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Verfahren und Anordnung zum automatischen Auswuchten von Wuchtkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Auswuchten von Wuchtkörpern
an vorbestimmten Ausgleichsstellen in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
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Verfahren und Vorrichtungen zum automatischen Auswachten von Wuchtkörpern
in vorgegehenen Winkellagen sind bekannt. Diese Verfahren und Vorrichtungen haben
besondere Bedeutung im Zusammenhang mit dem sogenannten georteten Auswuchten, bei
dem der Wuchtkörper an konstnjktiv bereits vorher festgelegten Atiswiichtstellen
den Massenausgleich erfajirt.
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Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind bisher nur flir das
Posi tionieren solcher Wuchtkörper geeignet, bei denen die Massenausgleichsstellen
in einer äquidistanten Winkelteilung am Wuchtkörper vorgesehen sind.
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Vor allem sind die bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen nicht
für das rasche und wirtschaftliche Aiisgleichen auf sehr hohe Genauigkeiten geeignet,
da die hierbei erforderlichen Vor und Nachwuchtgänge nicht ohne Umrüstung der Auswuchtmaschine
oder Abnahme des Wuchtkörpers unmittelbar aufeinanderfolgend abgerichtet werden
können. Der Grund dafür liegt darin, da# bei einer Wachtmaterialentnahme, beispielsweise
durch Bohren, im Feinwuchtvorgang nn der Materialentnahmestelle sich bereits eine
Bohrung vom Grobwuchtvorgang her befindet. Die Ausgangslage der Bohrerspitze ist
also nicht mehr die u ursprüngliche. Die Messung der im Feinausgleichsvorgang abzubohrenden
Materialisenge erfordert deshalb meßtechnisch einen au#erordentlich
großen
Aufwand, z. B. eine Speicherung des im Grobwuchtvorgang weggenommenen Materials.
Das Auswuchten von Wuchtkörpern unter eine bestimmte Wuchtgenauigkeitsgrenze, die
zwei oder mehrere Auswuchten läufe bedingt, erforderte also bisher stets ein Umrüsten
der Maschine zwischen den einzelnen Auswuchtgängen, Manuelle vorgenommene Umrüstungen
stehen aber einerseits einer automatischen Auswuchtung entgegen unti bedingen anderseits
in der Serienfertigung große Zeitverluste.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung an automatischen Auswuchtmaschinen vorzuschlagen,
mittels denen Wuchtkörper ohne Umrüstung in aufeinanderfolgenden Wu chtgängen an
vorbestimmten Au sgleichsstellen positioniert und ausgeglichen werden können. Außerdem
soll dazu keine äquidistante Winkelteilung der vorbestimmten Ausgleichsstellen erforderlich
sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem ersten Schritt (Grobwuchtung)
die Unwuchten einem ersten Satz von Ausgleichsstellen zugeordnet und an diesen ausgeglichen
werden und in mindestens einem weiteren unmittelbar anschließenden Schritt (Feinwuchtung)
die nech dem ersten Schritt über der geforderten Restunwucht verbliebenen Unwuchten
mindestens einem weiteren Satz von Ausgleichs stellen zugeordnet und an diesen ausgeglichen
daß werden. Dabei ist es zweckmäßig,/der ersten Ausgleidisschritt an einer ersten
Winkelteilung zugeordneten Ausgleichsstellen und jeder weitere Ausgleichsschritt
an
Ausgleichsstellen vorgenommen wird, die auf zur ersten Winkelteillmg verschobenen
Winkelteilungen liegen. Außerdem erweist es sich als vor teilhaft, daß die Ausgleichsstellen
in einer Ebene des Wuchtkörpers in der Reihenfolge der natürlichen Zahlen numeriert
sind und die ungeradzahlig mlmerierten Ausgleichsstellen im Grobwuchtwrgang und
die geradzahlig mlmerierten Ailsgleichsstellen im Feinwuchtvorgang bearbeitet werden.
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Die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendete Anordnung ist dadurch
gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise sämtlichen Ausgleichsstellen in einer
Wuchtebene des Wuchtkörpers Impulsmarkierungen auf einer Zählskala winkelgerecht
zugeordnet sind und daß ein Lauf speicher und ein Zähler vorgesehen sind, durch
welche jedem Meß- und Ausgleichslauf ein Satz der Ausgleichsstellen zugeordnet ist.
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Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen nachfolgend
näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der verwendeten Zählskala
mit Markierungen der Ausgleichsstellen am Wuchtkörper und deren Abtastung;
Fig.
2 eine schematische Darstellung der Antriebe der Auswuchten maschine Imd der Po
sitioniereinrichhmg und Fig. 3 ein Blockschaltbild, aus dem der Funktionsablauf
beim Positionieren des Wuchtkörpers hervorgeht.
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Eine Zählskala 1 trägt Markierungen entsprechend den Ausgleichsstellen
eines Wuchtkörpers, die mit eins beginnend in der Reihenfoi ge der natürlichen Zahlen
numeriert isnd, und von einer Fotozelle 4 abgetastet werden. Diese Markierungen
können Hell-Dunkelfelder, Lochspuren oder dgl. sein.
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Die Markierungen können schwarz auf weiß oder umgekehrt aufgebracht
sein.
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Außerdem entsprechen die Abstände zwischen den Markierungen der Winkelteilung
der Ausgleichs stellen am Wuchtkörper. Der Zählskala 1 ist eine Nebenspur 2 zugeordnet,
die von einer Fotozelle 5 abgetastet wird. Die Nebenspur 2 dient zur Festlegung
des Zählbeginnes auf der Zählskala 1.
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Die Steuerung ist so aufgebaut, daß jeder Allsgleichsstelle entweder
ein schwarz-weiß Übergang oder ein weiß-schwarz uebergang entspricht. Der Zählbeginn
ist durch die Nebenspur 2 dann festgelegt, wenn sich die Foto zelle 4 farblich mit
der Fotozelle 5 in Koinzidenz befindet. Die Anzahl der Zähiskalen 1 entspricht der
Anzahl der vorhandenen oder vorgesehenen Ausgleichsebenen. Die Anzahl von Nebenspuren
entspricht im allgemeinen
der Anzahl von Zählskalen 1. Sie kann
sich erhöhen, wenn z. B. gleiche, aher untereinander phasenverschobene Winkelteilungen
verschiedener Aiisgleichs ebenen vorliegen.
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Gemäß Fig. 2 wird der Wuchtkörper durch ein Antriebsaggregat 7 an
einer allgemein mit 8 bezeichneten Auswuchtmaschine angetrieben. Ein Positionierantrieb
10 ist über eine gesteuerte Kupplung mit der Auswuchtmaschine 8 verbunden. Während
des Meßvorganges auf der Auswuchtmaschine 8 ist dieser Positionierantrieb 10 abgekuppelt.
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Das Vorgehen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und die Funktionsweise
der Vorrichtung wird anhand der Fig. 3 erläutert.
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Bei Beendigung eines Meßlaufes wird durch ein Kommando "Bremsen" ein
Antriebsmotor AM im Antriebsaggregat 7 abgebremst und zugleich die Schnelldrehzahl
eines Positioniermotors PM eingeschaltet. In einem Drehzahlvergleicher T wird die
Drehzahl des Antriebsmotors AM während des Bremsvorganges mit der des Positioniermotors
PM verglichen. Der Drehzahlvergleicher T erhält außerdem eine Information der Meßelektronik
darüber, ob ein Massenausgleich erfolgen muß oder nicht. Im verneinenden Falle wird
der Antriebsmotor AM bis zum Stillstand abgebremst. Bejahendenfalls wird bei Drehzahlgleichheit
des Antriebsmotors AM und des Positioniermotors PM die Kupplung 11 eingeschaltet
und die Bremsung des Antriebsmotors AM aufgelöst. Das Einschalten der Kupplung 11
wird mittels einer tyberwachungseinriditung
KÜ überwacht und gleichzeitig
die Fotozellen 4 und 5 scharf gemacht. Wenn beide Fotozellen 4 und 5 weiß sehen,
ist Zählbereitschaft gegeben. Dies wird in einem Bereitschaftsspeicher B vermerkt.
Der Bereitschaftsspeicher B bereitet nun einen Zähler Z zum Zählen vor. Dem Zähler
Z ist ein automatischer Umschalter für die Zählvorgänge im ersten und den darauffolgenden
Wuchtvorgängen zugeordnet. Gezählt wird jeweils der weiß -schwarz Übergang der Stellenmarkierungen.
Der Zählstand wird einem Vergleicher mitgeteilt, in den auch die Informationen eines
Komponenten speichers KO von der Meßelektronik einlaufen. Der Komponentenspei che
r KO speichert die Angabe darüber, an welchen Ausgleichsstellen Unwuchten vorliegen,
d. h. Ausgleichsvorgänge vorgenommen werden müssen. Wenn die Zählerstellung und
die Komponentenmeldung übereinstimmen, wird ein Positionsmelder P eingeschaltet.
Dieser schaltet den Position@@@@@@@ PM auf eine langsame Drehzahl um, um innerhalb
des durch die Impulsbreite einer Z ähl skalamarkierung gegebenen Zeitintervalls
die verlangte Position genau einzustellen. Sobald jetzt die Zählfotozelle 4 den
Übergang schwarz-weiß feststellt, wird der Positioniermotor PM abgeschaltet. Die
verlangte Position ist gefunden. Nun schließt sich in an sich bekannter Weise der
automatische Massenausgleich entsprechend den Angaben der Meßelektronik aufgrund
des vorangegangenen Meßlaufes an.
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Bei Beendigung des Massenausgleiches wird in einen Ausgleichsspeicher
A eine Information gegeben. Mittels dieses Ausgleichsspeichers A und des bereits
erwähnten Komponentenspeicher s KO wird festgestellt,
1) ob eine
weitere Ausgleichsstelle positioniert werden muß oder 2) ob dit Ausgleic hsfertigmeldung
AF gegeben werden kann.
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Im ersten Fall wird erneut die Schnelldrehzahl des Positioniermotors
PM eingeschaltet und von neuem eine Positionierung in gleicher Weise, wie oben beschrieben,
ausgeführt Im zweiten Falle bewirkt die Ausgleichsfertigmeldung AF sowohl einen
neuen Start des Antriebsmotors AM als auch das Umschaltern eines Laufspeichers L
für den unmittelbar anschließenden Meßlauf entsprechend dem Feinwuchtvorgang. Die
Information an den Laufspeicher L bewirkt nun das automatische Umschalten des Zählers
Z, so daß nun eine andere Positionszählung vorgenommen wird. Wurden im ersten Wuchtvorgang
durch den Positionszähler jeweils die mit ungeraden Zahlen numerierten Markierungsstellen
auf der Zählskala 1 sowohl bei der Messung als auch bei der Positionierung berücksichtigt,
und die mit geraden Zahlen bezifferten Markierungen ignoriert, so werden tun die
den Markierungsstellen mit geraden Nummern entsprechenden Ausgleichsstellen des
Wuchtkörpers sowohl bei der Messung als auch bei der Positionierung erfaßt. Die
Markierungsstellen mit geraden Nummern auf der Zählskala 1 entsprechen nun einer
Ausgleichswinke teilung, die gegenüber der bei der Grobwuchtung verwendeten Winkelteilung
verschoben ist. Der Verschiebungsbetrag der einzelnen Komponenten gegenüber den
bei der Grobwuchtung verwendeten Komponenten muß keineswegs für alle Komponenten
gleich groß sein. Es kann vielmehr entsprechend den Ausgleichsmöglichkeiten
am
Wuchtkörper für jede Komponente ein individueller Betrag vorgegeben sein. Dadurch
lä#t sich sehr einfach eine Anpassung an die Ausgleich smöglichkeiten des Wuchthörpers
es reiche Der Lautspeicher L kann nach Durchführung des Feinausgleiches noch eine
Information für einen anschließenden Kontrollme#lauf abgeben, um die Auswuchtgenauigkeit
und die Restunwucht festzustellen. Der Laufspeicher L gibt außerdem nach Erledigung
sämtlicher Vorgänge den abschließenden Befehl zur vollen Bremsung des Antriebsmotors.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung erfolgt also eine Verschiebung der Ausgleichspunlçte
im Grob- und Feinwuchtvorgang, so daß bei sämtlichen Ausgleichsvorgängen von einer
noch nicht bearbeiteten Oberfläche des Wuchtkörpers ausgegangen werden kann.
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Die beschriebene Vorrichtung verfährt dabei so, daß innerhalb der
Elektronik die hierzu benötigte konstruktiv vorgegebene Phasenverschiebung der Ausgieichswinkeiteilungen
vorgenommen wird. Es kann jedoch auch die Steuerung so ausgeführt werden, daß im
Feinwuchtvorgang das Ausgleichswerkzeug der gleichen Komponente zugeordnet radial
in eine neue Ausgleichsposition verschoben wird, falls eine Verschiebung in Umfangsrichtung
auf dem Wuchtkörper nicht möglich ist.
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Mit der beschriebenen Vorrichtung und gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren läßt sich also der Wuchtkörper an einer frei wählbaren Anzahl von
Ausgleichsstellen
positionieren, die lediglich von der konstruktiven Formgebung des Wuchtkörpers abhängig
sind. Die Zahl der erforderlicheii M@#-und Ausgleichsläufe lä#t sich h dabei beliebig
den erforderlichen Ausgleichsvorgängen anpassen.