DE19532222A1 - Workpiece cylindrical contour forming method for grinding equipment - Google Patents

Workpiece cylindrical contour forming method for grinding equipment

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Abstract

The method forms cylindrical contours on a roller (5), which is tensioned on a machine by a device that can move longitudinally and can also rotate about its longitudinal axis. The roller is worked upon by grinding equipment (4), and its position is sensed by measuring equipment (6). The contour of the roller along its longitudinal axis is recorded during its rotation by the measuring equipment, and an analysis unit (7) compares the signal from the latter with reference values for the contour which is to be formed. A correction curve is generated automatically from the compared data, and is supplied to the grinding equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Walzenkonturen, bei dem eine Walze in eine auf einem Maschinenbett angeordnete Vorrichtung eingespannt, in ihr in Längsrichtung verfahren sowie um ihre Längsachse in Rotation versetzt, von einer auf dem Maschinenbett angeordneten Schleifeinrichtung bearbeitet und von einer Meßeinrichtung abgetastet wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing roller contours, in which a roller is clamped in a device arranged on a machine bed, move in the longitudinal direction and set in rotation about its longitudinal axis, processed by a grinding device arranged on the machine bed and is scanned by a measuring device. The invention also relates to a Device for performing this method.

Die Herstellung von hochgenauen, beliebigen Walzenkonturen stellt ein fertigungstechnisch großes Problem dar. Das Problem ist u. a. darin begründet, daß eine Schrägstellung der Walze beim Einspannen in die Schleifmaschine auch durch aufwendiges Ausrichten nicht vollständig auszuschließen ist. Darüber hinaus sind Maschinen- und Fertigungsfehler bei Schleifmaschinen mit Direktzustellung, Kippung oder Exzenterzustellung zu berücksichtigen. The production of high-precision, any roller contours stops production-related big problem. The problem is u. a. based on the fact that also an inclination of the roller when clamping in the grinding machine complex alignment cannot be completely ruled out. Beyond that Machine and manufacturing defects in grinding machines with direct infeed, Tilt or eccentric delivery to be taken into account.  

Walzenkonturen werden üblicherweise mit einem Verfahren hergestellt, bei dem zunächst die Lage der Walze in der Einspannvorrichtung der Schleifmaschine sowie die fehlerbehaftete Kontur der Walze manuell vom Schleifmaschinenbediener vermessen wird. Diese mit Hilfe von aufwendigen Meßfahrten gewonnenen Daten werden mit einer Sollkurve verglichen. Unter Berücksichtigung der erforderlichen Fertigungstoleranzen wird die Walze anschließend geschliffen, wobei die von der Schleifeinrichtung zu verfahrende Kurve vom Maschinenbediener von Hand nachgeregelt wird. Dies setzt eine große Erfahrung des Maschinenbedieners voraus. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß es sehr zeitaufwendig ist und nur von wenigen Maschinenbedienern beherrscht wird. Darüber hinaus erstreckt sich die Erfahrung des Maschinenbedieners nur auf vergangene Bearbeitungsvorgänge. Die während des jeweiligen Schleifvorgangs herrschenden Zustände, das sind neben Gewicht und Schieflage der Walze die Temperatur der gesamten Anordnung, damit verbundener Verzug der Walze sowie Verschleiß des Schleifmediums, müssen stets neu durch den Maschinenbediener erkannt und in manuelle Korrekturen umgesetzt werden.Roll contours are usually produced using a process in which first the position of the roller in the clamping device of the grinding machine and the defective contour of the roller manually by the grinding machine operator is measured. This data obtained with the help of complex test drives are compared with a target curve. Taking into account the necessary Manufacturing tolerances, the roller is then ground, the of the Grinding device, curve to be traversed by the machine operator by hand is adjusted. This requires a great deal of experience from the machine operator ahead. The disadvantages of this method are that it is very time consuming and is only mastered by a few machine operators. Furthermore the operator's experience extends only to past ones Machining operations. The prevailing during the respective grinding process Conditions, in addition to the weight and inclination of the roller, the temperature of the entire arrangement, associated warpage of the roller and wear of the Grinding medium, must always be recognized anew by the machine operator and in manual corrections are implemented.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Walzenkonturen zu schaffen, bei dem die Lage der Walze sowie die Konturfehler der Walze gemessen werden und die notwendigen Korrekturen automatisch ausgeführt werden. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch die Meßeinrichtung während der Rotation der Walze entlang deren Längsachse die Kontur der Walze aufgenommen wird, daß in einer Auswerteeinheit von der Meßeinrichtung ermittelte Meßwerte mit Sollwerten der herzustellenden Walzenkontur verglichen werden, und daß aus den verglichenen Daten automatisch eine Korrekturkurve erzeugt wird, deren Daten der Schleifeinrichtung zugeführt und von ihr nachgefahren werden.The invention seeks to remedy this. It is based on the task Process for producing roller contours, in which the position of the Roll and the contour errors of the roll are measured and the necessary Corrections are carried out automatically. According to the invention, this is Object achieved in that by the measuring device during the rotation of the Roller along the longitudinal axis of the contour of the roller is recorded that in an evaluation unit, measured values determined by the measuring device with target values the roller contour to be produced are compared, and that from the compared data is automatically generated a correction curve, the data of the Grinding device fed and followed by it.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist eine personenunabhängige Korrektur der Walzen möglich. Darüber hinaus ist die Korrektur sofort an den jeweiligen Maschinenzustand anzupassen. Durch die automatische Korrektur ist es möglich, einem Maschinenbediener mehrere Schleifmaschinen zu unterstellen, wodurch Personal eingespart werden kann. Durch die Verringerung der Anzahl an Meßfahrten kann die Bearbeitungszeit erheblich verkürzt werden.With the method according to the invention, a person-independent correction of the Rolling possible. In addition, the correction is immediately to the respective Adapt machine condition. With the automatic correction it is possible subordinate several grinding machines to one machine operator, whereby  Personnel can be saved. By reducing the number of The processing time can be shortened considerably.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Sollkurve menügeführt am Bildschirm eingegeben; die Sollwerte der herzustellenden Walzenkontur und die ermittelten Meßwerte werden nach der Funktion h=f(z) beschrieben, wobei h die Ballenhöhe und z die Längsachse der Walze sind. Die Funktion darf keine Unstetigkeiten aufweisen. Eine manuelle Eingabe der Sollwerte zur Erzeugung beliebiger Kurvenformen in Form einer Tabelle ist möglich.In a further development of the invention, the target curve is menu-guided on the screen entered; the target values of the roll contour to be produced and the determined Measured values are described according to the function h = f (z), where h is the bale height and z are the longitudinal axis of the roller. The function must not be discontinuous exhibit. A manual entry of the setpoints to generate any Curve shapes in the form of a table are possible.

Andere Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in Unteransprüchen beschrieben. In Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung von zwei Meßtastern gebildet ist, die diametral angeordnet und relativ zur Längsachse der zu schleifenden Walze bewegbar sind.Other developments of the method according to the invention are in Subclaims described. In one embodiment of the invention is a device for carrying out the method, characterized in that the measuring device is formed by two probes, which are arranged diametrically and relative to Longitudinal axis of the roller to be ground are movable.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.In the single figure of the drawing is an embodiment of a device schematically shown for performing the method according to the invention and is described in more detail below.

Walzenschleifmaschinen bestehen im wesentlichen aus einem Maschinenbett 1, einem Antrieb 2, einer Einspannvorrichtung 3 sowie einer Schleifvorrichtung 4. Die Einspannvorrichtung 3 ist mit Hilfe des Antriebs 2 in Längsrichtung des Maschinenbetts 1 auf diesem verfahrbar. Die Schleifvorrichtung 4 ist an einer der beiden Längsseiten des Maschinenbetts i angeordnet. Die Schleifvorrichtung 4 weist einen Antrieb 4.1 sowie eine Schleifscheibe 4.2 auf. Der Antrieb 4.1 dient zum einen dazu, die Schleifscheibe 4.2 in Rotation zu versetzen, zum anderen dient er zum Verfahren der Schleifscheibe in Querrichtung des Maschinenbetts 1.Roll grinding machines essentially consist of a machine bed 1 , a drive 2 , a clamping device 3 and a grinding device 4 . The clamping device 3 can be moved in the longitudinal direction of the machine bed 1 with the aid of the drive 2 . The grinding device 4 is arranged on one of the two long sides of the machine bed i. The grinding device 4 has a drive 4.1 and a grinding wheel 4.2 . The drive 4.1 serves on the one hand to set the grinding wheel 4.2 in rotation, and on the other hand it serves to move the grinding wheel in the transverse direction of the machine bed 1 .

In die Einspannvorrichtung 3 ist eine Walze 5 eingespannt. Mit Hilfe des Antriebs 2 wird auch die Walze 5 in Rotation um ihre Längsachse versetzt. Um eine Materialabnahme auf der Walze 5 zu erreichen, fährt die rotierende Schleifscheibe 4.2 quer zum Maschinenbett 1 in Richtung der Walze 5 vor, bis die Schleifscheibe 4.2 die entgegengesetzt rotierende und in Längsrichtung verfahrene Walze 5 berührt.A roller 5 is clamped in the clamping device 3 . With the help of the drive 2 , the roller 5 is also set in rotation about its longitudinal axis. In order to achieve a decrease in material on the roller 5 , the rotating grinding wheel 4.2 traverses transverse to the machine bed 1 in the direction of the roller 5 until the grinding wheel 4.2 touches the counter-rotating and longitudinally moving roller 5 .

Eine Meßeinrichtung 6, die zwei diametral angeordnete Meßtaster 6.1, 6.2 aufweist, nimmt entlang der Längsachse der rotierenden Walze 5 die Position und Lage sowie die Kontur der Walze 5 auf. Es wird der Abstand A zwischen Meßtaster 6.1 und Walze 5 sowie der Abstand B zwischen Meßtaster 6.2 und Walze 5 gemessen. Die ermittelten Daten werden einer Schleifsteuerung 7 zugeführt, in der die gemessenen Werte nach der Formel (A+B)/2 verarbeitet werden. Dieses Ergebnis kann als Fehlerkurve dargestellt werden. Es wird mit der gewünschten Sollkurve verglichen und automatisch eine Korrekturkurve erzeugt, die der Sollkurve überlagert wird. In der Fehlerkurve sind sämtliche Einflüsse der Maschine auf den Fehler, wie z. B. Bettfehler durch Temperatur und Walzengewicht, enthalten. Darüber hinaus sind Fehler der Zustellachse durch Lose oder Maschinengeometrie enthalten. Die Messung wird im ausgeschliffenen Zustand der Walze 5 vorgenommen, d. h. weiteres Schleifen mit dieser Sollkontur bringt keine Änderung an der Walzenkontur.A measuring device 6 , which has two diametrically arranged measuring probes 6.1 , 6.2 , records the position and position as well as the contour of the roller 5 along the longitudinal axis of the rotating roller 5 . The distance A between probe 6.1 and roller 5 and the distance B between probe 6.2 and roller 5 are measured. The determined data are fed to a grinding controller 7 , in which the measured values are processed according to the formula (A + B) / 2. This result can be represented as an error curve. It is compared with the desired target curve and a correction curve is automatically generated, which is superimposed on the target curve. In the error curve, all influences of the machine on the error, such as B. bed errors due to temperature and roll weight included. In addition, errors in the infeed axis due to lots or machine geometry are included. The measurement is carried out in the ground state of the roller 5 , ie further grinding with this target contour does not change the roller contour.

Ist eine erste korrigierte Sollkurve geschliffen, wird eine erneute Messung durchgeführt und mit der Ursprungssollkurve verglichen. Aus diesem Vergleich wird eine neue Fehlerkurve erzeugt. Diese neue Fehlerkurve wird der korrigierten Sollkurve überlagert. Dieser Vorgang kann beliebig häufig wiederholt werden, bis die erforderliche Abweichung der Walzenkontur von der Sollkurve erreicht ist. Versuche haben ergeben, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der zweiten Messung das gewünschte Ergebnis erreicht ist.Once a first corrected target curve has been ground, a new measurement is made carried out and compared with the original target curve. From this comparison a new error curve is generated. This new error curve will be corrected Target curve overlaid. This process can be repeated any number of times until the required deviation of the roller contour from the target curve has been reached. Tests have shown that when using the method according to the invention after the second measurement the desired result has been achieved.

Zur Darstellung der Meßkurven sowie der Sollkurven kann ein Drucker 8 an die Schleifsteuerung 7 angeschlossen sein. Dieser ist in der Lage, die Kurven als Linien- oder Polardiagramm auszudrucken, die zur Qualitätskontrolle oder -sicherung benutzt werden können. A printer 8 can be connected to the grinding controller 7 to display the measurement curves and the set curves. This is able to print out the curves as a line or polar diagram, which can be used for quality control or quality assurance.

Durch Interpolation der gemessenen Werte je Umdrehung der Walze ist das Problem der Istwertaufnahme und Fehlmessungen durch äußere Einflüsse, wie z. B. Kühlmittelreste und Schwingungen der Meßtasterarme sowie Sprünge der Meßtaster durch Oberflächenrauhtiefen, gelöst. Durch die Erfassung der Position je Umdrehung (0 bis 360°) ergibt sich eine Meßwertfolge in Form einer Spirale. Aus der Korrelation dieser Werte sind die Korrekturkurven gebildet, wodurch Fehlmessungen ausgeblendet sind. In der Dokumentation ist demgegenüber der gemessene Istwert mit Interpolation je Umdrehung dargestellt. Je Umdrehung der Walze werden etwa 36 Istwerte aufgenommen.By interpolating the measured values per revolution of the roller that is Problem of actual value recording and incorrect measurements due to external influences, such as B. Coolant residues and vibrations of the probe arms and cracks in the Probe released by surface roughness. By capturing the position each Revolution (0 to 360 °) results in a measurement sequence in the form of a spiral. Out The correction curves are formed from the correlation of these values Incorrect measurements are hidden. In contrast, in the documentation is the measured actual value with interpolation per revolution. Per revolution of Around 36 actual values are recorded on the roller.

Das Verfahren ist außerdem in der Lage, durch gleichzeitige Aufnahme des Werkstückwinkels mit Meßtasterauslenkung und der zugehörigen z-Achsenposition auch scheibenweise Rundheitskorrekturen und Dokumentationen durchzuführen.The method is also capable of recording the Workpiece angle with probe deflection and the associated z-axis position also make roundness corrections and documentation in slices.

So ist es z. B. geeignet, einen oval gelagerten Zapfen rund zu schleifen und damit die Grundlage zu schaffen, daß die Kontur der Walze optimal geschliffen wird. Mit dem Verfahren sind Konturtoleranzen erreichbar, die unter 0,5 µm liegen.So it is z. B. suitable to grind an oval bearing pin round and thus to create the basis that the contour of the roller is optimally ground. With The process achieves contour tolerances of less than 0.5 µm lie.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von Walzenkonturen, bei dem eine Walze in eine auf einem Maschinenbett angeordnete Vorrichtung eingespannt, in ihr in Längsrichtung verfahren sowie um ihre Längsachse in Rotation versetzt, von einer auf dem Maschinenbett angeordneten Schleifeinrichtung bearbeitet und von einer Meßeinrichtung abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Meßeinrichtung (6) während der Rotation der Walze (5) entlang deren Längsachse die Kontur der Walze (5) aufgenommen wird, daß in einer Auswerteeinheit (7) von der Meßeinrichtung (6) ermittelte Meßwerte mit Sollwerten der herzustellenden Walzenkontur verglichen werden, und daß aus den verglichenen Daten automatisch eine Korrekturkurve erzeugt wird, deren Daten der Schleifeinrichtung (4) zugeführt und von ihr nachgefahren werden.1. A method for producing roller contours, in which a roller is clamped in a device arranged on a machine bed, moved in its longitudinal direction and rotated about its longitudinal axis, processed by a grinding device arranged on the machine bed and scanned by a measuring device, thereby characterized in that the contour of the roller ( 5 ) is recorded by the measuring device ( 6 ) during the rotation of the roller ( 5 ) along its longitudinal axis, that in an evaluation unit ( 7 ) measured values determined by the measuring device ( 6 ) with target values of the roller contour to be produced are compared, and that a correction curve is automatically generated from the compared data, the data of which are fed to the grinding device ( 4 ) and followed by it. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Meßeinrichtung (6) die rotatorische Position und die Lage der Walze (5) sowie die Position der Meßeinrichtung (6) aufgenommen werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the rotational position and attitude are taken of the roll (5) and the position of the measuring device (6) by the measuring device (6). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte der herzustellenden Walzenkontur und die ermittelten Meßwerte nach der Funktion h=f(z) beschrieben werden, wobei h die Ballenhöhe und z die Längsachse der Walze (5) sind.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the target values of the roller contour to be produced and the measured values determined are described according to the function h = f (z), where h is the bale height and z is the longitudinal axis of the roller ( 5 ). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte der herzustellenden Walzenkontur über eine Tastatur oder Diskette in die Schleifsteuerung (7) als Tabelle eingegeben werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the target values of the roll contour to be produced are entered as a table in the grinding control ( 7 ) via a keyboard or diskette. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Meßwerte sowie die Sollwerte mit Hilfe eines Druckers (8) als Linien- oder Polardiagramm ausgedruckt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the measured values determined and the target values are printed out with the help of a printer ( 8 ) as a line or polar diagram. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (6) von zwei Meßtastern (6.1, 6.2) gebildet ist, die diametral angeordnet und relativ zur Längsachse der zu schleifenden Walze (5) bewegbar sind.6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring device ( 6 ) is formed by two probes ( 6.1 , 6.2 ) which are arranged diametrically and movable relative to the longitudinal axis of the roller ( 5 ) to be ground are.
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