DE19833085A1

DE19833085A1 - Verfahren zur numerisch gesteuerten Zylindrizitätsverstellung bei der Bearbeitung rotationssymetrischer Werkstücke

Info

Publication number: DE19833085A1
Application number: DE1998133085
Authority: DE
Inventors: Dankwart Lehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Verfahren zur Kompensation eines zuvor meßtechnisch erfassten Zylindrizitätsfehlers bei der Bearbeitung eines Werkstückes auf einer Rundschleifmaschine. Die Zustell- und die Werkstücklängsachse verfahren interpolierend und kompensieren dabei den ermittelten Zylindrizitätsfehler. Das mathematische Bezugssystem Werkstück - Schleifscheibenkante wird dabei um den zu korrigierenden Winkel geschwenkt. Um den Bezug zwischen Schleifscheibenmantellinie und Werkstückmantellinie zu halten, wird die Schleifscheibenkontur beim Abrichten ebenfalls um den zu korrigierenden Winkel in ihrem Ursprung gedreht.

Description

An automatisch gesteuerten Rundschleifmaschinen, tritt immer wieder das Problem auf, das beim Schleifen von Werkstücken ein Zylindrizitätsfehler ermittelt wird, der nicht erwünscht ist und korrigiert werden muß. Fig. 1 zeigt den Grundaufbau einer Außenrundschleifmaschine.

a) Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem der von der Zylinderform abweichende Werkstückwinkel durch Schwenken den Werkstücktisches hergestellt wird. (Fig. 1 g-Schwenkachse Werkstücktisch)
b) Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem die von der Zylinderform abweichende Werkstückgeometrie durch Verschiebung der Reitstockpinole in/oder entgegen der Bearbeitungsrichtung erreicht wird. (Fig. 1 i-Feinverstellung der Reitstockpinole)
c) Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem von der Zylinderform abweichende Werkstückgeometrien durch Verdrehen des Werkstückspindelstocks in/oder gegen die Bearbeitungsrichtung erreicht wird. (Fig. 1 k-Schwenkachse Werkstückspindelstock)
d) Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Schleifscheibe durch Schwenken einen Winkel einnimmt, der von der Bearbeitungsrichtung abweicht. Bei reinen Einstechschleifoperationen kann hierdurch ein von der Zylinderform abweichende Werkstückgeometrie erzeugt werden. (Fig. 1 h-Schwenkachse Schleifspindelstock)

Häufig werden die genannten Verfahren auch angewendet, um Geometriefehler der Maschine oder der Werkstückaufnahme zu kompensieren.

Nachteilig bei den unter a) bis d) beschriebenen Verfahren ist der Aufwand für die erforderliche Mechanik zum Schwenken von Werkstücktisch, Werkstückspindelstock, Schleifspindelstock oder zum Verschieben der Reitstockpinole.

Weiterhin erweist sich als nachteilig, das dies mechanischen Verstellverfahren oft systembedingte Ungenauigkeiten haben wie z. B.: Umkehrlose.

Häufig sind zum Einstellen auch mit unerwünschten Rüstzeiten behaftete Arbeiten erforderlich, wie z. B.: Anbau von Meßmitteln.

Auch ist zum Schwenken von Schleiftischen und Werkstückspindelstöcken meist die Zuhilfenahme von Werkzeugen erforderlich.

In aller Regel ist nach dem Verstellen der Zylindrizität durch eines der unter a) bis d) genannten Verfahren ein erneutes Probeschleifen mit anschließender Kontrolle durch Messen erforderlich.

Nachteilig bei dem unter a) genannten Verfahren ist es weiterhin, das der Abrichter, der in aller Regel am Werkstückspindelstock oder am Reitstock befestigt ist, in seiner Position verschoben wird. In der Folge muß der Abrichter in Bezug auf seine Position zur Schleifscheibe neu justiert oder erfaßt werden. Dieser Mangel tritt unter Umständen auch bei dem unter c) beschriebenen Verfahren auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Bediener einer numerisch gesteuerten Schleifmaschine, nachdem dieser eine Zylindrizitätsabweichung am Werkstück ermittelt hat zu ermöglichen, diese Zylindrizitätsabweichung schnell und einfach zu beseitigen. Prozessnebenzeiten sollen hierbei minimiert werden, mechanische Hilfsmittel und Konstruktionen zur Erreichung dieses Effektes sollen komplett entfallen. Das der Erfindung zu Grunde liegende Verfahren erlaubt auch auf einfache Weise die Erstellung/Fertigung erwünschter Abweichungen von der Zylinderform bei Werkstücken. (z. B. Schleifen von Konen).

Nach der Erfassung der Zylindrizitätsabweichung des Werkstückes werden die beiden Schleiftischpositionen Z₁ und Z₂, an denen die Messung erfolgte, sowie der von der Zylinderform abweichende Wert (X₂-X₁) dem Steuerungsrechner der Schleifmaschine zur Berechnung übergeben.

Der Steuerungsrechner berechnet hieraus den Winkel α der Abweichung der aktuellen Werkstückmantellinie von der idealen Zylinderform.

Siehe hierzu auch Fig. 2

Das mathematische Bezugssystem Werkstück-Scheibenbezugskante, wird vom Steuerungsrechner jetzt um diesen Winkel angepaßt. Alle jetzt durchgeführten Schleifoperationen finden im neuen Koordinaten-System statt.

Vorstellbar ist auch, daß die Schleifmaschinensteuerung diese Korrektur so durchführt, daß die dem Bediener visuell angezeigten Achspositionen von dieser Korrekturmaßnahme nicht beeinflußt werden. Vorteilhaft ist hierbei, das ein evtl. vorhandener Zeichnungsbezug bei Werkstückvermaßungen erhalten bleibt.

In der Praxis bedeutet dies, daß der Durchmesser X₁ an der Position Z₁ nicht der absoluten Achsposition des Durchmessers X₂ an der Position Z₂ entsprecht, auch wenn die dem Bediener angezeigten Durchmesserpositionen der Zustellachse identisch sind. Bei einer Oszillation des Schleiftisches (Z-Achse) zwischen den Positionen Z₁ und Z₂ würde sich die X-Achse also interpolierend mitbewegen. Die Größe des X-Hubes ist abhängig von der Größe des Korrekturwinkels α sowie der aktuellen Z-Position.

Nachteilig ist, daß die Scheibenmantellinie ihren Winkelbezug zum Werkstück geändert hat. Auch wäre im Einstechschleifen keine Zylindrizitätsänderung erreichbar. Deshalb muß nach dieser Korrektur die Schleifscheibe neu profiliert (abgerichtet) werden. Beim Profilieren der Scheibe muß das Bezugssystem Schleifscheibe-Abrichter ebenfalls um den Betrag des Korrekturwinkels α in seinem Ursprung gedreht werden. (Fig. 3) Dies ist natürlich auch vorteilhaft, wenn die Schleifscheibe mit einem komplexen Profil - das heißt einem Konturzug bestehend aus mehreren Konturelementen - vorprofiliert wurde. Aus Gründen der Zeitersparnis wäre hier vorstellbar, daß der Steuerungsrechner der Schleifmaschine den tiefsten und den höchsten Geometriepunkt des Konturzuges ermittelt, und durch einen Vergleich mit dem tiefsten und dem höchsten Konturpunkt (der um den Winkel α geschwenkten neuen Kontur) den zu profilierenden Betrag errechnet.

Im praktischen Betrieb wird der Winkel α so klein sein, daß sich das Profilieren auf einen oder sehr wenige Abrichthübe beschränkt.

Claims

1. Verfahren zur numerisch gesteuerten Zylindrizitätsverstellung bei der Bearbeitung von Werkstücken auf einer Rundschleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellachse (X) der Schleifmaschine interpolierend mit der Achse für die Werkstücklängsbearbeitung (Z) die vorher meßtechnisch erfaßte Abweichung des Werkstückes von der Zylinderform kompensiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der meßtechnisch und rechnerisch ermittelte Abweichungswinkel bei allen Schleifoperationen an diesem Werkstück berücksichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontur auf der Schleifscheibe beim Abrichten in ihrem Ursprung um den zu korrigierenden Winkel geschwenkt wird, damit der Winkelbezug zwischen Schleifscheibenmantellinie und Werkstückmantellinie erhalten bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unter 1. benannte Verfahren verwendet wird um von der Zylinderform abweichende geometrische Körper (Kegel) herzustellen.