DE102010021829B4 - Method for in-process measurement of a radius error of a workpiece and machine tool - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur In-Prozess-Messung eines Radiusfehlers eines Werkstücks, insbesondere während eines Bearbeitungsprozesses, mit den Schritten: (a) Bearbeiten des Werkstücks unter Drehen des Werkstücks um eine Drehachse, (b) Anlegen einer Messvorrichtung an das Werkstück, so dass die Messvorrichtung in einer ersten Kontaktstelle und zumindest einer zweiten Kontaktstelle Kontakt mit dem Werkstück hat, (c) Bringen einer Tastvorrichtung der Messvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück und (d) Messen und Speichern einer Auslenkung der Tastvorrichtung bei verschiedenen Drehwinkeln der Drehachse, (e) Erfassen des Drehwinkels (φ) bei äquidistanten Winkelschritten (φn), wobei die Winkelschritte (φn) als ein Produkt (n·φ0) aus einem ganzzahligen Zählindex (n) und einer Kreisteilung (φ0) beschreibbar sind, wobei das Produkt (N·φ0) aus einer ganzzahligen Kreisteilungszahl (N) und der Kreisteilung (φ0) 360° ergibt, und (f) Berechnen des Radiusfehlers (Rw(φ)) aus der Auslenkung der Tastvorrichtung für eine Anzahl an Winkelschritten, die der Kreisteilungszahl (N) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass (g) der Radiusfehler für jeden Drehwinkel anhand einer minimalphasigen Übertragungsfunktion bestimmt wird, wobei die minimalphasige Übertragungsfunktion durch Zerlegung einer Übertragungsfunktion in die minimalphasige Übertragungsfunktion und einen Allpass erhalten wird und wobei die Übertragungsfunktion jedem Drehwinkel bei gegebener Kontur des Werkstücks den zugehörigen winkelabhängigen Radius zuordnet.Method for in-process measurement of a radius error of a workpiece, in particular during a machining process, comprising the steps of: (a) machining the workpiece while rotating the workpiece about an axis of rotation, (b) applying a measuring device to the workpiece so that the measuring device in (c) bringing a sensing device of the measuring device into contact with the workpiece, and (d) measuring and storing a deflection of the sensing device at different rotational angles of the rotational axis, (e) detecting the rotational angle (φ) at equidistant angular steps (φn), wherein the angular steps (φn) as a product (n · φ0) from an integer count index (n) and a circular pitch (φ0) are described, the product (N · φ0) from a and the circle pitch (φ0) gives 360 °, and (f) calculating the radius error (Rw (φ)) from the displacement of the Tasting device for a number of angular steps corresponding to the circular line number (N), characterized in that (g) the radius error for each angle of rotation is determined by a minimum phase transfer function, the minimum phase transfer function obtained by breaking a transfer function into the minimum phase transfer function and an allpass and wherein the transfer function assigns the associated angle-dependent radius to each angle of rotation for a given contour of the workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur In-Prozess-Messung eines Radiusfehlers eines Werkstücks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Sachanspruchs.The invention relates to a method for in-process measurement of a radius error of a workpiece according to the preamble of claim 1. According to a second aspect, the invention relates to a machine tool according to the preamble of the independent claim.

Bei der spanenden Bearbeitung, insbesondere bei der Hartfeinbearbeitung von Kurbelwellen, werden seit Ende der 90er Jahre zunehmend Pendelhubschleifmaschinen eingesetzt. Bei diesem Maschinentyp werden die Pleuellager von Kurbelwellen geschliffen, indem die Schleifscheibe dem exzentrisch rotierenden Lager nachgeführt wird. Zur In-Prozess-Bewertung des Durchmessers und des Aufmaßes beim Pendelhubschleifen ist aus der WO 2005/119383 A2 bekannt, einen prismatischen Messkörper zu verwenden, der in Kontakt mit dem Lager gehalten wird. Nachteilig daran ist, dass eine Rundheit der Kurbelwelle an der geschliffenen Stelle erst nach der Bearbeitung kontrolliert werden kann. Verfahrensbedingt kann die Exzentrizität nicht während des Prozesses erfasst werden. Zur Bewertung und Verbesserung der Maschinenkinematik ist das beschriebene Verfahren daher nicht einsetzbar.In machining, in particular in the hard fine machining of crankshafts, pendulum lift grinding machines have been increasingly used since the end of the 1990s. In this type of machine, the connecting rod bearings are ground by crankshafts by the grinding wheel is tracked to the eccentric rotating bearing. For in-process evaluation of the diameter and the oversize in pendulum lifting is from the WO 2005/119383 A2 known to use a prismatic measuring body, which is held in contact with the bearing. The disadvantage of this is that a roundness of the crankshaft at the ground point can be controlled only after processing. Due to the process, the eccentricity can not be detected during the process. For evaluating and improving the machine kinematics, therefore, the described method can not be used.

Aus der DE 600 15 654 T2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, bei der mittels eines V-Prismas Messdaten eines zu schleifenden Kurbelwellensitzes aufgenommen und anhand einer Fourier-Analyse verarbeitet werden. Die Verwendung einer minimalphasigen Übertragungsfunktion wird nicht beschrieben.From the DE 600 15 654 T2 a generic device is known in which recorded by means of a V-prism measurement data to be ground crankshaft seat and processed by a Fourier analysis. The use of a minimal phase transfer function is not described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, rein lokale Radiusfehler besser zu erfassen.The invention is based on the object to better capture purely local radius errors.

Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Werkzeugmaschine gemäß dem unabhängigen SachanspruchThe invention solves the problem by a method according to claim 1 and a machine tool according to the independent claim

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass es möglich ist, Schwankungen des Aufmaßes während der Bearbeitung phasenrichtig zu bewerten. Somit können Geometriefehler, die sich während der Bearbeitung ausprägen, auf dynamische Maschinenfehler, beispielsweise Schleppfehler und technologische Fehler, beispielsweise aufgrund von Nachgiebigkeit oder Werkstückfehlern zurückgeführt werden. Entsprechend ist es gegenüber Verfahren gemäß dem Stand der Technik möglich, Fehlerquellen besser gegeneinander abzugrenzen.An advantage of the invention is that it is possible to evaluate fluctuations of the allowance during processing in the correct phase. Thus, geometry errors that manifest during machining may be due to dynamic machine errors, such as tracking errors and technological errors, for example due to compliance or workpiece errors. Accordingly, it is possible over methods according to the prior art, better distinguish error sources from each other.

Es ist ein weiterer Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Verkürzung der Erarbeitungszeit genutzt werden kann. Durch die Kenntnis der Aufmaßverteilung über dem Bauteilradius wird die Voraussetzung für eine adaptive Vorschubregelegung des Schleifprozesses geschaffen. Diese Regelung hat das Ziel, die Aufmassschwankungen schnell abzubauen und die Endkontur des Lagers zeitoptimiert zu erreichen.It is a further advantage that the method according to the invention can be used to shorten the processing time. The knowledge of the distribution of allowances over the component radius creates the prerequisite for adaptive feed control of the grinding process. This regulation has the goal to quickly reduce the cost fluctuations and to reach the final contour of the warehouse in a time-optimized manner.

Es ist ein weiterer Vorteil, dass die Welligkeit des Werkstücks im Prozess beurteilt werden kann. Insbesondere wird aus dem winkelabhängigen Radiusfehler, beispielsweise mittels einer Vorher-Analyse, eine etwaige dominante Schwingung detektiert. Eine derartige dominante Schwingung kann auf Prozessschwingungen oder auf Schwingungen des Werkzeugs, beispielsweise einer Schleifscheibe, zurückgeführt werden. Die Erfindung ermöglicht es daher, den Bearbeitungsprozess so zu regeln, dass der Radiusfehler minimiert wird.It is a further advantage that the ripple of the workpiece can be assessed in the process. In particular, from the angle-dependent radius error, for example by means of a prior analysis, a possible dominant vibration is detected. Such a dominant vibration may be due to process vibrations or vibrations of the tool, such as a grinding wheel. The invention therefore makes it possible to regulate the machining process so that the radius error is minimized.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem überwachten Bearbeitungsprozess um einen Schleifprozess, insbesondere einen Pendelhubschleifprozess. Es ist aber auch möglich, dass das Verfahren zur In-Prozess-Messung des Radiusfehlers beim Wickeln, beispielsweise von Blechen oder Bändern, eingesetzt wird.Preferably, the monitored machining process is a grinding process, in particular a pendulum stroke grinding process. But it is also possible that the method for in-process measurement of the radius error during winding, for example of sheets or strips, is used.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter der Messung des Radiusfehlers insbesondere eine Abweichung des tatsächlichen Radius von einem Soll-Radius verstanden. Da dieser Soll-Radius grundsätzlich auch als null definiert werden kann, umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur In-Prozess-Messung eines Radius eines Werkstücks.In the context of the present description, the measurement of the radius error is understood in particular to mean a deviation of the actual radius from a nominal radius. Since this nominal radius can basically also be defined as zero, the invention also includes a method for in-process measurement of a radius of a workpiece.

Unter dem Bearbeiten des Werkstücks wird insbesondere ein spanendes Bearbeiten, beispielsweise ein Schleifen oder Drehen, verstanden. Im Weiteren soll unter dem Drehen des Werkstücks das Rotieren um die Drehachse, nicht aber der spanende Bearbeitungsprozess, verstanden werden.The machining of the workpiece is understood in particular to mean machining, for example grinding or turning. In addition, the rotation of the workpiece about the axis of rotation, but not the cutting machining process to be understood.

Unter der Auslenkung der Tastvorrichtung wird insbesondere eine Lageänderung zumindest eines Teils der Tastvorrichtung relativ zum Rest der Messvorrichtung verstanden. Beispielsweise kann die Tastvorrichtung so ausgebildet sein, dass eine Krümmungsänderung des Werkstücks dazu führt, dass sich die Tastvorrichtung linear in einem Gehäuse der Messvorrichtung verschiebt.The deflection of the sensing device is understood in particular to mean a change in position of at least part of the sensing device relative to the remainder of the measuring device. For example, the sensing device may be configured such that a change in curvature of the workpiece results in the sensing device shifting linearly in a housing of the measuring device.

Unter dem Erfassen des Drehwinkels wird insbesondere verstanden, dass zu zumindest einem Zeitpunkt beim Durchführen des Verfahrens die Auslenkung bei den entsprechenden Winkelschritten bekannt ist. Es ist dabei möglich, nicht aber notwendig, dass die Auslenkung genau bei den Winkelschritten gemessen wird, insbesondere ist es auch möglich, dass die Auslenkung zu anderen als den angegebenen Winkelschritten gemessen wird, wobei danach eine Interpolation auf die äquidistanten Winkelschritte durchgeführt wird. Ein derartiger Vorgang ist als Resampling bekannt. The detection of the angle of rotation is understood to mean, in particular, that at least one point in time when carrying out the method, the deflection at the corresponding angle steps is known. It is possible, but not necessary, for the deflection to be measured precisely at the angular steps; in particular, it is also possible for the deflection to be measured at angles other than the specified angular steps, after which an interpolation to the equidistant angular steps is performed. Such a process is known as resampling.

Es ist besonders günstig, wenn das Messgerät einerseits mit der Tastvorrichtung und andererseits mit zwei weiteren Stellen, die nicht zur Tastvorrichtung gehören, am Werkstück anliegt. Es lässt sich so eine besonders hohe Genauigkeit erreichen.It is particularly favorable if the measuring device rests on the workpiece on the one hand with the sensing device and on the other hand with two other points which do not belong to the sensing device. It can thus achieve a very high accuracy.

Vorzugsweise ist das Bearbeiten ein spanendes Bearbeiten azentrisch gespannter Werkstücke, insbesondere ein Pendelhubschleifen von Kurbelwellen. Bei Kurbelwellen ist die Formabweichung ein wichtiges Qualitätskriterium, da hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt werden. Die Erfindung ist daher auf diesem Gebiet besonders vorteilhaft einsetzbar.Preferably, the machining is a machining of acentrically clamped workpieces, in particular a pendulum stroke grinding of crankshafts. For crankshafts, the shape deviation is an important quality criterion, since high accuracy requirements are made. The invention can therefore be used particularly advantageously in this field.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to the attached figures. It shows

1 eine Skizze der Kinematik beim Pendelhubschleifen zur Erläuterung der in den Rechnungen verwendeten Formelgrößen, 1 a sketch of the kinematics of pendulum lift grinding to explain the formula sizes used in the calculations,

2 eine Skizze zur Berechnung der Auslenkung einer Tastvorrichtung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, mit der ein erfindungsgemäßer Vorgang durchgeführt werden kann, 2 a sketch for calculating the deflection of a sensing device of a machine tool according to the invention, with an inventive process can be performed

3 den Verlauf in der von der Tastvorrichtung gemessenen Auslenkung (Tasterlänge LT) in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ bei einer impulsförmig angenommenen Anregung, 3 the course in the deflection measured by the probe device (probe length LT) as a function of the angle of rotation φ in the case of a pulse-shaped excitation,

4 die Koeffizienten für die Drehwinkel bei den äquidistanten Winkelschritten für den Fall, dass die Kreisteilungszahl M = 64 beträgt, 4 the coefficients for the angles of rotation in the equidistant angular steps in the event that the circular line number M = 64,

5 das Resampling von kontinuierlich gemessenen Daten für die Auslenkung der Tastvorrichtung und 5 the resampling of continuously measured data for the deflection of the sensing device and

6 eine Veranschaulichung der Berechnung des Radiusfehlers aus der Auslenkung der Rastvorrichtung aus einer Faltungssumme. 6 an illustration of the calculation of the radius error from the deflection of the locking device from a convolution sum.

1 zeigt ein Werkzeug 10 in Form einer Schleifscheibe, das Teil einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Pendelhubschleifmaschine, ist. Die Werkzeugmaschine umfasst eine Drehvorrichtung, die einen Antrieb und eine Aufnahme aufweist, zum Drehen des Werkzeugs 10 um eine aus der Zeichnungsebene herausragende Drehachse, um die das Werkzeug 10 in einer Lagerung 12 gelagert ist. Das Werkzeug 10 steht in Eingriff mit einem Werkstück 14, im vorliegenden Fall einer Kurbelwelle, die sie an einem Lagersitz schleift. Die Werkzeugmaschine umfasst zudem eine Messvorrichtung, die zum Messen eines Radiusfehlers Rw(φ) am Werkstück 14 anliegt. 1 shows a tool 10 in the form of a grinding wheel which is part of a machine tool, in particular a pendulum stroke grinding machine. The machine tool comprises a rotating device having a drive and a receptacle for rotating the tool 10 around an axis of rotation protruding from the plane of the drawing, around which the tool 10 in a storage 12 is stored. The tool 10 is engaged with a workpiece 14 , in the present case a crankshaft, which grinds it on a bearing seat. The machine tool also comprises a measuring device which is used to measure a radius error R w (φ) on the workpiece 14 is applied.

Die Messvorrichtung 16 liegt in einer ersten Kontaktstelle 18 und einer zweiten Kontaktstelle 20 am Werkstück 14 an und weist eine Tastvorrichtung 22 auf, die in einem Antastpunkt 24 an das Werkstück 14 antastet. Wenn das Werkstück 14 ideal zylinderförmig und im Zylindermittelpunkt gespannt ist, verändert sich die Lage der Tastvorrichtung 22 relativ zu dem Rest der Messvorrichtung 16 auch beim Drehen des Werkstücks 14 nicht. In allen anderen Fällen führt ein drehendes Werkstück 14 dazu, dass sich die Tastvorrichtung 22 relativ zum Rest der Messvorrichtung 16 bewegt. Es ändert sich damit auch eine Tasterlänge LT, die relativ zu einem beliebig gewählten Nullpunkt angegeben wird.The measuring device 16 lies in a first contact point 18 and a second contact point 20 on the workpiece 14 and has a tactile device 22 on that in a touch point 24 to the workpiece 14 touches. If the workpiece 14 If the cylinder is ideally cylindrical and tensioned in the center of the cylinder, the position of the sensing device changes 22 relative to the remainder of the measuring device 16 also when turning the workpiece 14 Not. In all other cases leads a rotating workpiece 14 to that the feeler device 22 relative to the rest of the measuring device 16 emotional. It also changes a probe length LT, which is specified relative to an arbitrarily selected zero point.

Über eine nicht eingezeichnete Leitung werden die Messergebnisse für die Tasterlänge LT an eine Steuervorrichtung 26 der Werkzeugmaschine weitergeleitet, die einen digitalen Speicher 28 aufweist. In dem digitalen Speicher ist ein Programm abgelegt, das wie im Folgenden erläutert aus den gemessenen Tasterlängen LT(φ) den Werkstückradius Rw(φ) in Abhängigkeit von dem Drehwinkel errechnet.About a line not shown, the measurement results for the probe length LT to a control device 26 the machine tool forwarded to a digital memory 28 having. A program is stored in the digital memory which, as explained below, calculates the workpiece radius R w (φ) as a function of the angle of rotation from the measured probe lengths LT (φ).

1 Transformation des Eingriffswinkels 1 Transformation of the pressure angle

1.1 Berechnung der Eingriffswinkel über trigonometrische Funktionen1.1 Calculation of the pressure angles via trigonometric functions

Grundlage sind dabei die geometrischen Konstanten (ew, rw, rs, L1, L2, Mx, My) die in 1 gezeigt sind. 1 zeigt schematisch die Kinematik beim exzentrischen Pleuellagerschleifen mit taktiler Durchmessererfassung in Maschinenkoordinaten mit Hilfsvariablen:The basis here are the geometric constants (e w , r w , r s , L 1 , L 2 , M x , M y ) in 1 are shown. 1 schematically shows the kinematics of the eccentric conrod bearing grinding with tactile diameter detection in machine coordinates with auxiliary variables:

1.2 Schleifscheibeneingriffswinkel β1.2 Grinding wheel engagement angle β

Der Schleifscheibeneingriffswinkel β der Schleifscheibe 10 wird nach den Sätzen über das rechtwinklige Dreieck, das gebildet wird aus einem beliebig wählbaren Nullpunkt 30, dem Mittelpunkt der Lagerung 12 und einem Werkzeugmittelpunkt 32 des Werkstücks

Figure DE102010021829B4_0002
The grinding wheel engagement angle β of the grinding wheel 10 is calculated according to the theorems on the right-angled triangle, which is formed from a freely selectable zero point 30 , the center of storage 12 and a tool center 32 of the workpiece
Figure DE102010021829B4_0002

1.3 Tastereingriffswinkel κ1.3 palpation angle κ

Mittelpunktposition des Lagers:

Figure DE102010021829B4_0003
Center position of the warehouse:
Figure DE102010021829B4_0003

Länge zwischen Anbindung und Mittelpunkt

Figure DE102010021829B4_0004
Length between connection and center
Figure DE102010021829B4_0004

Winkel zwischen L und y-Achse aus Vektorprodukt

Figure DE102010021829B4_0005
Angle between L and y-axis from vector product
Figure DE102010021829B4_0005

Berechnung des Dreieckswinkels aus Cossinussatz:

Figure DE102010021829B4_0006
Calculation of the triangle angle from Cossinussatz:
Figure DE102010021829B4_0006

Eingriffswinkel des Messtasters κPressure angle of the probe κ

  • κ = –σ + δ + π / 2 Gl. 1.3-eκ = -σ + δ + π / 2 Eq. 1.3-e

2 Berechnung der Tasterlänge LT2 Calculation of the probe length LT

Ziel ist die Kenntnis der Tasterlänge LT in Abhängigkeit der Prismengeometrie (α1, α2, rG).The goal is to know the probe length LT as a function of the prism geometry (α 1 , α 2 , r G ).

2.1 Berechnung der Tasterlänge am Prisma mit in Grundstellung2.1 Calculation of the probe length on the prism with in basic position

2 zeigt das Werkstück 14. Im Folgenden werden Vektoren zwischen Punkten mit einem Überstrich gekennzeichnet, z. B. AB . Der Betrag der Vektoren wird durch Betragsstriche gekennzeichnet, beispielsweise als |AB| . 2 shows the workpiece 14 , In the following, vectors between points are marked with an overline, z. B. FROM , The amount of the vectors is indicated by sums, for example as | FROM | ,

Aufgrund der Winkelsumme im Dreieck gilt: β2 = 180°– 90° – α1 Gl. 2.1-a β1 = 180° – 90° – α2 Gl. 2.1-b Due to the sum of angles in the triangle, the following applies: β 2 = 180 ° - 90 ° - α 1 Eq. 2.1-a β 1 = 180 ° - 90 ° - α 2 Eq. 2.1-b

In den Kontaktstellen 18 (zusätzlich als B bezeichnet) und 20 (zusätzlich als C bezeichnet) liegt die Messvorrichtung 16 tangential am Werkstück 14 an. Mit einem Schnittpunkt C der beiden Flanken der prismenförmigen Innenkontur der Messvorrichtung 16 folgt

Figure DE102010021829B4_0007
In the contact points 18 (additionally referred to as B) and 20 (also referred to as C) is the measuring device 16 tangential to the workpiece 14 at. With an intersection C of the two flanks of the prism-shaped inner contour of the measuring device 16 follows
Figure DE102010021829B4_0007

Der Abstand des Mittelpunkts M des Werkstücks 14 zu einer Spitze A der Tastvorrichtung 22 folgt aus Lösung des Gleichungssystems

Figure DE102010021829B4_0008
The distance of the center M of the workpiece 14 to a tip A of the touch device 22 follows from solution of the equation system
Figure DE102010021829B4_0008

Entsprechend kann die Tasterlänge LT bestimmt werden zu: LT = |S'A'| = |S'M| – rG Gl. 2.1-g Accordingly, the probe length LT can be determined to: LT = | s'a ' | = | S'M | - r G Eq. 2.1 g

3 Berechnung der radiusabhängigen Tasterlänge bei unrundem Lager3 Calculation of the radius-dependent probe length for non-circular bearings

Ziel ist die Kenntnis der Tasterlänge LT(φ) in Abhängigkeit eines Radiusfehlers Rw(φ). Alternativ zum im Folgenden beschriebenen Vorgehen kann die Tasterlänge auch numerisch gelöst werden. Wichtig ist, dass der in 2 dargestellte Zusammenhang bekannt ist.The goal is to know the probe length LT (φ) as a function of a radius error Rw (φ). As an alternative to the procedure described below, the probe length can also be solved numerically. Importantly, the in 2 illustrated relationship is known.

Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Exzentrizität des Lagers ew = 0 beträgt. Dies führt dazu, dass β und κ konstant sind und vereinfacht die Betrachtung.In the following it is assumed that the eccentricity of the bearing e w = 0. This causes β and κ to be constant and simplifies the viewing.

Als Referenz wird ein Radiusfehler in Abhängigkeit des Winkels φ angenommen. Die Form des Referenzsignals ist für die Berechnung irrelevant, solange die Abweichung deutlich kleiner als ein Radius rg des Werkstücks 14 ist und die höchsten vorkommenden Frequenzen im Signal die Periodenlänge von 2·Δφ nicht überschreiten. Zur Veranschaulichung wird das in 3 dargestellte Signal gewählt. Der Radius RB(φ) im Punkt B (erste Kontaktstelle 18) in Abhängigkeit vom Drehwinkel φ ist gegeben. Dieses kann beschrieben werden zu:

Ansatzfunktion des Radius im Punkt B:

Figure DE102010021829B4_0009
As a reference, a radius error is assumed as a function of the angle φ. The shape of the reference signal is irrelevant to the calculation, as long as the deviation is significantly smaller than a radius r g of the workpiece 14 and the highest occurring frequencies in the signal do not exceed the period length of 2 * Δφ. By way of illustration, the in 3 selected signal selected. The radius R B (φ) at point B (first contact point 18 ) in dependence on the rotation angle φ is given. This can be described to:

Boundary function of the radius at point B:
Figure DE102010021829B4_0009

Mit
rw = 23,5 mm Radius des Werkstücks
hB = 2 μm Höhe der Beule
bB = 10° Breite der Beule
wB = 78° Winkellage der Beule
Δφ = 360° / 128 = 2,8125° Auflösung des Winkels
With
r w = 23.5 mm radius of the workpiece
h B = 2 μm height of the bump
b B = 10 ° width of the bump
w B = 78 ° angular position of the bump
Δφ = 360 ° / 128 = 2.8125 ° Resolution of the angle

3.1 Berechnung der Tangente im Punkt B3.1 Calculation of the tangent at point B

Für weitere Berechnungen wird der Radius in kartesische Koordinaten umgerechnet:

Figure DE102010021829B4_0010
For further calculations, the radius is converted into Cartesian coordinates:
Figure DE102010021829B4_0010

Die Tangente am Punkt B ergibt sich zu:

Figure DE102010021829B4_0011
The tangent at point B results in:
Figure DE102010021829B4_0011

Die Ableitung wird hierbei aus der Ansatzfunktion berechnetThe derivative is calculated from the approach function

Figure DE102010021829B4_0012
Figure DE102010021829B4_0012

3.2 Berechnung des Winkels ΔφC 3.2 Calculation of the angle Δφ C

Das Prisma liegt in den Punkten B und C bei vorgegebenem Prismenwinkel (α1 + α2) tangential auf. Der Winkel zwischen den Strecken MB und MC heiße nun nicht mehr ΔφC, sondern βΣ. βΣ ergibt sich daraus über eine iterative Berechnung. Als Startwerte werden dabei die Winkel aus 2.1-a und 2.1-b genutzt. βΣ,1(Φ) = β1 + β2 Gl. 3.2-a The prism lies tangentially in points B and C at a given prism angle (α 1 + α 2 ). The angle between the distances MB and MC is now no longer Δφ C , but β Σ . β Σ is the result of an iterative calculation. The starting values are the angles from 2.1-a and 2.1-b. β Σ, 1 (Φ) = β 1 + β 2 Eq. 3.2-a

Damit kann der Radius im Punkt C, also die Strecke MC berechnet werden zu:

Figure DE102010021829B4_0013
Figure DE102010021829B4_0014
Thus, the radius at point C, ie the distance MC can be calculated to:
Figure DE102010021829B4_0013
Figure DE102010021829B4_0014

Die Tangente im Punkt C ergibt sich damit zu:

Figure DE102010021829B4_0015
The tangent at point C is thus:
Figure DE102010021829B4_0015

Aus dieser Tangente kann ein Winkelfehler Δαn im Punkt S bestimmt werden. Der Winkelfehler Δαn müsste eigentlich null sein und ist es in der Regel nur deshalb nicht, weil die Annahme nach Gleichung 3.2-b nur eine Näherung ist.From this tangent, an angle error Δα n at the point S can be determined. The angle error Δα n should actually be zero and it is usually not only because the assumption according to Equation 3.2-b is only an approximation.

Aus Gleichung 3.1-b und Gleichung 3.2-e ergibt sich der Winkel Δαn(Φ).From equation 3.1-b and equation 3.2-e the angle Δα n (Φ) is obtained.

Figure DE102010021829B4_0016
Figure DE102010021829B4_0016

Als neuer Iterationswert für Gleichung 3.2-a wird nun βΣ,n+1(Φ) = βΣ,n(Φ) – Δαn(Φ) Gl. 3.2-g verwendet. Durch die Iteration strebt Δαn(Φ) gegen null, so dass die Iteration beim Unterschreiten eines Schwellenwerts abgebrochen werden kann. Die Iteration über n (3.2-b bis 3.2-g) ist nach fünf Iterationsschritten in der Regel hinreichend genau.The new iteration value for Equation 3.2-a is now β Σ, n + 1 (Φ) = β Σ, n (Φ) - Δα n (Φ) Eq. 3.2 g used. Through the iteration, Δα n (Φ) tends to zero, so that the iteration can be aborted when it falls below a threshold value. The iteration over n (3.2-b to 3.2-g) is usually sufficiently accurate after five iteration steps.

3.3 Berechnung des Schnittpunktes S 3.3 Calculation of the intersection point S

Der Punkt S(φ) kann über die Vektorgleichung durch Lösen nach θ und λ berechnet werden MS(φ) = MC(φ) + λ·Tc(φ)= MB(φ) + θ·Tb(φ). Gl. 3.3-a The point S (φ) can be calculated via the vector equation by solving for θ and λ MS (φ) = MC (φ) + λ · T c (φ) = MB (φ) + θ · T b (φ). Eq. 3.3-a

3.4 Berechnung des verschobenen Schnittpunktes S'3.4 Calculation of the shifted intersection point S '

Figure DE102010021829B4_0017
Figure DE102010021829B4_0017

3.5 Berechnung des Radius RA(φ)3.5 Calculation of the radius R A (φ)

Analog zu 3.2-b

Figure DE102010021829B4_0018
Analogous to 3.2-b
Figure DE102010021829B4_0018

Durch Annahme des konstanten Winkels β2 in Gleichung 3.5-a entsteht ein numerischer Fehler, da dieser Winkel ebenfalls von Φ abhängig ist. Bei den in 3 gewählten Parametern ist dieser Fehler zu vernachlässigen.By assuming the constant angle β 2 in Equation 3.5-a, a numerical error arises, since this angle is also dependent on Φ. At the in 3 selected parameters, this error is negligible.

3.6 Berechnung der Tasterlänge LT(φ)3.6 Calculation of the probe length LT (φ)

Über die Vektorsumme kann die Geometrie berechnet werden A'S'(φ) = RA'(φ) – MS'(φ) Gl. 3.6-a LT(φ) = |A'S'(φ)| Gl. 3.6-b The geometry can be calculated using the vector sum A'S ' (φ) = R A ' (φ) - MS ' (φ) Eq. 3.6-a LT (φ) = | A'S ' (Φ) | Eq. 3.6-b

Somit ist die Tasterlänge LT(φ) bei unrundem Lager in Abhängigkeit vom Drehwinkel bekannt.Thus, the probe length LT (φ) is known in non-circular bearing as a function of the angle of rotation.

4 Berechnung der Übertragungsfunktion4 Calculation of the transfer function

Ziel ist die Kenntnis der Tasterlänge LT(φ) in Abhängigkeit eines beliebigen Radiusfehlers Rw(φ).The goal is to know the probe length LT (φ) as a function of any radius error R w (φ).

4.1 Grundlagen4.1 Basics

Aus der zeitdiskreten digitalen Signalverarbeitung ist bekannt, dass das Verhalten von Systemen über die Impulsantwort (h[n]) des LTI(Linear Time Invariant)-Systems vollständig beschrieben werden kann. Man kann die Systemantwort (y[n]) bei vorgegebenem Eingang (x[n]) über eine Faltung berechnen:

Figure DE102010021829B4_0019
It is known from discrete-time digital signal processing that the behavior of systems can be completely described by the impulse response (h [n]) of the LTI (Linear Time Invariant) system. One can calculate the system response (y [n]) for a given input (x [n]) via a convolution:
Figure DE102010021829B4_0019

Die Herleitung dieser Formel kann beispielsweise A. Oppenheim, R. Schafer, J. Buck: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, Person Studium entnommen werden, das im Folgenden als [1] bezeichnet wird.The derivation of this formula can be taken, for example, from A. Oppenheim, R. Schafer, J. Buck: Discrete-Time Signal Processing, Person Study, which is referred to below as [1].

Analog kann dieser Zusammenhang über den zugehörigen (Linear Time Invariant) beschrieben werden (vergl. [1] Kap. 5). Y(e) = H(e)·X(e) Gl. 4.1-b Analogously, this relationship can be described by the corresponding (linear time invariant) (compare [1] chapter 5). Y (e ) = H (e ) X (e ) Eq. 4.1 b

Der Frequenzgang kann aus den Leistungsdichtespektren berechnet werden (vergl. [1] Kap. 8 und 9 zur H1-Estimation):

Figure DE102010021829B4_0020
The frequency response can be calculated from the power density spectra (see [1] Chapters 8 and 9 for H1-Estimation):
Figure DE102010021829B4_0020

4.2 Berechnung der Übertragungsfunktion4.2 Calculation of the transfer function

Aus den in Kap. 4 berechneten Verläufen können die Spektren mittels Fourier-Transformation berechnet werden: RB(e) = F(Rb(Φ)) Gl. 4.2-a LT(e) = F(LT(Φ)) Gl. 4.2-b From the in Ch. 4 calculated curves, the spectra can be calculated by means of Fourier transformation: RB ( ejω ) = F (Rb (φ)) Eq. 4.2-a LT (e ) = F (LT (φ)) Eq. 4.2-b

Hieraus kann das Auto-Leistungsdichtespektrum berechnet werden: SRB(e) = RB(e)·conj(RB(e)) Gl. 4.2-c From this the car power density spectrum can be calculated: S RB (e ) = R B (e ) · conj (R B (e )) Eq. 4.2-c

Und das Kreuz-Leistungsdichtespektrum: SRBLT(e) = LT(e)·conj(RB(e)) Gl. 4.2-d And the cross power density spectrum: S RBLT (e jω) = LT (e jω) · conj (RB (e jω)) Eq. 4.2-d

Daraus wird nach Gl. 4.1-c die der Führungsfrequenzgang berechnet:

Figure DE102010021829B4_0021
From this, according to Eq. 4.1-c which calculates the leadership frequency response:
Figure DE102010021829B4_0021

Mit der inversen Fourier-Transformation kann so die Impulsantwort berechnet werden: F(Φ) = F–1(F(e)) Gl. 4.2-f With the inverse Fourier transformation, the impulse response can be calculated as follows: F (Φ) = F -1 (F (e )) Eq. 4.2-f

4.3 Anpassen der Auflösung4.3 Adjusting the resolution

Die Impulsantwort ist in 4 dargestellt. Mit diesem Zusammenhang lässt sich nach Gl. 4.1-a die Tasterlänge in Abhängigkeit des Winkels Φ berechnen.The impulse response is in 4 shown. According to Eq. 4.1-a calculate the probe length as a function of the angle Φ.

Figure DE102010021829B4_0022
Figure DE102010021829B4_0022

5 Berechnung der invertierbaren Impulsantwort5 Calculation of the invertible impulse response

5.1 Grundlagen5.1 Basics

Eine direkte Rückberechnung einer Übertragungsfunktion ist nicht möglich. Nur wenn es sich um ein Minimalphasensystem (Pole und Nullstellen im Einheitskreis) handelt, kann die inverse Funktion berechnet werden (vgl. [1] Kap. 5.2.2). Deshalb wird für das Filter eine Allpasszerlegung durchgeführt. Das System wird durch Allpass und Minimalphasensystem (mit gleichem Amplitudengang) beschrieben (vgl. [1] Kap 5.6.1). F = FAP·FMIN Gl. 5.1-a LT(Φ) = (FAP·Rw)[Φ] + (FMIN·Rw)[Φ] Gl. 5.1-b A direct recalculation of a transfer function is not possible. Only if it is a minimum phase system (poles and zeros in the unit circle) can the inverse function be calculated (see [1] chapter 5.2.2). Therefore, an allpass decomposition is performed on the filter. The system is described by the allpass and the minimum phase system (with the same amplitude response) (see [1] chapter 5.6.1). F = F AP · F MIN Eq. 5.1-a LT (Φ) = (F AP * R w ) [Φ] + (F MIN * R w ) [Φ] Eq. 5.1-b

5.2 Berechnung (Zerlegung in Minimalphasensystem)5.2 Calculation (decomposition into minimal phase system)

Für die Allpasszerlegung muss die Übertragungsfunktion, welche als Impulsantwort dargestellt ist, zunächst in Pol/Nullstellen-Schreibweise überführt werden. Dies geschieht mittels der Partialbruchzerlegung.For the allpass decomposition, the transfer function, which is represented as an impulse response, must first be converted to pole / zero notation. This is done by means of partial fraction decomposition.

Figure DE102010021829B4_0023
Figure DE102010021829B4_0023

Beim Anschließen werden alle Nullstellen in Nullstellen außerhalb und Nullstellen innerhalb des Einheitskreises aufgeteilt

Figure DE102010021829B4_0024
When connecting, all zeros are divided into zeros outside and zeros inside the unit circle
Figure DE102010021829B4_0024

Nullstellen außerhalb des Einheitskreises werden entsprechend durch folgenden Term ersetzt:

Figure DE102010021829B4_0025
Zeros outside the unit circle are replaced by the following term:
Figure DE102010021829B4_0025

Damit kann die minimalphasige Übertragungsfunktion durch Polynomentwicklung berechnet werden: FMIN(Φ) = K·Π(Φ – N1)·Π(Φ – N ' / A) Gl. 5.2-d Thus, the minimal-phase transfer function can be calculated by polynomial winding: F MIN (Φ) = K · Π (Φ - N 1 ) · Π (Φ - N '/ A) Eq. 5.2-d

Die so entstandene Impulsantwort der minimalphasigen Übertragungsfunktion ist in 4 dargestellt.The resulting impulse response of the minimal phase transfer function is in 4 shown.

6 Berechnungen während der Messung6 calculations during the measurement

Alle vorangegangenen Berechnungen wurden vorab durchgeführt. Die so bestimmte Übertragungsfunktion FMIN wird nachfolgend genutzt um im Betrieb den tatsächlichen Radius während der Drehung zu bestimmten.All previous calculations were carried out in advance. The transfer function F MIN determined in this way is subsequently used during operation to determine the actual radius during the rotation.

Ziel ist die Berechnung des tatsächlichen Radius R(Φ) aus der gemessenen Tasterlange LT(Φ)The aim is to calculate the actual radius R (Φ) from the measured probe length LT (Φ)

6.1 Resampling der Signale6.1 Resampling of the signals

Gemessen werden die zeitdiskrete Signale Tasterlänge LT(t) und der Drehwinkel φ(t). Die Winkelschritte (φn) ergeben sich als ein Produkt (n·φ0) aus einem ganzzahligen Zählindex (n) und einer Kreisteilung (φ0) (siehe 5). Die nachfolgende Berechnung wird nur zu sich ändernden Winkeln durchgeführt.The time discrete signals probe length LT (t) and the angle of rotation φ (t) are measured. The angular steps (φn) result as a product (n · φ 0 ) from an integer count index (n) and a circular pitch (φ 0 ) (see 5 ). The subsequent calculation is performed only at changing angles.

6.2 Berechnung des Radius6.2 Calculation of the radius

Die Berechnung der Faltung (Gl. 4.3-b) wird durch 6 im linken Teilbild veranschaulicht. Die Tasterlänge LT wird als Summe aus dem aktuellen Radius (Rw(Φ)) und den vorangegangenen n – 1 Werten (Rw(Φ – Θ)) berechnet. Dank der Umrechnung zum Minimalphasensystem kann diese Gleichung umgestellt werden zu: Rw(Φ) = (F –1 / MIN·LT)[Φ] = LT(Φ) – Σ N-1 / Θ=1FMIN(Θ)·Rw(Φ – Θ) Gl. 6.2-a The calculation of the convolution (equation 4.3-b) is done by 6 illustrated in the left part of the picture. The probe length LT is calculated as the sum of the current radius (R w (Φ)) and the previous n - 1 values (R w (Φ - Θ)). Thanks to the conversion to the minimum phase system, this equation can be changed to: R w (Φ) = (F -1 / MIN x LT) [Φ] = LT (Φ) - Σ N-1 / Θ = 1F MIN (Θ) * R w (Φ - Θ) Eq. 6.2-a

Veranschaulicht ist dies in 6 rechts. Der berechnete Radius (Rw(Φ)) hängt somit von der aktuellen Tasterlänge (LT(Φ)) und den vorangegangenen n – 1 Werten des Radius (Rw(Φ – Θ)) ab.This is illustrated in 6 right. The calculated radius (R w (Φ)) thus depends on the current probe length (LT (Φ)) and the previous n - 1 values of the radius (R w (Φ - Θ)).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

φφ
Drehwinkel des Werkstücks 14 Angle of rotation of the workpiece 14
ββ
Eingriffswinkel des Werkzeugs 10 Pressure angle of the tool 10
κκ
Eingriffswinkel der Messvorrichtung 16 Pressure angle of the measuring device 16
ew e w
Exzenter des Werkstücks 14 Eccentric of the workpiece 14
rw r w
Radius des Werkstücks 14 Radius of the workpiece 14
L1 L 1
Länge 1 des beweglichen MessarmesLength 1 of the movable measuring arm
rs r s
Radius des Werkzeugs 10 Radius of the tool 10
L2 L 2
Länge 2 des beweglichen MessarmsLength 2 of the movable measuring arm
Mx M x
Fixpunkt des Messarms relativ zur Lagerung 12 (Horizontal)Fixed point of the measuring arm relative to the storage 12 (Horizontal)
MY M y
Fixpunkt des Messarms relativ zur Lagerung (Vertikal)Fixed point of the measuring arm relative to the bearing (vertical)
α1 α 1
Öffnungswinkel 1 Messvorrichtung 16 Opening angle 1 measuring device 16
α2 α 2
Öffnungswinkel 2 Messvorrichtung 16 Opening angle 2 measuring device 16
rG r G
Grundradius der Messvorrichtung 16 Basic radius of the measuring device 16
Rw(φ)R w (φ)
Radius des Werkstücks 14 in Abhängigkeit des Werkstück DrehwinkelsRadius of the workpiece 14 depending on the workpiece rotation angle
LT(φ)LT (φ)
Tasterlänge in Abhängigkeit des Werkstück Drehwinkels φProbe length depending on the workpiece rotation angle φ
Rw(Φ)R w (Φ)
Radius des Werkstücks 14 in Abhängigkeit des Werkstück diskretisierten Drehwinkels ΦRadius of the workpiece 14 in dependence of the workpiece discretized angle of rotation Φ
LT(Φ)LT (Φ)
Tasterlänge in Abhängigkeit des Werkstück diskretisierten Drehwinkels ΦProbe length as a function of the workpiece discretized angle of rotation Φ
F(Φ)F (Φ)
Übertragungsfunktion des Messprismas (f(Φ, α1, α2, rG))Transfer function of the measuring prism (f (Φ, α 1 , α 2 , r G ))
ΦΦ
Diskretisierter Drehwinkel des WerkstücksDiscretized angle of rotation of the workpiece
ΘΘ
Hilfsoperator bei der FaltungAuxiliary operator in the folding
FAP F AP
Allpasskomponente der diskreditierten Übertragungsfunktion F(Φ)Allpass component of the discredited transfer function F (Φ)
FMIN F MIN
Minimalphasenkomponente der diskreditierten Übertragungsfunktion F(Φ)Minimal phase component of the discredited transfer function F (Φ)
xm x m
X-Koordinate Mittelpunkt des Werkstücks 14 X-coordinate Center of the workpiece 14
ym y m
Y-Koordinate Mittelpunkt des Werkstücks 14 Y coordinate Center of the workpiece 14
L'L '
Länge zwischen Anbindung des Messarms und MittelpunktLength between connection of the measuring arm and center point
MM
Mittelpunkt des Werkstücks 14 Center of the workpiece 14
S'S '
Mittelpunkt der Messvorrichtung 16 Center of the measuring device 16
BB
Erste Kontaktstell 18 First contact point 18
CC
Zweite Kontaktstelle 20 Second contact point 20
A'A '
Auflagepunkt des TastersContact point of the button
β1 β 1
Erster Öffnungswinkel am Werkstück 14 First opening angle on the workpiece 14
β2 β 2
Zweiter Öffnungswinkel am Werkstück 14 Second opening angle on the workpiece 14
βΣ β Σ
Summen Öffnungswinkel am Werkstück 14 Sum opening angle on the workpiece 14
RR R R
Radius im Punkt B, entspricht | MB |Radius at point B, corresponds to | MB |
RC R C
Radius im Punkt C, entspricht | MC |Radius at point C, corresponds to | MC |
R ' / AR '/ A
Radius im Punkt A', entspricht | MA' |Radius at point A ', corresponds to | MA ' |
rw, hB, wB, bB r w , h B , w B , b B
Parameter der hier verwendenden AnregungsfunktionParameters of the excitation function used here
1010
WerkzeugTool
1212
Lagerungstorage
1414
Werkstückworkpiece
1616
Messvorrichtungmeasuring device
1818
erste Kontaktstellefirst contact point
2020
zweite Kontaktstellesecond contact point
2222
Tastvorrichtungsensing device
2424
Antastpunkttouch point
2626
Steuervorrichtungcontrol device
2828
Digitaler SpeicherDigital storage
3030
Nullpunktzero
3232
WerkstückmittelpunktWorkpiece center
LTLT
Tasterlängeprobe length

Claims (7)

Verfahren zur In-Prozess-Messung eines Radiusfehlers eines Werkstücks, insbesondere während eines Bearbeitungsprozesses, mit den Schritten: (a) Bearbeiten des Werkstücks unter Drehen des Werkstücks um eine Drehachse, (b) Anlegen einer Messvorrichtung an das Werkstück, so dass die Messvorrichtung in einer ersten Kontaktstelle und zumindest einer zweiten Kontaktstelle Kontakt mit dem Werkstück hat, (c) Bringen einer Tastvorrichtung der Messvorrichtung in Kontakt mit dem Werkstück und (d) Messen und Speichern einer Auslenkung der Tastvorrichtung bei verschiedenen Drehwinkeln der Drehachse, (e) Erfassen des Drehwinkels (φ) bei äquidistanten Winkelschritten (φn), wobei die Winkelschritte (φn) als ein Produkt (n·φ0) aus einem ganzzahligen Zählindex (n) und einer Kreisteilung (φ0) beschreibbar sind, wobei das Produkt (N·φ0) aus einer ganzzahligen Kreisteilungszahl (N) und der Kreisteilung (φ0) 360° ergibt, und (f) Berechnen des Radiusfehlers (Rw(φ)) aus der Auslenkung der Tastvorrichtung für eine Anzahl an Winkelschritten, die der Kreisteilungszahl (N) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass (g) der Radiusfehler für jeden Drehwinkel anhand einer minimalphasigen Übertragungsfunktion bestimmt wird, wobei die minimalphasige Übertragungsfunktion durch Zerlegung einer Übertragungsfunktion in die minimalphasige Übertragungsfunktion und einen Allpass erhalten wird und wobei die Übertragungsfunktion jedem Drehwinkel bei gegebener Kontur des Werkstücks den zugehörigen winkelabhängigen Radius zuordnet.Method for in-process measurement of a radius error of a workpiece, in particular during a machining process, comprising the steps of: (a) machining the workpiece while rotating the workpiece about an axis of rotation, (b) applying a measuring device to the workpiece so that the measuring device in (c) bringing a sensing device of the measuring device into contact with the workpiece, and (d) measuring and storing a deflection of the sensing device at different rotational angles of the rotational axis, (e) detecting the rotational angle (φ) at equidistant angular steps (φ n ), wherein the angular steps (φ n ) as a product (n · φ 0 ) from an integer count index (n) and a circular pitch (φ 0 ) are writable, the product (N × φ 0 ) from an integer circular line number (N) and the circular pitch (φ 0 ) gives 360 °, and (f) calculating the radius error (R w (φ)) from the A deflection of the scanning device for a number of angular steps corresponding to the circular line number (N), characterized in that (g) the radius error for each angle of rotation is determined by a minimum phase transfer function, the minimum phase transfer function being broken down by splitting a transfer function into the minimum phase transfer function and a Allpass is obtained and wherein the transfer function assigns each angle of rotation for a given contour of the workpiece the associated angle-dependent radius. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – als Messvorrichtung ein V-förmiges Prisma verwendet wird und – der Radiusfehler aus dem Radius errechnet wird, wobei der Radius gemäß der Formel
Figure DE102010021829B4_0026
berechnet wird, wobei Φ der Drehwinkel, LT die Auslenkung der Tastvorrichtung für diesen Drehwinkel, N die Kreisteilungszahl, FMIN die minimalphasige Übertragungsfunktion der Übertragungsfunktion und Θ eine Hilfsvariable ist.
A method according to claim 1, characterized in that - as a measuring device, a V-shaped prism is used and - the radius error is calculated from the radius, wherein the radius according to the formula
Figure DE102010021829B4_0026
where Φ is the rotation angle, LT is the deflection of the probe for this rotation angle, N is the circular pitch, F MIN is the minimum phase transfer function of the transfer function, and Θ is an auxiliary variable.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten ein spanendes Bearbeiten azentrisch gespannter Werkstücke, insbesondere ein Pendelhubschleifen von Kurbelwellen, umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the machining comprises a machining of acentrically tensioned workpieces, in particular a pendulum stroke grinding of crankshafts. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel (φ) und die zugehörige Auslenkung der Tastvorrichtung aus kontinuierlich aufgenommenen Messdaten interpoliert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotation angle (φ) and the associated deflection of the feeler device is interpolated from continuously recorded measurement data. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastvorrichtung so mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, dass ein sich durch die Bearbeitung gegebenenfalls ändernder Radiusfehler erfasst wird und das Bearbeiten mittels eines Werkzeugs erfolgt und eine für einen vorgegebenen Drehwinkel vorgegebene Soll-Position des Werkzeugs anhand des Radiusfehlers (Rw(φ)) so verändert wird, dass der Radiusfehler eine volle Umdrehung des Werkstücks später verringert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensing device is brought into contact with the workpiece in such a way that a possibly changing radius error is detected by the machining and the machining is effected by means of a tool and a predetermined position predetermined for a predetermined rotation angle of the tool is changed based on the radius error (R w (φ)) so that the radius error is reduced one full revolution of the workpiece later. Werkzeugmaschine, insbesondere Pendelhubschleifmaschine, mit (i) einem Werkzeug, insbesondere einer Schleifscheibe, und einer Drehvorrichtung zum Drehen eines Werkstücks um eine Drehachse, (ii) einer Messvorrichtung zum Anlegen an ein in der Drehvorrichtung aufgenommenes Werkstück, wobei die Messvorrichtung – so ausgebildet ist, dass sie in einer ersten Kontaktstelle und zumindest einer zweiten Kontaktstelle in Kontakt mit dem Werkstück bringbar ist, und – eine Tastvorrichtung aufweist, die in Kontakt mit dem Werkstück bringbar ist, so dass einer Auslenkung der Tastvorrichtung bei verschiedenen Drehwinkeln der Drehachse messbar ist, so dass Auslenkungs-Messdaten erhalten werden, (iii) einem Speicher, der mit der Messvorrichtung zum Speichern von Auslenkungs-Messdaten verbunden ist, und (iv) einer elektrischen Steuervorrichtung, die eingerichtet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit den Schritten: – Erfassen des Drehwinkels (φ) bei äquidistanten Winkelschritten (φn), wobei die Winkelschritte (φn) als ein Produkt (n·φ0) aus einem ganzzahligen Zählindex (n) und einer Kreisteilung (φ0) beschreibbar sind, wobei das Produkt (N·φ0) aus einer ganzzahligen Kreisteilungszahl (N) und der Kreisteilung (φ0) 360° ergibt, und – Berechnen des Radiusfehlers (Rw(φ)) aus der Auslenkung der Tastvorrichtung für eine Anzahl an Winkelschritten, die der Kreisteilungszahl (N) entspricht. dadurch gekennzeichnet, dass (v) die Steuervorrichtung, so eingerichtet ist, dass der Radiusfehler für jeden Drehwinkel anhand einer minimalphasigen Übertragungsfunktion bestimmt wird, wobei die minimalphasige Übertragungsfunktion durch Zerlegung einer Übertragungsfunktion in die minimalphasige Übertragungsfunktion und einen Allpass erhalten wird und wobei die Übertragungsfunktion jedem Drehwinkel bei gegebener Kontur des Werkstücks den zugehörigen winkelabhängigen Radius zuordnet.Machine tool, in particular pendulum stroke grinding machine, with (i) a tool, in particular a grinding wheel, and a rotating device for rotating a workpiece about a rotation axis, (ii) a measuring device for application to a workpiece received in the rotating device, the measuring device being designed in that it can be brought into contact with the workpiece in a first contact point and at least one second contact point, and - has a feeler device which can be brought into contact with the workpiece so that a deflection of the feeler device at different angles of rotation of the axis of rotation can be measured, such that (Iii) a memory connected to the measuring device for storing displacement measurement data, and (iv) an electric control device arranged to automatically perform a method comprising the steps of: detecting the angle of rotation (FIG. φ) at equidistant Winkelschri tten (φ n), wherein the angular increments (φ n) as a product (n · φ 0) of an integer counting index (n) and an angular pitch (φ 0) are writable, said product (N · φ 0) from a integer circular pitch (N) and circular pitch (φ 0 ) gives 360 °, and - calculating the radius error (R w (φ)) from the deflection of the keying device for a number of angular steps corresponding to the circular pitch number (N). characterized in that (v) the control device is arranged to determine the radius error for each rotation angle based on a minimum phase transfer function, the minimum phase transfer function being obtained by decomposing a transfer function into the minimum phase transfer function and an all pass and wherein the transfer function is each rotation angle for a given contour of the workpiece assigns the associated angle-dependent radius. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Steuervorrichtung eingerichtet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit dem Schritt: – Ändern eines Bearbeitungsprogramms, mittels dem eine Bewegung der Schleifscheibe relativ zum Werkstück gesteuert oder geregelt wird, so dass der Radiusfehler verringert wird.Machine tool according to claim 6, characterized in that the control device is adapted to automatically perform a method with the step: - Changing a machining program, by means of which a movement of the grinding wheel is controlled or regulated relative to the workpiece, so that the radius error is reduced.
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