DE102004023789A1 - Workpiece contour surface centering method, involves bringing centering unit and rotation axis relative to one another in durable effect position, and moving centering unit and axis relative to one other until centering unit lies at surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren einer zu einer Achse rotationssymmetrischen Konturfläche eines Werkstücks relativ zu einer Drehachse eines das Werkstück tragenden Werkstückhalters.The The invention relates to a method of centering one to an axis rotationally symmetrical contour surface a workpiece relative to a rotation axis of a workpiece holder carrying the workpiece.
Eine derartige Zentrierung wurde bislang manuell vorgenommen und war dennoch mit erheblichen Ungenauigkeiten behaftet, da manuell nur eine Positionierung des Werkstücks relativ zu dem Werkstückhalter möglich war und somit sich Ungenauigkeiten seitens des Werkstückhalters und seitens der Konturfläche des Werkstücks addiert haben.A Such centering was previously done manually and was nevertheless subject to considerable inaccuracies, as manually only a positioning of the workpiece relative to the workpiece holder possible was and thus inaccuracies on the part of the workpiece holder and on the contour surface of the workpiece have added.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zentrieren einer derartigen rotationssymmetrischen Konturfläche eines Werkstücks relativ zu der Drehachse zu schaffen, das zuverlässig und ohne Toleranzprobleme funktioniert.Of the The invention is therefore based on the object, a method for centering such a rotationally symmetrical contour surface of a workpiece relative to create the rotation axis that reliable and without tolerance problems works.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkstück in einer nicht exakt zentrierten Ausgangsposition an dem Werkstückhalter derart positioniert wird, daß sich das Werkstück bei Einwirkung auf die Konturfläche relativ zum Werkstückhalter repositionieren kann, daß der Werkstückhalter mit dem Werkstück in Rotation um die Drehachse versetzt wird, daß ein Zentrierelement und die Drehachse relativ zueinander in eine Dauereinwirkungsstellung gebracht werden, in welcher das Zentrierelement bei jeder Umdrehung um die Drehachse ständig an der Konturfläche anliegt und dadurch das sich mit dem Werkstückhalter um die Drehachse drehende Werkstück relativ zum Werkstückhalter in einer sich ständig repositionierenden Stellung gehalten wird, und daß das Zentrierelement und die Drehachse bei sich um die Drehachse drehendem Werkstück ausgehend von der Dauereinwirkungsstellung relativ zueinander solange bewegt werden, bis das Zentrierelement nicht mehr an der Konturfläche anliegt.These Task is in a method of the type described above according to the invention thereby solved, that this workpiece in a not exactly centered home position on the workpiece holder is positioned so that the workpiece at Action on the contour surface relative to the workpiece holder can reposition that the Workpiece holder with the workpiece is set in rotation about the axis of rotation that a centering element and the axis of rotation be brought into a permanent action position relative to each other, in which the centering element at each revolution about the axis of rotation constantly the contour surface abuts and thereby rotating with the workpiece holder about the axis of rotation workpiece relative to the workpiece holder in a constantly repositioning position is maintained, and that the centering element and the axis of rotation starting at about the axis of rotation rotating workpiece moved by the continuous action position relative to each other as long until the centering element is no longer resting against the contour surface.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß damit die Möglichkeit besteht, die Konturfläche toleranzunempfindlich und exakt zu der Drehachse zentriert anzuordnen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren ferner noch den großen Vorteil hat, daß sich dieses in einfacher Weise automatisieren und somit mittels einer Steuerung einer Werkzeugmaschine selbsttätig durchführen läßt.Of the Advantage of the invention is solution to see that with it the possibility exists, the contour surface insensitive to tolerances and exactly centered on the axis of rotation, wherein the inventive method Furthermore, the big advantage that has happened automate this in a simple manner and thus by means of a Control of a machine tool can perform automatically.
Prinzipiell wäre es denkbar, das Werkstück und das Zentrierelement so relativ zueinander und relativ zum Werkstückhalter zu positionieren, daß das Zentrierelement bei beginnender Drehung des Werkstückhalters bereits in der Dauereinwirkungsstellung steht und das Werkstück in der sich ständig repositionierenden Stellung hält.in principle would it be conceivable, the workpiece and the centering element relative to each other and relative to the workpiece holder to position that Centering element at the beginning of rotation of the workpiece holder is already in the continuous action position and the workpiece in the constantly repositioning Holding position.
Besonders einfach ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren dann ausführbar, daß das Zentrierelement und die Drehachse relativ zueinander vor der Dauereinwirkungsstellung in eine Momenteinwirkungsstellung gebracht werden, in welcher bei sich um die Drehachse drehendem Werkstück das Zentrierelement zunächst bei jeder Umdrehung um die Drehachse nur für einen Moment mit der Konturfläche Kontakt hat, so daß das Werkstück in einer sich momentan oder zeitweilig repositionierenden Stellung steht, und daß in dieser sich momentan oder zeitweilig repositionierenden Stellung des Werkstücks das Zentrierelement und die Drehachse dann sukzessive relativ zueinander bewegt werden, bis die die Dauereinwirkungsstellung erreicht ist, in welcher das Werkstück in der sich ständig repositionierende Stellung steht.Especially However, the method according to the invention is then simple that the centering element is simple and the rotation axis relative to each other before the continuous action position be brought into a momentary action position, in which at At first, the centering element rotates around the axis of rotation each turn around the axis of rotation only for a moment with the contour surface contact has, so that workpiece in a current or temporary repositioning position stands, and that in this currently or temporarily repositioning position of the workpiece the centering element and the axis of rotation then successively relative to each other be moved until the permanent action position is reached, in which the workpiece in the constantly repositioning position.
Prinzipiell wäre es bei dieser Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, das auf dem Werkstückhalter positionierte Werkstück auf die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Drehzahl zu bringen, wobei bereits hierbei das Zentrierelement bei jeder Umdrehung um die Drehachse zeitweilige die Konturfläche berührt.in principle would it be in this solution the method according to the invention conceivable that on the workpiece holder positioned workpiece on the implementation provided by the method according to the invention To bring speed, in which case the centering element already each revolution around the axis of rotation temporarily touches the contour surface.
Besonders zweckmäßig läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren dann ausführen, wenn nach Positionieren des Werkstücks am Werkstückhalter das Werkstück und der Werkstückhalter ohne Berührung der Konturfläche durch das Zentrierelement auf die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Drehzahl gebracht werden und dann durch eine Relativbewegung des Zentrierelements und der Drehachse zueinander das Zentrierelement und die Konturfläche relativ zueinander zugestellt werden.Especially appropriate can be the inventive method then execute when after positioning the workpiece on the workpiece holder the workpiece and the workpiece holder without touch the contour surface by the centering on the intended for performing the method Be brought speed and then by a relative movement of the Centering element and the rotation axis to each other, the centering and the contour surface be delivered relative to each other.
Hinsichtlich der Bewegungen des Zentrierelements relativ zur Drehachse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, daß sich das Zentrierelement auf einer gekrümmten Bahn relativ zur Drehachse bewegt, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vom Prinzip her lediglich der Abstand zwischen einer mit der Konturfläche wechselwirkenden Einwirkungsfläche des Zentrierelements von der Drehachse maßgebend ist.Regarding the movements of the centering were relative to the axis of rotation so far no closer Information provided. That's how it is For example, it is conceivable that the centering element on a curved path relative to the axis of rotation moved, there in the inventive method In principle, only the distance between an interacting with the contour surface acting face of the centering of the axis of rotation is authoritative.
Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren bei jeder Bewegung des Zentrierelements und der Drehachse relativ zueinander durchführbar, bei welcher eine mit der Konturfläche wechselwirkende Einwirkungsfläche des Zentrierelements in variierendem Abstand von der Drehachse positioniert werden kann, so daß sich der Abstand einer die Konturfläche beaufschlagenden Einwirkungsfläche des Zentrierelements von der Drehachse derart ändert, daß das Zentrierelement die Möglichkeit hat, in die Dauereinwirkungsstellung überzugehen, und von der Dauereinwirkungsstellung ausgehend, in welcher es das Werkstück in der sich ständig repositionierenden Stellung hält, sich so zu bewegen, daß es sich von der in der zentrierten Stellung stehenden Konturfläche entfernen kann.Thus, the method according to the invention can be carried out with each movement of the centering element and the axis of rotation relative to each other, in which an interacting with the contour surface action surface of the centering can be positioned at a varying distance from the axis of rotation, so that the distance of a surface acting on the contour surface of the centering of the axis of rotation changes so that the Centering element has the ability to move into the continuous action position, and starting from the continuous action position in which it holds the workpiece in the constantly repositioning position, to move so that it can move away from the standing in the centered position contour surface.
Aus Gründen einer möglichst einfachen Kinematik hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Zentrierelement und die Drehachse relativ zueinander im wesentlichen in radialer Richtung zur Drehachse bewegt werden.Out establish one possible However, simple kinematics, it has proved to be advantageous if the centering element and the axis of rotation relative to each other substantially be moved in the radial direction to the axis of rotation.
Besonders günstig ist es dabei, wenn das Zentrierelement und die Drehachse relativ zueinander im wesentlichen linear vor und zurück bewegt werden.Especially Cheap it is when the centering and the axis of rotation relative be moved back and forth in a substantially linear manner.
Das Zentrierelement kann grundsätzlich mit jeder Art von Einwirkungsfläche auf die Konturfläche einwirken.The Centering element can basically with any kind of impact surface act on the contour surface.
Besonders günstig ist es, wenn das Zentrierelement an der Konturfläche mit einer Rundung als Einwirkungsfläche anliegt, um Beschädigungen oder einen Abtrag von Material im Bereich der Konturfläche durch das Zentrierelement zu vermeiden.Especially Cheap it is when the centering element abuts the contour surface with a rounding as the action surface, for damage or a removal of material in the area of the contour surface to avoid the centering element.
Noch günstiger ist es dabei, wenn das Zentrierelement mit der Einwirkungsfläche reibungsreduziert, beispielsweise mit geeigneten Gleitflächen oder Wälzkörpern, an der Konturfläche anliegt.Yet better it is when the centering friction-reduced with the action surface, for example, with suitable sliding surfaces or rolling elements, abuts the contour surface.
Hinsichtlich der Positionierung des Werkstücks an dem Werkstückhalter wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.Regarding the positioning of the workpiece on the workpiece holder have not been closer Information provided.
Grundsätzlich ist jede Art der Positionierung des Werkstücks an dem Werkstückhalter denkbar, die es ermöglicht, daß das Werkstück sich bei Drehung des Werkstückhalters ständig relativ zu diesem repositionieren kann.Basically any type of positioning of the workpiece on the workpiece holder conceivable that makes it possible that this workpiece on rotation of the workpiece holder constantly can reposition relative to this.
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung sieht dabei vor, daß der Werkstückhalter eine Auflagefläche aufweist, auf welcher das Werkstück mit einer Stützfläche aufgelegt wird.A constructive looks particularly simple solution pretending that the Workpiece holder a support surface has, on which the workpiece placed with a support surface becomes.
Zweckmäßigerweise verläuft dabei die Auflagefläche senkrecht zur Drehachse.Conveniently, extends while the support surface perpendicular to the axis of rotation.
Grundsätzlich wäre es denkbar, durch Formschlußmittel eine Drehmitnahme des Werkstücks relativ zum Werkstückhalter zu erreichen.In principle, it would be conceivable by form-locking means a rotational drive of the workpiece relative to the workpiece holder to reach.
Eine besonders zweckmäßige Art der Drehmitnahme, insbesondere auch im Hinblick auf die Repositionierung, sieht vor, daß das Werkstück reibschlüssig über den Werkstückhalter in Drehbewegung versetzt wird.A particularly convenient type the rotational drive, in particular also with regard to the repositioning, Provides that workpiece frictionally over the Workpiece holder is set in rotary motion.
Vorzugsweise erfolgt eine reibschlüssige Mitnahme des Werkstücks durch die Reibung zwischen der Stützfläche und der Auflagefläche.Preferably there is a frictional entrainment of the workpiece by the friction between the support surface and the support surface.
Um zu verhindern, daß sich das in der Regel beim Positionieren relativ zum Werkstückhalter nicht zentrisch sitzende Werkstück durch Zentrifugalkräfte vom Werkstückhalter entfernt, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Werkstück vom Werkstückhalter durch ein Magnetfeld festgehalten wird.Around to prevent yourself that usually when positioning relative to the workpiece holder not centrically seated workpiece by centrifugal forces from Workpiece holder removed, it is preferably provided that the workpiece from the workpiece holder through a magnetic field is held.
Vorzugsweise ist dabei das Magnetfeld so ausgerichtet, daß es die Stützfläche an der Auflagefläche anliegend hält und zwischen diesen eine reibschlüssige Verbindung bewirkt.Preferably while the magnetic field is aligned so that it fits the support surface on the support surface stops and between these one frictional Connection causes.
Beim Zentrieren des Werkstücks ist jedoch die reibschlüssige Verbindung zwischen der Stützfläche und der Anlagefläche so zu gestalten, daß das Werkstück bei Einwirkung des Zentrierelements auf die Konturfläche auf der Auflagefläche repositioniert werden kann.At the Centering the workpiece is however the frictional Connection between the support surface and the contact surface to be designed so that the workpiece upon exposure of the centering be repositioned on the contour surface on the support surface can.
Als Konturfläche kommen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Arten von Konturflächen in Frage.When contoured surface come in the inventive method two types of contour surfaces in question.
Eine Lösung sieht vor, daß die Konturfläche eine Außenkonturfläche ist.A solution provides that the Contour surface one Outside contour surface is.
In diesem Fall werden das Zentrierelement und die Drehachse relativ zueinander zum Erreichen der Dauereinwirkungsstellung so weit in Richtung eines Abstandes zwischen dem Zentrierelement und der Drehachse aufeinander zu zugestellt, daß der Abstand zwischen der die Konturfläche beaufschlagenden Einwirkungsfläche des Zentrierelements und der Drehachse kleiner ist als ein Radius der Konturfläche.In In this case, the centering element and the rotation axis become relative to each other to reach the continuous action position so far in Direction of a distance between the centering element and the axis of rotation towards each other, that the distance between the contour surface acting surface impact of the centering element and the axis of rotation is smaller than a radius the contour surface.
Ferner werden vorzugsweise das Zentrierelement und die Drehachse zum Zentrieren des Werkstücks durch eine Relativbewegung so weit voneinander weg bewegt, daß ein Abstand zwischen der die Konturfläche beaufschlagenden Einwirkungsfläche des Zentrierelements und der Drehachse größer als ein Radius der Konturfläche wird.Further are preferably the centering and the axis of rotation for centering of the workpiece moved so far away from each other by a relative movement that a distance between the contour surface acted upon impact surface of the Centering element and the axis of rotation is greater than a radius of the contour surface.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch bei einer als Innenkonturfläche des Werkstücks ausgebildeten Konturfläche einsetzbar.A other embodiment the method according to the invention is also formed in an inner contour surface of the workpiece contoured surface used.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Zentrierelement und die Drehachse relativ zueinander zum Erreichen der Dauereinwirkungsstellung soweit in Richtung eines Abstandes zwischen dem Zentrierelement und der Drehachse voneinander weg bewegt, bis ein Abstand der die Konturfläche beaufschlagenden Einwirkungsfläche des Zentrierelements von der Drehachse größer ist als ein Radius der Konturfläche.In this embodiment of the method according to the invention, the centering element and the axis of rotation relative to each other to reach the continuous action position as far as in the direction of a distance between the centering and the axis of rotation moves away from each other until a distance of the impact surface acting on the contour surface of the centering of the axis of rotation is greater than a radius of the contour surface.
Ferner werden zum endgültigen Zentrieren der Konturfläche das Zentrierelement und die Drehachse von seiner das Werkstück in seiner sich ständig repositionierenden Stellung haltenden Dauereinwirkungsstellung durch eine Relativbewegung soweit aufeinander zu bewegt, bis die die Konturfläche beaufschlagende Einwirkungsfläche des Zentrierelements von der Drehachse einen Abstand aufweist, der kleiner ist als der Radius der Konturfläche.Further become the final Centering the contour surface the centering element and the axis of rotation of his the workpiece in his constantly repositioning position holding continuous action position by a relative movement moves toward each other so far, until the contour surface beaufschlagende acting face of the centering element from the axis of rotation has a distance, the is smaller than the radius of the contour surface.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung zweier Ausführungsbeispiele.Further Features and advantages of the method according to the invention are the subject the following description and the graphic representation two embodiments.
In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:
Ein
Ausführungsbeispiel
einer Werkzeugmaschine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Zentrierverfahrens
umfaßt,
wie in
Die
Werkstückspindel
Vorzugsweise
ist der Werkstückhalter
Das
Werkstück
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
soll nun das Werkstück
Hierzu
sieht die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine
als Zentrierelement einen Zentrierfinger
Insbesondere
ist der Werkzeugträger
Beispielsweise
ist zusätzlich
noch auf einer dem Werkzeugträger
Alternativ
zu der beschriebenen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
ist es aber ebenfalls denkbar, den Zentrierfinger
Der
Werkzeugträger
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Zentrieren des Werkstücks
In
dieser Position des Werkstücks
Diese
Position des Werkstücks
Bei
in dieser Ausgangsstellung auf dem Werkstückhalter
Bei
weiterer Zustellung des Zentrierfingers
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
bewegt sich die Achse
Wenn
eine Zentrierstellung der Konturfläche
Da
die exakt zentrierte Position der Konturfläche
Erst
wenn der Zentrierfinger
In
dieser Stellung des Zentrierfingers
Die
in
Wird
nun die Bewegungsrichtung des Zentrierfingers
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wurde somit eine absolut exakte Zentrierung der Konturfläche
Das
erfindungsgemäße Verfahren
läßt sich in
gleicher Weise auch dann durchführen,
wenn der Zentrierfinger
Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
weist das Werkstück
Das
Werkzeug
Wird
in diesem Ausgangszustand des Werkstück
Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wirkt dabei der Zentrierfinger
In
gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
dabei solange, so lange der Zentrierfinger
Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
bewegt sich zunächst
die Achse
Die
Bewegung des Zentrierfingers
Wenn
der Zentrierfinger
Ausgehend
von der ständig
repositionierenden Stellung wird der Zentrierfinger
Der
Zentrierfinger
In
dieser zentrierten Stellung, dargestellt in
Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
einer Werkzeugmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Zentrierverfahrens
wird, wie in
Der
Zentrierfinger
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410023789 DE102004023789A1 (en) | 2004-05-07 | 2004-05-07 | Workpiece contour surface centering method, involves bringing centering unit and rotation axis relative to one another in durable effect position, and moving centering unit and axis relative to one other until centering unit lies at surface |
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