DE2844820A1

DE2844820A1 - Work gauge for grinding machine - uses caliper probes to measure cylindrical dia. and rate of radius reduction

Info

Publication number: DE2844820A1
Application number: DE19782844820
Authority: DE
Inventors: Klaus Ackermann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-10-14
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1980-04-24

Abstract

The measuring system is used during accurate machining esp. during grinding. The system makes use of caliper probes (9, 10) which measure both diameter and rate of reduction of radius. The probes are mounted on a slide. When the rate of reduction of the radius is measured, the slide is moved against a stop, so that only one probe (10) engages with the workpiece (1). Electronic circuitry is available, to process the signals from the probe. A filter is switched into the circuit when measurement is switched over from "diameter" to "radius".

Description

Meßverfahren beim Feinbearbeiten von zylindrischen Werk-Measuring method for fine machining of cylindrical work-

stücken und lorrichtung dazu Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren beim Feinbearbeiten insbesondere beim Schleifen von zylindrischen Werkstücken nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.pieces and equipment for this The invention relates to a measuring method after finishing, especially when grinding cylindrical workpieces the preamble of claim 1.

Bei Werkstücken, die auf Rundschleifmaschinen bearbeitet werden, treten bei manchen Maschinen an den bearbeiteten zylindrischen Flächen zeitweise Rattermarken auf. Diese Rattermarken können trotz einer laufenden Durchmessermessung unerkannt bleiben. Die Entstehungsursache für derartige Formabweichungen von der exakten zylindrischen Form ist bisher noch nicht geklärt.Step on workpieces that are processed on cylindrical grinding machines with some machines chatter marks on the machined cylindrical surfaces at times on. These chatter marks can go undetected despite a running diameter measurement stay. The cause of such deviations in shape from the exact cylindrical one Form has not yet been clarified.

Werden die Rattermarken erst. am fertigbearbeiteten Werkstück entdeckt, so ist dieses meist Ausschuß, da die exakte zylindrische Fläche nicht mehr an dem betreffenden Werkstück maßhaltig herstellbar ist. Da es sich um sehr teuere Werkstücke wie z. B. Kurbelwellen handeln kann, bedeutet das Auftreten sicher Rattermarken einen sehr hohen Kostenfaktor.If the chatter marks are only discovered on the finished workpiece, so this is mostly scrap, since the exact cylindrical surface is no longer on that relevant workpiece can be produced true to size. Since these are very expensive workpieces such as B. can act crankshafts, means the occurrence is certain Chatter marks a very high cost factor.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein etwaiges Auftreten von Formungenauigkeiten der zylindrischen Fläche hinsichtlich Rundheit, welche die Toleranzbreite des Durchmessermaßes der bearbeiteten zylindrischen Oberfläche überschreiten und die trotz einer laufenden Durchmesserüberwachung auftreten können, vor Erreichen des Endbearbeitungsmaßes erkennbar zu machen.The object of the invention is to prevent any form inaccuracies occurring of the cylindrical surface in terms of roundness, which is the tolerance range of the diameter dimension exceed the machined cylindrical surface and which despite a running Diameter monitoring can occur before the finishing dimension is reached to make recognizable.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 verfahren. Dank der Radiusmessung am sich drehenden Werkstück und einer Beobachtung des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Radius kann festgestellt werden, ob die Werkstückoberfläche exakt rund, d. h., ob der Radius zeitlich konstant oder ob die zu bearbeitende Oberfläche unrund, d. h., der gemessene Radius zeitlich Schwankungen unterworfen ist.To solve this problem, according to the invention, according to the characterizing Features of claim 1 method. Thanks to the radius measurement on the rotating workpiece and an observation of the time course of the measured radius can be established whether the workpiece surface is exactly round, d. i.e. whether the radius is constant over time or whether the surface to be machined is out of round, d. i.e., the measured radius over time Is subject to fluctuations.

Beim Auftreten von Unrundheiten wird das Werkstück aus der Maschine herausgenommen und später oder in einer anderen Maschine fertig bearbeitet, bei der die Unrundheit beseitigt und das Endbearbeitungsmaß hergestellt werden kann. Ein Ausschuß bezüglich des sehr teueren#Werkstückes kann damit vermieden werden. Da Rundschleifmaschinen meist mit einer Meßsteuerung arbeiten, kann diese auch zur Prüfung auf Rattermarken mit herangezogen werden. Bei Anwendung einer Meßrachenlehre mit einem Meßwerk wird dazu die Meßrachenlehre derart verschoben, daß nur noch der Meßpunkt des Meßwerkes am Werkstück anliegt. Sind zwei Meßwerke vorgesehen, dessen Meßwerte zur Durchmessererermittlung addiert werden, so wird für die Radiusermittlung der Meßwert nur eines einzigen Meßwerkes isoliert herangezogen.If irregularities occur, the workpiece is removed from the machine taken out and finished later or in another machine, at which removes the runout and the finishing dimension can be made. A scrap with respect to the very expensive # workpiece can thus be avoided. Since cylindrical grinding machines usually work with a measuring control, this can also be used for Check for chatter marks can also be used. When using a snap gauge with a measuring mechanism, the measuring jaw gauge is shifted in such a way that only the The measuring point of the measuring mechanism is in contact with the workpiece. If two measuring units are provided, its Measured values for determining the diameter are added up, so will be for the radius determination of the measured value of only a single measuring mechanism is used in isolation.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch kurz erläutert; dabei zeigen: Fig. 1 die Anordnung einer beweglichen Meßrachenlehre innerhalb einer Bearbeitungsmaschine und Fig. 2 ein Blockschaubild für die Durchführung des Meßverfahrens nach der Erfindung.The invention is based on an embodiment shown in the drawings briefly explained below; 1 shows the arrangement of a movable one Measuring snap gauge within a processing machine and FIG. 2 is a block diagram for carrying out the measuring method according to the invention.

In einer nicht näher dargestellten Bearbeitungsmaschine ist ein Werkstück 1 drehbar und mit geringer IJmlaufgeschwindigkeit angetrieben gelagert. Dabei wird es durch die mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Schleifscheibe S feinbearbeitet und auf genaues Maß gebracht. Am Maschinengestell 2 ist eine Meßrachenlehre 3 über Blattfedern 4 vertikalbeweglich gelagert; das Eigengewicht der Meßrachenlehre ist durch die lialtefeder 5 ausgeglichen, die auch noch den erforderlichen Meßdruck für den unteren Meßpunkt erzeugt. Die Meßrachenlehre ist innerhalb eines unteren (6) und eines oberen Anschlages 7 beweglich, die beide einstellbar sind. Die Meßrachenlehre liegt normalerweise mit einem unteren (9) und einem oberen Meßpunkt 10 am Werkstück 1 an. Der untere Meßpunkt 9 ist über einen Ilaltearin 13 starr mit der Meßrachenlehre 3 verbunden. Der obere Meßpunkt 10 ist mit einem Meßfühler 12 verbunden, der im Innern eines Meßwerkes 8 drehbar angeordnet ist und dessen Relativverschiebungen zu dem Meßwerk ein Meßsignal hervorrufen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen induktiven Wegaufnehmer handeln, bei dem der Meßfühler 12 den Kern innerhalb einer feststehenden Induktivität darstellt und dessen Verlagerungen eine Anderung des Induktivitätswertes hervorrufen, der in einer elektronischen Auswerteeinheit angezeigt werden kann. An dem Meßwerk 8 ist noch ein Anschlag 11 für den oberen Meßpunkt angebracht.In a processing machine, not shown in detail, is a workpiece 1 rotatably mounted and driven at low running speed. It will it is finely machined by the grinding wheel S rotating at high speed and made to measure. On the machine frame 2, a measuring jaw gauge 3 is over Leaf springs 4 mounted so that they can move vertically; is the dead weight of the snap gage compensated by the lialtefeder 5, which also provides the required measuring pressure generated for the lower measuring point. The measuring jaw gauge is within a lower one (6) and an upper stop 7, both of which are adjustable. The measuring jaw gauge normally lies with a lower (9) and an upper measuring point 10 on the workpiece 1 at. The lower measuring point 9 is rigidly connected to the measuring throat gauge via an Ilaltearin 13 3 connected. The upper measuring point 10 is connected to a sensor 12 which is in the Inside a measuring mechanism 8 is rotatably arranged and its relative displacements cause a measuring signal to the measuring mechanism. For example, it can be a act inductive displacement transducer, in which the sensor 12, the core within a represents a fixed inductance and its displacements result in a change in the Cause inductance value, which is displayed in an electronic evaluation unit can be. A stop 11 for the upper measuring point is attached to the measuring mechanism 8.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Lage der Meßrachenlehre, bei der beide Meßpunkte 9 und lo am Werkstück anliegen, wird der Durchmesser des Werkstückes ermittelt. Zum tXbergang auf Radiusmessung wird mittels des Umstellzylinders 14 und über den Druckstift 15 die Meßrachenlehre um einige Zehntel Millimeter auf einen beispielsweise im Umstellzylinder vorhandenen Anschlag herabgesenkt, so daß der untere Meßpunkt 9 vom Werkstück abhebt und nur noch der obere Meßpunkt 10 anliegt. Die Absenkung der Meßrachenlehre ist so gering, daß der Anschlag 11 für den oberen Meßpunkt noch nicht berührt wird. Das jetzt vom Meßwerk 8 gewonnene Meßsignal repräsentiert den Radius der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche. Zeigt das Anzeigeinstrument des Meßwerkes 8 während der Radiusmessung einen zeitlich konstanten Wert, so kann die Bearbeitung fortgesetzt werden.In the position of the measuring jaw gauge shown in FIG. 1, in which both If measuring points 9 and lo are in contact with the workpiece, the diameter of the workpiece is determined. For the transition to radius measurement, the changeover cylinder 14 and the Push pin 15 the measuring rake gauge by a few tenths of a millimeter to one example The stop present in the converting cylinder is lowered so that the lower measuring point 9 lifts off the workpiece and only the upper measuring point 10 is applied. The sinking the measuring rake gauge is so small that the stop 11 for the upper measuring point is still is not touched. The measurement signal now obtained by the measuring mechanism 8 represents the Radius of the workpiece surface to be machined. Shows the display instrument of the Measuring mechanism 8 a time constant value during the radius measurement, so the Processing to be continued.

Zeigt das Meßinstrument hingegen zeitlich schwankende Werte, so muß die Bearbeitung vor Erreichen des Endbearbeitungsmaßes abgebrochen und bedisWielsweise auf einer andewer e ren Maschine fertig bearbeitet. Zumindest kann das betreffende Werkstückd W k t k bearbeitet und verwendet werden.If, on the other hand, the measuring instrument shows values that fluctuate over time, then must the processing is aborted before reaching the final processing dimension and as required Finished on another machine. At least that can be Workpiece d W k t k can be processed and used.

Die in Fig. 2 dargestellte Auswerte-Elektronik weist einen Hochfrequenzgenerator 16 zur Speisung der Induktivität des Meßwerkes 8 auf. Es sind zwei Auswertekanäle innerhalb der Auswerte-Elektronik vorgesehen, die mittels des Schalters 17 mit den Schaltstellungen D (Durchmessermessung) bzw. R (Radiusmessung) einstellhar sind. In dem Zweig ftir die Durchmessermessung ist ein Verstärker 18 und ein Gleichrichter 19 vorgesehen. Der Ausgang ist auf ein Meßinstrument 23 sowie auf verschiedene Schmtt-Trigger 21 geschaltet, von denen aus verschiedene Relais 22 ansteuerbar sind, die ihrerseits Zustelloperationen od.The evaluation electronics shown in FIG. 2 have a high-frequency generator 16 for feeding the inductance of the measuring mechanism 8. There are two Evaluation channels are provided within the evaluation electronics, which are activated by means of the switch 17 with the switch positions D (diameter measurement) or R (radius measurement) adjustable are. In the branch for the diameter measurement there is an amplifier 18 and a rectifier 19 provided. The output is on a measuring instrument 23 and on various Schmtt triggers 21 switched, from which various relays 22 can be controlled, which in turn Delivery operations or

dgl. an der Bearbeitungsmaschine auslösen. Der im Prinzip ganz ähnlich aufgebaute Zweig innerhalb der Auswerte-Elektronik für die Radiusmessung weist außerdem einen Filter 20 auf, in dem ein bestimmter Frequenzbereich, in welchem die zu erwartenden Rattermarken liegen, herausgefiltert wird. Der anschließende Verstärker 18' hat eine höhere Verstärkung als der im Durchmesser-Zweig liegende Verstärker 18. Im übrigen wird das Meßsignal nach Gleichrichtung im Gleichrichter 19 auf ein Meßinstrument 24 für die Radiusanzeige geschaltet. Über einen vom Radius-Zweig angesteuerten weiteren Schmitt-Trigger können auch irgendwelche Warn- oder Schaltoperationen mittels eines Relais ausgelöst werden. Der Filter 20 im Radius-Zweig dient dazu, Störfrequenzen von dem sehr empfindlichen Rattermarkensignal fernzuhalten. Da die Rattermarken im Vergleich zu den während der Bearbeitung auftretenden Durchmesseränderungen sehr klein sind, ist es zweckmäßig, die Verstärkung innerhalb des Radius-Zweiges stärker vorzusehen als im Durchmesser-Zweig. Es könnte im Radius-Zweig noch eine Differenziereinheit vorgesehen sein, deren Ausgang ihrerseits ebenfalls auf ein weiteres Anzeigeinstrument geschaltet ist. Bei zeitlicher Konstanz des Radiusverlaufes würde dieses Instrument die Anzeige Null und bei Radiusschwankungen eine positive Anzeige ergeben. Wenn die Anzeigewerte oberhalb eines tolerierbaren Schwellwertes liegen, müßte die. Bearbeitung abgebrochen oder zumindest ein Signal gegeben werden.Like. Trigger on the processing machine. Which in principle is very similar established branch within the evaluation electronics for the radius measurement also has a filter 20 in which a certain frequency range in which the expected Chatter marks lie, is filtered out. The subsequent amplifier 18 'has a higher gain than the amplifier 18 located in the diameter branch. Im Otherwise, after rectification in the rectifier 19, the measurement signal is sent to a measuring instrument 24 switched for the radius display. Via another controlled by the Radius branch Schmitt triggers can also perform any warning or switching operations using a Relays are triggered. The filter 20 in the radius branch is used to reduce interference frequencies to keep away from the very sensitive chatter mark signal. Because the chatter marks compared to the changes in diameter that occur during machining are small, it is useful to increase the gain within the radius branch to be provided as in the diameter branch. There could be a differentiating unit in the radius branch be provided, whose output in turn also on another display instrument is switched. If the course of the radius is constant over time would this instrument shows zero and a positive display in the case of radius fluctuations result. If the display values are above a tolerable threshold value, would have to. Processing aborted or at least a signal given.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Measuring method in fine machining, in particular grinding of cylindrical workpieces in which during rotation and / or machining diameter measurements of the workpiece on the surface to be machined will be shown that it is independent of the diameter measurement Before reaching the final machining dimension, also a radius measurement with one-point scanning carried out on the rotating workpiece (1) and the curve over time of the radius display is observed.

2. Device for carrying out the measuring process according to claim 1 with one that encompasses the workpiece surface to be machined and at least two Measuring points adjacent to the measuring plane and movably suspended measuring snap gauge at one of the 'tear points arranged measuring mechanism, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the measuring rake gauge (3) for the transition to radius measurement ("R") in such a way opposite a stop can be moved so that only the measuring point (lo) with the measuring mechanism (8) on the workpiece (1).

3. Apparatus for carrying out the measuring method according to claim 1 with at least two radially on the workpiece surface to be machined at measuring points adjacent measuring units ken, the measured values of the measuring units being added, d a d u It is noted that the measured values of at least one of the measuring units can also be displayed and / or evaluated individually - radius measurement.

4. Apparatus according to claim 2 or 3 with electrical transducers in the measuring units and evaluation electronics with amplification, rectification and Display of the measuring signal, that is not shown at the transition a higher amplification (18 ') of the measuring signal can be switched on for radius measurement ("R") is than for diameter measurement ("D", 18).

5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that when the transition to radius measurement ("R") a filter (20) is in the evaluation electronics can be switched on for the measurement signal.