DE19616353A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender Werkstücke - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Durchmessers exzentrisch umlaufender WerkstückeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Durchmessers
eines exzentrisch um eine Umlaufachse umlaufenden Werkstücks, beispielsweise eines
Hubzapfens einer auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine, rotie
renden Kurbelwelle während der Bearbeitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
bzw. des Anspruchs 7.
Durch die DE 35 21 710 C2 (= US 4 637 144) sind ein Verfahren und eine Vorrichtung die
ser Art für die Inprozeßmessung des Durchmessers von Hubzapfen einer Kurbelwelle be
kannt. Diese bekannte Vorrichtung weist einen an einem Arm einer Schwinge in Längsrich
tung verfahrbaren Meßkopf mit Tastern zum Abgreifen des Werkstückdurchmessers auf.
Der an die Umfangsfläche eines Hubzapfens angelegte und mit einer bestimmten Kraft
angedrückte Meßkopf folgt wegen seiner schwenkbaren und längs verfahrbaren Anordnung
dem vollen Umlauf des Hubzapfens, wobei mit den Tastern permanent der Durchmesser
des Werkstücks abgegriffen wird und die entsprechenden Durchmessermeßwerte für die
Steuerung der Werkstückbearbeitung gebildet werden. Auf diese Weise steht zwar immer
ein aktueller Durchmessermeßwert zur Verfügung, der aber mit relativ hohem apparativem
Aufwand erkauft werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrich
tung der eingangs angegebenen Art anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungs
gemäß dadurch, daß die Meßtaster des Meßkopfes nur in einem vorgegebenen Umlauf
bahnabschnitt an das umlaufende Werkstück angelegt werden und daß der Werkstück
durchmesser beim Durchlaufen dieses vorgegebenen Umlaufbahnabschnitts erfaßt wird.
Gemäß einer Weiterentwicklung des Verfahrens nach der Erfindung wird der Werkstück
durchmesser während eines jeden Werkstückumlaufs jeweils nur einmal beim Durchlaufen
des vorgegebenen Umlaufbahnabschnitts erfaßt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu
grunde, daß es genügt, den Werkstückdurchmesser während eines Werkstückumlaufs nur
einmal oder nur in einem vorgegebenen Umlaufbahnabschnitt zu erfassen. Das kann mit
einer gegenüber dem Stand der Technik stark vereinfachten Meßkopfanordnung ausge
führt werden, so daß technischer Aufwand und Kosten erheblich reduziert werden. Die
Präzision der Werkstückbearbeitung leidet darunter nicht, weil bei den meistens modernen
Steuerungen der Solldurchmesser ohnehin nur einmal pro Werkstückumdrehung vorgege
ben wird und für den Abgleich die einmalige Erfassung des Istdurchmessers also ausreicht.
Fortführungen, Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der
Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 6 enthalten. Dabei gibt der Anspruch 3 in
Fortführung der Erfindung Merkmale von Einzelheiten des Meßverfahrens an. Die gemäß
Anspruch 4 vorgesehene angetriebene und gesteuerte Schwenkung des Meßkopfes ver
hindert Belastungen der Meßtaster durch das bewegte Werkstück, was der Zuverlässigkeit
der Messung zugute kommt. Die Schwenkbewegung des Meßkopfes wird dazu in synchro
ner Übereinstimmung mit der Werkstückbewegung angetrieben und gesteuert. Anspruch 5
zeigt eine besonders einfache Verfahrensgestaltung, die höchstens geringen mechani
schen Aufwand für die Mitführbewegung des Meßkopfes erfordert und einen eigenen An
trieb mit numerischer Steuerung nicht benötigt. Die Merkmale des Anspruchs 6 definieren
die derzeit für die Messung bevorzugte Relativstellung von Meßkopf und Werkstück. Ge
mäß Anspruch 6 wird für das Abgreifen des Werkstückdurchmessers der Abschnitt der Be
wegungsbahn des Werkstücks gewählt, in dem die lineare Relativbewegung zwischen den
Tastern am kleinsten ist. Dadurch sind optimale Meßergebnisse zu erwarten.
Für eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art wird die der Erfindung zugrundelie
gende Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Fortführun
gen, Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung
sind in den Unteransprüchen 8 bis 15 angegeben. Dabei enthält Anspruch 8 eine derzeit
bevorzugte Ausführungsform der Meßkopfanordnung zur Realisierung des Erfindungsge
dankens. Die Ansprüche 9 und 10 betreffen den Antrieb und die Steuerung der Schwenk
bewegung des Meßkopfes, die die störungsfreie Durchmessererfassung gewährleisten. Die
Ausbildung der Vorrichtung nach dem Anspruch 11 zeichnet sich durch besondere Ein
fachheit aus, die dennoch zu einwandfreien Meßergebnissen führt. Anspruch 12 enthält
eine Meßkopfvariante, die in vorteilhafter Weise für den Fall der durch das Werkstück
selbst angetriebenen Schwenkbewegung des Meßkopfes geeignet ist. Dasselbe gilt für die
in den Ansprüchen 13 und 14 angegebenen Vorrichtungsvarianten. Die Merkmale des An
spruchs 15 ermöglichen die schnelle und automatische Vorbereitung des Meßkopfes für
den nächsten Meßvorgang.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß für die Messung des Durchmessers eines exzentrisch
um eine Umlaufbahn umlaufenden Werkstückes nur relativ wenig mechanischer Aufwand
erforderlich ist. Die Vorrichtung begnügt sich mit einem im wesentlichen herkömmlichen
Meßkopf mit Meßtastern, der um eine ortsfeste Achse lediglich in einem kurzen Bogen
schwenkbar angeordnet ist. Eine Linearführung des Meßkopfes entsprechend dem Hub der
exzentrisch umlaufenden Werkstücke sowie am Werkstück anliegende Führungsprismen
sind nicht erforderlich. Da die Meßtaster nicht in dauerndem Kontakt mit dem umlaufenden
Werkstück sind, ist deren Verschleiß reduziert, ohne daß die Messung und die die Meßwer
te verwertende Maschinensteuerung beeinträchtigt sind. So führt das erfindungsgemäß
vorgeschlagene intermittierende Abgreifen des Werkstückdurchmessers zu einer Verlänge
rung der Standzeit der Einrichtung ohne Verlust an Präzision. Die Erfindung ist einsetzbar
bei Schleifprozessen mit kontinuierlicher Zustellung und erweist sich als besonders vorteil
haft in Verbindung mit einem Zustellverfahren, bei dem die Zustellung schrittweise vor
zugsweise einmal pro Werkstückumdrehung jeweils in bestimmten Winkellagen des Werk
stücks erfolgt.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Maschinentisch einer Kurbelwellenschleifmaschine
mit einer Meßvorrichtung nach der Erfindung etwa in Pfeilrichtung A der
Fig. 3 in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Meßvorrichtung etwa entlang der Linie B-B in Fig. 1
in nicht maßstabsgerechter schematischer Darstellung,
Fig. 3 und 4 die Seitenansicht der Fig. 2 in verschiedenen Arbeitspositionen und
Fig. 5 bis 9 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht einer gesteuerten Variante der
Meßvorrichtung in einer vereinfachten schematischen Darstellung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf den Werkstücktisch einer
Kurbelwellenschleifmaschine mit einer Meßvorrichtung gemäß der Erfindung etwa in der
durch den Pfeil A in Fig. 3 angegebenen Blickrichtung. Fig. 2 zeigt eine schematische
Ansicht der Vorrichtung nach der Erfindung entlang der Linie B-B der Fig. 1. Gleiche Teile
sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Mit 1 ist das Maschinenbett einer Kurbelwellenschleifmaschine bezeichnet, auf welcher ein
nicht dargestellter Schleifspindelstock mit einer Schleifscheibe 2 in Pfeilrichtung 3 verfahr
bar ist. Quer zur Schleifscheibe 2 ist auf dem Maschinenbett 1 ein Werkstücktisch oder
Werkstückschlitten 4 in Pfeilrichtung 6 verfahrbar geführt. Der Werkstückschlitten 4 trägt
einen Werkstückspindelstock 7 und einen Reitstock 8 mit Zentrierspitzen, zwischen denen
in üblicher Weise eine Kurbelwelle 9 eingespannt ist. Die Werkstückspindel wird von einem
Motor 11 angetrieben, der mit einem Winkelgeber 12 zur Erfassung der Drehwinkellage der
Kurbelwelle 9 verbunden ist. In der Darstellung der Fig. 1 ist der Werkstückschlitten 4 in
Pfeilrichtung 6 so positioniert, daß sich ein Kurbelzapfen 13 als Werkstück vor der Schleif
scheibe 2 in Bearbeitungsposition befindet.
Auf einer Konsole 14 des Maschinenbettes 1 ist eine Meßvorrichtung 16 zur Erfassung des
Durchmessers des Kurbelzapfens 13 während seiner Bearbeitung durch die Schleifscheibe
2 angeordnet.
Diese Meßvorrichtung 16 weist einen Meßkopf 17 mit Meßtastern 18 auf. Der Meßkopf 17
ist an einem um eine Schwenkachse 19 schwenkbaren Meßkopfträger 21 angebracht. Ein
Schwenkantrieb 22, beispielsweise in Gestalt einer Kolben-Zylinder-Einheit, greift an einer
Achse 23 an den Meßkopfträger 21 an. Der Schwenkantrieb 22 ist an einem Ausleger 24
der Konsole 14 angelenkt. Ein Lagerblock 26 trägt das Schwenklager 27 des Meßkopfträ
gers 21. Der Lagerblock 26 ist auf der Konsole in einer Aufnahme 28 mittels eines Positio
nierelements 29 in einer korrekten Lage zum umlaufenden Kurbelzapfen 13 positioniert und
mittels Spannmitteln, beispielsweise Spannschrauben 31, verspannt. Das Positionierele
ment 29 weist eine Anschlagfläche 32 für die extreme untere Schwenkposition des Meß
kopfträgers 21 auf. Durch Austauschen des Positionierelementes 29 können die Position
des Lagerblocks 26 und die Lage der Anschlagfläche 32 und damit die extreme untere
Schwenkposition des Meßkopfträgers 21 auf verschiedene Kurbelwellengrößen umgerüstet
werden.
Der Meßkopfträger 21 ist mit einem starren Führungslineal 33 versehen, das in die Umlauf
bahn 34 des Werkstücks 13 um eine Umlaufachse 36, im gegebenen Beispielsfall die Kur
belwellenachse, eingreift. Dabei erstreckt sich das Führungslineal 33 über die Länge der
Taste 18 hinaus tangential zur Umfangsfläche 37 des Kurbelzapfens 13 in dessen Bewe
gungsbahn hinein.
Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:
Zur Vorbereitung der nächsten Messung wird der Meßkopf 17 durch Schwenken des Meß kopfträgers 21 mittels des Antriebes 22 in seine in Fig. 2 gezeigte extreme untere Position geschwenkt, in welcher der Meßkopfträger auf der Anschlagfläche 32 des Positionierele ments 29 aufliegt. In dieser Position ist der Meßkopf 17 so zur Bewegungsbahn 34 des Hubzapfens 13 ausgerichtet, daß sich die Umfangsfläche 37 des Hubzapfens bei der Be rührung mit der Spitze des Führungslineals 33 tangential gleitend an eine Führungsfläche 38 des Führungslineals anlegt. Bei der weiteren Bewegung des Hubzapfens 13 entlang seiner Bewegungsbahn 34 gleitet seine Umfangsfläche 37 an der Führungsfläche 38 ent lang und schwenkt dabei den Meßkopf im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 19. Der Antrieb 22 ist dabei ausgeschaltet, so daß er der Schwenkbewegung des Meßkopfes 17 keinen Widerstand entgegensetzt. Bei der weiteren Bewegung des Hubzapfens 13 entlang seiner Bewegungsbahn 34 gleitet die Umfangsfläche 37 an der Führungsfläche 38 entlang, und der Hubzapfen gelangt in den zwischen den Tastern 18 liegenden Erfassungsbereich 39, was in Fig. 3 dargestellt ist, in der wieder gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in den Fig. 1 und 2.
Zur Vorbereitung der nächsten Messung wird der Meßkopf 17 durch Schwenken des Meß kopfträgers 21 mittels des Antriebes 22 in seine in Fig. 2 gezeigte extreme untere Position geschwenkt, in welcher der Meßkopfträger auf der Anschlagfläche 32 des Positionierele ments 29 aufliegt. In dieser Position ist der Meßkopf 17 so zur Bewegungsbahn 34 des Hubzapfens 13 ausgerichtet, daß sich die Umfangsfläche 37 des Hubzapfens bei der Be rührung mit der Spitze des Führungslineals 33 tangential gleitend an eine Führungsfläche 38 des Führungslineals anlegt. Bei der weiteren Bewegung des Hubzapfens 13 entlang seiner Bewegungsbahn 34 gleitet seine Umfangsfläche 37 an der Führungsfläche 38 ent lang und schwenkt dabei den Meßkopf im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 19. Der Antrieb 22 ist dabei ausgeschaltet, so daß er der Schwenkbewegung des Meßkopfes 17 keinen Widerstand entgegensetzt. Bei der weiteren Bewegung des Hubzapfens 13 entlang seiner Bewegungsbahn 34 gleitet die Umfangsfläche 37 an der Führungsfläche 38 entlang, und der Hubzapfen gelangt in den zwischen den Tastern 18 liegenden Erfassungsbereich 39, was in Fig. 3 dargestellt ist, in der wieder gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in den Fig. 1 und 2.
In Fig. 3 hat der Hubzapfen 13 die Meßposition im Erfassungsbereich 39 zwischen den
Meßtastern 18 erreicht, in welcher beide Taster den Durchmesser D des Werkstückes ab
greifen und der Meßkopf 17 ein Durchmessersignal erzeugt. Die Messung erfolgt also ge
rade beim Durchgang der Werkstückachse 41 durch die die Schwenkachse 19 des Meß
kopfes 17 und die Umlaufachse 36 des Werkstückes verbindende Ebene 42, die in Fig. 3
strichpunktiert eingezeichnet ist. In dieser Phase hat die Relativbewegung zwischen den
Tastflächen der Taster 18 und der Umfangsfläche des Werkstückes in Längsrichtung der
Taster ihr Minimum, so daß hier ein weitgehend störungsfreies Abgreifen des Durchmes
sers D optimal gewährleistet ist.
Die weitere Bewegung des Hubzapfens 13 entlang seiner Bewegungsbahn 34 in Pfeilrich
tung 43 schwenkt den Meßkopf 17 weiter im Uhrzeigersinn, bis die Führungsfläche 38 des
Führungslineals 33 in der in Fig. 4 dargestellten Austrittsposition tangential zur Umfangs
fläche 37 des Hubzapfens 13 verläuft. In dieser Stellung, (in Fig. 4 sind gleiche Teile wie
der mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 bezeichnet) löst sich der Hub
zapfen 13 von der Führungsfläche 38 des Führungslineals 33 gleitend und stoßfrei. Da
durch werden die Messung möglicherweise verfälschende Schwingungen im Meßkopf ver
mieden.
Nachdem das Werkstück 13 den Bereich des Führungslineals 33 verlassen hat, gibt der
Winkelgeber 12 (s. Fig. 1) des Kurbelwellenantriebs 11 in einer vorbestimmten Winkellage
der Kurbelwelle ein Signal an eine Steueranordnung 44 ab, die den Schwenkantrieb 22 in
Gang setzt, der daraufhin den Meßkopfträger 21 mit dem Meßkopf 17 entgegen dem Uhr
zeigersinn gegen die Anschlagfläche 32 bewegt, um den Meßkopf in die in Fig. 2 darge
stellte, für die nächste Durchmessermessung geeignete Position zu bringen.
Für den Fall, daß nach der Messung keine weitere Messung des Durchmessers erforderlich
ist, wird der Meßkopf 17 durch den Schwenkantrieb 22 ausgehend von der in der Fig. 4
dargestellten Position weiter im Uhrzeigersinn geschwenkt, bis seine Taster ganz aus dem
Bewegungsbereich des umlaufenden Hubzapfens 13 herausbewegt sind. Diese Position ist
nicht dargestellt.
Die Fig. 5 bis 9 zeigen eine Variante der Durchmessererfassung eines exzentrisch um
laufenden Werkstückes mit einem Meßkopf, dessen Schwenkbewegung numerisch ge
steuert ist.
Das Werkstück, beispielsweise wieder ein Kurbelzapfen 13 einer im übrigen nicht weiter
dargestellten Kurbelwelle, läuft wie im Fall der Fig. 1 bis 4 entlang der Bewegungsbahn
34 in Pfeilrichtung 43 um. Diese Umlaufbewegung wird wie im Falle der Fig. 1 durch den
Kurbelwellenantrieb 11 angetrieben, dessen Winkellage mit dem Drehwinkelgeber 12 erfaßt
wird. Der Drehwinkelgeber 12 erzeugt der Drehwinkelposition der Kurbelwelle entspre
chende Winkelsignale, die er an die Steueranordnung 44, beispielsweise die Maschinen
steuerung, abgibt.
Der Meßkopf ist bei dieser Variante ebenso ausgebildet wie der im Zusammenhang mit den
Fig. 1 bis 4 dargestellte und ist ebenfalls mit der Bezugszahl 17 bezeichnet. Der Aufbau
der Meßkopfanordnung ist in den Fig. 5 bis 9 nicht noch einmal dargestellt. Er kann
ebenso gestaltet sein wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, wobei der Schwenkantrieb 22 so
wie die Anschlagfläche 32 entfallen. Statt dessen ist die Schwenkbewegung des Meßkopfes
17 von einem Motor 46 angetrieben, der von der Steueranordnung 44 in Abhängigkeit von
der Winkellage des Werkstücks 13 auf seiner Bewegungsbahn 34 gesteuert wird. Die ver
schiedenen Positionen, die der Meßkopf 17 während der Erfassung eines Werkstück
durchmessers einnimmt, sind in den Fig. 5 bis 8 dargestellt.
Gemäß der Fig. 5 ist der Meßkopf 17 in eine Eintrittsposition geschwenkt, in welcher die
Taster 18 tangential zur Umfangsfläche 37 des ankommenden Hubzapfens 13 ausgerichtet
sind und in die Bewegungsbahn 34 des Hubzapfens eingreifen. Gemäß Fig. 6 hat sich der
Hubzapfen 13 in den Erfassungsbereich 39 zwischen den Tastern 18 des Meßkopfes 17
bewegt, wobei die Berührung zwischen den Tastern und der Umfangsfläche des Werk
stücks beim Eintritt in den Erfassungsbereich wegen der tangentialen Ausrichtung der Ta
ster weitgehend stoßfrei und gleitend erfolgt. Während sich jetzt der Hubzapfen 13 weiter
entlang seiner Bewegungsbahn 34 bewegt wird gleichzeitig der Meßkopf 17 durch den An
trieb 46 in Abhängigkeit von der Winkellage des Werkstückes 13 um seine Achse 19 im
Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß zwischen beiden Tastern 18 und dem Werkstück immer
eine belastungsfreie Berührung stattfindet. Fig. 7 zeigt die Meßposition des Meßkopfes
17, die dadurch definiert ist, daß die Werkstückachse 41 die die Schwenkachse 19 des
Meßkopfes und die Umlaufachse 36 des Werkstückes verbindende Ebene 42 passiert.
Auch hier wird die Durchmessererfassung wieder durchgeführt in einer Werkstückposition,
in welcher die Längsbewegung des Werkstückes an den Tastern 18 entlang sehr klein ist.
Das erhöht die Zuverlässigkeit der Durchmessermessung.
Gemäß Fig. 8 hat das Werkstück 13 bei seinem Umlauf entlang seiner Bewegungsbahn
34 den Erfassungsbereich 39 der Taster 18 verlassen und vollendet seinen Umlauf, wäh
rend es gleichzeitig, was in den Fig. 5 bis 9 nicht dargestellt ist, weiter in Kontakt mit
der Schleifscheibe ist und geschliffen wird. Der Meßkopf 17 wird inzwischen entgegen dem
Uhrzeigersinn um seine Schwenkachse 19 herum in die Eintrittsposition der Fig. 5 zu
rückgeschwenkt, um für die nächste Durchmessermessung im nächsten Umlauf des
Werkstückes bereitzustehen. Diese Rückbewegung des Meßkopfes ist durch die Steueran
ordnung 44 in Abhängigkeit von der Winkelposition des Werkstückes auf seiner Bewe
gungsbahn gesteuert, um Kollisionen zwischen dem Werkstück und den Tastern während
dieser Rückbewegung zu vermeiden.
Fig. 9 zeigt eine inaktive Position des Meßkopfes 17, in welcher eine Erfassung des
Durchmessers des Werkstückes 13 beim Durchgang von dessen Achse durch die Verbin
dungsebene 42 nicht erfolgt.
Mit den beschriebenen Vorrichtungsvarianten wird also der Durchmesser D eines exzen
trisch umlaufenden Werkstückes nicht während des ganzen Werkstückumlaufs, sondern
nur in einem bestimmten Umlaufbahnabschnitt erfaßt. Dieser Umlaufbahnabschnitt ist defi
niert durch die Überschneidung der Bewegungsbahn 34 des Werkstückes 13 mit dem Er
fassungsbereich 39 zwischen den Tastern 18 des Meßkopfes 17. Dabei kann es ausrei
chen, den Durchmesser des Werkstückes 13 in diesem Umlaufbahnabschnitt nur ein einzi
ges Mal zu erfassen und durch die Steueranordnung zu einem entsprechenden Durchmes
sersignal zu verarbeiten. Es ist natürlich im Rahmen der Erfindung auch möglich, den
Durchmesser innerhalb des vorgegebenen Umlaufbahnabschnitts mehrfach zu erfassen
und entsprechende Einzel- oder Durchschnittssignale des Durchmessers zu bilden. Jeden
falls genügt es für das meßgesteuerte Schleifen von exzentrisch umlaufenden Werk
stücken, den Durchmesser nur einmal während des Umlaufes zu erfassen. Dies gilt insbeson
dere dann, wenn die Schleifscheibe nicht kontinuierlich zugestellt wird, sondern nur einmal
während eines jeden Werkstückumlaufs eine Zustellung der Schleifscheibe erfolgt.
In aller Regel wird für die Durchmesser-Messung ein handelsüblicher Meßkopf mit zwei
relativ zueinander beweglichen Meßtastern eingesetzt werden. Die absolute Durchmesser-Mes
sung ist aber auch möglich, wenn ein beweglicher Taster den Werkstückdurchmesser
gegen ein starres Referenzelement mißt, der zweite Taster also als Referenzelement starr
am Meßkopf angeordnet ist. Diese Variante ist in der Zeichnung nicht eigens dargestellt.
Sie kann realisiert werden, indem bei der Meßkopfausführung nach den Fig. 2 bis 4 der
auf der Seite des Führungslineals 33 liegenden Taster 18 starr angeordnet wird oder weg
fällt. Das Führungslineal 33 erfüllt dann gleichzeitig die Aufgabe eines starren Tasters oder
Referenzelements für die Durchmessererfassung mit dem zweiten, beweglichen Taster.
Claims (15)
1. Verfahren zum Messen des Durchmessers eines exzentrisch um eine Umlaufachse
umlaufenden Werkstücks, beispielsweise eines Hubzapfens einer auf einer Werkzeugma
schine, insbesondere einer Schleifmaschine, rotierenden Kurbelwelle während ihrer Bear
beitung, bei dem Meßtaster eines Durchmessermeßkopfes an die Umfangsfläche des
Werkstücks angelegt werden und der Durchmesser des Werkstücks erfaßt wird, während
der Meßkopf der Bewegung des Werkstücks nachgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßtaster des Meßkopfes nur in einem vorgegebenen Umlaufbahnabschnitt an
das umlaufende Werkstück angelegt werden und daß der Werkstückdurchmesser beim
Durchlaufen dieses vorgegebenen Umlaufbahnabschnitts erfaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückdurchmesser
während eines Werkstückumlaufs nur einmal beim Durchlaufen des vorgegebenen Umlauf
bahnabschnitts erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück wäh
rend seines Umlaufs am Anfang des vorgegebenen Umlaufbahnabschnitts in einen zwi
schen den Meßtastern liegenden Erfassungsbereich hineinbewegt wird, daß der Durch
messer des Werkstücks beim Durchgang durch den Umlaufbahnabschnitt erfaßt wird und
daß das Werkstück am Ende des Umlaufbahnabschnitts aus dem Erfassungsbereich der
Taster herausbewegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß
kopf während des Durchlaufs des Werkstücks durch den vorgegebenen Umlaufbahnab
schnitt um eine zur Achse der Umlaufbahn parallele Achse geschwenkt wird und daß die
Schwenkbewegung des Meßkopfs in Abhängigkeit von der Bewegung des Werkstücks
durch den Umlaufbahnabschnitt angetrieben und gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwenkbewegung des Meßkopfs durch das den vorgegebenen Umlaufbahnabschnitt
durchlaufende Werkstück selbst angetrieben und geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mes
sung des Werkstückdurchmessers etwa beim Durchgang des Werkstücks durch eine die
Schwenkachse des Meßkopfes und die Achse der Umlaufbahn des Werkstücks verbinden
de Ebene ausgeführt wird.
7. Vorrichtung zum Messen des Durchmessers eines exzentrisch um eine Umlaufachse
umlaufenden Werkstücks, beispielsweise eines Hubzapfens einer auf einer Werkzeugma
schine, insbesondere einer Schleifmaschine, rotierenden Kurbelwelle während ihrer Bear
beitung mit einem Durchmessermeßkopf, welcher sich zur Messung des Durchmessers an
die Umfangsfläche des Werkstücks anlegende Meßtaster aufweist und während der Mes
sung der Bewegung des Werkstückes folgend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßkopf (17) das Werkstück (13) nur in einem vorgegebenen Umlaufbahnab
schnitt mit seinen Meßtastern (18) für die Durchmessermessung erfassend ausgebildet und
angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (17) um eine
zur Umlaufachse (36) parallele stationäre Achse (19) schwenkbar ist und daß die Bewe
gungsbahn eines zwischen den Meßtastern (18) des Meßkopfes (17) liegenden, das zu
messende Werkstück (13) aufnehmenden Erfassungsbereiches (39) bei der Schwenkbe
wegung des Meßkopfs (17) um seine Schwenkachse (19) in dem vorgegebenen Umlauf
bahnabschnitt die Umlaufbahn (34) des Werkstücks (13) schneidet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßkopf (17)
Antriebsmittel (13, 46) zugeordnet sind, welche den Meßkopf aus einer Eintrittsposition, in
der die Meßtaster (18) zur Einführung des Werkstücks (13) in den Erfassungsbereich (39)
wenigstens angenähert tangential zum Anfang des vorgegebenen Umlaufbahnabschnitts
hin ausgerichtet sind, durch eine Meßzone, in der die Taster (18) den Durchmesser (D) des
Werkstücks (13) abgreifen, in eine Austrittsposition schwenken, in der die Meßtaster (18)
hert tangential zur Bewegungsbahn (34) des Werkstücks am Ende des Umlaufbahnab schnitts hin ausgerichtet sind.
hert tangential zur Bewegungsbahn (34) des Werkstücks am Ende des Umlaufbahnab schnitts hin ausgerichtet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Antriebsmittel (46) des Meßkopfes (17) an eine Steueranordnung (44) angeschlossen ist,
welche die Schwenkbewegung des Meßkopfes in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung
eines in den Erfassungsbereich (39) der Meßtaster (18) eingetretenen Werkstückes (13)
durch den vorgegebenen Umlaufbahnabschnitt steuernd ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als
Antriebsmittel für die Schwenkbewegung des Meßkopfes (17) das in den Erfassungsbe
reich (39) der Meßtaster (18) eingreifende, umlaufende Werkstück (13) selbst vorgesehen
ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer
der Taster (18) des Meßkopfes (17) als starres Referenzelement ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meßkopf (17) ein in seiner Eintrittsposition an der Vorderseite des Werkstücks (13) in des
sen Umlaufbahn (34) eingreifendes starres Führungslineal (33) aufweist, an welchem das
Werkstück (13) während seines Durchlaufs durch den vorgegebenen Umlaufbahnabschnitt
zum Schwenken des Meßkopfes (17) aus seiner Eintrittsposition in seine Austrittsposition
anliegt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslineal (33)
gleichzeitig als Referenzelement für die Messung des Werkstückdurchmessers (D) vorge
sehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein
den Meßkopf (17) aus seiner Austrittsposition in seine Eintrittsposition zurückschwenkender
Rückstellantrieb (22) vorgesehen ist.
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