DE112007001334T5 - Sondenemulation und Messung räumlicher Eigenschaften bei Werkzeugmaschinen - Google Patents

Sondenemulation und Messung räumlicher Eigenschaften bei Werkzeugmaschinen Download PDF

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Patrick Gerard Kew Boland
David Montrose Fisher
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Verfahren zum Erfassen von Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine, wobei die Position des ersten Teils und/oder des zweiten Teils durch einen oder mehrere Servomechanismen gesteuert wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Veranlassen, daß das erste Teil und/oder das zweite Teil zum anderen angetrieben wird;
Überwachen eines Fehlersignals in einem der Servomechanismen; und
Detektieren, wann das Fehlersignal einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein Werkzeugmaschinen und insbesondere die Messung von Position, Maßen, Orientierung und anderen räumlichen Eigenschaften verschiedener Elemente der Werkzeugmaschine und zugehöriger Werkstücke. Spezielle Anwendung findet die Erfindung bei der Messung von räumlichen Eigenschaften einer Schleifscheibe in einer computergestützten numerisch gesteuerten Schleifmaschine, und es ist zweckmäßig, die Erfindung in Verbindung mit dieser exemplarischen Anwendung zu beschreiben. Verständlich sollte aber sein, daß die Erfindung nicht nur auf diese Anwendung beschränkt ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Moderne computergestützte numerisch gesteuerte (CNC) Werkzeugmaschinen können komplexe Teile auf Toleranzen im Mikrometerbereich bearbeiten. Um Teile mit dieser Genauigkeit herzustellen, ist es notwendig, die genauen Maße des Schneidwerkzeugs oder der Schleifscheibe sowie des Werkstücks zu kennen.
  • Zur Messung von Werkstückmaßen und -orientierung ist der Einsatz elektrischer Präzisionskontaktsonden in der Werkzeugmaschinenindustrie inzwischen weit verbreitet. Normalerweise ist die Sonde an der Werkzeugmaschine angeordnet und erzeugt ein binäres Kontaktsignal, wenn eine bestimmte Ablenkung auftritt. Danach kann die Sonde in der Größenordnung von 10 mm nachlaufen, damit die Werkzeugmaschinenachsen bis zum Stillstand verlangsamen können. Mehrere Verfahren zum Erfassen der mechanischen Ablenkung werden in unterschiedlichen Arten von Sonden verwendet. Zu bekannten Verfahren zählen das Schließen einer elektrischen Schaltung, Öffnen eines Schalters, Unterbrechen eines Laserstrahls und Verwenden eines Kraftsensors mit Dehnmeßstreifen in der Sonde.
  • Die Technologie elektrischer Sonden funktioniert recht gut, hat aber die folgenden Nachteile: Erstens sind Sonden dieser Art aufgrund der Forderung nach hoher Positions- und Umgebungsrobustheit relativ teuer. Zweitens benötigen Sonden dieser Art eine elektrische Verbindung mit der Steuereinheit der Werkzeugmaschine, um das Kontaktsignal zu übertragen. Dies ist ein großer Nachteil, wenn die Sonde im Verlauf von Bearbeitungsvorgängen aus der Werkzeugmaschine entfernt werden muß.
  • Außerdem sind derzeitige Sondentechnologien zur Verwendung in einer Reihe von Anwendungen ungeeignet, in denen die räumlichen Eigenschaften von Werkzeugmaschinenelementen gemessen werden müssen. Beispielsweise ist es in einer CNC-Schleifmaschine notwendig, die genauen Maße der Schleifscheibe zu kennen, damit das Werkstück mit gleichen oder besseren Genauigkeitswerten bearbeitet werden kann. Gleichwohl ist die Messung der Schleifscheibenmaße durch mehrere Faktoren erschwert. Erstens ist die Oberfläche einer Schleifscheibe sehr rauh. Die reale Oberfläche, die zum Bearbeiten des Werkstücks wirkt, ist die Hüllkurve aller vorragenden Schleifkörner bei Drehung der Scheibe. Zweitens ändern sich die Maße einer Scheibe infolge von Zentrifugalkräften aufgrund ihrer Drehung. Möglich ist, Schleifscheiben mit Hilfe von Computervisionstechniken extern zu vermessen, aber diese Technik ist kostspielig und führt wegen des Fehlabgleichs von Scheibenreferenzwerten zwischen der Schleifmaschine und der Meßmaschine zusätzliche Fehler ein.
  • Wichtig ist auch, das Scheibenprofil (d. h. den Toroidradius) der Schleifscheibe zu messen. Dabei handelt es sich um die Mischfläche zwischen zwei konischen Teilstücken der Schleifscheibe und zwischen einem zylindrischen Teilstück und einem konischen Teilstück. Normalerweise erfolgt durch dieses Teilstück der Schleifscheibe der Großteil des abschließenden Flächenschleifens. Sehr wahrscheinlich ist dieses Teilstück kein exakter Toroid, sondern eine undefinierte Mischkurve. Möglich ist, die Maße und räumlichen Eigenschaften von Schleifscheiben und Werkzeugmaschinen mit Hilfe eines Lasers zu messen, aber diese Technik ist sowohl teuer als auch zeitraubend.
  • Somit besteht Bedarf an der Bereitstellung eines Verfahrens zur Messung einer oder mehrerer räumlicher Eigenschaften eines Werkzeugmaschinenelements, das robust, einfach zu realisieren, billig und schnell ist. Zudem besteht Bedarf an der Bereitstellung eines Verfahrens zur Messung einer oder mehrerer räumlicher Eigenschaften eines Werkzeugmaschinenelements, das einen oder mehrere Nachteile bekannter Meßverfahren für räumliche Eigenschaften mildert oder überwindet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Erfassen von Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine bereit, wobei die Position des ersten Teils und/oder des zweiten Teils durch einen oder mehrere Servomechanismen gesteuert wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    Veranlassen, daß das erste Teil und/oder das zweite Teil zum anderen angetrieben wird;
    Überwachen eines Fehlersignals in einem der Servomechanismen; und
    Detektieren, wann das Fehlersignal einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
  • In einem diese Merkmale aufweisenden Verfahren wird eine Präzisionskontaktsonde emuliert, indem ein Fehlersignal in einem der Servomechanismen in der computergestützten nume risch gesteuerten Maschine detektiert wird, wodurch die Notwendigkeit einer separaten Kontaktsonde entfällt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung stellt das Fehlersignal den Positionsfehler in einem der Servomechanismen dar.
  • Die computergestützte numerisch gesteuerte Maschine kann eine erste Gruppe aus einem oder mehreren Servomechanismen, die das erste Teil und/oder das zweite Teil zum anderen antreiben; und eine zweite Gruppe aus einem oder mehreren anderen Servomechanismen aufweisen, wobei das Fehlersignal in der zweiten Gruppe von Servomechanismen detektiert wird.
  • Ein Mechanismus der ersten Gruppe von Servomechanismen kann das erste Teil oder das zweite Teil in einer Kreisbogenbewegung antreiben. Ein Mechanismus der ersten Gruppe von Servomechanismen kann alternativ oder ebenfalls das erste Teil und das zweite Teil in einer Linearbewegung antreiben.
  • Ferner kann das Verfahren das Begrenzen des Richtungsmoments eines Servoverstärkers aufweisen, der Bestandteil eines der Servomechanismen bildet. Das Richtungsmoment kann durch Einstellen einer Servoverstärkerrichtung oder eines Stromgrenzwerts begrenzt werden.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung kann das zweite Teil ein Werkstück, eine Schleifscheibe oder ein Schneidwerkzeug sein. Ähnlich kann das erste Teil eine mechanische Sonde sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen eines oder mehrerer Maße eines Arbeitsteils in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine bereit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    Erfassen von Kontakt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren an zwei oder mehr Stellen auf dem zweiten Teil;
    Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils an jeder Stelle; und
    Ableiten eines oder mehrerer Maße des zweiten Teils aus den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils.
  • In einem diese Schritte aufweisenden Verfahren kann das Fehlersignal in einem oder mehreren Servomechanismen, die Bestandteil der computergestützten numerisch gesteuerten Maschine bilden, verwendet werden, um die Maße eines Arbeitsteils, z. B. einer Schleifscheibe oder eines Schneidwerkzeugs, oder eines Werkstücks in der computergestützten numerisch gesteuerten Maschine zu messen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Positionsdaten des ersten Teils von einem Rückkopplungsmechanismus erfaßt, der Bestandteil des einen oder der mehreren Servomechanismen bildet.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen des Profils eines zweiten Teils in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine bereit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    Erfassen von Kontakt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren an zwei oder mehr Stellen auf einer Oberfläche des Arbeitsteils;
    Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils an jeder Stelle; und
    Interpolieren zwischen den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils, um das Oberflächenprofil des zweiten Teils zu bestimmen.
  • In einem diese Merkmale aufweisenden Verfahren ist es möglich, das Fehlersignal in einem der Servomechanismen, die Bestandteil der computergestützten numerisch gesteuerten Maschine bilden, zu verwenden, um Positionsinformationen entlang dem Oberflächenprofil eines Arbeitsteils, z. B. einer Schleifscheibe oder eines Schneidwerkzeugs, oder Werkstücks zu erfassen und zwischen den Positionsinformationen zu interpolieren, um das Oberflächenprofil dieses Arbeitsteils zu bestimmen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Positionsdaten des ersten Teils von einem Rückkopplungsmechanismus erfaßt, der Bestandteil des einen oder der mehreren Servomechanismen bildet.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen des Profils einer Oberfläche eines zweiten Teils in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine bereit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    Erfassen von Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren an einer ersten Stelle auf dem zweiten Teil;
    Veranlassen von Bewegung des ersten Teils entlang einer ersten Bahn über die Oberfläche des zweiten Teils;
    Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils während der Bewegung des ersten Teils über die Oberfläche des zweiten Teils;
    Erfassen von Oberflächenprofildaten aus dem Fehlersignal im Servomechanismus; und
    Bestimmen des Oberflächenprofils des zweiten Teils aus den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils und den Oberflächenprofildaten.
  • In einem diese Schritte aufweisenden Verfahren ist es möglich, das Fehlersignal im Servomechanismus zu verwenden, wenn eine mechanische Sonde oder ein anderes Werkzeugmaschinenelement veranlaßt wird, sich entlang einer ersten Bahn über die Oberfläche eines Arbeitsteils, z. B. einer Schleifscheibe oder eines Schneidwerkzeugs, oder Werkstücks zu bewegen, um das Oberflächenprofil dieses Arbeitsteils zu messen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung kann vor dem Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils und Oberflächenprofildaten das Verfahren ferner den Schritt des Veranlassens aufweisen, daß der Servomechanismus um einen vorinstallierten Betrag nachläuft, nachdem Kontakt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil erfaßt wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt bereit: eine mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Maschine mit einem oder mehreren Servomechanismen zum Steuern der Position eines ersten Teils und/oder eines zweiten Teils; und
    einer numerischen Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs der Servomechanismen, wobei die numerische Steuervorrichtung und die Servomechanismen ein oder mehrere Steuerlogikelemente zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens aufweisen.
  • Die Steuerlogikelemente können mindestens eine Verarbeitungseinheit und ein zugehöriges Speicherbauelement zum Speichern einer Folge von Befehlen aufweisen, um die Verarbeitungseinheit zu veranlassen, einen oder mehrere Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Die Steuerlogikelemente können ein oder mehrere Digitalsignal-Verarbeitungselemente aufweisen. Die Steuerlogikelemente können ein oder mehrere Hardwareelemente aufweisen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt bereit: eine mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Schleifmaschine mit einem oder mehreren Servomechanismen zum Steuern der Position eines ersten Teils und/oder eines zweiten Teils, wobei das zweite Teil eine Schleifscheibe ist; und einer numerischen Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs der Servomechanismen, wobei die numerische Steuervorrichtung und die Servomechanismen ein oder mehrere Steuerlogikelemente zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens aufweisen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung lediglich durch nicht einschränkende Beispiele anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Perspektivansicht einer Anzahl von Hauptkomponenten einer CNC-Schleifmaschine;
  • 2 bis 4 schematische Darstellungen der Servomechanismen und Steuersysteme für drei unterschiedliche Arten von Servomotoren, die geeignet sind, die Maschinenkomponenten in 1 anzutreiben;
  • 5 eine schematische Darstellung einer Servoschleife (Regelkreis) als Veranschaulichung der Steuerfunktionalität der Servomechanismen von 2 bis 4;
  • 6 eine schematische Seitenansicht einer Schleifscheibe und Spannfutteranordnung der Schleifmaschine gemäß 1 zusammen mit einer in der Spannfutteranordnung gehaltenen mechanischen Sonde;
  • 7 einen Ablaufplan von Schritten beim Gebrauch der Anordnung gemäß 6 und der Maschine von 1, um den Betrieb einer elektrischen Sonde zu emulieren;
  • 8 einen Ablaufplan von Schritten beim Gebrauch der Anordnung gemäß 6 und der Maschine von 1, um die Maße eines Maschinenelements zu messen;
  • 9 eine schematische Seitenansicht einer Schleifscheibe und Spannfutteranordnung der Schleifmaschine gemäß 1 zusammen mit einer in der Spannfutteranordnung gehaltenen mechanischen Sonde, in der das Profil der Schleifscheibe ersichtlich ist;
  • 10 einen Ablaufplan von Schritten in einer ersten Ausführungsform zur Verwendung der Anordnung gemäß 6 und der Maschine von 1, um das Profil der Schleifscheibe zu messen;
  • 11 einen Ablaufplan von Schritten in einer zweiten Ausführungsform zur Verwendung der Anordnung gemäß 6 und der Maschine von 1, um das Profil der Schleifscheibe zu messen; und
  • 12 einen Ablaufplan eines Algorithmus zur Fehlauslösungsunterdrückung, der zum Einsatz kommt, um falsche Kontaktdetektionen während der Emulation der elektrischen Sonde zu minimieren.
  • Nähere Beschreibung der Ausführungsformen
  • Im folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit Anwendungen beschrieben, die eine CNC-Schleifmaschine mit fünf Achsen beinhalten. Gleichwohl sollte beachtet werden, daß die Erfindung nicht auf diese exemplarische Anwendung beschränkt, sondern auf die Sondenemulation und Messung räumlicher Eigenschaften von Schleifscheiben, Schneidwerkzeugen, Werkstücken oder anderen Elementen von Werkzeugmaschinen anwendbar ist.
  • In 1 ist eine schematische Darstellung einer CNC-Schleifmaschine 100 mit fünf Achsen allgemein gezeigt. Eine Spindelstockanordnung 104 ist an einem ersten Ende des Betts 102 angeordnet. Die Spindelstockanordnung 104 weist einen Sattel 106 auf, der auf dem Bett 102 entlang einer X-Achse beweglich ist. Eine senkrechte Spindelstock-Schlittenanordnung 108 ist auf dem Sattel 106 entlang der Y-Achse angeordnet. Eine Spannfutteranordnung 110 ist auf der senkrechten Schlittenanordnung 108 zur Bewegung entlang einer Z-Achse angeordnet. Wie aus 1 ersichtlich, sind die X-, Y- und Z-Achse orthogonal zueinander.
  • Die Spannfutteranordnung 110 ist mit einem Drehservomotor und einer Spindel (nicht gezeigt) gekoppelt, so daß ein in den Backen der Spannfutteranordnung 110 angeordnetes Werkstück in Richtung A' um die A-Achse drehbar ist.
  • Eine Revolveranordnung 112 ist ebenfalls auf dem Bett 102 angeordnet. Eine Schleifscheibe 114 ist an der Revolveranordnung 112 mit Hilfe eines Drehservomotors und einer Spindel (nicht gezeigt) so angeordnet, daß die Schleifscheibe in einer Kreisbewegung angetrieben werden kann. Ein weiterer Drehservomotor (nicht gezeigt) wirkt so, daß er die Schleifscheibe 114 positioniert, indem er Bewegung der Schleifscheibe in Richtung C' um die C-Achse der Schleifmaschine veranlaßt. Die C-Achse ist parallel zur Z-Achse und orthogonal zur X- und Y-Achse.
  • Im Betrieb Wird das in den Backen der Spannfutteranordnung 110 gehaltene Werkstück im Hinblick auf die Schleifscheibe 114 positioniert, indem der Sattel, die senkrechte Schlittenanordnung 108 und die Spannfutteranordnung 110 entlang der X-, Y- und Z-Achse angetrieben werden und indem Drehung des Werkstücks und der Schleifscheibe 114 um die A- und C-Achse veranlaßt wird. Die Relativorientierung und -position des Werkstücks und der Schleifscheibe werden gemäß einem CNC-Maschinenprogramm bewegt, um zu bewirken, daß das Werkstück in eine gewünschte Form geschliffen wird. Elemente der Steuerung und des Betriebs der CNC-Schleifmaschine 100 werden anhand von 2 bis 5 erläutert.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden das Werkstück und die Schleifscheibe in einer Kreisbogenbewegung um die A- und C-Achse durch eine Anordnung gemäß 2 angetrieben. In dieser Anordnung wird eine Spindel 200 durch einen Drehservomotor 202 um die A- und C-Achse angetrieben. Der Drehservomotor 202 wird durch Strom gesteuert, der von einem Servoverstärker 204 zugeführt wird, der seinerseits durch eine Servosteuerschaltung 206 gesteuert wird. Der Servomotor 202 ist mit einem Codierer 208 ausgestattet, um ein die Winkelspindelposition anzeigendes Positionsrückkopplungssignal zur Servosteuerschaltung 206 zu führen. Normalerweise hat der Codierer 208 eine Meßgenauigkeit von etwa 0,0001° bei Drehservomotoren und 0,0001 mm bei Linearservomotoren.
  • Die Servosteuerschaltung 206 steuert die Position und Drehzahl des Servomotors 202. Zur Servosteuerschaltung 206 gehören ein Mikroprozessor 210 und ein nichtflüchtiger Speicher 212 zum Speichern einer Folge von Befehlen zum Bewirken, daß eine Folge von Befehlen den Mikroprozessor 210 veranlaßt, eine gewünschte Steuerfunktionalität durchzuführen. Ferner kann die Servosteuerschaltung 206 einen flüchtigen Speicher 214 zum Speichern von Daten, die im Betrieb des Servomotors 202 erzeugt werden, einen Zähler 216 zum Empfangen von Im pulssignalen vom Codierer 208 als Anzeige der Winkelposition der Spindel 200, eine digitale Kommunikationsverbindung 218 zum Senden von Steuersignalen, um den Betrieb des Servoverstärkers 214 zu steuern, und ein Kommunikationsmodul 220 aufweisen. Das Kommunikationsmodul 220 erleichtert die Kommunikation der Servosteuerschaltung 206 mit einer programmierbaren Steuereinheit 222 über einen Kommunikationsbus 224. Jede der beweglichen Achsen A, C, X, Y und Z ist jeweils einem separaten Servomotor und einer separaten Servosteuerschaltung zugeordnet. Diese Servosteuerschaltungen kommunizieren alle mit der programmierbaren Steuerschaltung 222 über den Kommunikationsbus 224.
  • Die programmierbare Steuereinheit 222 verfügt über einen Mikroprozessor 226, einen flüchtigen Speicher 228 zum Speichern von Daten, die im Betrieb der Sensor-Schleifmaschine 100 erzeugt werden, und einen nichtflüchtigen Speicher 230 zum Speichern einer Folge von Befehlen zum Steuern des Betriebs des Mikroprozessors 226 sowie ein Kommunikationsmodul 232, damit die programmierbare Steuereinheit 222 mit dem Kommunikationsbus 224 kommunizieren kann.
  • 3 zeigt ein Beispiel für einen Servomechanismus zum Steuern der Bewegung von Komponenten der CNC-Schleifmaschine 200, die entlang der X-, Y- und Z-Achse angetrieben werden. Gemäß 3 treibt ein Servomotor 300 eine Spindel 302 an, die ihrerseits mit einer Kugelumlaufspindel 304 verbunden ist. Durch den Betrieb des Servomotors 300 wird die Kugelumlaufspindel 304 um ihre Längsachse gedreht. Ein Tisch 306 oder eine andere bewegliche Komponente ist mit der Kugelumlaufspindel 304 mit Hilfe einer Gewindekopplung 308 gekoppelt, so daß die Drehbewegung der Kugelspindel 304 in eine Linearbewegung des Tischs 306 entlang der X-, Y- oder Z-Achse übersetzt wird. Wiederum ist ein Codierer 310 mit dem Servomotor 300 gekoppelt und führt eine Folge von Impulsen zur Servosteuerschaltung 312, um eine Bestimmung der Winkelposi tion der Spindel 302 zu ermöglichen. Außerdem wandelt ein optisches Meßsystem 314 die Linearbewegung des Tischs 306 auf der X-, Y- oder Z-Achse in Impulse um, damit die Servosteuerschaltung 312 die Linearposition des Tischs 306 bestimmen kann. Der Servomotor 300 wird durch Signale von einem Servoverstärker 316 gesteuert, der seinerseits durch die Servosteuerschaltung 312 gesteuert wird.
  • Die Servosteuerschaltung 312 verfügt über einen Mikroprozessor 318, einen flüchtigen Speicher 320, einen nichtflüchtigen Speicher 322 und ein Kommunikationsmodul 324, damit die Servosteuerschaltung 312 mit der programmierbaren Steuereinheit 222 über den Kommunikationsbus 224 kommunizieren kann. Außerdem weist die Servosteuerschaltung 312 eine digitale Kommunikationsverbindung 326 auf, damit digitale Steuersignale zum Servoverstärker 316 übertragen werden können. Weiterhin verfügt die Servosteuerschaltung 312 über Zähler 328 und 330, die mit dem optischen Meßsystem 314 bzw. dem Codierer 310 gekoppelt sind.
  • In einer alternativen Ausführungsform kommt die Linearbewegung des Tischs 400 durch den Betrieb eines Linearservomotors 402 zustande, der eine mit dem Tisch gekoppelte Primärwicklung 404 und eine Folge von Magnetsegmenten 406 aufweist. Ein Servoverstärker 408 wirkt so, daß er die mehreren Magnetsegmente 406 steuert und dadurch die Linearbewegung des Tischs 400 entlang der X-, Y- oder Z-Achse bewirkt. Ein optisches Meßsystem 410 wandelt die Linearbewegung des Tischs 400 in eine Folge von Impulsen um, die zu einer Servosteuerschaltung 412 übertragen werden. Zur Servosteuerschaltung 412 gehören ein Mikroprozessor 414, ein flüchtiger Speicher 416, ein nichtflüchtiger Speicher 418 und ein Kommunikationsmodul 420 zum Ermöglichen der Kommunikation der Servosteuerschaltung 412 mit der programmierbaren Steuereinheit 222 über den Kommunikationsbus 224. Außerdem verfügt die Servosteuerschaltung über einen Zähler 422 zum Zählen von Impulsen, die vom optischen Meßsystem 410 empfangen werden, und eine digitale Kommunikationsverbindung 424 zum Steuern des Betriebs des Servoverstärkers 408.
  • Deutlich ist, daß die programmierbare Steuereinheit 222 nur ein Beispiel für eine Steuervorrichtung zum Steuern und Koordinieren des Betriebs der Servomechanismen gemäß 2 bis 4 ist. Die programmierbare Steuereinheit und die Servomechanismen weisen eine Anzahl von Steuerlogikelementen auf, die auf verschiedene Weise realisiert sein können. In den exemplarischen Ausführungsformen gemäß 2 bis 4 weisen die Steuerlogikelemente mindestens eine Verarbeitungseinheit und ein zugehöriges Speicherbauelement zum Speichern einer Folge von Befehlen auf, um die Verarbeitungseinheit zu veranlassen, eine gewünschte Folge von Operationen durchzuführen. Alternativ könnten die Steuerlogikelemente ein oder mehrere Digitalsignal-Verarbeitungselemente und/oder ein oder mehrere Hardwareelemente aufweisen.
  • Jede der Steuerschaltungen 206, 312 und 412 arbeitet gemäß der Servoschleifendarstellung in 5. Diese Darstellung zeigt eine exemplarische Servosteuerschaltung 500, die zum Erteilen von Kommandos an einen Servoverstärker 502 und dadurch zum Steuern des Betriebs eines Servomotors 504 dient, der eine Last 506 antreibt. Ein Codierer 508 führt der Servosteuerschaltung 500 Positionsrückkopplungsinformationen zu. Die Servosteuerschaltung 500 sowie die Servosteuerschaltungen 206, 312 und 412 empfangen ein Positionskommandosignal von der programmierbaren Steuereinheit 222, um die Schleifmaschinenkomponente in eine gewünschte Winkel- oder Linearposition anzutreiben.
  • Die Differenz zwischen dem Positionskommandosignal und dem durch den Codierer 508 zugeführten Positionsrückkopplungssignal wird durch einen Summierungsblock 510 bestimmt, was zur Erzeugung eines Positionsfehlers führt. Dieser Positionsfehler wird einer Proportional-Integral-Differential- (PID) Steuerung (Regelung) 512 zugeführt. Die Ausgabe der PID-Steuerung 512 ist ein Geschwindigkeitskommandosignal. Eine zeitliche Ableitung des durch den Codierer 508 zugeführten Positionsrückkopplungssignals wird durch einen Differentialblock 514 bestimmt. Die Ausgabe des Differentialblocks 514 wird einem Summierungsbauelement 516 zugeführt und mit dem Geschwindigkeitskommandosignal am Ausgang der PID-Steuerung 512 kombiniert. Die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitskommandosignal und dem Geschwindigkeitsrückkopplungssignal wird einer PID-Steuerung 518 als Eingabe zugeführt. Der Ausgang der PID-Steuerung 518 erzeugt ein Stromkommandosignal zum Ansteuern des Servoverstärkers 502. Allerdings wirkt ein Stromkommandobegrenzer 520 so, daß er das dem Servoverstärker 502 zugeführte Stromkommandosignal begrenzt, um so das Richtungsmoment des Servomotors 504 zu begrenzen. Die Differenz zwischen dem begrenzten Kommandosignal und einem Stromrückkopplungssignal vom Ausgang des Servoverstärkers 502 wird durch ein Summierungsbauelement 522 bestimmt. Die Ausgabe des Summierungsbauelements 522 wird als Eingabe einer PID-Steuerung 524 zugeführt, die ein Ansteuerungssignal zum Servoverstärker 502 führt.
  • In einer solchen Anordnung ist es möglich, Kontakt zwischen zwei Teilen der CNC-Schleifmaschine 200 zu erfassen, indem veranlaßt wird, daß mindestens eines der beiden Teile zum anderen angetrieben wird, und dann ein Fehlersignal in einem der Servomechanismen überwacht wird. Kontakt wird detektiert, wenn das Fehlersignal einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt. In der exemplarischen Ausführungsform gemäß 6 ist eine starre mechanische Sonde 600 in den Backen eines Spannfutters 602 angeordnet. Die starre mechanische Sonde 600 verfügt über einen ersten Arm 604, der sich entlang der A-Achse bei Anordnung im Spannfutter 602 erstreckt, ein seitlich vorstehendes Teil 605 und einen zweiten Arm 606, der vom Teil 605 vorsteht, damit die mechanische Sonde 600 Kon takt auf der Schleifscheibe 608 an einer von der A-Achse seitlich versetzten Position herstellen kann. Um Verschleiß zu minimieren, kann eine Diamantauflage oder ein ähnliches Schutzelement auf die Schleifscheibe oder die Sonde in einer Zone aufgebracht sein, in der Kontakt hergestellt wird.
  • Zum Emulieren der Funktionsweise einer herkömmlichen elektrischen Sonde wird die Schleifscheibe 608 mit der starren mechanischen Sonde 600 in Kontakt gebracht, indem der Betrieb mindestens eines der Servomechanismen auf der A-, C-, X-, Y- oder Z-Achse veranlaßt wird. Zweckmäßig wird Drehung der Schleifscheibe um die C-Achse und Drehung der starren mechanischen Sonde 600 um die A-Achse verhindert, während die starre mechanische Sonde 600 entlang der X-, Y- und/oder Z-Achse bewegt wird, bis Kontakt mit der Schleifscheibe 608 hergestellt ist. Die Ablenkung auf der A- oder C-Achse im Moment des Kontakts wird in diesem Beispiel bestimmt, indem der Positionsfehler in der Servosteuerschaltung 206 überwacht wird, die den Servomotor 202 an diesen Achsen antreibt, und indem insbesondere detektiert wird, wann der Positionsfehler einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
  • In diesem Beispiel kommt eine erste Gruppe aus einem oder mehreren Servomechanismen zum Einsatz, um mindestens ein Schleifmaschinenteil zum anderen anzutreiben, und das Fehlersignal in einer zweiten Gruppe aus einem oder mehreren anderen Servomechanismen auf Achsen, die feststehend bleiben, während Kontakt erhalten wird, dient dazu, eine Anzeige für die Achsenablenkung und somit den Kontakt zwischen den beiden Teilen zu liefern. In diesem Fall umfaßt die zweite Gruppe von Servomechanismen die Servomechanismen der A- und C-Achse (die normalerweise verwendet werden, die Schleifscheibe 608 und die starre mechanische Sonde 600 in einer Kreisbogenbewegung anzutreiben), und die erste Gruppe von Servomechanismen umfaßt die Servomechanismen der X-, Y- und Z-Achse, die zum Antreiben der starren mechanischen Sonde 600 entlang von Li nearachsen verwendet werden. Gleichwohl können in anderen Ausführungsformen der Erfindung unterschiedliche Kombinationen aus Servomechanismen zum Einsatz kommen, um Teile der Schleifmaschine 100 zusammen anzutreiben und das Positions- oder ein anderes Fehlersignal in einer Servosteuerschaltung zu überwachen, um eine Anzeige für Kontakt zwischen den Teilen bereitzustellen.
  • Deutlich ist auch, daß zwar eine starre mechanische Sonde 600 im Beispiel gemäß 6 verwendet wurde, aber in anderen Ausführungsformen der Erfindung Kontakt zwischen zwei beliebigen Teilen der CNC-Schleifmaschine 100 durch dieses Verfahren unabhängig davon detektiert werden kann, ob diese Teile an der CNC-Schleifmaschine 100 getrennt angebracht sind oder Bestandteil herkömmlicher Elemente der Schleifmaschine bilden. Zum Beispiel ist es möglich, dieses Verfahren zu verwenden, um Kontakt zwischen dem Spannfutter 602 und der Schleifscheibe 608 ohne Gebrauch der starren mechanischen Sonde 600 zu detektieren.
  • Beim Antrieb der starren mechanischen Sonde 600 entlang der X-, Y- und/oder Z-Achse ist ein Richtungsmomentgrenzwert im Servomechanismus der relevanten Achse(n) eingestellt. Der Momentgrenzwert wird mit Hilfe des Stromkommandogrenzwerts des Blocks 520 in der Servosteuerschaltung 500 eingestellt, um den Strom wirksam zu begrenzen, der am Servoverstärker 502 und am Servomotor 504 anliegt. Durch Begrenzen des Momentgrenzwerts wird gewährleistet, daß Kontakt zwischen der Sonde 600 und der Schleifscheibe 608 mit sehr kleiner Kraft hergestellt wird, so daß eine kleine Verformung der Sonde oder der anderen Maschinenkomponenten verursacht wird.
  • Außerdem bedeutet der Lastmomentgrenzwert, daß die Ablenkung der C- oder A-Achse schnell detektiert wird und die Reaktionszeit des Steuersystems der Schleifmaschine minimiert ist. Durch Detektieren, wann der Positionsfehler einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt, wird das elektrische Signal emuliert, das durch eine typische elektrische Sonde erzeugt wird, z. B. eine Renishaw-Sonde. Das emulierte Sondensignal wird durch die programmierbare Steuereinheit und die Servosteuereinheiten der Schleifmaschine 100 genauso wie das Sondensignal einer herkömmlichen elektrischen Sonde verwendet.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen bleiben die Servomechanismen auf den Achsen in Betrieb, die während der Sondenemulation feststehend bleiben sollen. Das heißt, die Servoschleife gemäß 5 strebt an, die Achsen aktiv in einer festen Orientierung oder Position zu halten. In anderen Ausführungsformen reicht dagegen die Dichtungsreibung zwischen mechanischen Komponenten auf einer oder mehreren Achsen aus, damit diese Achsen während der Sondenemulation feststehend bleiben. In diesem Fall kann der Servoantrieb an diesen Achsen deaktiviert sein.
  • 7 zeigt ein Beispiel für die Schritte, die dieser Sondenemulationsvorgang beinhaltet. Im Schritt 700 werden die Positionen der X-, Z-, A- und C-Achse fixiert, und im Schritt 702 wird die Sonde entlang der Y-Achse angetrieben. Bei Detektion im Schritt 704, daß das Fehlersignal der A-Achse einen vorbestimmten Schwellwert überstiegen hat, wird im Schritt 706 Kontakt zwischen der Sonde und Schleifscheibe bestimmt. Danach werden die Codiererpositionen der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse im Schritt 708 erfaßt und von jeder Servosteuerschaltung zur programmierbaren Steuereinheit 222 in der Schleifmaschine 100 übertragen. Ein dreidimensionaler Referenzpunkt als Anzeige für den Kontakt zwischen der starren mechanischen Sonde und der Schleifscheibe oder zwei anderen Schleifmaschinenelementen steht daher der Schleifmaschine zur Verfügung. Um die Kontaktzeit zu minimieren, wird – sobald die Codiererpositionen der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse erfaßt sind – die Sonde im Schritt 710 in Gegenrichtung entlang der Y-Achse zurückgefahren.
  • Das gleiche allgemeine Prinzip läßt sich anwenden, um ein oder mehrere Maße eines Arbeitsteils, z. B. einer Schleifscheibe oder eines Schneidwerkzeugs, oder eines Werkstücks zu bestimmen, das durch eine Schleifscheibe oder ein Schneidwerkzeug geformt oder geschnitten wird, wobei Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem Arbeitsteil an zwei oder mehr Stellen auf dem Arbeitsteil erfaßt wird und Daten als Anzeige für die dreidimensionale Position des ersten Teils an jeder Stelle erfaßt werden. Danach lassen sich die Maße des Arbeitsteils aus den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils ableiten.
  • In 8 ist ein Beispiel für dieses Verfahren gezeigt. In dieser Darstellung werden im Schritt 800 die A-, C-, X-, Y- und/oder Z-Achse angetrieben, um die Sonde 600 auf einer Seite der Schleifscheibe 608 zu positionieren. Im Schritt 802 wird die Sonde entlang der Y-Achse angetrieben, bis im Schritt 804 für das Positionsfehlersignal der A-Achse detektiert wird, daß es einen vorbestimmten Schwellwert überschritten hat. Somit wird im Schritt 806 Kontaktherstellung zwischen der Sonde 600 und der Schleifscheibe 608 bestimmt, und im Schritt 808 werden Axialpositionsinformationen von den Codierern oder optischen Meßsystemen in Zuordnung zur jeweiligen A-, C-, X-, Y- und Z-Achse erfaßt. Sobald die Codiererpositionen der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse erfaßt sind, wird die Sonde im Schritt 810 entlang der Y-Achse in Gegenrichtung zurückgefahren, um den Kontakt zwischen der Sonde und der Schleifscheibe zu unterbrechen. Danach werden diese Axialpositionsinformationen von jeder Servosteuerschaltung zur programmierbaren Steuereinheit 222 über den Kommunikationsbus 224 gesendet.
  • Im Schritt 812 werden die A-, C-, X-, Y- und/oder Z-Achse angetrieben, um die Sonde 600 auf der anderen Seite der Schleifscheibe 608 zu positionieren. Wiederum wird die Sonde 600 im Schritt 814 entlang der Y-Achse angetrieben, bis im Schritt 816 bestimmt wird, daß das Fehlersignal der A-Achse einen vorbestimmten Schwellwert überstiegen hat. Im Schritt 818 wird Kontaktherstellung zwischen der Sonde 600 und der Schleifscheibe 608 bestimmt, und Axialpositionsinformationen von der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse werden im Schritt 820 erfaßt. Sobald die Codiererpositionen der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse erfaßt sind, wird die Sonde im Schritt 822 wieder entlang der Y-Achse in Gegenrichtung zurückgefahren, um den Kontakt zwischen der Sonde und der Schleifscheibe zu unterbrechen. Danach werden die erfaßten Axialpositionsinformationen zur programmierbaren Steuereinheit 222 gesendet, und im Schritt 824 wird ein Vergleich zwischen den im Schritt 810 erfaßten Axialpositionsinformationen und den in 820 erfaßten Axialpositionsinformationen vorgenommen, um den Durchmesser der Schleifscheibe 608 zu bestimmen.
  • Deutlich ist, daß andere Maße der Schleifscheibe oder jedes anderen Arbeitsteils der Schleifmaschine 100 gemäß dieser Technik gemessen werden können. Die Anordnungen gemäß 2 bis 5 sind auch bei der Bestimmung des Profils eines Teils der Schleifmaschine 100 geeignet. Insbesondere kann das Profil der Schleifscheibe mit einem hohen Genauigkeitsgrad bestimmt werden. 9 zeigt ein Beispiel für eine Spannfutteranordnung 900 und eine mechanische Sonde 902. Die mechanische Sonde 902 verfügt über einen ersten Arm 904, der sich entlang der A-Achse bei Anordnung im Spannfutter 900 erstreckt, ein seitlich vorstehendes Teil 906 und einen zweiten Arm 908, der vom Teil 906 vorsteht. In dieser Ausführungsform wird die Sonde so angetrieben, daß einer der seitlich vorstehenden Arme Kontakt mit einer Kante einer Schleifscheibe 910 herstellt. Wie im vergrößerten Abschnitt 912 dieser Darstellung gezeigt ist, hat der Abschnitt der Schleifscheibe, der den Großteil des abschließenden Flächenschleifens durchführt, primär die Form eines Toroids.
  • Gemäß 10 kann das Toroidprofil der Schleifscheibe bestimmt werden, indem zuerst im Schritt 1000 die A-, C-, X-, Y- und/oder Z-Achse so angetrieben werden, daß die Sonde 902 auf einer Seite der Schleifscheibe positioniert wird. Im Schritt 1002 wird die Sonde entlang der Y-Achse angetrieben, bis im Schritt 1004 bestimmt wird, daß das Positionsfehlersignal in der Servosteuerschaltung der A- oder C-Achse den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. An diesem Punkt wird die Kontaktherstellung zwischen der Sonde 902 und der Schleifscheibe 910 im Schritt 1006 bestimmt. Danach werden die Axialpositionsdaten von den Codierern oder optischen Meßsystemen in den Servomechanismen der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse im Schritt 1008 erfaßt und zur programmierbaren Steuereinheit 222 übertragen. Sobald die Codiererpositionen der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse erfaßt sind, wird die Sonde im Schritt 1010 wieder in Gegenrichtung entlang der Y-Achse zurückgefahren, um den Kontakt zwischen der Sonde und der Schleifscheibe zu unterbrechen.
  • Sind gemäß der Bestimmung im Schritt 1012 noch keine drei Messungen vorgenommen, so wird die mechanische Sonde 902 im Schritt 1014 entlang der C-Achse angetrieben, so daß beim erneuten Antreiben der Sonde entlang der Y-Achse Kontakt an einer unterschiedlichen Position entlang dem Profil der Schleifscheibe hergestellt wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis eine Anzahl von Messungen (drei in diesem Beispiel) vorgenommen sind. Die Axialpositionsdaten von jeder der A-, C-, X-, Y- und Z-Achse für jeden Kontaktpunkt werden zur programmierbaren Steuereinheit 222 übertragen, und im Schritt 1016 zirkuliert die programmierbare Steuereinheit 222 zwischen den erfaßten Axialpositionspunkten, um den Toroidradius der Schleifscheibe zu bestimmen.
  • 11 zeigt eine alternative Technik, bei der im Schritt 1100 die Position der X-, A-, Z- und C-Achse fixiert und im Schritt 1102 die Sonde 902 entlang der Y-Achse ange trieben wird. Die Sonde wird solange angetrieben, bis im Schritt 1104 bestimmt wird, daß das Positionsfehlersignal in der Servosteuerschaltung der A-Achse einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Danach wird im Schritt 1106 die Kontaktherstellung zwischen der Kontaktsonde 902 und der Kante der Schleifscheibe 910 bestimmt. Danach erfolgt im Schritt 1108 ein Nachlauf auf der Y-Achse mit einem vorinstallierten Betrag, normalerweise 1 mm, während die Schleifscheibe 910 im Schritt 1110 um die C-Achse angetrieben wird. Während die Schleifscheibe angetrieben wird, wird das Positionsfehlersignal der A-Achse im Schritt 1112 erfaßt, und auch die Axialposition der C-Achse wird erfaßt. Beim Antrieb der Schleifscheibe um die C-Achse bewirken Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der Schleifscheibe, daß das Positionsfehlersignal der A-Achse variiert. Diese Variationen repräsentieren die Schwankungen des Radialmaßes der Schleifscheibe um den Umfang der Scheibe.
  • Im Schritt 1116 wird das Profil der Schleifscheibe entlang dem Kontaktpunkt zwischen dem zweiten Arm 908 der Sonde 902 mit der Oberfläche der Schleifscheibe 910 durch die programmierbare Steuereinheit 222 berechnet. Wird im Schritt 1118 bestimmt, daß weniger als eine vorbestimmte Anzahl von Profilen, z. B. drei, erfaßt wurden, so wird die mechanische Sonde im Schritt 1120 entlang der C-Achse repositioniert, und die Schritte 1102 bis 1116 werden wiederholt. Wurden dagegen drei Kantenprofile der Schleifscheibe berechnet, so wird das Toroidradiusprofil der Schleifscheibe durch die programmierbare Steuereinheit 222 im Schritt 1112 berechnet.
  • Im Beispiel gemäß 11 ist deutlich, daß das Positionsfehlersignal in der Servosteuerschaltung nicht nur zur Detektion von Kontakt zwischen einer mechanischen Sonde und der Schleifscheibe verwendet wird, sondern die Größe des Positionsfehlersignals dazu dient, ein Profil der Schleifscheibe zu entwickeln, während Kontakt mit der mechanischen Sonde und der Kante der Schleifscheibe bei Schleifscheibendrehung aufrechterhalten bleibt.
  • Infolge der extrem kleinen beteiligten Bewegungen können Schwingungen zu unbeabsichtigter Kontaktherstellung zwischen der mechanischen Sonde und der Schleifscheibe einer CNC-Schleifmaschine führen. Um solche Falschmessungen zurückzuweisen, können zwei oder mehr aufeinanderfolgende Messungen vorgenommen werden, was die Schritte 1200 und 1202 von 12 zeigen. Wird im Schritt 1204 bestimmt, daß die beiden Messungen innerhalb der Toleranz liegen, so wird die erste oder zweite Messung – oder ein Mittel der beiden Messungen – im Schritt 1206 akzeptiert. Ansonsten werden die Messungen im Schritt 1208 zurückgewiesen.
  • Andere ähnliche Techniken können verwendet werden, um fehlerhafte Messungen zurückzuweisen. Da z. B. Schwingung bei CNC-Schleifmaschinen in der Tendenz ungeordnet ist, läßt sich eine Plausibilitätskontrolle oder Integritätskontrolle an den vorgenommenen Messungen durchführen, wenn Kontakt detektiert wird.
  • Abschließend sollte verständlich sein, daß verschiedene Abwandlungen und/oder Zusätze an den zuvor beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß der Festlegung in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
  • Zusammenfassung
  • Sondenemulation und Messung räumlicher Eigenschaften bei Werkzeugmaschinen
  • Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Erfassen von Kontakt zwischen einem ersten Teil (606, 908) und einem zweiten Teil (608, 910) in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine, wobei die Position des ersten Teils und/oder des zweiten Teils durch einen oder mehrere Servomechanismen gesteuert wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Veranlassen, daß das erste Teil und/oder das zweite Teil zum anderen angetrieben wird; Überwachen eines Fehlersignals in einem der Servomechanismen; und Detektieren, wann das Fehlersignal einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt. (1)

Claims (20)

  1. Verfahren zum Erfassen von Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine, wobei die Position des ersten Teils und/oder des zweiten Teils durch einen oder mehrere Servomechanismen gesteuert wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Veranlassen, daß das erste Teil und/oder das zweite Teil zum anderen angetrieben wird; Überwachen eines Fehlersignals in einem der Servomechanismen; und Detektieren, wann das Fehlersignal einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fehlersignal den Positionsfehler in einem der Servomechanismen darstellt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die computergestützte numerisch gesteuerte Maschine aufweist: eine erste Gruppe aus einem oder mehreren Servomechanismen, die das erste Teil und/oder das zweite Teil zum anderen antreiben; und eine zweite Gruppe aus einem oder mehreren Servomechanismen, wobei das Fehlersignal in einem Mechanismus der zweiten Gruppe von Servomechanismen detektiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Mechanismus der ersten Gruppe von Servomechanismen das erste Teil oder das zweite Teil in einer Kreisbogenbewegung antreibt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Mechanismus der ersten Gruppe von Servomechanismen das erste Teil oder das zweite Teil in einer Linearbewegung antreibt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner aufweist: Begrenzen des Richtungsmoments eines Servoverstärkers, der Bestandteil eines der Servomechanismen bildet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Richtungsmoment durch Einstellen eines Richtungsstromgrenzwerts des Servoverstärkers begrenzt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Teil ein Werkstück, eine Schleifscheibe oder ein Schneidwerkzeug ist.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Teil eine mechanische Sonde ist.
  10. Verfahren zum Bestimmen eines oder mehrerer Maße eines Arbeitsteils in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erfassen von Kontakt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an zwei oder mehr Stellen auf dem zweiten Teil; Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils an jeder Stelle; und Ableiten eines oder mehrerer Maße des zweiten Teils aus den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Positionsdaten des ersten Teils von einem Rückkopplungsmechanismus erfaßt werden, der Bestandteil des einen oder der mehreren Servomechanismen bildet.
  12. Verfahren zum Bestimmen des Profils eines zweiten Teils in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erfassen von Kontakt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an zwei oder mehr Stellen auf einer Oberfläche des Arbeitsteils; Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils an jeder Stelle; und Interpolieren zwischen den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils, um das Oberflächenprofil des zweiten Teils zu bestimmen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Positionsdaten des ersten Teils von einem Rückkopplungsmechanismus erfaßt werden, der Bestandteil des einen oder der mehreren Servomechanismus bildet.
  14. Verfahren zum Bestimmen des Profils einer Oberfläche eines zweiten Teils in einer computergestützten numerisch gesteuerten Maschine, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erfassen von Kontakt zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an einer ersten Stelle auf dem zweiten Teil; Veranlassen von Bewegung des ersten Teils entlang einer ersten Bahn über die Oberfläche des zweiten Teils; Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils während der Bewegung des ersten Teils über die Oberfläche des zweiten Teils; Erfassen von Oberflächenprofildaten aus dem Fehlersignal im Servomechanismus; und Bestimmen des Oberflächenprofils des zweiten Teils aus den erfaßten Positionsdaten des ersten Teils und den Oberflächenprofildaten.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist: vor dem Erfassen von Positionsdaten des ersten Teils und Oberflächenprofildaten erfolgendes Veranlassen, daß der Servomechanismus um einen vorinstallierten Betrag nachläuft, nachdem Kontakt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil erfaßt wird.
  16. Mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Maschine mit einem oder mehreren Servomechanismen zum Steuern der Position eines ersten Teils und/oder eines zweiten Teils; und einer numerischen Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs der Servomechanismen, wobei die numerische Steuervorrichtung und die Servomechanismen ein oder mehrere Steuerlogikelemente zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweisen.
  17. Mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Maschine nach Anspruch 16, wobei die Steuerlogikelemente mindestens eine Verarbeitungseinheit und ein zugehöriges Speicherbauelement zum Speichern einer Folge von Befehlen aufweisen, um die Verarbeitungseinheit zu veranlas sen, einen oder mehrere Schritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  18. Mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Maschine nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Steuerlogikelemente ein oder mehrere Digitalsignal-Verarbeitungselemente aufweisen.
  19. Mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Maschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Steuerlogikelemente ein oder mehrere Hardwareelemente aufweisen.
  20. Mehrachsige computergestützte numerisch gesteuerte Schleifmaschine mit einem oder mehreren Servomechanismen zum Steuern der Position eines ersten Teils und/oder eines zweiten Teils, wobei das zweite Teil eine Schleifscheibe ist; und einer numerischen Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs der Servomechanismen, wobei die numerische Steuervorrichtung und die Servomechanismen ein oder mehrere Steuerlogikelemente zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweisen.
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