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Die Erfindung betrifft eine Fließläppmaschine, ein Verfahren zum Ermitteln eines Materialabtrags und/oder einer Materialabtragsrate an einem Werkstück bei Bearbeitung des Werkstücks in einer Fließläppmaschine und ein Verfahren zum Bestimmen der Schneidleistung eines Schleifmediums.
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Fließläppmaschinen dienen dazu, Werkstücke zu polieren und abzuschleifen, indem ein Schleifmedium unter Druck über das Werkstück oder durch eine sich durch das Werkstück erstreckende Öffnung hindurch geführt wird, wobei das Schleifmedium Material von dem Werkstück abträgt. Das Schleifmedium ist üblicherweise ein Schleifpartikel aufweisendes, viskoses Medium, insbesondere auf Silikonbasis.
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Die Schleifpartikel des Schleifmediums nutzen sich bei der Bearbeitung des Werkstücks ab, wodurch die Schneidleistung des Schleifmediums und eine Materialabtragsrate abnehmen. Außerdem verbleiben abgetragene Partikel im Schleifmedium. Die Bearbeitung des Werkstücks wird somit weniger effektiv und unvorhersehbar.
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Bei einem noch unbenutzten Schleifmedium ist die Schneidleistung in der Regel bekannt. Eine Feststellung der Schneidleistung eines Schleifmediums, das bereits eine gewisse Zeit im Einsatz war, ist jedoch schwierig. Erschwerend kommt hinzu, dass nach einer Abnutzung des Schleifmediums nicht die gesamte Menge des in der Fließläppmaschine vorhandenen Schleifmediums ausgetauscht wird, sondern lediglich ein gewisser Anteil des abgenutzten Schleifmediums entnommen und durch ungenutztes Schleifmedium ersetzt wird, sodass zu keinem Zeitpunkt exakte Informationen über die Schneidleistung des Schleifmediums vorliegen.
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Erfahrene Benutzer können manuell erfühlen, ob ein Schleifmedium noch eine ausreichende Schneidleistung hat oder ob es zumindest teilweise durch unbenutztes Schleifmedium ersetzt werden muss. Eine derartige Feststellung der Schneidleitung ist jedoch sehr ungenau und von unerfahrenen Benutzern kaum ausführbar. Während des Betriebs der Fließläppmaschine ist die Feststellung des Schleifmediums nicht möglich.
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Wird das Schleifmedium zu früh ausgetauscht, entstehen dadurch erhöhte Kosten, da noch brauchbares Schleifmedium entsorgt wird. Wird das Schleifmedium zu spät ausgetauscht, kann die Materialabtragsrate soweit abnehmen, dass Werkstücke nicht ausreichend abgeschliffen werden und es zur Herstellung von qualitativ mangelhaften Teilen kommen kann.
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Die
WO 01 / 47 667 A1 offenbart eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Schleifen von Werkstücken mittels eines abrasiven Fluids. Bei der Bearbeitung wird ein Körperschallsignal gemessen, das mit einem Materialabtrag korreliert.
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Die
DE 20 2015 001 082 U1 offenbart eine Spindelvorrichtung für eine programmgesteuerte Werkzeugmaschine, wobei an einem Spindelgehäuse eine Sensorikeinrichtung mit einem Körperschallsensor angeordnet ist, der bei einer Schleifbearbeitung auftretende Körperschallwellen erfasst. Ein Schleifvorgang kann automatisch beendet werden, wenn auf Basis eines durchgehend erfassten Körperschallsignals erkannt wird, dass eine gewünschte Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks erzielt ist.
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Die
DE 10 2008 062 081 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißzustands eines Schleifwerkzeugs anhand eines Körperschallsignals.
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Die
US 2013 / 0 122 784 A1 offenbart ein Verfahren zur Beurteilung der Abnutzung von losen Schleifpartikeln beim chemisch-mechanischen Polieren, wobei die Abnutzung anhand eines Körperschallsignals festgestellt werden kann.
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fließläppmaschine bereitzustellen, die eine besonders effiziente Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht. Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln eines Materialabtrags und/oder einer Materialabtragsrate an einem Werkstück sowie Verfahren zum Bestimmen der Schneidleistung eines Schleifmediums anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fließläppmaschine zum Bewegen von Schleifmedien über eine Oberfläche eines Werkstücks und/oder durch die Öffnung eines Werkstücks hindurch, mit einer Medienantriebsvorrichtung, die geeignet ist, das Schleifmedium über eine Oberfläche eines Werkstücks und/oder durch die Öffnung des Werkstücks längs einer Strömungsrichtung hindurch zu bewegen, mit einem Werkstückhalter zur Halterung des Werkstücks mit zwei auf entgegengesetzten Seiten des Werkstücks positionierbaren Teilen, mit einem Körperschallsensor zum Messen von Körperschall, der bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Schleifmedium in diesem erzeugt wird, und mit einer Auswerteeinheit, die geeignet ist, um anhand eines Integralwerts des quadratischen Mittels des von dem Körperschallsensor gemessenen Körperschalls über die Zeit auf eine Schneidleistung des Schleifmediums und/oder eine Materialabtragsrate am Werkstück zu schließen.
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Körperschall tritt in Form von akustischen und/oder elastischen Wellen in Feststoffen auf, wenn ein Material irreversible Veränderungen in seiner inneren Struktur erfährt, zum Beispiel als Folge von Rissbildung oder plastischer Verformung durch Alterung oder Temperaturgradienten, aber auch durch gezielte äußere mechanische Kräfte bei der Bearbeitung eines Feststoffs. Durch die Messung von Körperschallsignalen mittels eines Körperschallsensors können somit mechanische Bearbeitungsprozesse überwacht werden. Die Frequenz der Körperschallwellen liegt dabei insbesondere zwischen 50 kHz und 1 MHz.
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Das Körperschallsignal ist umso stärker, je größer die Schneidleistung beziehungsweise die Materialabtragsrate ist. Somit kann anhand des Körperschallsignals festgestellt werden, ob die Bearbeitung eines Werkstücks effektiv ist. Dabei besteht eine hohe Korrelation des quadratischen Mittels des Körperschallsignals mit der Materialabtragsrate. Insbesondere hängt das quadratische Mittel des von dem Körperschallsensor gemessenen Körperschalls mit einer Reibungsenergiedissipation bei der Bearbeitung des Werkstücks zusammen.
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Der Integralwert des quadratischen Mittels des von dem Körperschallsensor gemessenen Körperschalls über die Zeit ist dabei spezifisch für einen bestimmten Materialabtrag. Das heißt, anhand des erhaltenen Integralwerts kann indirekt ein Gewichtsverlust des Werkstücks bestimmt werden. Der Integralwert wird beispielsweise in der Einheit Millivolt-Sekunden [mV.s] angegeben. Alternativ kann der Integralwert auch in der Einheit Milliampere-Sekunden [mA.s] angegeben werden.
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Anhand des Gewichtsverlusts kann wiederum die Schneidleistung des Schleifmediums und/oder Materialabtragsrate bestimmt werden. Dadurch sind eine besonders zuverlässige Prozessüberwachung und eine besonders genaue Bearbeitung des Werkstücks möglich.
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Die Materialabtragsrate wird insbesondere berechnet, indem der Wert des Materialabtrags durch die Bearbeitungszeit dividiert wird.
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Die Schneidleistung lässt sich ermitteln, in dem der Materialabtrag durch den Mediendurchfluss geteilt wird. Der Mediendurchfluss entspricht der Menge des über die Oberfläche des Werkstücks beziehungsweise durch die Öffnung des Werkstücks bewegte Fluidmenge.
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Die Durchflussmenge hängt von dem Durchflussquerschnitt und der Fließgeschwindigkeit des Schleifmediums ab und lässt sich daher einfach ermitteln. Insbesondere kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, um den Mediendurchfluss basierend auf den eingestellten Prozessparametern zu ermitteln. Der Durchflussquerschnitt ist bekannt und entspricht beispielsweise dem Querschnitt der Öffnung des bearbeiteten Werkstücks.
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Zum Berechnen des Integralwerts ist in der Auswerteeinheit vorzugsweise eine geeignete Software hinterlegt.
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Mit einer Bearbeitung im Sinne der Erfindung ist sowohl eine gezielte Bearbeitung eines Werkstücks gemeint, das als Endprodukt hergestellt werden soll, als auch die testhalber Bearbeitung eines Dummywerkstücks alternativ oder zusätzlich zu dem eigentlich herzustellenden Werkstück. Über die Bearbeitung des vorbestimmten Dummywerkstücks werden zum Beispiel Referenzwerte ermittelt. Die Bearbeitung des Dummywerkstücks dient dabei lediglich zur Messung des Körperschallsignals. Dabei kann das Dummywerkstück für eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen in der Fließläppmaschine montiert bleiben.
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Um das vom Körperschallsensor gemessene Körperschallsignal besser auswerten zu können, kann das Signal vor der weiteren Auswertung gleichgerichtet werden. Das gleichgerichtete Signal kann dann zur Berechnung des quadratischen Mittels verwendet werden.
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Der Werkstückhalter weist vorzugsweise eine geeignete Dichtung zum Abdichten eines Fluidhauptkanals auf, in dem sich das Schleifmedium bewegt, wobei ein zu bearbeitender Abschnitt einer Oberfläche des Werkstücks und/oder die Öffnung des Werkstücks Teil des Fluidhauptkanals ist.
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Die Medienantriebsvorrichtung umfasst beispielsweise mindestens eine Verdrängerpumpe, die geeignet ist, das Schleifmedium durch den Fluidhauptkanal zu schieben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist in der Auswerteeinheit eine Look-Up-Tabelle hinterlegt, aus der anhand des Integralwerts des quadratischen Mittels des gemessenen Körperschallsignals über die Zeit ein Materialabtrag am Werkstück und/oder eine Schneidleistung des Schleifmediums abgelesen werden kann. Die in der Look-Up Tabelle hinterlegten Werte sind spezifisch für das Material des Werkstücks und/oder für das verwendete Schleifmedium. Mittels einer Look-Up Tabelle kann somit besonders schnell und zuverlässig ein Materialabtrag, insbesondere eine Materialabtragsrate und/oder eine Schneidleistung ermittelt werden. Die in der Look-Up Tabelle hinterlegten Werte wurden beispielsweise durch Hardware-Versuche und/oder durch Simulationen ermittelt.
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Die Auswerteeinheit kann einen Verstärker zum Verstärken des vom Körperschallsensor gemessenen Signals aufweisen. Auf diese Weise kann auch bei schwachen Körperschallsignalen, wenn zum Beispiel nur ein geringer Materialabtrag stattfindet, eine zuverlässige Auswertung der Körperschallsignale stattfinden. Dadurch kann eine Schneidleistung des Schleifmediums und/oder eine Materialabtragsrate mit besonders hoher Genauigkeit ermittelt werden.
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Beispielsweise weist die Auswerteeinheit mindestens einen Filter zum Herausfiltern von Maschinenfrequenzen aus dem vom Körperschallsensor gemessenen Signal auf. Der Filter trägt somit ebenfalls dazu bei, dass eine Schneidleistung des Schleifmediums und/oder eine Materialabtragsrate mit besonders hoher Genauigkeit ermittelt werden kann.
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Der Filter ist vorzugsweise ein analoger Filter. Insbesondere ist der Filter geeignet, niedrige Frequenzen im Bereich von weniger als 50 kHz und/oder hohe Frequenzen im Bereich von mehr als 1 MHz aus dem Körperschallsignal herauszufiltern. Zu diesem Zweck kann der Filter ein HP-Filter oder als BP-Filter sein.
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Der Filter kann auch bereits in dem Verstärker integriert sein, wodurch die Auswerteeinheit besonders kompakt sein kann.
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Der Körperschallsensor kann im Betrieb der Fließläppmaschine direkt oder indirekt mit dem Werkstück in Kontakt sein. Eine indirekte Kontaktierung kann zum Beispiel über ein zusätzliches Bauteil erfolgen, das mit dem Werkstück in direktem Kontakt ist. Das zusätzliche Bauteil sollte aus einem Werkstoff sein, der geeignet ist, den Körperschall des Werkstücks zum Körperschallsensor weiterzuleiten. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Scheibe oder eine Leiste aus Aluminium.
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Eine direkte Kontaktierung hat den Vorteil, dass das Körperschallsignal ohne zusätzliche Übertragungsverluste vom Werkstück zum Körperschallsensor übertragen werden kann. Eine indirekte Kontaktierung ist dann vorteilhaft, wenn aufgrund der Größe oder der Geometrie des Werkstücks eine direkte Kontaktierung des Werkstücks schwierig ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Fließläppmaschine einen Bypasskanal, der parallel zu einem Fluidhauptkanal verläuft, wobei das Werkstück ein Dummywerkstück ist, das in dem Bypasskanal angeordnet ist, und wobei sich der Fluidhauptkanal über eine Oberfläche und/oder durch eine Öffnung eines zusätzlichen zu bearbeitenden Werkstücks erstreckt. Diese Ausführungsform bietet sich ähnlich wie die indirekte Kontaktierung dann an, wenn relativ kleine Werkstücke bearbeitet werden, bei denen der Körperschallsensor nicht am zu bearbeitenden Werkstück selbst angeordnet werden kann.
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Außerdem bietet diese Ausführungsform den zusätzlichen Vorteil, dass anhand des am Dummywerkstück gemessenen Körperschallsignals die Schneidleistung des Schleifmediums unabhängig von der Materialabtragsrate bestimmt werden kann. Das Material des Dummywerkstücks ist nämlich vorzugsweise so gewählt, dass am Dummywerkstück kein oder nur ein sehr geringer Materialabtrag stattfindet. Dadurch wird das Dummywerkstück im Betrieb der Fließläppmaschine kaum abgenutzt und kann für die Bearbeitung einer Vielzahl von zusätzlich zu bearbeitenden Werkstücken in der Fließläppmaschine installiert bleiben. Das am Dummywerkstück gemessene Körperschallsignal wird daher nahezu ausschließlich durch die Reibung des Schleifmediums am Dummywerkstück verursacht, wobei die Reibung umso größer ist, je scharfkantiger die Schleifpartikel im Schleifmedium sind, das heißt, je besser die Schneidleistung des Schleifmediums ist.
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Auch wenn an dem Dummywerkstück kein beziehungsweise nur sehr wenig Material abgetragen wird, wird das Bewegen des Schleifmediums durch das Dummywerkstück im Sinne der Erfindung als Bearbeitung eines Werkstücks verstanden.
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Die Fließläppmaschine kann auch zwei Körperschallsensoren umfassen, wobei im Betrieb der Fließläppmaschine sowohl an dem Dummywerkstück im Bypasskanal als auch an dem zusätzlichen zu bearbeitenden Werkstück ein Körperschallsensor positioniert ist. Dadurch ist eine noch genauere Auswertung möglich, da wie vorhergehend erläutert im Bypasskanal die Schneidleistung des Schleifmediums isoliert vom Materialabtrag analysiert werden kann, während das an dem zusätzlichen Werkstück gemessene Körperschallsignal auch durch die Materialabtragasrate beeinflusst wird. Insbesondere können bei dieser Ausführungsform zwei unterschiedliche Signale gemessen werden, wobei eine Differenz der beiden Signale mit einer Oberflächenverbesserung korreliert. Bei gleichbleibenden Maschineneinstellungen können dadurch sowohl eine Medienbeschaffenheit als auch eine Oberflächenverbesserung überwacht werden.
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Vorzugsweise umfasst die Fließläppmaschine eine Kontrolleinheit, die geeignet ist, mindestens einen Prozessparameter basierend auf der von der Auswerteeinheit ermittelten Schneidleistung und/oder Materialabtragsrate anzupassen, insbesondere während der Bearbeitung eines Werkstücks. Dadurch kann eine abnehmende Schneidleistung des Schleifmediums zumindest ein Stück weit kompensiert werden, sodass das Schleifmedium länger genutzt werden kann beziehungsweise die Bearbeitung des Werkstücks effektiver erfolgt.
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Die durch die Kontrolleinheit anpassbaren Prozessparameter sind beispielsweise eine Fließgeschwindigkeit des Schleifmediums durch die Öffnung des Werkstücks, ein Fluiddruck des Schleifmediums, ein Gegendruck auf das Schleifmedium und/oder eine Temperatur des Schleifmediums. Durch eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit kann insbesondere bei gleichbleibender Qualität des Schleifmediums die Materialabtragsrate erhöht werden. Über den Fluiddruck des Schleifmediums und/oder den Gegendruck auf das Schleifmedium kann eine Anpresskraft des Schleifmediums, insbesondere der Schleifpartikel, an eine Oberfläche des Werkstücks angepasst werden. Die Temperatur hat Einfluss auf die Viskosität des Schleifmediums, die sich wiederum auf die Fließgeschwindigkeit des Schleifmediums auswirken kann.
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Optional weist die Fließläppmaschine eine Fluidfördervorrichtung auf, die geeignet ist, abgenutztes Schleifmedium aus der Fließläppmaschine abzuführen und unbenutztes Schleifmedium zuzuführen. Durch eine derartige Fluidfördervorrichtung kann ein automatischer Austausch des Schleifmediums erfolgen, wenn dieses abgenutzt ist.
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Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln eines Materialabtrags und/oder einer Materialabtragsrate an einem Werkstück bei Bearbeitung des Werkstücks in einer Fließläppmaschine, mit den folgenden Schritten:
- - Leiten eines Schleifmediums über eine Oberfläche und/oder durch eine Öffnung eines zu bearbeitenden Werkstücks,
- - Messen des bei der Bearbeitung im Werkstück entstehenden Körperschalls,
- - Bilden eines quadratischen Mittels des gemessenen Körperschallsignals,
- - Integrieren des quadratischen Mittels über die Bearbeitungszeit, und
- - Bestimmen des Materialabtrags und/oder der Materialabtragsrate am Werkstück anhand des gebildeten Integrals.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann bereits während der Bearbeitung des Werkstücks in der Fließläppmaschine festgestellt werden, ob ein ausreichender Materialabtrag stattgefunden hat, ohne dass das Werkstück aus der Fließläppmaschine entnommen werden muss. Da die abgetragenen Materialmengen in der Regel sehr klein sind und beim Wiegen des Werkstücks Messfehler auftreten, kann anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Materialabtrag sogar genauer ermittelt werden als durch Wiegen des Werkstücks vor und nach der Bearbeitung.
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Die Materialabtragsrate ist insbesondere unmittelbar nach Beginn der Bearbeitung eines Werkstücks größer als zu einem späteren Zeitpunkt. Je geringer die Oberflächenrauigkeit des Werkstücks ist, umso weniger Material wird abgetragen. Wenn die Materialabtragsrate konstant bleibt, ist dies ein Indiz dafür, dass die Bearbeitung des Werkstücks abgeschlossen ist beziehungsweise dass eine Oberflächenrauigkeit des Werkstücks mit dem in der Fließläppmaschine verwendeten Schleifmedium nicht weiter verbessert werden kann. Neben der Materialabtragsrate kann anhand des integrierten quadratischen Mittels des Körperschallsignals auch eine Schneidleistung des Schleifmediums bestimmt werden. Dadurch kann auf einen Abnutzungsgrad des Schleifmediums geschlossen werden.
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Basierend auf einer Materialabtragsrate wird beispielsweise mindestens einer der folgenden Prozessparameter eingestellt: eine Fließgeschwindigkeit des Schleifmediums, ein Fluiddruck des Schleifmediums, ein Gegendruck auf das Schleifmedium und/oder eine Temperatur des Schleifmediums. Durch eine geeignete Einstellung der Prozessparameter kann eine Bearbeitung des Werkstücks besonders effizient erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform wird mindestens ein Prozessparameter angepasst, wenn die bei der Bearbeitung des Werkstücks gemessene Materialabtragsrate um mehr als einen definierten Toleranzwert von einer gewünschten Materialabtragsrate abweicht. Dadurch kann die Bearbeitung des Werkstücks besonders kontrolliert stattfinden. Außerdem kann durch die Anpassung der Prozessparameter die Bearbeitungszeit für die einzelnen zu bearbeitenden Werkstücke konstant gehalten werden. Das heißt, durch die Anpassung der Prozessparameter ist es möglich, die einzelnen Werkstücke auch bei abnehmender Schneidleistung des Schleifmediums innerhalb einer definierten Bearbeitungszeit ausreichend abzuschleifen.
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Beispielsweise wird eine Referenzkurve erstellt, die einen gewünschten Verlauf der Materialabtragsrate beschreibt, indem ein Verlauf der Materialabtragsrate eines bearbeiteten Werkstücks in einer Auswerteeinheit gespeichert wird, wobei ein Toleranzbereich um die Referenzkurve festgelegt wird, innerhalb dessen sich die Materialabtragsrate vorzugsweise bewegen sollte. Die Erstellung einer derartigen Referenzkurve ist sehr einfach. Anhand einer derartigen Referenzkurve beziehungsweise anhand des Toleranzbereichs kann besonders einfach überwacht werden, ob sich die Materialabtragsrate in einem sinnvollen Bereich liegt beziehungsweise ob eine effektive Bearbeitung des Werkstücks stattfindet.
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Das Werkstück, das zum Erstellen der Referenzkurve dient, wird vorzugsweise nach der Bearbeitung vermessen. Wenn das Referenzwerkstück für qualitativ gut befunden wird, wird die Referenzkurve gespeichert. Sollte das Werkstück qualitativ nicht in Ordnung sein, wird der Vorgang mit einem weiteren Werkstück wiederholt.
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Die Referenzkurve ist beispielsweise spezifisch für die Bearbeitung bestimmter Werkstücke mit einem bestimmten Schleifmedium. Für unterschiedlich geformte Werkstücke und/oder für die Bearbeitung mit einem unterschiedlichen Schleifmedium wird vorzugsweise jeweils eine eigene Referenzkurve erstellt.
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Wenn der tatsächliche Verlauf der Materialabtragsrate außerhalb des Toleranzbereichs liegt, wird vorzugsweise mindestens ein Prozessparameter bei der Bearbeitung des Werkstücks angepasst. Dadurch kann besonders schnell auf Unregelmäßigkeiten bei der Bearbeitung reagiert werden.
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Die Speicherung der Referenzkurve beziehungsweise der Abgleich der Materialabtragsrate mit der Referenzkurve erfolgt vorzugsweise durch eine Software, die in der Kontrolleinheit oder der Auswerteeinheit hinterlegt sein kann.
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Basierend auf einer Materialabtragsrate kann eine Aufforderung zum Austausch zumindest eines Teils des Schleifmediums erfolgen. Ein Benutzer muss somit nicht mehr manuell prüfen, ob die Schneidleistung des Schleifmediums noch ausreichend ist.
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Die Aufforderung zum Austausch erfolgt insbesondere dann, wenn eine gewünschte Oberflächenqualität des Werkstücks mit dem verwendeten Schleifmittel nicht mehr innerhalb einer akzeptablen Bearbeitungszeit erreicht werden kann.
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Zusätzlich zu dem vorgenannten Körperschallsignal kann ein weiteres Körperschallsignal an einem Dummywerkstück gemessen und eine Differenz der beiden Körperschallsignale gebildet werden, um eine Verbesserung der Oberflächenqualität des Werkstücks zu überwachen. Dies ist deshalb möglich, weil eine Differenz der beiden Signale mit einer Oberflächenverbesserung korreliert. Auf diese Weise kann die Überwachung der Oberflächenverbesserung noch genauer erfolgen.
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Zur Überwachung der Oberflächenverbesserung ist jedoch nicht zwingend ein zweiter Körperschallsensor beziehungsweise ein Dummywerkstück notwendig. Die Oberflächenverbesserung lässt sich auch überwachen, indem das Körperschallsignal, das zu Beginn eines Bearbeitungsprozesses auftritt, mit dem Körperschallsignal verglichen wird, das am Ende eines Bearbeitungsprozesses auftritt, insbesondere indem eine Differenz der beiden Signale gebildet wird.
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Des Weiteren kann ein Körperschallsignal, das zu Beginn eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks auftritt, mit dem Körperschallsignal verglichen werden, das am Ende eines unmittelbar vorher gefertigten Werkstücks verglichen werden, um eine erforderliche Oberflächenverbesserung zu ermitteln, insbesondere anhand einer Differenz der beiden Körperschallsignale. Basierend auf der erforderlichen Oberflächenverbesserung kann die Auswerteeinheit unter Berücksichtigung der Materialabtragsrate eine optimale Bearbeitungszeit ermitteln, nach der eine gewünschte Oberflächenverbesserung erreicht ist. Auf diese Weise kann der Bearbeitungsprozess besonders zeitoptimiert ablaufen Dies gilt selbstverständlich nur, wenn die beiden nacheinander bearbeiteten Werkstücke von gleicher Art sind.
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Der Austausch des Schleifmediums kann manuell oder automatisch erfolgen. Beispielsweise kann ein Benutzer eine Aufforderung erhalten, einen vorgegebenen Anteil des Schleifmediums manuell auszutauschen. Alternativ kann lediglich ein Hinweis erfolgen, dass ein Austausch des Schleifmediums stattfindet, während der automatische Austausch erfolgt.
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Der automatische Austausch erfolgt beispielsweise durch eine Fluidfördervorrichtung, die geeignet ist, abgenutztes Schleifmedium aus der Fließläppmaschine abzuführen und unbenutztes Schleifmedium zuzuführen.
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Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen der Schneidleistung eines Schleifmediums, mit den folgenden Schritten:
- - Leiten eines Schleifmediums über eine Oberfläche und/oder durch eine Öffnung eines Referenzwerkstücks,
- - Messen des bei der Bearbeitung im Werkstück entstehenden Körperschalls,
- - Bilden eines quadratischen Mittels des gemessenen Körperschallsignals,
- - Integrieren des quadratischen Mittels über die Bearbeitungszeit,
- - Teilen des Integralwerts durch den Mediendurchfluss, und
- - Bestimmen der Schneidleistung des Schleifmediums anhand des geteilten Integralwerts.
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Ein derartiges Verfahren kann dazu dienen, verschiedene Schleifmedien auf ihre Schneidleistung hin zu untersuchen, beispielsweise bei der Entwicklung neuer Schleifmedien.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1a und 1b jeweils einen Teil einer erfindungsgemäßen Fließläppmaschine,
- - 2 den Verlauf des quadratischen Mittels eines Körperschallsignals,
- - 3 einen Teilbereich einer weiteren erfindungsgemäßen Fließläppmaschine im Bereich eines Werkstückhalters,
- - 4 eine weitere erfindungsgemäße Fließläppmaschine,
- - 5 ein Ablaufdiagramm bei der Verarbeitung eines Körperschallsignals,
- - 6 eine Referenzkurve, die einen gewünschten Verlauf der Materialabtragsrate beschreibt,
- - 7 einen Verlauf einer Materialabtragsrate bei der Bearbeitung eines Werkstücks, und
- - 8a und 8b einen Verlauf einer direkt gemessenen Materialabtragsrate und einer indirekt ermittelten Materialabtragsrate.
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Die 1 a und 1 b zeigen jeweils eine Fließläppmaschine 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 12 mit einem viskosen Schleifmedium 14 in einer Schnittdarstellung. Zur Bearbeitung des Werkstücks 12 kann das Schleifmedium 14 durch eine Öffnung 16 in dem zu bearbeitenden Werkstück 12 bewegt werden.
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Insbesondere bewegt sich das Schleifmedium 14 in einem Fluidhauptkanal 15, der durch die Öffnung 16 des Werkstücks 12 verläuft.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Schleifmedium 14 über eine außerhalb der Öffnung 16 liegende Oberfläche des Werkstücks 12 bewegt werden, wobei der Fluidhauptkanal 15 zumindest teilweise durch die Oberfläche des Werkstücks 12 begrenzt wird.
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In den 1a und 1b ist die Fließläppmaschine 10 jeweils in unterschiedlichen Zuständen dargestellt, in denen das Schleifmedium 14 in entgegengesetzte Richtungen bewegt wird, wie durch Pfeile veranschaulicht ist, also hin- und her gepumpt wird.
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Zur Halterung des Werkstücks 12 umfasst die Fließläppmaschine 10 einen Werkstückhalter 18, der zwei auf entgegengesetzten Seiten des Werkstücks 12 positionierbare Teile 20, 22 aufweist. Das Werkstück 12 ist bei der Bearbeitung zwischen den beiden Teilen 20, 22 des Werkstückhalters 18 z. B. axial eingespannt.
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Um eine besonders gute Abdichtung zu erreichen, können an den Teilen 20, 22 Dichtungen angebracht sein, die bei der Bearbeitung an dem Werkstück 12 anliegen. Die Dichtungen sind vorzugsweise Metalldichtungen oder Keramikdichtungen, Gummidichtungen würden nämlich das Körperschallsignal dämpfen.
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Die Fließläppmaschine 10 umfasst des Weiteren eine Medienantriebsvorrichtung 24, die geeignet ist, das Schleifmedium 14 über eine Oberfläche eines Werkstücks und/oder durch die Öffnung 16 des Werkstücks 12 hindurch zu bewegen. Dabei wird Material von dem Werkstück 12 abgetragen, wodurch die Oberfläche des Werkstücks 12 geglättet und poliert wird.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Medienantriebsvorrichtung 24 zwei Verdrängerpumpen 26, 28, wobei je nach Strömungsrichtung des Schleifmediums 14 eine der beiden Verdrängerpumpen 26, 28 das Schleifmedium 14 durch die Öffnung 16 drückt und die jeweils andere Verdrängerpumpe 26, 28 eine dem Schleifmedium 14 entgegenwirkende Vorrichtung bildet, die dem Fluss des Schleifmediums 14 entgegenwirkt. Eine Verdrängerpumpe 26, 28 hat jeweils einen Kolben 30, der in einem Zylinder 32 geführt ist.
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Die Medienantriebsvorrichtung 24 umfasst außerdem je Verdrängerpumpe 26, 28 ein Antriebselement 34, das beispielsweise ein hydraulisches Betätigungselement oder ein lineares Motorbetätigungselement ist.
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Bei der Bearbeitung des Werkstücks 12 mit dem Schleifmedium 14 entstehen in diesem Körperschallwellen, insbesondere akustische und/oder elastische Wellen. Anhand der Stärke der Körperschallwellen lassen sich Rückschlüsse auf die Effektivität und den Umfang der Bearbeitung des Werkstücks 12 ziehen. Insbesondere korreliert eine Stärke der Körperschallwellen mit einer Materialabtragasrate am Werkstück 12 und/oder mit einer Schneidleistung des Schleifmediums 14.
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Die Schneidleistung des Schleifmediums 14 wird in der Einheit Millivolt-Sekunden pro Liter [mV.s/l] angegeben.
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Die Schneidleistung gibt an, wieviel Material pro Liter des über das Werkstück 12 bewegten Schleifmediums 14 abgetragen wird.
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Um die Körperschallwellen zu messen, umfasst die Fließläppmaschine 10 einen Körperschallsensor 36, der mit dem zu bearbeitenden Werkstück 12 in Kontakt ist.
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Des Weiteren umfasst die Fließläppmaschine 10 eine insbesondere elektronische Auswerteeinheit 38. Die Auswerteeinheit 38 kann das vom Körperschallsensor 36 gemessene Körperschallsignal empfangen und insbesondere mittels einer Software das quadratische Mittel des Körperschallsignals bilden und dieses über die Zeit integrieren. Alternativ kann die Auswerteeinheit 38 beispielsweise von einem Verstärker bereits das quadratische Mittel des Körperschallsignals empfangen.
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Zur Auswertung des Körperschallsignals wird dieses vorzugsweise gleichgerichtet, bevor das quadratische Mittel gebildet wird.
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Der Verlauf des quadratischen Mittels des Körperschallsignals in Millivolt über die Zeit in Sekunden ist für einen Bearbeitungsvorgang beispielhaft in 2 gezeigt.
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Zudem ist die Auswerteeinheit 38 geeignet, um anhand eines Integralwerts des quadratischen Mittels des von dem Körperschallsensor 36 gemessenen Körperschalls über die Zeit auf eine Schneidleistung des Schleifmediums 14 und/oder eine Materialabtragsrate am Werkstück 12 zu schließen.
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Um auf die Materialabtragsrate oder die Schneidleistung zu schließen, wird in der Auswerteeinheit 38 insbesondere zunächst der Materialabtrag anhand des gebildeten Integrals festgestellt. Der Integralwert ist nämlich spezifisch für einen bestimmten Materialabtrag.
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Zur Bestimmung der Materialabtragsrate ist die Auswerteeinheit 38 eingerichtet, den Materialabtrag in Verhältnis zur Bearbeitungszeit zu setzen.
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Zur Bestimmung der Schneidleistung ist die Auswerteeinheit 38 eingerichtet, den Integralwert durch den Mediendurchfluss zu teilen.
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Zur Auswertung des Körperschallsignals kann eine Look-Up-Tabelle 39 in der Auswerteeinheit 38 hinterlegt sein, aus der anhand des Integralwerts des quadratischen Mittels des gemessenen Körperschallsignals über die Zeit ein Materialabtrag am Werkstück 12 und/oder eine Schneidleistung des Schleifmediums 14 abgelesen werden kann. Eine derartige Look-Up-Tabelle 39 ist nachfolgend in 5 veranschaulicht.
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Die Fließläppmaschine 10 umfasst des Weiteren eine Kontrolleinheit 40, die geeignet ist, mindestens einen Prozessparameter basierend auf der von der Auswerteeinheit 38 ermittelten Schneidleistung und/oder Materialabtragsrate anzupassen, insbesondere während der Bearbeitung eines Werkstücks 12. Dadurch ist es möglich, auf eine veränderte Schneidleistung des Schleifmediums 14 und/oder auf sonstige Schwankungen im Bearbeitungsprozess, zum Beispiel auf Temperaturschwankungen, zu reagieren.
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Die von der Kontrolleinheit 40 anpassbaren Prozessparameter sind beispielsweise eine Fließgeschwindigkeit des Schleifmediums 14, ein Fluiddruck des Schleifmediums 14, ein Gegendruck auf das Schleifmedium 14 und/oder eine Temperatur des Schleifmediums 14.
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Die genannten Prozessparameter können, mit Ausnahme der Temperatur des Schleifmediums 14, mittels der Medienantriebsvorrichtung 24 eingestellt werden. Zu diesem Zweck kann eine Stellung der beiden Verdrängerpumpen 26, 28 zueinander und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit der einzelnen Verdrängerpumpen 26, 28 angepasst werden.
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Wenn beispielsweise der Abstand der Verdrängerpumpen 26, 28 beziehungsweise der Kolben 30 zueinander verringert wird, wird der Fluiddruck des Schleifmediums 14 erhöht. Dadurch werden die Schleifpartikel des Schleifmediums 14 mit einer höheren Anpresskraft gegen die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks 12 gepresst und eine Materialabtragsrate kann erhöht werden.
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Durch eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit kann die Materialabtragsrate ebenfalls erhöht werden, da in der gleichen Zeit mehr Schleifpartikel über die Oberfläche des Werkstücks 12 bewegt werden.
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Wenn die Kolben 30 der beiden Verdrängerpumpen 26, 28 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt werden, insbesondere wenn ein in Strömungsrichtung stromaufwärts gelagerter Kolben 30 langsamer bewegt wird als ein stromabwärts gelagerter Kolben 30 oder seiner Bewegung ein höherer Widerstand entgegengebracht wird, kann ein Gegendruck auf das Schleifmedium 14 erhöht werden.
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Zum Anpassen der Temperatur des Schleifmediums 14 kann zusätzlich eine Heiz- und/oder eine Kühlmanschette oder Ähnliches vorgesehen sein. Die Heizbeziehungsweise die Kühlmanschette ist beispielsweise um Zylinder 32 herum angeordnet.
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Bei dem in den 1a und 1b veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Körperschallsensor 36 in direktem Kontakt mit dem Werkstück 12.
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Es ist jedoch auch denkbar, dass der Körperschallsensor 36 indirekt mit dem Werkstück 12 in Kontakt ist insbesondere über ein zusätzliches Bauteil 42 wie beispielsweise eine Aluminiumscheibe. Dies ist in 3 schematisch veranschaulicht, wobei der Einfachheit halber lediglich der Bereich um das Werkstück 12 herum gezeigt ist. Das zusätzliche Bauteil 42 kann dabei Bestandteil des Werkstückhalters 18 sein.
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4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Fließläppmaschine 10. Für gleiche Strukturen mit gleichen Funktionen, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen, wobei nachfolgend auf die Unterschiede der jeweiligen Ausführungsformen eingegangen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst die Fließläppmaschine 10 einen Bypasskanal 46, der parallel zu dem Fluidhauptkanal 15 verläuft, welcher in 4 nicht sichtbar ist.
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Das Werkstück 12 ist in diesem Fall ein Dummywerkstück 12a, das in dem Bypasskanal 46 angeordnet ist.
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Der Fluidhauptkanal 15 erstreckt sich im veranschaulichten Ausführungsbeispiel durch die Öffnung 16 eines zusätzlichen zu bearbeitenden Werkstücks 12b.
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Alternativ kann sich der Fluidhauptkanal 15, wie vorhergehend bereits erwähnt, über eine Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks 12b erstrecken.
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Die Fließläppmaschine 10 kann in diesem Fall zwei Körperschallsensoren 36 umfassen, wobei im Betrieb der Fließläppmaschine 10 sowohl an dem Dummywerkstück 12a im Bypasskanal 46 als auch an dem zusätzlichen zu bearbeitenden Werkstück 12b ein Körperschallsensor 36 positioniert ist. Dadurch kann der Bearbeitungsprozess noch genauer überwacht werden.
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Ein derartiger Aufbau der Fließläppmaschine ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das zu bearbeitende Werkstück 12b derart geformt ist, dass sich der Körperschallsensor 36 nicht ordnungsgemäß an dem Werkstück 12b montieren lässt, insbesondere wenn das Werkstück 12b relativ klein ist.
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Ein weiterer Vorteil eines derartigen Aufbaus der Fließläppmaschine ist, dass anhand des am Dummywerkstück 12a gemessenen Körperschallsignals die Schneidleistung des Schleifmediums 14 unabhängig von der Materialabtragsrate bestimmt werden kann. Zudem kann anhand eines derartigen Aufbaus die Oberflächenverbesserung besonders genau überwacht werden, indem eine Differenz des am Dummywerkstücks 12a und an dem zu bearbeitenden Werkstück 12b gemessenen Körperschallsignals gebildet wird. Diese Differenz korreliert mit der Oberflächenverbesserung.
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Das Dummywerkstück 12a ist vorzugsweise aus einem härteren Material als das Werkstück 12b. Dadurch wird am Dummywerkstück 12a kein oder nur wenig Material abgetragen und es kann für eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen in der Fließläppmaschine 10 verbleiben.
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Zur Halterung des Dummywerstücks 12a ist vorzugsweise ein der Einfachheit halber nicht dargestellter Werkstückhalter vorgesehen, der wie der Werkstückhalter 18 ausgebildet ist.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann lediglich an dem Dummywerkstück 12a ein Körperschallsensor 36 angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das zusätzlich zu bearbeitende Werkstück 12b entweder zu klein ist oder derart geformt ist, dass sich der Körperschallsensor 36 nicht ordentlich an dem Werkstück 12b positionieren lässt.
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5 veranschaulicht die Verarbeitung eines Körperschallsignals, das von dem Körperschallsensor 36 gemessen wurde.
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Das Körperschallsignal wird zunächst als Rohsignal 37 vom Körperschallsensor 36 ausgegeben.
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Anschließend wird das Rohsignal 37 in einem Gleichrichter 41 gleichgerichtet, der Bestandteil der Auswerteeinheit 38 sein kann.
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In 5 ist außerdem veranschaulicht, dass die Auswerteeinheit 38 einen Verstärker 48 zur Verstärkung des vom Körperschallsensor 36 gemessenen Körperschallsignals aufweisen kann.
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Des Weiteren weist die Auswerteeinheit 38 optional einen Filter, insbesondere einen HP-Filter 50 und/oder einen Bandbreitenfilter 52 zum Herausfiltern von Maschinenfrequenzen aus dem vom Körperschallsensor 36 gemessenen Signal auf.
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Der Gleichrichter 41, der HP-Filter 50, der Verstärker 48 und der Bandbreitenfilter 52 sind beispielsweise in einem sogenannten Schallemissions-Koppler enthalten, die zum Beispiel unter dem Handelsnamen Piezotron® Kuppler vertrieben werden. Derartige Schallemissions-Koppler haben bereits einen integrierten RMS-Wandler zur Auswertung des Körperschallsignals. Das heißt, ein solcher Schallemissions-Koppler kann bereits das quadratische Mittel des Körperschallsignals ermitteln und zur weiteren Auswertung in der Auswerteeinheit 38 bereitstellen. Zusätzlich kann das Rohsignal des Körperschallsignals bereitgestellt werden.
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Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln eines Materialabtrags und/oder einer Materialabtragsrate an einem Werkstück 12, 12a, 12b bei Bearbeitung des Werkstücks 12, 12a, 12b in einer Fließläppmaschine 10 und/oder zum Bestimmen einer Schneidleistung des Schleifmediums 14 erläutert, insbesondere bei der Bearbeitung des Werkstücks 12, 12a, 12b ein einer wie in Zusammenhang mit 1 bis 4 beschriebenen Fließläppmaschine 10.
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Bei der Bearbeitung eines Werkstücks 12 wird ein Schleifmediums 14 über eine Oberfläche und/oder durch eine Öffnung 16 des zu bearbeitenden Werkstücks 12, 12a, 12b geleitet. Dies erfolgt insbesondere mittels der vorhergehend beschriebenen Medienantriebsvorrichtung 24.
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Dabei wird der bei der Bearbeitung im Werkstück 12, 12a, 12b entstehende Körperschalls gemessen, insbesondere mit dem Körperschallsensor 36.
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Anschließend wird in der Auswerteeinheit 38, insbesondere in einem Schallemissions-Koppler, das quadratische Mittels des gemessenen Körperschallsignals TRMS ermittelt.
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Nachfolgend wird das quadratische Mittel über die Bearbeitungszeit integriert.
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Anhand des gebildeten Integrals kann dann der Materialabtrag und/oder die Materialabtragsrate am Werkstück 12, 12a, 12b bestimmt werden.
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Alternativ oder zusätzlich zum Materialabtrag und/oder zur Materialabtragsrate kann anhand des gebildeten Integrals eine Schneidleistung des Schleifmediums 14 bestimmt werden.
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Zusätzlich zum Integralwert kann auch das Rohsignal 37 des Körperschallsignals ausgegeben werden.
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Wenn die bei der Bearbeitung des Werkstücks 12, 12a, 12b gemessene Materialabtragsrate um mehr als einen definierten Toleranzwert von einer gewünschten Materialabtragsrate abweicht, wird vorzugsweise mindestens ein Prozessparameter angepasst.
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Insbesondere wird basierend auf einer Materialabtragsrate mindestens einer der folgenden Prozessparameter eingestellt: eine Fließgeschwindigkeit des Schleifmediums 14, ein Fluiddruck des Schleifmediums 14, ein Gegendruck auf das Schleifmedium 14 und/oder eine Temperatur des Schleifmediums 14.
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Um besonders einfach feststellen zu können, ob die Materialabtragsrate in einem gewünschten Bereich verläuft, wird vorzugsweise eine Referenzkurve erstellt, die einen gewünschten Verlauf der Materialabtragsrate beschreibt.
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Die Referenzkurve wird beispielsweise erstellt, indem ein Verlauf der Materialabtragsrate eines bearbeiteten Werkstücks 12, 12a, 12b bei der Bearbeitung aufgezeichnet wird. Das bearbeitete Werkstück 12, 12a, 12b wird anschließend einer Qualitätsprüfung und einer Messung des Abtrags unterzogen. Wenn das Werkstück 12, 12a, 12b für in Ordnung befunden wurde, wird die aufgezeichnete Materialabtragsrate als Referenzkurve in der Auswerteeinheit 38 gespeichert.
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Eine solche Referenzkurve ist in 6 veranschaulicht. Dabei ist der Verlauf der Materialabtragsrate über die Zeit aufgetragen.
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Zusätzlich wird ein Toleranzbereich um die Referenzkurve festgelegt, innerhalb dessen sich die Materialabtragsrate bewegen soll. Der Toleranzbereich ist in 6 durch gestrichelte Linien um die Referenzkurve veranschaulicht.
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Wird bei der Bearbeitung eines Werkstücks 12, 12a, 12b festgestellt, dass der tatsächliche Verlauf der Materialabtragsrate außerhalb des Toleranzbereichs liegt, wird beispielsweise mindestens ein Prozessparameter bei der Bearbeitung des Werkstücks 12, 12a, 12b angepasst. Dadurch soll erreicht werden, dass die Materialabtragsrate wieder dem Verlauf der Referenzkurve folgt. Genauer gesagt soll erreicht werden, dass das bearbeitete Werkstück 12, 12a, 12b nach abgeschlossener Bearbeitung qualitativ in Ordnung ist.
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Wenn das Schleifmedium 14 jedoch über ein gewisses Maß hinaus abgenutzt ist, das heißt, wenn eine Schneidleistung des Schleifmediums 14 deutlich abgenommen hat, kann der Verlauf der Materialabtragsrate durch die Variation von Prozessparametern nur noch geringfügig beeinflusst werden. Eine effektive Bearbeitung eines Werkstücks 12, 12a, 12b, die zu einem qualitativ akzeptablen Ergebnis führt, ist dann nicht mehr möglich.
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Daher erfolgt vorzugsweise basierend auf einer Materialabtragsrate eine Aufforderung zum Austausch zumindest eines Teils des Schleifmediums 14, insbesondere dann, wenn die tatsächliche Materialabtragsrate unterhalb des Toleranzbereichs verläuft, wie beispielsweise in 7 gezeigt.
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Aus den 6 und 7 ist außerdem ersichtlich, dass sich die Materialabtragsrate gegen Ende der Bearbeitungszeit einem konstanten Wert annähert. Die Differenz zwischen einem Maximalwert, der zu Beginn der Bearbeitungszeit auftritt und dem Endwert zum Ende der Bearbeitungszeit beschreibt die erreichte Oberflächenverbesserung.
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Um eine optimale Bearbeitungsdauer eines Werkstücks 12, 12b zu ermitteln, kann zu Beginn eines Bearbeitungsprozesses der Endwerte der Materialabtragsrate eines bereits bearbeiteten Werkstücks 12, 12b mit dem Maximalwert eines nachfolgend gefertigten Werkstücks verglichen werden, insbesondere die Differenz gebildet werden. Die Differenz korreliert in diesem Fall mit der gewüschten Oberflächenverbesserung.
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Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Schneidleistung eines Schleifmediums 14 bestimmt werden, indem Schleifmediums 14 über eine Oberfläche und/oder durch eine Öffnung eines Referenzwerkstücks 12 geleitet wird, der im Referenzwerkstück 12 entstehende Körperschall gemessen und das quadratische Mittel des gemessenen Körperschallsignals gemessen wird. Anschließend wird das Integral über das quadratische Mittel gebildet und der Integralwert wird durch den Mediendurchfluss des Schneidmediums 14 geteilt. Anhand des geteilten Integralwerts kann die Schneidleistung des Schleifmediums 14 ermittelt werden. Dadurch eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Untersuchung beziehungsweise zur Entwicklung neuer Schleifmedien.
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Wenn lediglich die Schneidleistung eines Schleifmediums 14 untersucht werden soll, ohne dass dabei ein Werkstück hergestellt werden soll, wird in der Fließläppmaschine 10 üblicherweise lediglich ein Dummywerkstück 12a beziehungsweise ein Referenzwerkstück angeordnet.
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8a und 8b veranschaulichen graphisch einen Verlauf einer direkt gemessenen Materialabtragsrate über eine Anzahl von Bearbeitungszyklen ( 8a) und einen Verlauf einer indirekt ermittelten Materialabtragsrate, das heißt einen Verlauf des Integralwerts des quadratischen Mittels des Körperschallsignals über die Anzahl von Bearbeitungszylken (8b).
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Die direkt gemessene Materialabtragsrate ist dabei in mg/L angegeben. Die indirekt gemessene Materialabtragsrate ist in mV.s/L angegeben.
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Dabei ist die Materialabtragsrate beziehungsweise der Integralwert für jeden Bearbeitungszyklus einzeln ermittelt. Ein Bearbeitungszyklus entspricht insbesondere einem Zyklus, in dem das Schleifmedium 14 von der Medienantriebsvorrichtung 24 in eine Strömungsrichtung bewegt wird.
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Aus den 8a und 8b geht hervor, dass der Verlauf der direkt gemessenen Materialabtragsrate stark mit dem Verlauf des Integralwerts über die Bearbeitungszyklen korreliert. Somit wird deutlich, dass anhand des Integralwerts des quadratischen Mittels des von dem Körperschallsensor 36 gemessenen Körperschalls über die Zeit auf eine Schneidleistung des Schleifmediums 14 und/oder eine Materialabtragsrate am Werkstück 12 geschlossen werden kann.
