Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten
und Auswuchten flacher Werkstücke,
zum Beispiel Radnaben oder Bremsscheiben für Kraftfahrzeuge. Neben anderen
Präzisionsbauteilen
müssen
in der Fahrzeugtechnik Radnaben und Bremsscheiben innerhalb sehr
enger Toleranzen ausgewuchtet werden. Die Unwuchten werden auf handelsüblichen
Auswuchtmaschinen an den rotierenden Werkstücken bestimmt und durch Materialabtrag
oder durch Anbringen von Zusatzgewichten ausgeglichen. Aus der DE 2 215 529 ist ein Verfahren
bekannt, wobei an der Stelle, an der die Unwucht liegt, eine spanabhebende
Bearbeitung vorgenommen wird, beispielsweise durch Bohren oder Abtrag
eines Kreisabschnitts längs
einer Sekante durch Fräsen,
Schleifen oder Räumen.
Die DE 195 26 751
A1 beschreibt eine Werkzeugmaschine mit integrierter Wuchteinrichtung.
Dabei werden die Prüflinge
in Rotation versetzt und über
Sensoren Größe und Phasenlage
einer auszugleichenden Unwucht ermittelt. Gleichzeitig wird ein
ebenfalls rotierendes Schneidwerkzeug auf den Prüfling zugestellt, so dass Material
abgetragen wird. Dabei sind die Phasenwinkel von Schneidwerkzeug
und Prüfling
synchronisiert. Bei beiden Verfahren wird die zur Bearbeitung des
Werkstücks
erforderliche Zykluszeit dadurch verlängert, dass zur Bestimmung
der Unwucht das Werkstück
zunächst
in Rotation versetzt und anschließend wieder abgebremst wird.The invention relates to a method and an apparatus for processing and balancing flat workpieces, for example wheel hubs or brake disks for motor vehicles. In addition to other precision components, wheel hubs and brake discs in vehicle technology must be balanced within very narrow tolerances. The imbalances are determined on commercially available balancing machines on the rotating workpieces and compensated by material removal or by attaching additional weights. From the DE 2 215 529 a method is known, wherein at the location where the imbalance is, a machining is performed, for example by drilling or removal of a circular section along a secant by milling, grinding or broaching. The DE 195 26 751 A1 describes a machine tool with integrated balancing device. The specimens are rotated and determined by sensors size and phase of an unbalance to be compensated. At the same time a likewise rotating cutting tool is delivered to the test object, so that material is removed. The phase angles of the cutting tool and the test object are synchronized. In both methods, the cycle time required for machining the workpiece is extended by first setting the workpiece in rotation and then decelerating it again to determine the imbalance.
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vereinfachtes Verfahren
zur Bearbeitung von Werkstücken
anzugeben, wobei der Aufwand für das
Auswuchten und die für
die Werkstückbearbeitung
erforderliche Zykluszeit verringert werden. Es ist auch Aufgabe
der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen.It
The object of the present invention is a simplified method
for machining workpieces
indicate the cost of the
Balancing and the for
the workpiece machining
required cycle time can be reduced. It is also a task
the invention to show an apparatus for performing the method.
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit den Merkmalen nach Patentanspruch 5.These
Task is solved
by a method according to claim 1 and an apparatus for carrying out the
Method with the features according to claim 5.
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird das Werkstück
von einem Werkstückträger aus
einer Fördereinrichtung
entnommen, zur spanabhebenden Bearbeitung, z.B. Drehen, Fräsen oder
Schleifen, eingespannt und maß-
und formhaltig bearbeitet. Ferner ist eine Unwuchtmesseinrichtung
zur Bestimmung der statischen Unwucht nach Richtung und Größe vorgesehen.
Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung liegt darin eine Auswuchtwaage
einzusetzen. Die Messgenauigkeit von derartigen Auswuchtwaagen wurde
in den letzten Jahren ständig
verbessert. Obwohl sie sich beim Wuchten von Körpern mit sehr geringer Festigkeit,
z.B. ungebrannten Schleifscheibenrohlingen, bewährt haben, setzten sich bei
anderen flachen Werkstücken
die Auswuchtvorrichtungen mit rotativem Antrieb durch. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann besonders vorteilhaft auf einer Bearbeitungsmaschine mit vertikaler
Pick-up-Spindel ausgeführt
werden. Im Anschluss an die maß-
und formhaltige Bearbeitung des Werkstücks wird dieses direkt auf
der Auswuchtwaage abgelegt. Nachdem die Unwucht ermittelt wurde,
wird das Werkstück
von der Pick-up-Spindel erneut aufgenommen und kann dann sofort
an der Stelle, an der sich die Unwucht befindet spanabhebend bearbeitet
werden.at
the method according to the invention
becomes the workpiece
from a workpiece carrier
a conveyor
removed, for machining, e.g. Turning, milling or
Grinding, clamping and dimensioning
and formally edited. Furthermore, an unbalance measuring device
intended to determine the static imbalance by direction and size.
An advantageous aspect of the invention is therein a balancing balance
use. The measuring accuracy of such balancing scales was
constantly in recent years
improved. Although they help to balance bodies with very low strength,
e.g. unfired grinding wheel blanks, have proven to be successful
other flat workpieces
the balancing devices with rotary drive through. The inventive method
can be particularly advantageous on a vertical machine
Pick-up spindle executed
become. Following on from the
and formhaltige processing of the workpiece is this directly on
the balancing scale stored. After the imbalance has been determined,
becomes the workpiece
picked up again by the pick-up spindle and can then immediately
at the point where the imbalance is machined
become.
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum spanabhebenden Bearbeiten und Auswuchten zeigt die 1.
Das Maschinengestell 1 trägt an seiner Oberseite die
Führungsbahnen 9.
Auf diesen ist der Kreuzschlitten 5 in Richtung der X-Achse
beweglich geführt.
Er wird vom Motor 10 über
die Gewindespindel 11 bewegt. Am Kreuzschlitten 5 ist
der Werkstückträger 6 in
Richtung der Z-Achse beweglich geführt. Der Werkstückträger 6 ist
als vertikale Motorspindel ausgeführt und trägt an seiner Unterseite die
Spannvorrichtung 12 zum Aufnehmen, Spannen, Antreiben und
Ablegen von Werkstücken 8.
Im Maschinengestell 1 ist auf der linken Seite der Werkzeugrevolver 2 mit
den Werkzeugen 4 aufgenommen. An der mittleren Wand 13 des
Maschinengestells 1 ist die Unwuchtmesseinrichtung 3 angeordnet.A first embodiment of a device according to the invention for machining and balancing shows the 1 , The machine frame 1 carries on its top the guideways 9 , On this is the cross slide 5 guided in the direction of the X-axis movable. He gets off the engine 10 over the threaded spindle 11 emotional. At the cross slide 5 is the workpiece carrier 6 guided in the direction of the Z-axis movable. The workpiece carrier 6 is designed as a vertical motor spindle and carries on its underside the tensioning device 12 for picking up, clamping, driving and depositing workpieces 8th , In the machine frame 1 is on the left side of the tool turret 2 with the tools 4 added. At the middle wall 13 of the machine frame 1 is the unbalance measuring device 3 arranged.
Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren beginnt
ein Arbeitszyklus damit, dass der Werkstückträger 6 ein Werkstück 8 von
der Fördereinrichtung 7 entnimmt
und durch Verfahren entlang der X-Achse in den Arbeitsraum 15 transportiert.
Dort wird das Werkstück 8 zunächst von
den Werkzeugen 4 maß- und
formhaltig gedreht. An die spanende Bearbeitung schließt sich
der Auswuchtvorgang an. Dazu wird das Werkstück 8 vom Werkstückträger 6 auf
der Unwuchtmesseinrichtung 3 abgelegt.According to the method of the invention, a work cycle begins with the workpiece carrier 6 a workpiece 8th from the conveyor 7 removes and by moving along the X-axis in the working space 15 transported. There is the workpiece 8th first of the tools 4 true to shape and shape. The machining process is followed by the balancing process. This is the workpiece 8th from the workpiece carrier 6 on the unbalance measuring device 3 stored.
Dort
wird die statische Unwucht nach Richtung und Größe bestimmt. Dann nimmt der
Werkstückträger 6 das
Werkstück 8 wieder
auf. Falls die Unwucht außerhalb
vorbestimmter Toleranzen liegt, wird das Werkstück 8 an der Stelle,
an der die Unwucht liegt, spanabhebend bearbeitet, beispielsweise
durch Bohren oder Abtrag eines Kreisabschnitts längs einer Sekante durch Fräsen, Schleifen
oder Räumen.
Nachdem das Werkstück 8 ausgewuchtet ist,
wird es vom Werkstückträger 6 wieder
auf der Fördereinrichtung 7 zurückgelegt.
Eine Tür 24 schützt die
schmutzempfindliche Unwuchtmesseinrichtung vor Verunreinigungen
wie Spänen,
Kühlmittel
usw.There, the static imbalance is determined by direction and size. Then the workpiece carrier takes 6 the workpiece 8th back up. If the unbalance is outside predetermined tolerances, the workpiece becomes 8th at the location where the imbalance is located, machined, for example, by drilling or removal of a circular section along a secant by milling, grinding or broaching. After the workpiece 8th it is balanced from the workpiece carrier 6 back on the conveyor 7 kilometer. A door 24 protects the dirt-sensitive unbalance measuring device against contamination such as chips, coolant, etc.
2 zeigt
die Unwuchtmesseinrichtung 3 in vergrößerter Darstellung. Die Aufnahme 17 ist
kardanisch aufgehängt
und kann um zwei orthogonal zueinander angeordnete Schwenkachsen 21, 22 geschwenkt
werden. Die beim Messvorgang entstehenden Auslenkungen der Aufnahme 17 werden über Messglieder 18 erfasst
und können über die
Stellglieder 20 kompensiert werden. 2 shows the unbalance measuring device 3 in an enlarged view. The recording 17 is gimbaled and can be two orthogonal to each other arranged pivot axes 21 . 22 be panned. The result during the measurement process the deflections of the recording 17 be about measuring links 18 captured and can via the actuators 20 be compensated.
In 3 wurde
ein Werkstück 8 auf
die Unwuchtmesseinrichtung 3 aufgelegt, so dass der Schwerpunkt
sich lotrecht über
dem Kardandrehpunkt befindet. Eine Unwucht bewirkt jedoch, dass die
Aufnahme 17 eine Drehbewegung um die Schwenkachse 22 ausführt. Dadurch
liegt der Schwerpunkt seitlich neben dem Kardandrehpunkt. Er erzeugt
dabei ein Moment, welches eine nicht vorhandene Unwucht vortäuscht. Zur
Vermeidung derartiger Messfehler ist eine Kompensationseinrichtung vorgesehen,
welche mit Messgliedern 18 die Auslenkung 23 erfasst
und über
die Stellglieder 20 die Aufnehme 17 zurückdreht,
bis die Auslenkung 23 den Wert Null annimmt.In 3 became a workpiece 8th on the unbalance measuring device 3 placed so that the center of gravity is perpendicular to the cardan pivot. However, an imbalance causes the recording 17 a rotational movement about the pivot axis 22 performs. As a result, the center of gravity lies laterally next to the cardan pivot point. He creates a moment that simulates a nonexistent imbalance. To avoid such measurement errors, a compensation device is provided, which with measuring elements 18 the deflection 23 captured and via the actuators 20 the recording 17 Turn back until the deflection 23 takes the value zero.
-
11
-
Maschinengestellmachine frame
-
22
-
Werkzeugrevolvertool turret
-
33
-
UnwuchtmesseinrichtungUnbalance measuring device
-
44
-
WerkzeugeTools
-
55
-
Kreuzschlittencross slide
-
66
-
WerkstückträgerWorkpiece carrier
-
77
-
FördereinrichtungConveyor
-
88th
-
Werkstückworkpiece
-
99
-
Führungsbahnguideway
-
1010
-
Motorengine
-
1111
-
Gewindespindelscrew
-
1212
-
Spannvorrichtungjig
-
1313
-
Wandwall
-
1414
-
UnwuchtmesspositionUnbalance measuring position
-
1515
-
Bearbeitungspositionprocessing position
-
1616
-
Aufnahme-
AblagepositionAdmission-
storage position
-
1717
-
Aufnahmeadmission
-
1818
-
Messgliedmeasuring element
-
1919
-
Steuerungcontrol
-
2020
-
Stellgliedactuator
-
21,
2221
22
-
Schwenkachseswivel axis
-
2323
-
Auslenkungdeflection
-
2424
-
Türdoor
