DE102016212287A1

DE102016212287A1 - Method for processing a workpiece on a machine tool

Info

Publication number: DE102016212287A1
Application number: DE102016212287.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bischof; Stefan Rupp; Zhengxiong Wang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks (2) auf einer Werkzeugmaschine (1), mit zumindest folgenden Schritten: Bearbeiten eines zu bearbeitenden Werkstücks (2) mit einem Werkzeug (3) der Werkzeugmaschine (1), wobei das zu bearbeitende Werkzeug (2) hierbei mit einer mindestens ersten Bewegungsfrequenz und das Werkzeug (3) mit mindestens einer zweiten Bewegungsfrequenz angetrieben wird; Ermitteln von Schwingen der Werkzeugmaschine (1) während der Bearbeitung des Werkstücks (2) mit dem Werkzeug (3); Auswerten der Schwingungen und Vergleichen, ob mindestens eine Schwingungsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen ist, wobei dann, wenn dies der Fall ist, die jeweilige erste Bewegungsfrequenz des Werkstücks (2) verändert oder die Bearbeitung des Werkstücks (2) abgebrochen wird.Method for machining a workpiece (2) on a machine tool (1), comprising at least the following steps: machining a workpiece (2) to be machined with a tool (3) of the machine tool (1), wherein the tool (2) to be machined with an at least first movement frequency and the tool (3) is driven with at least a second movement frequency; Determining swinging of the machine tool (1) during machining of the workpiece (2) with the tool (3); Evaluating the oscillations and comparing whether at least one oscillation frequency is an integer multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, in which case, if the respective first movement frequency of the workpiece (2) is changed or the Processing of the workpiece (2) is canceled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks auf einer Werkzeugmaschine.The invention relates to a method for machining a workpiece on a machine tool.

Aus dem Getriebebau ist es bekannt, Werkstücke wie z. B. Zahnräder auf einer Werkzeugmaschine zu bearbeiten, insbesondere derart, dass Verzahnungsflanken von Zähnen der Zahnräder mit Hilfe eines als Werkzeugschnecke ausgebildeten Werkzeugs der Werkzeugmaschine bearbeitet werden. Bei der Bearbeitung des Werkstücks auf der Werkzeugmaschine kann die Werkzeugmaschine schwingen, wobei Schwingungen der Werkzeugmaschine die Bearbeitungsqualität des Werkstücks beeinträchtigen können. Insbesondere können zum Beispiel bei der Bearbeitung von Verzahnungsflanken von Zahnrädern auf den Verzahnungsflanken infolge der Schwingungen der Werkzeugmaschine Welligkeiten ausgebildet werden, die derart ausgeprägt sind, dass das Zahnrad nicht mehr für den vorgesehenen Einsatz z. B. in einem Getriebe eines Personenkraftfahrzeugs geeignet ist. Bisher bestehen keine Möglichkeiten, während der Bearbeitung des Werkstücks auf der Werkzeugmaschine derartige Qualitätsbeeinträchtigungen in der Werkstückbearbeitung zu erkennen und ggf. Gegenmaßnahmen zu ergreifen.From the gearbox construction, it is known workpieces such. B. gears to machine on a machine tool, in particular such that tooth flanks of teeth of the gears are machined by means of a trained as a tool worm tool of the machine tool. When machining the workpiece on the machine tool, the machine tool can oscillate, wherein vibrations of the machine tool can affect the machining quality of the workpiece. In particular, for example, in the processing of tooth flanks of gears on the tooth flanks due to the vibrations of the machine tool ripples can be formed, which are so pronounced that the gear is no longer for the intended use z. B. is suitable in a transmission of a passenger vehicle. So far, there are no opportunities during the processing of the workpiece on the machine tool to detect such quality impairments in the workpiece machining and possibly take countermeasures.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: Bearbeiten eines zu bearbeitenden Werkstücks mit einem Werkzeug der Werkzeugmaschine, wobei das zu bearbeitende Werkstück hierbei mit einer mindestens ersten Bewegungsfrequenz und das Werkzeug mit mindestens einer zweiten Bewegungsfrequenz angetrieben wird; Ermitteln von Schwingen der Werkzeugmaschine während der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug; Auswerten der Schwingungen und Vergleichen, ob mindestens eine Schwingungsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen ist, wobei dann, wenn dies der Fall ist, die jeweilige erste Bewegungsfrequenz des Werkstücks verändert oder die Bearbeitung des Werkstücks abgebrochen wird.On this basis, the invention is based on the object to provide a novel method for machining a workpiece. This object is achieved by a method according to claim 1. The method comprises at least the following steps: machining a workpiece to be machined with a tool of the machine tool, wherein the workpiece to be machined is driven here with an at least first movement frequency and the tool with at least a second movement frequency; Determining swing of the machine tool during machining of the workpiece with the tool; Evaluating the oscillations and comparing whether at least one oscillation frequency is an integer multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, in which case, if this is the case, the respective first movement frequency of the workpiece changed or the machining of the workpiece is canceled.

Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, Schwingungen der Werkzeugmaschine während der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug der Werkzeugmaschine zu ermitteln und derart auszuwerten, ob eine Schwingungsfrequenz der Schwingungen der Werkzeugmaschine ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen des Werkstücks ist. Ist dies der Fall, so wird die jeweilige Bewegungsfrequenz des Werkstücks verändert oder alternativ die Bearbeitung des Werkstücks abgebrochen. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass dann, wenn eine Schwingungsfrequenz der Werkzeugmaschine ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz des zu bearbeitenden Werkstücks ist, die Gefahr besonders hoch ist, dass die Bearbeitungsqualität des Werkstücks zum Beispiel durch Ausbilden von Welligkeiten an zu bearbeitenden Oberflächen stark beeinträchtigt wird.The invention proposes to determine oscillations of the machine tool during machining of the workpiece with the tool of the machine tool and to evaluate such that an oscillation frequency of the oscillations of the machine tool is an integer multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies of the Workpiece is. If this is the case, the respective movement frequency of the workpiece is changed or, alternatively, the machining of the workpiece is aborted. The invention is based on the finding that when an oscillation frequency of the machine tool is an integer multiple of the first movement frequency or an approximately integral multiple of the first movement frequency of the workpiece to be machined, the risk is particularly high that the machining quality of the workpiece, for example is greatly affected by forming undulations on surfaces to be worked.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn eine Schwingungsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen ist, die jeweilige erste Bewegungsfrequenz in Abhängigkeit einer Amplitude dieser Schwingungsfrequenz und/oder in Abhängigkeit von einer späteren Verwendung des Werkstücks verändert oder die Bearbeitung angebrochen. Dann, wenn eine Schwingungsfrequenz ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen ist, wird die jeweilige erste Bewegungsfrequenz in Abhängigkeit einer Abweichung dieser Schwingungsfrequenz von der Ganzzahligkeit verändert oder die Bearbeitung angebrochen.According to a development of the invention, when an oscillation frequency is an integer multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, the respective first movement frequency is dependent on an amplitude of this oscillation frequency and / or depending on a later use of the Workpiece changed or the processing started. Then, when an oscillation frequency is an approximately integer multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, the respective first movement frequency is changed depending on a deviation of this oscillation frequency of the integerity or the processing is started.

Unter Berücksichtigung der Amplitude der Schwingungsfrequenz und/oder unter Berücksichtigung der späteren Verwendung des Werkstücks und/oder unter Berücksichtigung der Abweichung der Schwingungsfrequenz von der Ganzzahligkeit des Verhältnisses derselben zu einer ersten Bewegungsfrequenz kann individuell entschieden werden, ob die jeweilige erste Bewegungsfrequenz des Werkstücks verändert oder ob die Bearbeitung des Werkstücks abgebrochen wird.Taking into account the amplitude of the oscillation frequency and / or taking into account the later use of the workpiece and / or taking into account the deviation of the oscillation frequency of the integer ratio of the same to a first movement frequency can be individually decided whether the respective first movement frequency of the workpiece changed or ob the machining of the workpiece is aborted.

So ist zum Beispiel dann, wenn ein Zahnrad in einem Getriebe eines Personenkraftwagens Verwendung finden soll, eine höhere Bearbeitungsqualität erforderlich als dann, wenn ein Zahnrad in einem Getriebe eines Nutzfahrzeugs, wie zum Beispiel einer Baumaschine, Verwendung findet.For example, when a gear is to be used in a transmission of a passenger car, a higher machining quality is required than when a gear in a transmission of a commercial vehicle, such as a construction machine, is used.

Ferner muss unter Umständen dann, wenn die Amplitude einer Schwingungsfrequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen ist, relativ klein ist, keine Veränderung der jeweiligen ersten Bewegungsfrequenz vorgenommen werden, da infolge der geringen Amplitude die Beeinträchtigung der Bearbeitungsqualität des Werkstücks nicht zu erwarten ist. Dabei können umso höhere Amplituden zugelassen werden, je größer die Abweichung des Verhältnisses zwischen einer Schwingungsfrequenz und einer ersten Bewegungsfrequenz von der Ganzzahligkeit ist.Further, under some circumstances, when the amplitude of an oscillation frequency which is an integral multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies is relatively small, no change of the respective first movement frequency must be made because of the low amplitude the deterioration of the machining quality of the workpiece is not to be expected. In this case, the greater the amplitude, the greater the deviation of the ratio between an oscillation frequency and a first movement frequency of the integerity.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das zu bearbeitende Werkstück mit einer ersten Drehzahlfrequenz und/oder einer ersten Hubfrequenz angetrieben, wobei das Werkzeug mit einer zweiten Drehzahlfrequenz und/oder einer zweiten Hubfrequenz angetrieben wird, wobei vorzugsweise ein Verhältnis zwischen der ersten Drehzahlfrequenz und der zweiten Drehzahlfrequenz weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist, und/oder ein Verhältnis zwischen der ersten Hubfrequenz und der zweiten Drehzahlfrequenz weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist, und/oder ein Verhältnis zwischen der zweiten Hubfrequenz und der ersten Drehzahlfrequenz weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist, und/oder ein Verhältnis zwischen der ersten Hubfrequenz und der zweiten Hubfrequenz weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist. Dann, wenn die erste Drehzahlfrequenz verändert wird, wird dieselbe derart verändert, dass das oder jedes Verhältnis zwischen den entsprechenden Bewegungsfrequenzen nach wie vor weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist. Dann, wenn die erste Hubfrequenz verändert wird, wird dieselbe derart verändert, dass das oder jedes Verhältnis zwischen den entsprechenden Bewegungsfrequenzen nach wie vor weder ganzzahlig von in etwa ganzzahlig ist. Hiermit kann eine besonders vorteilhafte Bearbeitung eines Werkstücks auf einer Werkzeugmaschine gewährleistet werden.According to a development of the invention, the workpiece to be machined is driven with a first rotational speed and / or a first stroke frequency, wherein the tool is driven at a second rotational speed and / or a second stroke frequency, wherein preferably a ratio between the first rotational speed and the second rotational speed is neither integer nor approximately integer, and / or a ratio between the first stroke frequency and the second speed frequency is neither integer nor approximately integer, and / or a ratio between the second stroke frequency and the first speed frequency is neither integer nor approximately integer, and / or a ratio between the first stroke frequency and the second stroke frequency is neither integer nor approximately integer. Then, when the first speed frequency is changed, it is changed so that the or each ratio between the corresponding frequencies of motion is still neither integer nor approximately integer. Then, when the first stroke frequency is changed, it is changed so that the or each ratio between the corresponding motion frequencies is still not an integer of approximately integer. Hereby, a particularly advantageous machining of a workpiece on a machine tool can be ensured.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung werden die Schwingungen der Werkzeugmaschine während der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug derart ermittelt, dass Schallwellen an der Werkzeugmaschine erfasst werden, und dass aus den Schallwellen ein frequenzabhängiges Amplitudenspektrum ermittelt wird, welches die Frequenzen der Schwingungen und die zugehörigen Amplituden derselben enthält. Die Ermittlung der Schwingungen der Werkzeugmaschine über Schallwellen und ein frequenzabhängiges Amplitudenspektrum der Schallwellen ist besonders einfach und daher bevorzugt.According to a further development of the invention, the vibrations of the machine tool during machining of the workpiece with the tool are determined such that sound waves are detected on the machine tool, and that from the sound waves, a frequency-dependent amplitude spectrum is determined, which determines the frequencies of the vibrations and the associated amplitudes contains the same. The determination of the oscillations of the machine tool via sound waves and a frequency-dependent amplitude spectrum of the sound waves is particularly simple and therefore preferred.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred developments emerge from the subclaims and the following description. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks auf einer Werkzeugmaschine. 1 a block diagram for illustrating the inventive method for machining a workpiece on a machine tool.

1 zeigt stark schematisiert eine Werkzeugmaschine 1 mit einem auf der Werkzeugmaschine 1 zu bearbeitenden Werkstück 2, welches mit einem Werkzeug 3 der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet wird. Bei der Bearbeitung des zu bearbeitenden Werkstücks 2 mit dem Werkzeug 3 der Werkzeugmaschine 1 wird das zu bearbeitende Werkstück 2 mit mindestens einer ersten Bewegungsfrequenz und das Werkzeug 3 mit mindestens einer zweiten Bewegungsfrequenz angetrieben. 1 shows a schematized machine tool 1 with one on the machine tool 1 to be machined workpiece 2 which with a tool 3 the machine tool 1 is processed. When machining the workpiece to be machined 2 with the tool 3 the machine tool 1 becomes the workpiece to be machined 2 with at least a first movement frequency and the tool 3 driven with at least a second movement frequency.

Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das zu bearbeitende Werkstück 2 mit zwei ersten Bewegungsfrequenzen angetrieben, nämlich im Sinne des Pfeils 7 mit einer ersten Drehfrequenz und im Sinne des Pfeils 8 mit einer ersten Hubfrequenz. Das Werkzeug 3 wird lediglich mit einer einzigen zweiten Bewegungsfrequenz angetrieben, nämlich mit einer ersten Drehfrequenz.Im in 1 shown embodiment, the workpiece to be machined 2 driven with two first movement frequencies, namely in the direction of the arrow 7 with a first rotation frequency and in the direction of the arrow 8th with a first stroke frequency. The tool 3 is driven only with a single second movement frequency, namely with a first rotational frequency.

Es sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Bewegungsfrequenzen von Werkstück 2 und Werkzeug 3 von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel abweichen kann. So kann auch das Werkzeug 3 zusätzlich mit einer zweiten Hubfrequenz angetrieben werden. Ebenso ist es möglich, dass bei der Bearbeitung des Werkstücks 2 dasselbe ausschließlich mit einer ersten Drehfrequenz relativ zu dem mit einer zweiten Drehzahlfrequenz angetriebenen Werkzeug 3 angetrieben wird.It should be noted at this point that the number of movement frequencies of workpiece 2 and tool 3 from the in 1 shown embodiment may differ. So can the tool 3 additionally be driven with a second stroke frequency. Likewise, it is possible that when machining the workpiece 2 the same exclusively with a first rotational frequency relative to the tool driven at a second rotational speed frequency 3 is driven.

Erfindungsgemäß werden Schwingungen der Werkzeugmaschine 1 während der Bearbeitung des Werkstücks 2 mit dem Werkzeug 3 ermittelt. Dies erfolgt im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines vorzugsweise als Körperschallsensor ausgebildeten Schallsensors 4, der während der Bearbeitung des Werkstücks 2 mit dem Werkzeug 3 der Werkzeugmaschine 1 Schallwellen an der Werkzeugmaschine 1 erfasst.According to the invention, vibrations of the machine tool 1 during machining of the workpiece 2 with the tool 3 determined. This is done in 1 shown embodiment using a preferably designed as a structure-borne sound sensor sound sensor 4 that during the machining of the workpiece 2 with the tool 3 the machine tool 1 Sound waves at the machine tool 1 detected.

Die von dem Schallsensor 4 erfassten Schallwellen werden einem Steuergerät 5 als Eingangsgröße bereitgestellt, welches die Schallwellen auswertet, insbesondere dadurch, dass aus den Schallwellen ein frequenzabhängiges Amplitudenspektrum der Schallwellen und damit der Schwingungen der Werkzeugmaschine 1 ermittelt wird, wobei ein derartiges frequenzabhängiges Amplitudenspektrum Frequenzen der Schwingungen und die zugehörigen Amplituden der Schwingungen enthält.The sound of the sensor 4 recorded sound waves become a control unit 5 provided as input, which evaluates the sound waves, in particular the fact that from the sound waves, a frequency-dependent amplitude spectrum of the sound waves and thus the vibrations of the machine tool 1 is determined, wherein such a frequency-dependent amplitude spectrum contains frequencies of the vibrations and the associated amplitudes of the vibrations.

Die Schwingungen werden vom Steuergerät 5 derart ausgewertet, dass überprüft wird, ob mindestens eine Schwingungsfrequenz der Schwingungen der Werkzeugmaschine 1 ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches der ersten Bewegungsfrequenz oder einer der ersten Bewegungsfrequenzen des Werkstücks 2 ist. Dann, wenn dies der Fall ist, wenn also mindestens eine Schwingungsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches einer ersten Bewegungsfrequenz des Werkstücks 2 ist, wird die jeweilige erste Bewegungsfrequenz des Werkstücks 2 verändert oder alternativ die Bearbeitung des Werkstücks 2 abgebrochen. Das Steuergerät 5 beeinflusst über eine Ausgangsgröße den Betrieb der Werkzeugmaschine 1 entsprechend.The vibrations are from the control unit 5 evaluated such that it is checked whether at least one oscillation frequency of the vibrations of the machine tool 1 an integer multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies of the workpiece 2 is. Then, if so, if so at least one Oscillation frequency is an integer multiple or an approximately integer multiple of a first movement frequency of the workpiece 2 is, the respective first movement frequency of the workpiece 2 changed or alternatively the machining of the workpiece 2 canceled. The control unit 5 influences the operation of the machine tool via an output variable 1 corresponding.

Besonders bevorzugt ist eine Variante der Erfindung, in welcher die Entscheidung, ob eine erste Bewegungsfrequenz des Werkstücks verändert oder gar die Bearbeitung desselben abgebrochen wird, nicht nur abhängig von dem Verhältnis der jeweiligen Schwingungsfrequenz zur jeweiligen ersten Bewegungsfrequenz des Werkstücks 2 erfolgt, sondern vielmehr zusätzlich in Abhängigkeit einer Amplitude dieser Schwingungsfrequenz und/oder in Abhängigkeit von einer späteren Verwendung des Werkstücks 2 und/oder in Abhängigkeit einer Abweichung des Verhältnisses zwischen der jeweiligen Schwingungsfrequenz und der jeweiligen ersten Bewegungsfrequenz von der Ganzzahligkeit.Particularly preferred is a variant of the invention, in which the decision whether a first movement frequency of the workpiece changed or even the processing thereof is stopped, not only dependent on the ratio of the respective oscillation frequency to the respective first movement frequency of the workpiece 2 takes place, but rather additionally as a function of an amplitude of this oscillation frequency and / or in dependence on a later use of the workpiece 2 and / or in dependence on a deviation of the ratio between the respective oscillation frequency and the respective first movement frequency from the integerity.

Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass dann, wenn eine Schwingungsfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches oder ein in etwa ganzzahliges Vielfaches einer ersten Bewegungsfrequenz des Werkstücks 2 ist, mit einer Beeinträchtigung der Bearbeitungsqualität zu rechnen ist.In this case, the invention is based on the finding that when an oscillation frequency is an integer multiple or an approximately integral multiple of a first movement frequency of the workpiece 2 is, with a deterioration of the processing quality is expected.

Diese Beeinträchtigung der Bearbeitungsqualität ist dabei umso höher und damit umso kritischer, je höher die Amplitude der Schwingungsfrequenz ist und je geringer die Abweichung von der Ganzzahligkeit ist.This impairment of the processing quality is the higher and thus the more critical, the higher the amplitude of the oscillation frequency and the smaller the deviation from the integerity.

Bei besonders hohen Schwingungsamplituden und bei besonders geringer Abweichung von der Ganzzahligkeit muss demnach stärker der Bearbeitungsprozess des Werkstücks 2 auf der Werkzeugmaschine 1 verändert werden als dann, wenn die Amplitude der jeweiligen Schwingungsfrequenz gering ist oder die Abweichung von der Ganzzahligkeit relativ groß ist.For particularly high vibration amplitudes and with a particularly small deviation from integerity, therefore, the machining process of the workpiece must be stronger 2 on the machine tool 1 be changed than when the amplitude of the respective oscillation frequency is low or the deviation from the integerity is relatively large.

Die spätere Verwendung des Werkstücks berücksichtigt Toleranzen in der Werkzeugbearbeitung, die bei der späteren Verwendung zulässig sind.Subsequent use of the workpiece takes into account tooling tolerances that are allowed for later use.

So ist bei Verwendung eines Werkstücks in einem Getriebe eines Personenkraftwagens eine geringere Bearbeitungstoleranz zulässig bei einer späteren Verwendung in einem Nutzfahrzeug.Thus, when using a workpiece in a transmission of a passenger car, a lower machining tolerance is allowed for later use in a commercial vehicle.

Dann, wenn wie im Ausführungsbeispiel der 1 das zu bearbeitende Werkstück 2 im Sinne des Pfeils 7 mit einer ersten Drehzahlfrequenz und im Sinne des Pfeils 8 mit einer ersten Hubfrequenz und das Werkzeug 3 im Sinne des Pfeils 6 mit einer ersten Drehzahlfrequenz betrieben wird, sind diese Bewegungsfrequenzen vorzugsweise derart gewählt, dass die erste Drehzahlfrequenz und die zweite Drehzahlfrequenz sowie die erste Hubfrequenz und die zweite Drehzahlfrequenz derart voneinander abweichen, dass ein Verhältnis zwischen der ersten Drehzahlfrequenz und der zweiten Drehzahlfrequenz sowie ein Verhältnis zwischen der ersten Hubfrequenz und der zweiten Drehzahlfrequenz weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist.Then, if as in the embodiment of 1 the workpiece to be machined 2 in the sense of the arrow 7 at a first speed and in the direction of the arrow 8th with a first stroke frequency and the tool 3 in the sense of the arrow 6 is operated at a first speed frequency, these movement frequencies are preferably selected such that the first speed and the second speed and the first stroke and the second speed differ so that a ratio between the first speed and the second speed and a ratio between the first stroke frequency and the second speed frequency is neither integer nor approximately integer.

Dann, wenn infolge der oben beschriebenen Schwingungsanalyse der Werkzeugmaschine 1 eine Veränderung der ersten Drehzahlfrequenz vorgenommen wird, wird dieselbe derart verändert, dass das Verhältnis zwischen der ersten Drehzahlfrequenz und der zweiten Drehzahlfrequenz nach wie vor weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig ist. Wird die erste Hubfrequenz des Werkstücks 2 verändert, so erfolgt dies derart, dass nachfolgend das entsprechende Verhältnis zwischen der ersten Hubfrequenz und der zweiten Drehzahlfrequenz nicht ganzzahlig oder in etwa ganzzahlig ist.Then, if as a result of the vibration analysis of the machine tool described above 1 a change of the first speed frequency is made, the same is changed so that the ratio between the first speed frequency and the second speed frequency is still neither integer nor approximately integer. Will the first stroke frequency of the workpiece 2 changed, this is done so that subsequently the corresponding ratio between the first stroke frequency and the second speed frequency is not integer or approximately integer.

Dann, wenn das Werkzeug 3 zusätzlich mit einer zweiten Hubfrequenz angetrieben wird, gelten die obigen Grundsätze analog, das heißt eine Veränderung von einer Bewegungsfrequenz des Werkstücks 2 erfolgt derart, dass entsprechende Verhältnisse zu Bewegungsfrequenzen des Werkstücks 3 weder ganzzahlig noch in etwa ganzzahlig sind.Then, if the tool 3 is additionally driven with a second stroke frequency, the above principles apply analogously, that is, a change of a movement frequency of the workpiece 2 takes place such that corresponding ratios to movement frequencies of the workpiece 3 are neither integer nor approximately integer.

Ein Verhältnis zwischen einer Schwingungsfrequenz und einer ersten Bewegungsfrequenz ist dann in etwa ganzzahlig, wenn dieses Verhältnis nicht mehr als einen vorgegebenen Toleranzbereich von der Ganzzahligkeit abweicht.A ratio between an oscillation frequency and a first movement frequency is approximately integer if this ratio does not deviate more than a predetermined tolerance range from integerity.

Ebenso ist ein Verhältnis zwischen Bewegungsfrequenzen dann in etwa ganzzahlig, wenn dasselbe nicht mehr als um einen definierten Toleranzbereich von der Ganzzahligkeit abweicht.Likewise, a ratio between motion frequencies is approximately integer if it does not deviate more than a defined tolerance from integerity.

Dieser Toleranzbereich ist dabei applizierbar, zum Beispiel abhängig vom späteren Anwendungsfall bzw. Einsatzbereich des Werkstücks 2.This tolerance range can be applied, for example, depending on the later application or area of application of the workpiece 2 ,

So kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass ein Verhältnis dann in etwa ganzzahlig ist, wenn dasselbe hinsichtlich seines Betrags maximal in der zweiten Stelle hinter dem Komma von dem entsprechenden ganzzahligen Verhältnis abweicht. Bei einer Ganzzahligkeit von 4 bedeutet dies, dass ein Verhältnis zwischen 3,95 und 4,05 als in etwa ganzzahlig betrachtet wird. Bei der Ganzzahligkeit von 1 würde ein Verhältnis zwischen 0,95 und 1,05 als in etwa ganzzahlig betrachtet.For example, it may be provided that a ratio is approximately integer if it differs from the corresponding integer ratio in terms of its amount at most in the second position after the decimal point. For an integer of 4, this means that a ratio between 3.95 and 4.05 is considered roughly integer. For the integer of 1, a ratio between 0.95 and 1.05 would be considered roughly integer.

Mit der Erfindung ist es möglich, bereits bei der Bearbeitung eines Werkstücks 2 auf der Werkzeugmaschine 1 die Bearbeitungsqualität zu erkennen und entweder durch Veränderung mindestens einer ersten Bewegungsfrequenz des Werkstücks 2 die Bearbeitungsqualität zu verbessern oder die Bearbeitung des Werkstücks 2 abzubrechen.With the invention it is possible already during the machining of a workpiece 2 on the machine tool 1 to recognize the machining quality and either by changing at least a first movement frequency of the workpiece 2 to improve the machining quality or the machining of the workpiece 2 cancel.

Die Erfindung beruht dabei auf einer Schwingungsüberwachung während des Bearbeitungsprozesses und auf einer Auswertung der Schwingungen der Werkzeugmaschine 1.The invention is based on a vibration monitoring during the machining process and on an evaluation of the vibrations of the machine tool 1 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Werkzeugmaschinemachine tool
22: Werkstückworkpiece
33: WerkzeugTool
44: KörperschallsensorAcoustic emission sensor
55: Steuergerätcontrol unit
66: Drehbewegung WerkzeugRotary motion tool
77: Drehbewegung WerkstückRotary movement workpiece
88th: Hubbewegung WerkstückLifting movement workpiece

Claims

Method for processing a workpiece ( 2 ) on a machine tool ( 1 ), with at least the following steps: machining a workpiece to be machined ( 2 ) with a tool ( 3 ) of the machine tool ( 1 ), whereby the workpiece to be machined ( 2 ) with an at least first movement frequency and the tool ( 3 ) is driven with at least a second movement frequency; Determining Vibrations of the Machine Tool ( 1 ) during the machining of the workpiece ( 2 ) with the tool ( 3 ); Evaluating the oscillations and comparing whether at least one oscillation frequency is an integer multiple or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, in which case, if this is the case, the respective first movement frequency of the workpiece ( 2 ) or the machining of the workpiece ( 2 ) is canceled.

A method according to claim 1, characterized in that when an oscillation frequency is an integer or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, the respective first movement frequency in response to an amplitude of this oscillation frequency changed or the processing is canceled.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that when an oscillation frequency is an approximately integer multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, the respective first movement frequency in response to a deviation of this oscillation frequency of the integer changed or the processing is canceled ,

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that when an oscillation frequency is an integer or an approximately integral multiple of the first movement frequency or one of the first movement frequencies, the respective first movement frequency depending on a later use of the workpiece changed or the processing is aborted.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as a workpiece ( 2 ) a gear with multiple teeth is machined, and that designed as a multi-course tool worm tool ( 3 ) machine tool teeth edges of the teeth edited.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as a workpiece ( 2 ) a bearing ring of a rolling bearing is machined, and that a tool designed as a grinding tool ( 3 ) of the machine tool Wälzkörperablaufflächen the bearing ring edited.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the workpiece to be machined ( 2 ) is driven at a first rotational speed and / or a first stroke frequency, and that the tool ( 3 ) is driven at a second rotational speed and / or a second stroke frequency, wherein the first rotational speed and the second rotational speed and / or the first stroke frequency and the second rotational speed and / or the second stroke frequency and the first rotational speed and / or the first stroke frequency and the second stroke frequency differ from each other.

Method according to claim 7, characterized in that the first rotational speed and the second rotational speed and / or the first stroke frequency and the second rotational speed and / or the second stroke frequency and the first rotational speed and / or the first stroke frequency and the second stroke frequency deviate from one another in such a way that a ratio between the first speed frequency and the second speed frequency is neither integral nor approximately integral, and / or that a ratio between the first stroke frequency and the second speed frequency is neither integral nor approximately integral, and / or that a ratio between the second Hub frequency and the first speed frequency is neither integer nor approximately integer, and / or that a ratio between the first stroke frequency and the second stroke frequency is neither integer nor approximately integer.

A method according to claim 8, characterized in that when the first speed frequency is changed, the same is changed such that the or each ratio between the respective movement frequencies is still neither integer nor approximately integer.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that when the first stroke frequency is changed, the same is changed such that the or each ratio between the corresponding motion frequencies is still neither integer nor approximately integer.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the rockers of the machine tool ( 1 ) during the machining of the workpiece ( 2 ) with the tool ( 3 ) are determined such that sound waves on the machine tool ( 1 ) are detected, and that from the sound waves, a frequency-dependent amplitude spectrum is determined, which contains the frequencies of the vibrations and the associated amplitudes thereof.