allerdings, daß es in der Regel nicht möglich ist, die berührungslos arbeitenden Spanneinrichtungen so auszugestalten, daß bei nach wie vor minimierter Gefahr einer Verformung des jeweiligen Werkstücks eine automatisierte Ausrichtung des Werkstücks durchgeführt werden kann. Statt dessen ist es jeweils erforderlich, in einem separaten Arbeitsgang das jeweils bearbeitete Werkstück bezüglich der jeweiligen Maschinenachse zu zentrieren. Daher werden berührungslos haltende Spanneinrichtungen häufig nur in halbautomatischen Maschinen eingesetzt, bei denen regelmäßig eine manuelle Ausrichtung des Werkstücks vorgenommen wird. Die damit verbundenen Arbeiten sind zeitaufwendig und werden vom Bediener der Maschine häufig nicht mit der notwendigen Präzision vorgenommen. The advantage of this type of clamping the workpieces is that the workpiece with minimized danger deformation is maintained. The disadvantage is however, that it is usually not possible to use the contactless clamping devices like this to design that with still minimized danger a deformation of the respective workpiece automated alignment of the workpiece can be. Instead, it is necessary in each case in a separate operation, the processed Workpiece with respect to the respective machine axis Center. Therefore, be non-contact Clamping devices often only in semi-automatic Machines used in which a manual Alignment of the workpiece is made. The one with it associated work is time consuming and is performed by Machine operators often do not have the necessary Precision made.
Die Aufgabe der Erfindung bestand in der Schaffung eines Verfahrens, welches auf einfache Weise die vollautomatische und gleichzeitig hochpräzise Ausrichtung von Werkstücken auf einer Haltefläche ermöglicht. The object of the invention was to create a Procedure, which the fully automatic and at the same time highly precise alignment of workpieces on a holding surface.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
zum Ausrichten eines Werkstücks in Bezug auf eine
Maschinenachse einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer
Maschine zum spanabhebenden Bearbeiten des Werkstücks,
gelöst, bei dem folgende Arbeitsschritte absolviert
werden:
- a) Ablegen des Werkstücks auf einer Haltefläche,
- b) Erfassen der Lage einer Bezugsachse des Werkstücks mit Hilfe einer Lageerfassungseinrichtung,
- c) Bewegen des Werkstücks in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung der Lage der Bezugsachse von der Position der Maschinenachse mittels einer Ausrichteinrichtung derart, daß die Bezugsachse in Richtung der Maschinenachse bewegt wird, wobei während der Bewegung des lose auf der Haltefläche aufliegenden Werkstücks zwischen der Ausrichteinrichtung und dem Werkstück eine im wesentlichen auf einen Punkt oder eine Linie beschränkte Berührung stattfindet,
- d) Wiederholen der Arbeitsschritte b) und c) bis die Lage der Bezugsachse des Werkstücks innerhalb eines Toleranzbereiches mit der Lage der Maschinenachse der Werkzeugmaschine übereinstimmt.
- a) placing the workpiece on a holding surface,
- b) detecting the position of a reference axis of the workpiece with the aid of a position detection device,
- c) Moving the workpiece depending on the determined deviation of the position of the reference axis from the position of the machine axis by means of an alignment device such that the reference axis is moved in the direction of the machine axis, during the movement of the workpiece lying loosely on the holding surface between the alignment device and the workpiece is essentially in contact with a point or a line,
- d) repeating steps b) and c) until the position of the reference axis of the workpiece coincides within a tolerance range with the position of the machine axis of the machine tool.
Bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise wird zunächst das Werkstück lose so auf die Haltefläche aufgelegt, daß das Werkstück lediglich grob in Bezug auf die Maschinenachse ausgerichtet ist. Daraufhin wird die Lage des Werkstücks und damit einhergehend die Lage seiner Bezugsachse, welche als Ergebnis der Ausrichtung des Werkstücks mit der Maschinenachse der Werkzeugmaschine zur Deckung gebracht werden soll, erfaßt, bevor mittels einer Ausrichteinrichtung das Werkstück bewegt wird. Die Ausrichtung des Werkstücks setzt dementsprechend keine bestimmte Ausgangslage voraus, sondern die Ausrichtung kann ausgehend von jeder Ausgangslage erfolgen, die von der Lageerfassungseinrichtung noch erfaßt werden kann. In the procedure according to the invention, this is first Workpiece placed loosely on the holding surface so that Workpiece only roughly in relation to the machine axis is aligned. Thereupon the position of the workpiece and with it the position of its reference axis, which as a result of the alignment of the workpiece the machine axis of the machine tool to cover to be brought, recorded before by means of a Alignment device the workpiece is moved. The Accordingly, alignment of the workpiece does not set any certain starting point ahead, but the orientation can take place from any starting position, which is from the position detection device can still be detected.
Ist die tatsächliche Lage der Bezugsachse des Werkstücks mit ausreichender Sicherheit erkannt, so wird das Werkstück mit Hilfe einer Ausrichteinrichtung bewegt. Wesentlich ist dabei, daß die Kontaktfläche zwischen der Ausrichteinrichtung und dem Werkstück im wesentlichen auf einen Punkt oder eine Linie beschränkt ist. Auf diese Weise kann das Werkstück während der Ausrichtbewegung um die dabei durch die Ausrichteinrichtung gebildete Achse schwenken. Halte-, Schub- oder Zugkräfte, durch die das Werkstück verformt werden könnten, werden so vermieden. Is the actual position of the reference axis of the workpiece recognized with sufficient certainty, that will be Workpiece moved using an alignment device. It is essential that the contact area between the Alignment device and the workpiece essentially a point or a line is bounded. To this Way, the workpiece can move around during the alignment movement the axis formed by the alignment device swing. Holding, pushing or pulling forces, through which the Workpiece could be deformed, are avoided.
Die Ausrichteinrichtung kann zu diesem Zweck als Stift oder ähnliches ausgebildet sein, dessen Längsachse im Moment der Ausrichtbewegung im wesentlichen achsparallel zur Maschinenachse der Maschine ausgerichtet ist. The alignment device can be used as a pin for this purpose or the like, the longitudinal axis of which is formed in Alignment movement moment essentially axially parallel is aligned with the machine axis of the machine.
Sobald die Ausrichteinrichtung den aus dem Vergleich der erfaßten Lage der Bezugsachse zur Maschinenachse sich ergebenden Weg zurückgelegt hat, wird die Lage des Werkstücks bzw. seiner Bezugsachse erneut erfaßt. Wird dabei festgestellt, daß die Lage der Bezugsachse beispielsweise in Folge von während des Ausrichtvorgangs eingetretenen Schwenkbewegungen des Werkstücks über den Toleranzbereich hinausgehend von der Lage der Maschinenachse abweicht, wird der Ausrichtvorgang wiederholt, und zwar solange, bis die festgestellte Lageabweichung innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Es ist festgestellt worden, daß sich bei Verwendung ausreichend genau arbeitender Stellantriebe für die Ausrichteinrichtung und einer ausreichenden Genauigkeit der Lagererfassungseinrichtung das Werkstücks in Bezug auf eine Maschinenachse der Maschine mit einer maximalen Abweichung von weniger als 0,05 mm ausrichten läßt. As soon as the alignment device compares the detected position of the reference axis to the machine axis itself the resulting route, the location of the Workpiece or its reference axis detected again. Becomes found that the location of the reference axis for example as a result of during the alignment process Swivel movements of the workpiece occurred over the Tolerance range beyond the location of the If the machine axis deviates, the alignment process repeated, until the determined Positional deviation within the given Tolerance range. It has been found that work more precisely when used Actuators for the alignment device and one sufficient accuracy of the bearing detection device the workpiece with respect to a machine axis of the Machine with a maximum deviation of less than Aligns 0.05 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Haltefläche durch die Stirnfläche einer drehbar gelagerten Spanneinrichtung gebildet, deren Drehachse die Maschinenachse bildet, an der das Werkstück auszurichten ist. Der Einsatz einer solchen drehbaren Spanneinrichtung ermöglicht die Verwendung von während der Bearbeitung stillstehenden und dementsprechend präzise arbeitenden Werkzeugen. Gleichzeitig können die Lageerfassungseinrichtung und die Haltefläche in an sich bekannter Weise über einen linear verlaufenden Verfahrweg relativ zueinander bewegbar sein. Eine derart aufgebaute Maschine zeichnet sich durch einfache Verfahrwege, eine dementsprechend einfache Steuerung und hohe Robustheit aus. According to a preferred embodiment of the invention the holding surface is rotatable through the end face stored clamping device formed, the axis of rotation of which Machine axis forms on which to align the workpiece is. The use of such a rotatable clamping device allows the use of while editing stationary and accordingly precisely working Tools. At the same time, the Position detection device and the holding surface in itself known way over a linear path be movable relative to each other. One built like this The machine is characterized by simple travels, one accordingly simple control and high robustness out.
Wird eine linear bewegliche Lageerfassungseinrichtung in Kombination mit einer drehbaren Spannvorrichtung eingesetzt, so ist es günstig, wenn die Erfassung der Lage des Werkstücks in mindestens zwei Teilschritten erfolgt, wobei für jeden Teilschritt unterschiedliche Drehstellungen der Spanneinrichtung von der Lageerfassungseinrichtung jeweils die Strecke erfaßt wird, um die das Werkstück den bei der von der Lageerfassung zurückgelegten Verfahrweg jeweils überdeckt, und aus den in den Teilschritten erfaßten Strecken die Lage der Bezugsachse des Werkstücks ermittelt wird. Auf diese Weise läßt sich auch bei nur in einer Achse seiner Bewegung über die Haltfläche verfahrbarer Lageerfassungseinrichtung auf schnelle und einfache Weise die jeweilige Lage des Werkstücks exakt und sicher ermitteln. If a linearly movable position detection device in Combination with a rotatable clamping device used, it is favorable if the detection of the Position of the workpiece in at least two steps takes place, with different for each step Rotary positions of the clamping device from the Position detection device each detects the route to which the workpiece is the same as that of the Position detection traveled distance in each case covered, and from those covered in the sub-steps Stretch the position of the reference axis of the workpiece is determined. In this way, you can also use only in an axis of its movement across the stop surface movable position detection device on fast and simple way the exact position of the workpiece and determine safely.
Aus den schon zur linear verfahrbaren Lageerfassungseinrichtung angegebenen Gründen kann es darüber hinaus ebenfalls zweckmäßig sein, die Ausrichteinrichtung und die Haltefläche über einen linear verlaufenden Verfahrweg relativ zueinander zu bewegen. Dabei kann eine zuverlässige, zielgerichtete Ausrichtung des Werkstücks dadurch gewährleistet werden, daß die Haltefläche mit dem Werkstück nach der Lageerfassung um die Drehachse gedreht wird, bis die Bezugsachse im Verfahrweg der Ausrichteinrichtung angeordnet ist. Durch eine solche Drehung der Haltefläche wird das Werkstück jeweils so im Verfahrweg der Ausrichteinrichtung angeordnet, daß es von der Ausrichteinrichtung ohne weiteres bis zum der Maschinenachse zugeordneten Ort auf der Haltefläche transportieren werden kann. From those that are already linearly movable Location detection device specified reasons it can moreover also be expedient, the Alignment device and the holding surface via a linear to move the moving path relative to each other. This can be a reliable, targeted orientation of the workpiece can be ensured that the Holding area with the workpiece after the position detection the axis of rotation is rotated until the reference axis in Travel path of the alignment device is arranged. By such a rotation of the holding surface becomes the workpiece in each case in the travel path of the alignment device arranged that it from the alignment device without further up to the location assigned to the machine axis the holding surface can be transported.
Nachdem das Werkstück fertig ausgerichtet ist, kann es auf der Haltefläche verspannt werden. Dazu kann eine magnetisch arbeitende Spanneinrichtung eingesetzt werden, deren magnetische Haltekräfte erst aktiviert werden, wenn das Ausrichten des Werkstücks abgeschlossen ist. After the workpiece is completely aligned, it can be clamped on the holding surface. This can be done by a magnetically operating clamping device are used, whose magnetic holding forces are only activated when the alignment of the workpiece is complete.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch und ausschnittsweise: Further advantageous embodiments of the invention are shown in the dependent claims an exemplary embodiment below illustrative drawing explained in more detail. Show it schematically and in sections:
Fig. 1 eine Maschine zum Innenschleifen eines ringförmigen Werkstücks, beispielsweise eines Zahnrads, in einer frontalen Ansicht; Fig. 1, a machine for grinding an annular workpiece such as a gear, in a frontal view;
Fig. 2a-2c die in Fig. 1 dargestellte Maschine in drei unterschiedlichen Betriebsstellungen; 2a-2c, the machine illustrated in Figure 1 in three different operating positions..;
Fig. 3a-3f einen in der in den Fig. 1 bis 2c dargestellten Maschine eingesetzte Spanneinrichtung in einer Ansicht von oben. FIGS. 3a-3f in the one in Fig. 1 clamping device used to 2c illustrated machine in a view from above.
Die Maschine 1 zum Innenschleifen eines Werkstücks W, beispielsweise eines aus magnetempfindlichem Stahl gefertigten Zahnrads oder Rings, umfaßt einen Werkzeugkopf 2, der in bekannter Weise in horizontaler Richtung auf einer ersten, horizontal ausgerichteten Führungsbahn 3 und in vertikaler Richtung auf einer zweiten, vertikal ausgerichteten Führungsbahn 4 mittels nicht dargestellter, hochgenauer Stellantriebe verfahrbar ist. Gleichzeitig ist der Werkzeugkopf 2 um eine senkrecht zu den Führungsbahnen 3, 4 ausgerichtete Schwenkachse 5 in mindestens drei Schwenkstellungen verschwenkbar. The machine 1 for internal grinding of a workpiece W, for example a gearwheel or ring made of magnetically sensitive steel, comprises a tool head 2 which , in a known manner, runs horizontally on a first, horizontally oriented guideway 3 and in the vertical direction on a second, vertically oriented guideway 4 can be moved by means of not shown, high-precision actuators. At the same time, the tool head 2 can be pivoted about a pivot axis 5 oriented perpendicular to the guide tracks 3 , 4 in at least three pivot positions.
Der Werkzeugkopf 2 trägt ein Schleifwerkzeug 6, dessen Längsachse bei in einer ersten Schwenkstellung befindlichem Werkzeugkopf 2 vertikal ausgerichtet ist. Auf der einen Seite des Schleifwerkzeugs 6 ist am Werkzeugkopf 2 eine Lagererfassungseinrichtung in Form eines Meßtasters 7 gegenüber dem Schleifwerkzeug 6 derart winklig ausgerichtet angeordnet, daß seine Längsachse in einer zweiten Schwenkstellung des Werkzeugkopfes 2 vertikal ausgerichtet ist. Auf der anderen Seite ist in gleicher Weise eine Ausrichteinrichtung in Form eines in einem Werkzeughalter 8 gehaltenen Stiftes 9 angeordnet, der in einer dritten Schwenkstellung des Werkzeugkopfes 2 vertikal ausgerichtet ist. Anstelle des Stiftes 8 oder zusätzlich zu diesem kann der Werkzeughalter 9 auch ein zusätzliches, hier nicht dargestelltes Werkzeug tragen, an dessen dem Schleifwerkzeug 6 zugeordneten Rücken ein abgerundeter und/oder stiftförmiger Absatz ausgebildet ist. The tool head 2 carries a grinding tool 6, whose longitudinal axis is aligned vertically in befindlichem in a first pivoting position of the tool head. 2 On one side of the grinding tool 6 , a bearing detection device in the form of a probe 7 is arranged at an angle on the tool head 2 in relation to the grinding tool 6 such that its longitudinal axis is vertically aligned in a second pivoting position of the tool head 2 . On the other hand, an alignment device in the form of a pin 9 held in a tool holder 8 is arranged in the same way, which is aligned vertically in a third pivoting position of the tool head 2 . Instead of the pin 8 or in addition to this, the tool holder 9 can also carry an additional tool, not shown here, on the back of which is assigned to the grinding tool 6 a rounded and / or pin-shaped shoulder is formed.
Unterhalb des Werkzeugkopfes 2 ist eine Spanneinrichtung 10 positioniert, die einen um eine vertikal ausgerichtete Maschinenachse X drehbar angetriebenen Spanntisch 11 umfaßt. Die Stirnfläche des Spanntischs 11 bildet die Haltefläche 12, auf die das jeweils zu bearbeitende Werkstück W aufgelegt wird. In dem Spanntisch 11 sind nicht dargestellte Magnete eingelassen, deren Magnetkraft über eine ebenfalls nicht gezeigte Steuereinrichtung ab- bzw. zuschaltbar ist. A clamping device 10 is positioned below the tool head 2 , which comprises a clamping table 11 which is rotatably driven about a vertically oriented machine axis X. The end face of the clamping table 11 forms the holding surface 12 on which the workpiece W to be machined is placed. Magnets, not shown, are let into the clamping table 11 , the magnetic force of which can be switched on or off via a control device, also not shown.
Zum Ausrichten des Werkstücks W in Bezug auf die Maschinenachse X der Spanneinrichtung wird das Werkstück W bei unwirksamen Magneten des Spanntischs 11 lose auf die Haltefläche 12 gelegt. Anschließend wird der in diesem Arbeitsschritt vertikal ausgerichtete Meßtaster 7 soweit abgesenkt, daß seine Meßspitze 7a kurz unterhalb der Oberkante des Werkstücks W angeordnet ist. Daraufhin wird der Werkzeugkopf 2 entlang der Führungsbahn 3 verfahren, so daß der Meßtasters 7 auf einem linear ausgebildeten Verfahrweg V über die Haltefläche 12 bewegt wird (Fig. 3a). Dabei wird der erste und der letzte Kontakt des Meßtasters 7 mit dem Werkstück W erfaßt. Der zwischen dem ersten und dem letzten Kontakt zurückgelegte Weg des Meßtasters 7 entspricht der Strecke, über die das Werkstück W den Verfahrweg V des Meßtasters 7 überdeckt (Fig. 3a). Anschließend wird der Spanntisch 11 um einen bestimmten Winkelbetrag um die Maschinenachse X gedreht und in gleicher Weise die Strecke ermittelt, in der das Werkstück W in dieser Drehstellung des Spanntischs 11 den Verfahrweg V überdeckt (Fig. 3b). Zusätzlich wird nach einer weiteren Drehung des Spanntischs 11 um die Maschinenachse X eine dritte Strecke ermittelt, über die sich in dieser letzten Drehstellung des Spanntischs 11 der Verfahrweg V und Werkstück W überdecken (Fig. 3c). To align the workpiece W with respect to the machine axis X of the clamping device, the workpiece W is placed loosely on the holding surface 12 when the magnets of the clamping table 11 are ineffective. Then the vertically aligned probe 7 in this step is lowered to such an extent that its measuring tip 7 a is arranged just below the upper edge of the workpiece W. Thereupon, the tool head 2 is moved along the guideway 3 , so that the measuring probe 7 is moved in a linear travel V over the holding surface 12 ( FIG. 3a). The first and the last contact of the probe 7 with the workpiece W is detected. The distance traveled between the first and the last contact of the probe 7 corresponds to the distance over which the workpiece W covers the travel V of the probe 7 ( FIG. 3a). Then the clamping table 11 is rotated by a certain angular amount about the machine axis X and in the same way the distance is determined in which the workpiece W covers the travel path V in this rotating position of the clamping table 11 ( FIG. 3b). In addition, after a further rotation of the clamping table 11 about the machine axis X, a third distance is determined, over which the travel path V and workpiece W overlap in this last rotational position of the clamping table 11 ( FIG. 3c).
Aus den so ermittelten Strecken wird dann die Lage der zentralen, ebenfalls vertikal zur Haltefläche 12 ausgerichteten Bezugsachse Z des Werkstücks W bestimmt, welche im Zuge der Ausrichtung des Werkstücks W mit der Maschinenachse X der Maschine 1 zur Deckung zu bringen ist. From the distances determined in this way, the position of the central reference axis Z of the workpiece W, which is also oriented vertically to the holding surface 12 , is then determined, which is to be made coincident with the machine axis X of the machine 1 in the course of the alignment of the workpiece W.
Nach der Bestimmung der Lage der Bezugsachse Z des Werkstücks W wird der Werkzeugkopf 2 angehoben und verschwenkt, bis der Stift 9 sich in seiner vertikal ausgerichteten Stellung befindet. Gleichzeitig wird der Schwenktisch 11 verschwenkt, bis eine gedachte, in der Ebene der Haltefläche 12 angeordnete Verbindungsgrade Y zwischen der Maschinenachse X und der Bezugsachse Z zur Deckung mit dem Verfahrweg V gebracht ist. After determining the position of the reference axis Z of the workpiece W, the tool head 2 is raised and pivoted until the pin 9 is in its vertically aligned position. At the same time, the swivel table 11 is pivoted until an imaginary degree of connection Y arranged in the plane of the holding surface 12 between the machine axis X and the reference axis Z is made to coincide with the travel path V.
Daraufhin wird der Stift 9 durch Verfahren des Werkzeugkopfes 2 so positioniert, daß er in den vom Werkstück W umgrenzten Innenraum reicht. Anschließend wird der Werkzeugkopf 2 mit dem Stift 9 so verfahren, daß die Bezugsachse Z des Werkstücks W in Richtung der Maschinenachse X der Maschine 1 bewegt wird. Dabei kommt der Stift 9 zur Anlage an die Innenfläche des Werkstücks W, so daß dieses in Richtung der Maschinenachse X mitgenommen wird. Die Kontaktzone zwischen dem Stift 9 und der Innenfläche des Werkstücks W ist dabei aufgrund des im Vergleich zum Innendurchmesser des Werkstücks W geringen Durchmessers des Stiftes 9 im wesentlichen linienförmig ausgebildet (Fig. 3d). Then the pin 9 is positioned by moving the tool head 2 so that it extends into the interior delimited by the workpiece W. The tool head 2 is then moved with the pin 9 such that the reference axis Z of the workpiece W is moved in the direction of the machine axis X of the machine 1 . The pin 9 comes to rest against the inner surface of the workpiece W so that it is taken along in the direction of the machine axis X. The contact zone between the pin 9 and the inner surface of the workpiece W is essentially linear because of the small diameter of the pin 9 compared to the inner diameter of the workpiece W. ( FIG. 3d).
Die Bewegung des Werkzeugkopfes 2 wird solange fortgesetzt, bis der aus der Ausgangslage der Bezugsachse Z und der Lage der Maschinenachse X ermittelte Abstand zurückgelegt ist. Da das Werkstück W lose und ohne weitere Führung auf der Auflagefläche 12 aufliegt, kann es dabei aufgrund von unvorhersehbar ungleichförmiger Reibung oder anderer Störungen dazu kommen, daß das Werkstück W um die durch die linienförmige Kontaktzone festgelegte Achse unkontrolliert schwenkt. Dies kann dazu führen, daß nach Beendigung der Verfahrbewegung des Stiftes 9 die Lage der Bezugsachse Z von der Lage der Maschinenachse X in einem über den Toleranzbereich hinausgehenden Maße abweicht (Fig. 3e). The movement of the tool head 2 is continued until the distance determined from the starting position of the reference axis Z and the position of the machine axis X has been covered. Since the workpiece W rests loosely and without further guidance on the bearing surface 12 , it can happen that the workpiece W pivots uncontrollably about the axis defined by the linear contact zone due to unpredictably irregular friction or other disturbances. This can lead to the fact that after the movement of the pin 9 has ended, the position of the reference axis Z deviates from the position of the machine axis X to an extent that exceeds the tolerance range ( FIG. 3e).
Daher wird nach dem Ende des ersten Ausrichtvorgangs die
Arbeitsschrittfolge "Lageerfassung der Bezugsachse Z",
"Bestimmen und Beurteilen der Abweichung der Positionen
der Bezugsachse Z von der Lage der Maschinenachse X" und
"Ausrichten des Werkstücks W" solange wiederholt, bis die
Lage der Bezugsachse Z innerhalb eines zulässigen
Toleranzbereiches der Lage der Maschinenachse X
entspricht (Fig. 3e). Auf diese Weise läßt sich das
Werkstück mit einer maximalen Abweichung von 0,05 mm in
Bezug auf Maschinenachse X der Maschine 1 ausrichten.
BEZUGSZEICHEN
1 Maschine zum Innenschleifen eines Werkstücks W
2 Werkzeugkopf
3 Führungsbahn
4 Führungsbahn
5 Schwenkachse
6 Schleifwerkzeug
7 Meßtaster
7a Meßspitze des Meßtasters
8 Werkzeughalter
9 Stift
10 Spanneinrichtung
11 Spanntisch
12 Haltefläche
W Werkstück
V Verfahrweg des Meßtasters 7 und des Stiftes 9
X Maschinenachse
Y Verbindungsgrade
Z Bezugsachse
Therefore, after the end of the first alignment process, the sequence of steps "position detection of the reference axis Z", "determination and assessment of the deviation of the positions of the reference axis Z from the position of the machine axis X" and "alignment of the workpiece W" is repeated until the position of the reference axis Z corresponds to the position of the machine axis X within a permissible tolerance range ( FIG. 3e). In this way, the workpiece can be aligned with a maximum deviation of 0.05 mm with respect to the machine axis X of the machine 1 . REFERENCES 1 machine for internal grinding of a workpiece W
2 tool head
3 guideway
4 guideway
5 swivel axis
6 grinding tool
7 probes
7 a probe tip
8 tool holders
9 pin
10 tensioning device
11 clamping table
12 holding surface
W workpiece
V Travel path of probe 7 and pin 9
X machine axis
Y degrees of connection
Z reference axis
Claims (9)
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