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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung eines in einer
Honspindel einspannbaren Honwerkzeugs und einer Bohrung eines Werkstücks zueinander
sowie eine Honmaschine
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Üblicherweise
ist die Honbearbeitung eine Oberflächenbearbeitung, die an der
Bohrungsgeometrie nichts oder nur die Bohrungsform, aber nicht ihre
Ausrichtung verändern
soll. Da ein Honwerkzeug ein bohrungsfüllendes Werkzeug ist und sich
somit in der vorbearbeiteten Bohrung führt, wurde bisher der genauen
Ausrichtung des Honwerkzeugs zur Werkstückbohrung eine untergeordnete
Bedeutung beigemessen. Vielmehr wurden Honwerkzeuge pendelnd oder
flexibel an der Honspindel befestigt, um eine möglichst kräftefreie Selbstausrichtung
des Honwerkzeugs in der Bohrung zu ermöglichen (vgl.
DE 33 36 627 A1 ).
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Dementsprechend
beschränkten
sich automatische Messvorgänge
an Honmaschinen meist auf eine Kontrolle des Solldurchmessers der
Bohrung, ggf. auch in verschiedenen Ebenen, um eine Kontrolle der
Bohrungsform (z.B. Tonnenform) vorzunehmen. Dies konnte in der Honstation
selbst durch Messdüsen
im Honwerkzeug (vgl.
DE
38 35 185 A1 ) oder durch in der Honstation eingefahrene
Messwerkzeuge bzw. durch der Honstation nachgeschaltete Mess-Stationen
zur Feed-back – Kontrolle
vorgenommen werden (vgl.
DE
38 27 892 A1 ).
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Die
DE 43 42 111 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Eichung der Luftmesseinrichtung eines Honwerkzeug,
bei dem die Eichung gegenüber
mehreren Durchmesserwerten an einem externen Eichring erfolgt und
aus dem Ergebnis die Eichkurve ermittelt wird.
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Die
Ausrichtung der Achsen von Honspindel, Honwerkzeug und Bohrung zur
Werkstückbohrung wurde
dagegen manuell durch Verstellung am Spanntisch vorgenommen. Dazu
wurde eine Messuhr in die Honspindel eingesetzt und der Einrichter versucht
dann, eine Achsveränderung
so vorzunehmen, dass die Achsen übereinstimmen.
Falls auch eine Änderung
der Drehachse, d.h. eine Winkelabweichung der Achsen, vorliegt,
verändern
sich damit auch die linearen Abweichungswerte. Die gegenseitige
Beeinflussung dieser Änderungen
ist für
den Einrichter nicht direkt darstellbar. Da zu der Einrichtung manueller
Eingriff nötig
ist, besteht ein Risiko der Verletzung des Einrichters bei der Betätigung der
Honspindel.
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Aufgabe und
Lösung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Honmaschine zu schaffen,
bei dem das Honwerkzeug und die Werkstückbohrung vereinfacht und weitgehend
benutzerunabhängig
zueinander ausgerichtet werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch eine Honmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs
8 gelöst.
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Bei
dem Verfahren nach der Erfindung ist der Honspindel ein Messwerkzeug
zugeordnet, wobei mit diesem in wenigstens einer Messebene mehrere in
Umfangsrichtung der Bohrung gegeneinander versetzte Punkte der Bohrungswandung
als Abstandsmaße
von der Honspindelachse gemessen oder als Koordinatendifferenzen
ermittelt werden. Daraus wird die Lage der Bohrungsachse in dieser
Messebene rechnerisch ermittelt und danach eine Korrektur der Lage
der Honspindelachse relativ zur Bohrungsachse zu deren Soll-Positionierung,
in der Regel zu deren Übereinstimmung,
eingeleitet. Die Soll-Positionierung der Honspindelachse kann von
der mit der Bohrungsachse übereinstimmenden
Lage abweichen, wenn z.B. eine Bohrungslage-Korrektur angestrebt
ist. Aus der Vermessung der Bohrung in einer Messebene kann also
rechnerisch ein exakter Bohrungsmittelpunkt ermittelt werden. Bei
einer Ausrichtung von Werkstücken,
bei denen aufgrund ihrer Art, Zuführung und/oder Einspannung
davon ausgegangen werden kann, dass die Bohrungsachsen sich in einer
richtigen Winkellage zur Honspindel befinden, reicht die Vermessung
in einer Messebene aus, um den genauen Bohrungsmittelpunkt zu finden
und danach die Honspindelachse auszurichten.
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Besonders
vorteilhaft ist das Verfahren jedoch, wenn die Messung in wenigstens
zwei Ebenen erfolgt, daraus auch die relative Winkellage der Bohrungsachse
zur Honspindelachse errechnet wird und daraus eine zusätzliche
Korrektur zur Verschwenkung des Werkstückes gegenüber der Honspindelachse erzeugt
wird. In diesem Falle können
also zwei oder mehr Bohrungsmittelpunkte in verschiedenen, in axialem
Abstand voneinander befindlichen Ebenen errechnet werden. Deren
Lage ergibt dann einen Wert für
die Abweichung der Bohrungsachse von der Honspindelachse nicht nur
bezüglich
des Abstandes, sondern auch ihrer Winkellage, d.h. der Kippung der beiden
Achsen gegeneinander und, neben dem Abweichungswinkel, auch der
Richtung, in der die Abweichung erfolgt. Dies kann dann korrigiert
werden, indem z.B. eine Spannvorrichtung, die nicht nur in den beiden
Freiheitsgraden einer Ebene (X- und Y-Richtung),
sondern auch in wenigstens einer oder auch zwei Kipprichtungen verstellbar
ist. Bevorzugt ist eine motorische Verstellbarkeit, so dass die
Korrektur automatisch und bediener-unabhängig erfolgen kann.
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Bei
entsprechend genauer Umsetzung der Korrekturwerte, die beispielsweise
von einem Rechner geliefert werden, in den Werkzeugverstell- bzw. Schwenkeinrichtungen
kann nach vorgenommener Messung die Ausrichtung mit größter Genauigkeit
erfolgen. Um jedoch eventuelle Abweichungen durch Toleranzen bei
dieser Umsetzung auszuschließen, ist
es möglich,
nach vorgenommener Korrektur eine erneute Messung und Berechnung
zur Kontrolle und ggf. Nachkorrektur durchzuführen. Da der ganze Vorgang
weitgehend ohne Eingriff von Bedienungspersonen erfolgen kann, kann
er in sehr kurzer Zeit durchgeführt
werden, die in keinem Verhältnis
zu den bisherigen Einrichtzeiten steht, bei denen eine Honmaschine,
die ja oft in eine Fertigungsstraße integriert ist, zur Ausrichtung
der Spannvorrichtung bzw. Honspindel durch einen Einrichter für lange
Zeit außer
Betrieb genommen werden musste. Die Erfindung eignet sich nicht
nur zur einmaligen Ausrichtung für
eine dann ablaufende Serienfertigung, beispielsweise dem Honen von
Zylinderbohrungen für
Verbrennungsmotoren in der Serienfertigung, sondern auch zur Ausrichtung
unterschiedlicher Werkstücke in
Folge oder von Kleinserien.
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Die
Honmaschine nach der Erfindung weist eine Einrichtung zur Ausrichtung
einer Bohrung eines Werkstücks
und eines in einer Honspindel einspannbaren Honwerkzeugs zueinander
auf. Sie benutzt ein der Honspindel zugeordnetes Messwerkzeug mit
wenigstens einem Mess-Sensor
zur Abstandsmessung von Punkten der Bohrungswandung relativ zur
Honspindelachse in wenigstens einer Messebene. Ferner ist eine Steuereinrichtung
mit einem Rechner zur Ermittlung der Lage der Bohrungsachse bzw.
des Bohrungsmittelpunktes in dieser Messebene vorgesehen. Diese
wirkt auf eine Verstelleinrichtung zur Relativbewegung des Werkstückes zur
Honspindel in einer zur Honspindel- oder Bohrungsachse senkrechten
Ebene ein und steuert diese in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen
der Steuereinrichtung.
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Die
Verstelleinrichtung ist, für
den Fall, daß die
Honspindelachsen maschinenfest sind, Teil einer Werkstückspannvorrichtung
und enthält,
um auch die Winkellage ausrichten zu können, eine Werkstückschwenkeinrichtung
um wenigstenes eine, vorzugsweise zwei, Schwenkrichtungen.
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Als
Messwerkzeuge können
vorzugsweise solche verwendet werden, deren Anschluss wie der eines
Honwerkzeugs ausgebildet ist und die dementsprechend fest zur Honspindel
eingespannt werden können.
Es wäre
aber auch möglich,
ein Messwerkzeug zu verwenden, das in anderer Weise einen festen
Bezug zur Honspindelachse hat, beispielsweise ein Messwerkzeug,
das in einer gesonderten Messwerkzeug-Aufnahme vorgesehen ist, deren
genauer Abstand und Lage zur Honspindelachse bekannt und vom Rechner
berücksichtigt
wird.
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Als
Messwerkzeuge eignen sich sowohl berührend messende Messtaster,
die beispielsweise einen hochexakten Mikroschalter beinhalten, der
bei Berührung
des Messtasters an der Bohrungswandung ein Messimpuls auslöst. In diesem
Falle wird zur Messung die Verstelleinrichtung entsprechend verfahren
und bei dem durch die Berührung
des Messtasters ausgelösten
Messimpuls die zugehörigen Koordinaten
der Verstell einrichtung an die Steuereinrichtung gemeldet. Gleichzeitig
wird dadurch ein Abschaltsignal erzeugt, das die Verstelleinrichtung
anhält.
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Das
Messwerkzeug kann auch einen berührungslos
messenden Messfühler
enthalten, beispielsweise einen Laser-Messkopf, der es ermöglicht,
einzelne auch winkelmäßig genau
definierte Punkte der Bohrungswandung zu vermessen. In diesem Falle
könnte
das Werkstück
während
der Messung stillstehen und das Messwerkzeug mittels des Honspindelantriebes
axial in die zutreffende Ebene gefahren und dort gedreht werden.
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Das
Messwerkzeug könnte
für eine
weitgehend automatisierte Ausrichtung und Kontrolle derselben über einen
Werkzeugwechsler im Wechsel mit wenigstens einem Honwerkzeug in
die Honspindel einsetzbar sein. Um dabei eine Messwertübertragung
zu erleichtern, kann diese kabellos, beispielsweise durch digitale
Messwertübertragung
nach einem der bekannten Übertragungsverfahren
(Funk, Infrarot oder dgl.) ausgebildet sein.
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Es
ist also zu erkennen, dass durch die Erfindung ein Verfahren und
eine Honmaschine geschaffen werden, die mit einem vergleichbar geringen
vorrichtungsmäßigen Aufwand
bei der Ausrichtung von Werkstücken
in einer Honmaschine eine nur von der Mess- und Stellgenauigkeit
abhängige
exakte Ausrichtung in kürzester
Zeit und mit geringstem Bedieneraufwand ermöglicht. Es ist damit möglich, abweichend
von der tradionellen Aufgabe der Honbearbeitung zur reinen Oberflächen bzw.
Bohrungsform-Verbesserung die Bohrungsgeometrie auch in Bezug auf die
Bohrungs-Achsrichtung zu beeinflussen bzw. schädliche Beeinflussungen zu vermeiden.
Es kann also erreicht werden, dass die Ausrichtung der Honspindel
und damit der Honbearbeitung genauestens der Ausrichtung der vorbearbeiteten
Bohrung entspricht, und es ist auch möglich, daran gewünschte Korrekturen
vorzunehmen. Damit wird das Aufgabengebiet für eine Honbearbeitung wesentlich
erweitert. Die genaue Ausrichtung stellt auch sicher, dass der Honvorgang
von statischen und dynamischen auf das Honwerkzeug und das Werkstück einwirkenden Kräften frei
bleibt, die aus Fluchtungsfehlern entstehen und die Genauigkeit
der Honbearbeitung negativ beeinflussen könnten.
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Es
wird also vorzugsweise eine Honmaschine geschaffen, bei der ein
Werkstück
mit seiner Bohrungsachse zur Honspindelachse ausgerichtet wird, indem
ein Messwerkzeug in die Honspindel eingesetzt wird und die Bohrung
in ein oder zwei Ebenen vermisst. Daraus werden die Bohrungsmittelpunkte in
den entsprechenden Ebenen über
ein Steuergerät rechnerisch
ermittelt und eine Korrektur bezüglich der
Bohrungspositionierung zur Honspindelachse und ggf. entsprechende
Korrektursignale zur Achsfluchtung ermittelt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Honmaschine mit einer Werkstückspannvorrichtung
und darauf aufgespanntem Werkstück,
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2 eine
Frontansicht der Honmaschine nach 1,
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3 eine
vergrößerte Darstellung
des Werkstücks
und eines Teils eines Messwerkzeuges in zwei Messpositionen und
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4 eine
schematische Darstellung einer Werkstückbohrung und eines Messwerkzeuges.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine Honmaschine 11 mit einem Maschinengestell 12,
einem über
den Honbereich 13 auskragenden Honspindelkopf 14 und
einem den Honbereich 13 nach unten abschließenden Werkstückauflager 15.
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Auf
dem Werkstückauflager 15 ist
eine Werkstückspannvorrichtung 16 gezeigt,
die einen in zwei zueinander senkrechten horizontalen Richtungen
X, Y (1 und 2) verfahrbaren Kreuztisch 17 beinhaltet.
An zwei gabelartig nach oben vorspringenden Lagerböcken 18 darauf
ist das Werkstückspannfutter 19 um
eine horizontale Werkzeugschwenkachse 20 schwenkbar angeordnet.
Für die
Verschwenkung, ebenso wie für
den Antrieb in X-/Y-Richtung, ist eine elektromechanischer Verstellantrieb 21,
beispielsweise mit elektrischen Schrittmotoren für die einzelnen Achsen, vorgesehen.
Die Verschwenkung um die Achse 20 erfolgt in Richtung Z
(s. 3).
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Die
Werkstückspannvorrichtung 16 ist
lediglich beispielsweise gezeigt. Sie ist für die Einzelbearbeitung von
Werkstücken 22 vorgesehen.
Bei einer Serienbearbeitung beinhaltet die Werkstückspannvorrichtung
noch Aufnahmen für
einen automatischen An- und Abtransport der Werkstücke 22,
im vorliegenden Falle in X-Richtung.
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Im
Honspindelkopf 14 ist die Honspindel 24 um die
vertikale Honspindelachse 25 drehbar und längs dieser
axial beweglich gelagert. Zusätzlich
zum Axial- und Drehantrieb ist im Honspindelkopf 14 noch der
Aufweitantrieb für
das Honwerkzeug 45 vorgesehen, der über eine nicht dargestellte
interne Aufweitstange die Anstellung der Honbeläge an eine Bohrungswandung 34 (3)
bewirkt.
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In
der Honspindel 24 ist ein Messwerkzeug 26 eingespannt.
Es kann über
die Honspindel axial bewegt und gedreht werden. Das Messwerk zeug
hat, wie insbesondere aus 3 hervorgeht,
einen Mess-Sensor 27, der in der Honspindel bzw. Honspindelachse 25 angeordnet
ist und dessen Messtaster 28 zur Berührung des zu messenden Teils
ausgebildet ist. Über
einen sehr empfindlichen Mikroschalter (nicht dargestellt) im Messwerkzeug 26 wird
eine Auslenkung des Mess-Sensors in einen Messimpuls umgesetzt.
Dieser kann kabellos an einen Empfänger 29 einer Steuereinrichtung 30 in
der Honmaschine 11 übertragen
werden. Bei der Verwendung eines solchen Messtasters ist die drahtlose Übertragung besonders
einfach, weil lediglich der genaue Zeitpunkt des Messimpulses übermittelt
werden muss. Die Steuereinrichtung erhält ferner Lagesignale von der
Werkstückspannvorrichtung 16 und
dem axialen und rotativen Honspindelantrieb und kann daraus die genaue
Lage des Messwerkzeuges zum Werkstück 22 im Zeitpunkt
der Messung ermitteln.
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Die 1 bis 3 zeigen
als Werkstück 22 schematisch
einen Zylinderblock eines V-8-Motors mit 90°-Anordnung der Zylinderreihen.
Die Honmaschine 11 ist vorgesehen, die Werkstückbohrungen 31 der
Zylinder des Zylinderblocks zu bearbeiten. Deren Bohrungsachsen 32 liegen
also jeweils um einen Winkel von 45° gegenüber der Basis- bzw. Kurbelgehäuseteilungsfläche 33 versetzt,
die als Bezugsfläche
für die
Werkstückeinspannung
dient (s. 1).
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4 zeigt
nur das schematische Abbild der zu bearbeitenden Bohrungswandung 34 und,
ebenfalls schematisch, ein Messwerkzeug 26a, das statt des
Messtasters 28 einen Lasermesskopf 35 aufweist,
der mittels eines angedeuteten Laserstrahls 36 den Abstand
des Messwerkzeugs von der Bohrungswandung 34 mißt.
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Messverfahren
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Der
Honmaschine 11 wird ein Werkstück 22, im vorliegenden
Fall ein Zylinderblock mit acht zu honenden Bohrungen 31 in
zwei um 90° versetzten
Reihen, zugeführt.
Es wird in die Werkstückspannvorrichtung 16 gespannt,
und zwar auf die hier als Spannfutter 19 bezeichnete Spannplatte.
Das Werkstück 22 wird
in die vorgesehene Lage gedreht, d.h. mit der Bohrungsachse 32 der
zuerst zu bearbeitenden Bohrung 31 im Werkstück 22 in
ungefährer
Ausrichtung der Honspindelachse 25. Dazu wird das Spannfutter 19 um
45° geschwenkt
und durch Verschiebung in X-Richtung diese Bohrung 31 unter
die Honspindel 24 gebracht. Die Zeichnungen deuten Abweichungen
der Bohrungsachse 32 von deren Soll-Positionierung übertrieben
als Achsbündel
an.
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In
die Honspindel 24 wird das Messwerkzeug 26 eingespannt.
Dies kann mittels eines Werkzeugwechslers 37 geschehen,
der in 2 angedeutet ist. Er besteht aus einem Register
von nebeneinander angeordneten Hon- und Messwerkzeugen, die mittels
eines Schwenkarms 38, an dem ein Greifer angebracht ist,
der Honspindel 24 zugeführt
und in diese eingespannt werden. Es ist auch möglich, dass der Honspindelkopf 14 die
Werkzeuge selbst zur gewünschten
Position des Werkzeugwechslers führt und
die Werkzeuge dort ablegt bzw. übernimmt.
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Danach
beginnt ein Messzyklus. Das Messwerkzeug 26 wird, wie 3 zeigt,
in die Bohrung 31 eingefahren, und zwar bis zu einer ersten
Messebene E1. Diese liegt im Beispiel kurz vor dem honspindelfernen
Ende der zu bearbeitenden Bohrung 31. Dort wird an mehreren,
mindestens aber drei Punkten 40 die Bohrung 31 vermessen,
und zwar der Abstand der Bohrungswandung 34 von der Honspindelachse 25.
Dies geschieht im vorliegenden Fall dadurch, dass über den
Kreuztischantrieb dieser in X- und Y-Richtung verfahren wird, bis
der Messtaster 28 Kontakt zur Bohrungswandung 34 bekommt.
Dieser Zeitpunkt wird durch ein entsprechendes Mess-Signal kabellos über den
Empfänger 29 an
die Steuereinrichtung 30 gemeldet, und dieses hält die ihm
vom Kreuztischantrieb gemeldeten Koordinaten des Kreuztisches 17 fest
und speichert sie.
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Durch
entsprechende Verfahrung des Kreuztisches 17 werden so
mehrere Punkte 40 in der Messebene E1 ermittelt und ihre
Daten in der Steuereinrichtung 30 gespeichert. Aus diesen
Daten, d.h. aus den jeweiligen Kreuztisch-Koordinaten abgeleiteten Koordinaten
der Punkte 40, werden, verbunden mit den in der Steuereinrichtung 30 eingespeicherten Koordinatenbeziehungen
zwischen dem Kreuztisch 17 und der Honspindelachse 25,
rechnerisch die Koordinaten des Mittelpunktes M1 (s. 4)
in der Messebene E1 errechnet. Dieser Mittelpunkt ist der Schnittpunkt
der Bohrungsachse 32 mit der Messebene E1.
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Danach
wird das Messwerkzeug 26 durch axiales Hochfahren der Honspindel 24 in
die Messebene E2 nahe am honspindelseitigen Ende der Bohrung 31 gefahren
und die Ermittlung der entsprechenden Punkte 40 durchgeführt. In
gleicher Weise wird daraus der Mittelpunkt M2 in der Messebene E2 ermittelt.
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Wie
insbesondere aus 4 zu erkennen ist, ist es dabei
unerheblich, ob die Honspindelachse 25 und die Bohrungsachse 32 bereits übereinstimmen.
Die Steuereinrichtung 30, die einen Rechner enthält, ermittelt
die Mittelpunkte aufgrund der geometrischen Gegebenheiten aus den
Koordinaten, auch bei unterschiedlichen Messabständen.
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Anschließend wird
im dargestellten Beispiel aus der Lage der beiden Mittelpunkte M1
und M2 sowie dem vom Honspindel-Axialantrieb an die Steuereinrichtung 30 übermittelten
Abstand der beiden Messebenen E1 und E2 die genaue Richtung der Bohrungsachse 32 ermittelt,
d.h. ihre Winkelabweichung von der Honspindelachse 25 und
die Richtung der Winkelabweichung. Daraus ermittelt die Steuereinrichtung 30 Korrekturdaten,
die dem Verstellantrieb 21 der Verstelleinrichtung (21, 17, 19)
zugeführt werden
und durch entsprechende Kombination von Verschiebungen in X- und
Y-Richtung sowie durch Verschwenkung um die Achse 20 (Z-Richtung)
die Achsen 25 und 32 in Übereinstimmung bringen.
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Im
vorliegenden Beispiel ist eine Winkelausrichtung nur um die Achse 20 vorgesehen,
die mit der Achse der Kurbelwellenhauptlager des Motorblocks übereinstimmt.
Für Motorblöcke ist
dies meist ausreichend. Wenn es jedoch um andere Werkstücke oder solchen
mit weniger gut definierten Spannflächen geht, kann noch eine Verschwenkung
um eine zusätzliche
Schwenkachse vorgesehen sein, die dann in 2 senkrecht
zur Zeichenebene verlaufen würde.
Damit wäre
eine Ausrichtung in allen Richtungen möglich.
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Die
Verstellung des Kreuztisches 17 und der Werkstückschwenkeinrichtung
kann über
sehr präzise
arbeitende elektromechanische Antriebe erfolgen und ist dann an
sich nicht mehr korrekturbedürftig. Der
Rechner hatte bei der Ermittlung der Korrekturdaten die durch die
unterschiedlichen Achsveränderungen
in den Achsrichtungen sich ergebenden resultierenden Absenkungen
bereits ermittelt. Dennoch kann nun zur Sicherheit ein zweiter oder
mehrere weitere Messzyklen gefahren werden, um die genaue Ausrichtung
zu verifizieren und gegebenenfalls zu korrigieren.
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Diese
Ausrichtungsdaten können
dann in der Steuereinrichtung 30 gespeichert werden, und
zwar jeweils zugehörig
zu der vermessenen Bohrung 31. Wenn auf diese Weise alle
acht Bohrungen 31 vermessen und ausgerichtet werden, dann
kann ein Motorblock der gleichen Serie, wenn er entsprechend eingespannt
wird, ohne erneute Vermessung be arbeitet werden, indem zu jedem
Zylinder die entsprechenden Positionsdaten für die Werkzeugspannvorrichtung 16 abgerufen
werden.
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Zu
der Einleitung des Honvorganges wird dann das Messwerkzeug 26 über den
Werkzeugwechsler 37 ausgespannt und in diesem abgelegt und
ein entsprechendes Honwerkzeug 45 in die Honspindel 24 eingesetzt,
das dann in genauer Ausrichtung zur Bohrung 31 arbeiten
kann.
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Im
dargestellten Beispiel wird die Ausrichtung durch entsprechende
Positionskorrektur der Werkstückspannvorrichtung 16 vorgenommen.
Es ist jedoch auch möglich,
bei entsprechender Ausführung
der Honmaschine 11, die Honspindel 24 in den Positioniervorgang
mit einzubeziehen, indem diese beispielsweise auf den in 2 zu
erkennenden Honspindelkopfführungen 42 in
X-Richtung verfahren wird. Dementsprechend ist es auch möglich, beim
Wechsel von einer Bohrung 31 zur anderen entweder die Werkstückspannvorrichtung 16 oder
die Honspindel 24 um eine Bohrungsteilung weiterzufahren.
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Statt
der drahtlosen Übertragung
vom Messwerkzeug 26 zur Steuereinrichtung 30 könnte hier auch
eine galvanische elektrische Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise über Schleifkontakte
an der Honspindel 24. Trotz der zu fordernden Robustheit
der Werkzeuge ist jedoch eine drahtlose Übertragung auch aufgrund der
begrenzten Datenmengen unproblematisch. Sie könnte beispielsweise auch in Transpondertechnologie
erfolgen, so dass das Messwerkzeug 26 selbst nicht einmal
mit einer eigenen Energieversorgung versehen sein müsste.
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Eine
Bestimmung der Lage des Bohrungsmittelpunkts ist auch durch ein
Wegmesssystem in der Honspindel 24 möglich, das durch die Drehung der
Honspindel die Abstände
zur Bohrungswandung 34 ermittelt.
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Bei
der Bearbeitung eines Werkstücks 22 mit Bohrungen 31 verschiedener
Achsfluchtung, wie bei einem V-Motorblock, ist es zweckmäßig, wie
dargestellt, zumindest die Ausrichtung auch um eine Achse 20 vorzunehmen.
Bei einem Werkstück 22,
bei dem aufgrund der geometrischen Gegebenheiten und der Vorbearbeitung
davon ausgegangen werden kann, dass die Parallelität der Bohrungsachsen 32 zur
Honspindelachse 25 konstant ist, kann auf die Ermittlung der
Winkelabweichungen zur Honspindelachse 25 verzichtet werden
und unter Umständen
mit einer Messung in nur einer Messebene gearbeitet werden. Die
Ermittlung von deren Mittelpunkt dient dann zur Ausrichtung der
Bohrung 31 in X-/Y-Richtung.
Auch in diesem Falle wäre
es aber vorteilhaft, eine Vermessung in zwei oder mehreren Ebenen
vorzunehmen, wobei dann durch eine Mittelung der Lage der Mittelpunkte
eine noch genauere Übereinstimmung zwischen
der Honspindelachse 25 und der wahren Bohrungsachse 32 des
Werkstücks
ermittelt werden kann. Dabei gehen auch in der unbearbeiteten Bohrung 31 noch
vorliegende Formabweichungen, z.B. Abweichungen von der Kreisform
oder der Geradheit oder Achsparallelität der Mantellinien (Konizität, Balligkeit
oder dgl.) in die Ermittlung ein und werden bei der Achsübereinstimmung
berücksichtigt.
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Die
Steuereinrichtung 30 kann in die Maschinensteuerung der
Honmaschine 11 integriert sein bzw. die Maschinensteuerung
kann so ausgebildet werden, dass sie die für die Erfindung nötigen Funktionen übernimmt.
Die Erfindung kann zusätzlich
zur Ausrichtfunktion auch weitere wichtige Funktionen übernehmen.
So kann sie zur Erkennung der Werkstücktypen, ihrer Bohrungsdurchmesser-,
länge und/oder
-lage verwendet werden und davon abhängig die Auswahl und Einstellung
der Honwerkzeuge 45 und der Honparameter steuern. Das ist
besonders wichtig, wenn in einer Bearbeitungsstraße unterschiedliche
Werkstücktypen
nacheinander bearbeitet werden. Es ist auch möglich, das Messwerkzeug 26 in
das Honwerkzeug 45 zu integrieren. In diesem Fall würde ein Wechsel
zwischen Honwerkzeug 45 und Messwerkzeug 26 entbehrlich,
jedoch die gleiche Verfahrensweise anwendbar, sein.