DE3039467C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Honmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Bearbeitung von Bohrungen mit einer inneren Begrenzung, z. B. Sacklochbohrungen, durch Honen bleibt die Bohrung im Bereich des Bohrungsgrundes enger, weil dem Honwerkzeug der nötige Honstein­ überlauf nicht möglich ist. Um die Bohrung auch im Bereich des Bohrungsgrundes genau bearbeiten zu kön­ nen, ist bereits eine Vielzahl von Lösungen vorgeschla­ gen worden, die aber alle nicht vollständig zufrieden­ stellend sind.

So ist ein Honwerkzeug bekannt (DE-PS 21 04 459), bei dem die Honsteinträger als Schwenkleisten ausge­ bildet sind. Bei der Zustellung des Honwerkzeuges wird der vordere, dem Bohrungsgrund zugewandte Teil der Honsteine mehr aufgeweitet bzw. stärker angedrückt, wodurch trotz des fehlenden Honsteinüberlaufes eine nahezu zylindrische Bohrung erzeugt wird. Solche Hon­ werkzeuge müssen jedoch aufgrund der kegelförmigen Aufweitung mit verhältnismäßig kurzen Honsteinen be­ stückt werden. Nur bei der Bearbeitung von sehr kurzen Sacklochbohrungen, z. B. bei Bremstrommeln, arbeiten diese Honwerkzeuge befriedigend.

Bei der Bearbeitung längerer Sacklochbohrungen, z. B. Zylinderbohrungen in Brennkraftmaschinen, ist es daher bekannt (DE-PS 19 63 233, TZ für praktische Me­ tallbearbeitung, 71. jahrgang 1977, Heft 1, Seiten 21 bis 24), zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge anzuwen­ den. Mit einem ersten Werkzeug mit Schwenkleisten oder mit kurzen, parallel zustellbaren Honleisten wird mit kurzen Hüben am Bohrungsgrund eine Aufweitung vorgearbeitet. Anschließend wird mit einem zweiten Werkzeug mit längeren, parallel zustellbaren Honlei­ sten die Bohrung fertig bearbeitet. Diese Arbeitsweise erfordert jedoch eine zweispindlige Honmaschine oder einen Werkzeugwechsel.

Um diese Arbeitsweise zu vereinfachen, ist die gat­ tungsgemäße Honmaschine (TZ für praktische Metall­ bearbeitung, 71. jahrgang 1977, Heft 1, Seiten 21 bis 24) mit einem Satz längerer, parallel aufweitbarer Honlei­ sten und mit einem Satz kürzerer, parallel oder kegel­ förmig aufweitbarer Honleisten versehen. Beide Hon­ leistensätze werden unabhängig voneinander zugestellt. Bei dieser Honmaschine sind die längeren Honleisten dauernd im Einsatz, während die kürzeren Honleisten bei jedem Hub nur im unteren Bereich der Bohrung druckbeaufschlagt werden und bei Verlassen dieses Be­ reiches außer Eingriff gestellt werden. Die erreichbare Zylindrizität der Sacklochbohrung ist dabei von der Größe der Materialzerspanung im Bereich des Boh­ rungsgrundes, die hauptsächlich durch den aufgebrach­ ten Druck bzw. dessen Dauer bestimmt ist, und vom Honstein-Überlaufweg der längeren, parallel zustellba­ ren Honleisten am offenen Bohrungsende abhängig. Die Einstellung der Werte für den Honsteinüberlauf und den Druck muß beim Einrichten dieser Honmaschine empirisch ermittelt werden. Die Einstellung beim Ein­ richten sowie beim Betrieb erfolgt manuell. Insbesonde­ re während der Einlaufphase der Honsteine muß die Einstellung mehrfach korrigiert werden. Darum sind umfangreiche Einrichtarbeiten und qualifiziertes und darum kostenintensives Personal notwendig.

Es ist schließlich eine Honmaschine bekannt (TZ für praktische Metallbearbeitung, 71. Jahrgang 1977, Heft 1, Seiten 21 bis 24), bei der bei Sacklochbohrungen mit einer Hubverzögerung gearbeitet und die Verzöge­ rungszeit am Bohrungsgrund gesteuert wird. Diese Honmaschine arbeitet jedoch nicht zufriedenstellend, weil bei der Bearbeitung von Sacklochbohrungen, ins­ besondere von solchen Bohrungen, die keinen oder nur einen sehr kleinen Freistich haben, mit einem Honwerk­ zeug, das lediglich einen Satz parallel zustellbarer Hon­ leisten aufweist, die Bohrung im Bereich des Bohrungs­ grundes trotz Hubverzögerung enger bleibt. Die durch die Hubverzögerung erzielbare Mehrzerspanung reicht daher nicht aus, um den fehlenden Honsteinüberlauf vollständig zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gat­ tungsgemäße Honmaschine so auszubilden, daß der An­ preßdruck der kürzeren Honleisten automatisch ent­ sprechend den während der Bearbeitung der Werk­ stückbohrung ermittelten Meßwerten eingestellt wird.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Hon­ maschine erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Honmaschine wird bei Auftreten von Formfehlern im Bereich des Bohrungs­ grundes eine entsprechende Druckkorrektur des Hon­ druckes vorgenommen. Somit wird erreicht, daß der Hondruck in Abhängigkeit der momentan herrschenden Arbeitsbedingungen selbsttätig angepaßt wird. Es ist so möglich, Einzelteile durch einfaches Einstellen der ge­ forderten Maße genau zu bearbeiten. Der Ausschuß wird auf ein Minimum reduziert; die Genauigkeit der Bohrung sowie deren genaue Form ist auch bei wech­ selnden Bedingungen zuverlässig gewährleistet. Treten im Bereich des Bohrungsgrundes Formfehler auf, so werden sie vom Meßfühler erfaßt, der ein entsprechen­ des Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung zuführt. Sie vergleicht das im Bereich des Bohrungsgrundes er­ mittelte Ist-Maß mit dem in der darüberliegenden Ebe­ ne ermittelten Ist-Maß. Entsprechend diesem Ver­ gleichswert gibt die Auswerteeinrichtung ein Ausgangs­ signal, das am Eingang der Zustellsteuerung anliegt, die nunmehr in Abhängigkeit von dem in der Auswerteein­ richtung ermittelten Vergleichswert das Signal an das Antriebsglied abgibt. Es betätigt dann die Zustellvor­ richtung des kürzeren Honleistensatzes entsprechend der Größe dieses Signals. Die Zustellvorrichtung drückt die kürzeren Honleisten bzw. Honsteine jeweils mit ei­ nem solchen Druck an die Bohrungswand, daß der Formfehler im Bereich des Bohrungsgrundes beseitigt wird. Da während der Messung die Ist-Maße vom Meß­ fühler ermittelt werden, wird der Anpreßdruck der kür­ zeren Honleisten ständig in Abhängigkeit von den je­ weils ermittelten Ist-Maßen gesteuert. Auf diese Weise lassen sich Formfehler der Werkstückbohrung zuverläs­ sig und einfach beseitigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Honmaschine mit im Blockdiagramm dargestellten elektronischen Baugruppen,

Fig. 2 eine Honmaschine gemäß Fig. 1 mit einer ange­ schlossenen, schematisch dargestellten statistischen Auswerteeinrichtung.

In einer Honmaschine 1 ist eine Honspindel 2 gela­ gert, die von einem hydraulischen Hubantrieb 3, nämlich einer Kolben-Zylinder-Anordnung, nach oben und un­ ten bewegbar ist. Die Honspindel 2 wird außerdem in bekannter Weise von einem (nicht gezeigten) Drehan­ trieb um ihre Längsachse drehend angetrieben. Die Honspindel 2 trägt ein Honwerkzeug 4, dessen Hon­ steinträger 5, 6 von einer Zustelleinrichtung 7 radial nach außen zustellbar sind und das im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sacklochbohrung 8 eines Werkstückes 9 bearbeitet.

Mit der Honspindel 2 ist über einen Kettentrieb 11 ein Istwertgeber 10 für die Hubbewegung verbunden. Der Kettentrieb 11 ist mit dem Hubantrieb 3 verbunden, dessen Hubbewegung den Kettentrieb 11 antreibt. Selbstverständlich sind auch andere Istwertgeber mög­ lich, die die Stellung der Honspindel induktiv, kapazitiv oder fotoelektrisch abtasten und entsprechende Aus­ gangssignale digital oder analog abgeben.

Der hydraulische Hubantrieb 3 wird von einem Ma­ gnetventil 12 für die Auf- und Abwärtsbewegung ge­ steuert, dessen Magnetspule 13 von einem Hubsteuer­ gerät 14 angesteuert wird.

Das Hubsteuergerät kann in bekannter Weise als analog arbeitendes elektronisches Steuergerät aufge­ baut sein. Die genaue Funktionsbeschreibung eines der­ artigen Steuergerätes ist z. B. in der DE-PS 24 35 498 und in der DE-PS 25 50 770 angegeben. Ebenso sind auch digital arbeitende Steuergeräte verwendbar. Das Hubsteuergerät 14 wird zum besseren Verständnis nachfolgend kurz erläutert. Es besteht im wesentlichen aus zwei als Potentiometer ausgebildeten Sollwertge­ bern 15 und 16, einem Korrekturglied 17 und einer Ver­ gleicher- und Auswerteeinrichtung 18. Die Sollwertge­ ber 15, 16 dienen zur Einstellung der gewünschten Um­ steuerpunkte der Honspindel 2. Sie sind vorzugsweise mit einem Digitalknopf versehen, der eine genaue Ein­ stellung erlaubt. Entsprechend der Einstellung geben die Sollwertgeber 15, 16 ein Ausgangssignal - eine analoge Spannung oder ein digitales Signal - an das Korrekturglied 17 ab. Dieses erhält über Eingaben 19 weitere, die Sollwerte für den oberen und unteren Um­ steuerpunkt beeinflussende Signale, die den Anfangs­ schaltverzug, die Hydrauliköltemperaturänderung, die Hubgeschwindigkeit bzw. Antriebsleistungsänderung etc. wiedergeben. Weiterhin ist ein Eingang 20 für ein Signal vorgesehen, das zur Steuerung der Werkstück­ geometrie verwendet wird.

Die Vergleicher- und Auswerteeinrichtung 18 ver­ gleicht das vom Istwertgeber 10 kommende Signal, das die augenblickliche Stellung der Honspindel 2 wieder­ gibt, mit dem jeweiligen, vom Korrekturglied 17 gelie­ ferten korrigierten Sollwertsignal, das den gewünschten oberen bzw. unteren Umsteuerpunkt darstellt. Bei Übereinstimmung der Signale wird die Vergleicher- und Auswerteeinrichtung 18 ein Steuersignal abgeben, das die Umsteuerung der Hubbewegung der Honspindel 2 auslöst. In der DE-PS 24 35 498 ist eine derartige Steuereinrichtung eingehend beschrieben.

Das Hubsteuergerät 14 kann sowohl digital als auch analog arbeiten bzw. beide Arbeitsweisen miteinander verknüpfen. Weiterhin kann z. B. als Sollwertgeber ein Datenspeicher oder ein Rechner angeschlossen sein.

Die Zustelleinrichtung 7 für das Honwerkzeug 4 ist an sich bekannt. Eine genaue Funktionsbeschreibung ist der DE-OS 26 19 741 zu entnehmen. Sie besteht im we­ sentlichen aus einem hydromechanisch arbeitenden Zu­ stellmechanismus 21, welcher intermittierend betätigbar ist und über ein Zustellrohr 22 die vorzugsweise schritt­ weise Aufweitung der längeren, parallel geführten Hon­ leisten 5 a bewirkt. Ferner weist die Zustelleinrichtung 7 eine zweite, aus Zylinderbohrung und hydraulischem Kraftkolben bestehende Zustellvorrichtung 23 auf, wel­ che über eine im Zustellrohr 22 angeordnete Zustell­ stange 24 die Aufweitung des Honleistensatzes 6 be­ wirkt. Die Steuerung der Aufweitung des Honleistensat­ zes wird in Abhängigkeit von der Werkstückgeometrie gesteuert.

Hierzu ist das Honwerkzeug 4 mit einem Meßwerk­ zeug ausgestattet, z. B. ist ein an sich bekannter pneu­ matisch arbeitender Meßdorn 25 vorgesehen. Auch an­ dere, z. B. elektrische oder elektromechanische Meß­ werkzeuge sind anwendbar.

Im Ausführungsbeispiel weist das Honwerkzeug 4 zwei mit axialem Abstand voneinander liegende Meß­ stellen 26, 27 auf, die je durch mindestens zwei einander diametral gegenüberliegende Meßdüsen gebildet sind.

Die erste Meßstelle 26 ist dabei etwa in Werkzeugmitte und die zweite Meßstelle 27 nahe am unteren, dem Boh­ rungsgrund zugewandten Ende des Honwerkzeuges 4 angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber ist die Meßan­ ordnung in unterbrochenen Linien neben dem Hon­ werkzeug 4 dargestellt.

Vorteilhafterweise erfolgt die Maßkontrolle durch ei­ ne Vergleichsmessung, wozu axial oberhalb des Werk­ stückes ein Eichring 28 angeordnet ist. Im Ausführungs­ beispiel erfolgt die Maßkontrolle in folgender Reihen­ folge: Die Meßstelle 26 erfaßt zuerst das Kontrollring­ maß KG in der Meßebene G, danach das Werkstück­ maß WA am offenen Bohrungsende in der Ebene A und dann das Werkstückmaß W in Bohrungsmitte in der Ebene B; die Meßstelle 27 erfaßt zuerst das Kontroll­ ringmaß KG in der Meßebene G, dann das Werkstück­ maß WB in Bohrungsmitte in der Ebene B und danach das Werkstückmaß WC am Bohrungsgrund in der Ebe­ ne C.

Die Meßstellen 26, 27 sind an pneumatisch/elektri­ sche Wandler 29, 31 angeschlossen. Der Wandler 29 erhält das Meßsignal von der Meßstelle 26 und setzt es in ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal um, das an eine als Meßsteuergerät ausgebildete Auswerte­ einrichtung 30 weitergeleitet wird. Ebenso wird der Wandler 31 das Signal der Meßstelle 27 umsetzen und als elektrisches Ausgangssignal an eine als Meßsteuer­ gerät ausgebildete Auswerteeinrichtung 32 weiterleiten.

Die vorzugsweise elektronisch arbeitenden Aus­ werteeinrichtungen 30 und 32 bestehen im wesentlichen aus folgenden elektronischen Baugruppen: einem Spei­ cher 33, 36, einer Rechenelektronik 38, 39 und einer Auswertelektronik 46, 47. Ist ein zu bearbeitendes Werkstück in der Honstation angeordnet, wird die Ma­ schinensteuerung (nicht dargestellt) gestartet. Ein von der (nicht gezeigten) Maschinensteuerung kommendes Signal löst den Meßvorgang aus, der jeweils mit der Messung des Kontrollringmaßes KG in der Ebene G und anschließender "Nullsetzung" der Auswerteeinrich­ tungen 30 und 32 beginnt. Danach wird der bekannte Honvorgang von der Maschinensteuerung eingeleitet.

Mittels des Hubantriebes 3 wird das Honwerkzeug 4 in die Werkstückbohrung 8 eingefahren und zwischen den durch das Hubsteuergerät 14 vorgegebenen Gren­ zen auf- und abbewegt. Gleichzeitig wird die Drehung der Honspindel eingeschaltet und mit der Zustellung des Honwerkzeuges 4 begonnen. Bei Beginn des Honvor­ ganges wird, ebenfalls durch die Maschinensteuerung gesteuert, die Messung der Werkstückmaße WA und WB bzw. WB und WC eingeleitet.

Während des gesamten Honvorganges werden von den Meßstellen 26, 27 Meßwerte an die Wandler 29, 31 geliefert, wobei die elektrischen Ausgangssignale des Wandlers an den Speicher 33, 36 der Auswerteeinrich­ tung weitergeleitet sind. Über Steuerleitungen 34, 37 wird von einem Wegkomparator 35, der mit dem Hub­ steuergerät 14 verbunden ist, der am Speicher anstehen­ de Meßwert in Abhängigkeit von der Lage der Hub­ spindel übernommen. Der am Speicher 33 anstehende Meßwert wird zu dem Zeitpunkt übernommen, an dem die Meßstelle 26 gerade die Werkstückmeßebene A bzw. B überfährt; entsprechend werden die am Speicher 36 anstehenden Meßwerte genau dann übernommen, wenn die Meßstelle 27 gerade die Werkstückmeßebene B bzw. C überfährt.

In beiden Speichern 33, 36 ist vorteilhaft je eine Null­ automatik vorgesehen, welche den in der Kontrollmeß­ ebene G gemessenen Wert KG als Nullwert setzt und die jeweils festgestellte Differenz zu diesem Nullwert mit richtigem Vorzeichen zu den Werkstückmeßwerten WA, WB bzw. WB, WC addiert. Durch diese Maßnahme wird ein eventuelles Driften der Meßanlage kompen­ siert, so daß Abweichungen der Meßwerte, die sich z. B. durch Temperatureinflüsse oder andere äußere Einflüs­ se auf die Meßanlage ergeben können, korrigiert wer­ den.

Die Messung in der Kontrollmeßebene G erfolgt je­ weils zu Anfang eines Bearbeitungsvorganges eines Werkstückes 9, d. h. jeweils beim Ein- bzw. Ausfahren des Honwerkzeuges.

Die im Speicher 33 abgespeicherten Werte werden einem Rechner 38 und die im Speicher 36 abgespeicher­ ten Werte einem Rechner 39 zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Zur Eingabe von Korrekturwerten ist an die Rechner 38 und 39 je eine Eingabevorrichtung 40 bzw. 41 angeschlossen, die im Ausführungsbeispiel einen Ge­ ber 42 bzw. 43 für die Korrektur des Kontrollringmaßes KG enthält. Ferner enthält beim Ausführungsbeispiel die an den Rechner 38 angeschlossene Eingabeeinrich­ tung 40 einen Geber 44 für die Korrektur des Werk­ stückmaßes WA; die an den Rechner 39 angeschlossene Eingabeeinrichtung 41 enthält einen Geber 45 für die Korrektur des Werkstückmaßes WC.

Eine Korrektureingabe am Geber 42 bzw. 43 ist bei­ spielsweise dann erforderlich bzw. zweckmäßig, wenn der Kontroll- bzw. Eichring 28 z. B. infolge Abnützung nicht mehr das genaue Werkstückmaß hat. Die Korrek­ tureingabe ergibt eine Verschiebung der Meßebene G, welche die Vergleichsebene für die Werkstückmeßebe­ nen A, B und C darstellt. Der Korrekturwert wird mit den ankommenden Meßsignalen verknüpft, vorzugs­ weise addiert.

Die - ggf. korrigierten - Meßsignale stellen genau die Abweichungen des Werkstückes von einem vorge­ gebenen Ideal-Werkstück dar, das die gewünschten ex­ akten Maße und die gewünschte, beispielsweise genau zylindrische Form aufweist.

Um eine von der Zylinderform abweichende Sollform vorgeben zu können, werden an den Korrektur-Gebern 44 bzw. 45 die gewünschten Abweichungen in der Meß­ ebene A (offenes Bohrungsende) bzw. in der Meßebene C (am Bohrungsgrund) in bezug auf die Meßebene B (Bohrungsmitte) eingestellt. Der ggf. eingestellte Wert für die Meßebene A wird dem Meßsignal für das Werk­ stückmaß WA zugeordnet, ebenso wird der ggf. für die Meßebene C eingestellte Wert dem Meßsignal für das Werkstückmaß WC zugeordnet, wobei diese Vorgabe­ werte mit den Meßwerten verknüpft, beispielsweise ad­ diert werden.

Aus den - ggf. zusammengesetzten - Meßwerten errechnet der Rechner 38 mittels eines Subtrahierers die Differenz der Meßwerte aus den Meßebenen B und A, also WB-WA; der Rechner 39 errechnet die Diffe­ renz der Meßwerte aus den Meßebenen B und C, also WB-WC. Diese Differenzwerte geben die Abwei­ chung von der vorgegebenen Sollform wieder. Die Re­ chenwerte werden zusammen mit den Meßwerten an eine Auswertelektronik 46 bzw. 47 weitergeleitet. Au­ ßerdem werden diese Werte über einen Anzeigewahl­ schalter 48 an eine Anzeigeeinrichtung 49 vorgegeben, in der die Werte digital und/oder analog angezeigt wer­ den können.

An die Auswerteinrichtung 46 bzw. 47 ist je eine Ein­ gabeeinrichtung 50 bzw. 51 für die Eingabe von Grenz­ werten angeschlossen. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel enthält die Eingabeeinrichtung 50, welche an die Auswertelektronik 46 angeschlossen ist, einen Ge­ ber 52 zur Grenzwertvorgabe für die Hubkorrektur am oberen Umsteuerpunkt bei Formfehlern sowie einen Geber 53 zur Grenzwertvorgabe für die Korrektur der Zustellung des Parallelhonleistensatzes 5 a bei Maßfeh­ lern; weiter enthält die Eingabeeinrichtung 50 einen Ge­ ber 54 zur Grenzwertvorgabe für die Ausschußerken­ nung bei Formfehlern im oberen Teil der Werkstück­ bohrung und einen Geber 55 zur Grenzwertvorgabe für die Ausschußkennung bei Maßfehlern. Die an die Aus­ wertelektronik 47 angeschlossene Eingabeeinrichtung 51 enthält einen Geber 56 zur Grenzwertvorgabe für die Zustelldruckkorrektur für den Schwenkhonleisten­ satz 6 und einen Geber 57 zur Grenzwertvorgabe für die Ausschußkennung bei Formfehlern im unteren Teil der Werkstückbohrung.

Der Betrag des vom Rechner 38 gelieferten Signaldif­ ferenzwertes WB-WA wird in der Auswertelektronik 46 mit dem am Geber 52 eingestellten Grenzwert ver­ glichen. Wird der vorgegebene Grenzwert für die Formabweichung überschritten, so gibt die Auswert­ elektronik 46 ein Signal an den Eingang des Hubsteuer­ gerätes 14, welches daraufhin eine entsprechende Hub­ korrektur, d. h. eine Verschiebung des oberen Umsteu­ erpunktes bewirkt. Ist beispielsweise die Meßdifferenz WB-WA positiv, also der in der Ebene B gemessene Wert höher als der Meßwert aus der Ebene A, so erfolgt eine Korrektur des oberen Umsteuerpunktes nach ′′oben′′ (Hubverlängerung); ist die Meßwertdifferenz ne­ gativ, so erfolgt eine Korrektur nach "unten" (Hubver­ kürzung).

Der Betrag des vom Rechner 39 gelieferten Signaldif­ ferenzwertes WB-WC wird in der Auswertelektronik 47 mit dem am Geber 56 eingestellten Grenzwert ver­ glichen. Wird der vorgegebene Grenzwert für die Formabweichung überschritten, so gibt die Auswert­ elektronik 47 ein Signal an den Eingang einer Zustell­ steuerung 61, die eine - wie nachfolgend näher erläu­ tert - Korrektur des Zustelldruckes für den Schwenk­ honleistensatz 6 bewirkt. Ist beispielsweise die Meß­ wertdifferenz WB-WC positiv, also der in der Ebene B gemessene Wert größer als der Meßwert aus der Ebene C, so erfolgt eine Korrektur des Zustelldruckes nach "oben" (Druckerhöhung); ist die Meßwertdifferenz ne­ gativ, so erfolgt eine Korrektur nach "unten" (Drucker­ niedrigung).

Weiter wird in der Auswertelektronik 46 bzw. 47 die Meßwertdifferenz WB-WC dem Betrag nach mit dem am Geber 54 bzw. 57 eingestellten Grenzwert vergli­ chen. Wird wegen zu großer Formfehler der vorgegebe­ ne Grenzwert für die Ausschußerkennung überschrit­ ten, so erzeugt die Auswertelektronik 46 bzw. 47 an ihrem Ausgang 58 bzw. 59 ein Signal, das der (nicht dargestellten) Maschinensteuerung zugeführt wird; das Wrkstück wird somit als Ausschuß erkannt und durch eine bekannte, nicht näher beschriebene Vorrichtung automatisch ausgesondert.

Ferner wird in der Auswertelektronik 46 der vom Rechner 38 gelieferte Meßwert WB, der für das Fertig­ maß der Werkstückbohrung bestimmend ist, mit dem am Geber 55 eingestellten Grenzwert verglichen. Über­ schreitet der Meßwert WB den am Geber 53 vorgege­ benen Grenzwert für die Werkzeugnachstellung, so gibt die Auswertelektronik 46 über ihren Ausgang 60 ein Signal an die (nicht näher dargestellte) Zustellsteuerung für den Parallelhonleistensatz 5 des Honwerkzeuges 4, wodurch die Zustellung der Parallelhonleisten entspre­ chend korrigiert wird.

Überschreitet der Meßwert WB wegen zu großem Maßfehler den am Geber 55 eingestellten Grenzwert für die Ausschußerkennung, so liefert die Auswertelek­ tronik 46 ebenfalls über ihren Ausgang 58 ein Signal an die (nicht dargestellte) Maschinensteuerung; das Werk­ stück ist als Ausschuß erkannt und wird ausgesondert. Die für die Schwenkhonleisten 6 des Honwerkzeuges 4 vorgesehene Zustellsteuerung 61 ist vorzugsweise ein elektronisches Gerät, das im wesentlichen aus folgen­ den Baugruppen besteht: Druckvorgabegliedern 62 und 63, Korrekturglied 64, Additionsglied 65 und Schaltglied 66, Wegkomparator 67 und mit diesem verbundene Ge­ ber 68 und 69 für die wegabhängige Schaltpunktvorga­ be.

An dem Druckvorgabeglied 62, das beispielsweise durch ein Potentiometer oder einen Digitalwertgeber gebildet werden kann, kann z. B. über einen Stellknopf mit digitaler Eingabe der gewünschte Arbeitsdruck für den Schwenkhonleistensatz 6 vorgegeben werden. Da­ mit steht ein dieser Einstellung entsprechendes Signal an, welches über das Additionsglied 65 und das Schalt­ glied 66 an ein als Antriebsglied dienendes Servoventil 70 gegeben wird. Das Servoventil 70 stellt einen dem Signal analogen hydraulischen Druck ein, welcher über ein von der (nicht dargestellten) Maschinensteuerung betätigtes Magnetventil 71 an die hydraulische Zustell­ vorrichtung 23 gegeben wird, welche die Zustellung der Schwenkhonleisten 6 bewirkt.

Abhängig vom Hubweg des Honwerkzeuges 4 wird der Hondruck zu- und abgeschaltet; wenn die verhält­ nismäßig kurzen Honsteine 6 a des Schwenkhonleisten­ satzes in den Bereich des Bohrungsgrundes einfahren, wird der Druck eingeschaltet. Der Druck wird ausge­ schaltet, wenn die Honsteine 6 a diesen Bereich wieder verlassen. Die Zu- und -Abschaltung wird von dem mit dem Hubsteuergerät 14 leitungsverbundenen Wegkom­ parator 67 gesteuert, an den zur Vorgabe der Schalt­ punkte die Geber 68 und 69 angeschlossen sind. Der Wegkomparator erhält ein den momentanen Hub des Honwerkzeuges wiedergebendes Signal, das über nicht näher beschriebene Vorrichtungen kontaktlos oder mit­ tels Schaltelementen von der Honmaschine abgegriffen wird.

Erreichen die Honsteine 6 a im Verlauf der Hubbewe­ gung in Richtung auf das geschlossene Bohrungsende hin den am Geber 68 eingestellten Wert, so gibt der Wegkomparator 67 ein Signal an das Schaltglied 66 ab, das die Zuschaltung des Arbeitshondruckes auslöst. Wird nach der Umsteuerung des Honwerkzeuges 4 im Verlauf der Hubbewegung auf das offene Bohrungsen­ de hin der am Geber 69 eingestellte Punkt erreicht, so gibt der Wegkomparator 67 ein zweites Signal an das Schaltglied 66 ab, worauf der Arbeitshondruck abge­ schaltet wird.

Um die Honsteine 6 a gemäß einer vorteilhaften Wei­ terbildung auch nach erfolgter Abschaltung des Ar­ beitshondruckes mit der Wandung der Bohrung 8 in ständigem Kontakt zu halten, wird im Zustellsystem ein gewisser Restdruck aufrechterhalten. Die Größe dieses Restdruckes, der auch als Anlagehondruck bezeichnet werden kann und der normalerweise erheblich niedriger als der Arbeitshondruck ist, kann am Druckvorgabe­ glied 63 eingestellt werden. Ein dieser Einstellung ent­ sprechendes Signal wird über das Schaltglied 66 an das Servoventil 70 gegeben, das einen dem Signal entspre­ chenden Druck im hydraulischen Zustellsystem einstellt. Die Größe des Anlagehondrucks ist so gewählt, daß im wesentlichen keine Zerspanarbeit in der Bohrung ver­ richtet wird.

Wird bei der Auswertung der von der Meßstelle 27 über den Wandler 31 an die Auswerteeinrichtung 32 gelieferten Meßwerte eine Überschreitung der am Ge­ ber 56 der Eingabeeinrichtung 51 vorgegebenen Grenz­ werte festgestellt, so gibt die Auswertelektronik 47 ein entsprechendes Signal an das Korrekturglied 64 der Zu­ stellsteuerung 61 ab. Dieses Signal bewirkt eine Verän­ derung des vom Korrekturglied 64 an das Additions­ glied 65 abgegebenen Signals, wodurch auch über das Schaltglied 66 das vom Servoventil 70 anliegende Signal geändert wird; der hydraulische Druck im Zustellsystem wird sich entsprechend dem Signal verändern.

Wird durch die Meßstellen 26, 27 am Bohrungsgrund eine den vorgegebenen Grenzwert überschreitende Verengung der Werkstückbohrung 8 festgestellt, so werden die auftretenden Signale über die Auswerteein­ richtung 32 und die Zustellsteuerung 61 den Hondruck, mit dem die Honsteine 6 a der Schwenkhonleisten arbei­ ten, erhöhen. Die Bohrung wird im Bereich des Boh­ rungsgrundes stärker abgetragen, bis die auftretenden Signale wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzwer­ te liegen. Bei einer durch die Meßstellen 26, 27 in diesem Bereich abgetasteten Erweiterung der Werkstückboh­ rung 8 wird der Arbeitshondruck entsprechend verrin­ gert.

Die Größe der Hondruckerhöhung bzw. -Verringe­ rung, die aufgrund eines Korrektursignals hin erfolgt, kann in vorteilhafter Weiterbildung am Korrekturglied 64, z. B. durch einen (nicht dargestellten) Geber vorein­ gestellt werden. Hierdurch wird eine gute Anpassung der Steuerung an unterschiedliche Bearbeitungsaufga­ ben ermöglicht.

In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der beschrie­ benen Honmaschine können - wie schematisch in Fig. 2 dargestellt - die vom Rechner 38 und 39 an die Aus­ wertelektronik 46 und 47 gelieferten Meß- und Rechen­ werte an eine statistische Auswerteeinrichtung 72 wei­ tergeleitet werden. Die Auswerteeinrichtung 72 ist über eine Datenschnittstelle 75 z. B. mit einem Drucker 76 und/oder mit einem anderen datenverarbeitenden, da­ tenanzeigenden (Bildschirmgerät) oder datenspeichern­ den Gerät verbunden. So können die auftretenden Meßwerte statistisch weiterverarbeitet und ausgewer­ tet werden. Im Ausführungsbeispiel werden die Meß­ werte WA, WB und WC sowie die Differenzwerte WB-WA und WB-WC in der Auswerteeinrichtung 72 verarbeitet bzw. gespeichert. Die statistische Auswerte­ einrichtung 72 kann, wie alle signalverarbeitenden Bau­ gruppen, digital oder analog ausgeführt sein. Im Ausfüh­ rungsbeispiel ist ein digital arbeitendes Gerät vorgese­ hen. Es besteht im wesentlichen aus einem Meßwandler 73, der die Signale der Meß- und Rechenwerte der Aus­ wertelektronik 46 und 47 für die anschließenden signal­ verarbeitenden Baugruppen anpaßt; so ist an den Meß­ wandler 73 ein Mikrorechner 74 angeschlossen, der ent­ sprechend seiner Programmierung die Berechnung sta­ tistischer Kenngrößen für die Qualitätskontrolle durch­ führt und weitergibt. Die Rechenergebnisse werden zu­ sammen mit den Meßwerten und ggf. weiteren erforder­ lichen Daten, z. B. der Werkstück-Kennummer, Datum und Uhrzeit der Messung, Meßtemperatur und ähnli­ chen Variablen über die Datenschnittstelle 75 an den Drucker 76 gegeben und ausgedruckt. Außerdem be­ steht die Möglichkeit, die Daten auf weitere Datenträ­ ger wie Tonband, Lochstreifen, Plattenspeicher usw. zur späteren Verarbeitung abzuspeichern. Damit liegen die Honergebnisse protokolliert vor und können unmittel­ bar weiterverarbeitet werden. Hierdurch ergeben sich zahlreiche weitere Vorteile, z. B. kürzere Einrichtzeiten und weniger Ausschuß, da eine Optimierung des Honer­ gebnisses durch gezielte Veränderung der Bearbei­ tungsparameter sofort möglich ist. Beim Wiedereinrich­ ten einer Honmaschine auf bereits einmal gefertigte Werkstücke können die abgespeicherten Daten abgeru­ fen und der Elektronik zur genauen Steuerung überge­ ben werden.

Die Speicherung der Meßwerte und der Rechener­ gebnisse auf Lochstreifen oder einem sonstigen Daten­ träger, z. B. Magnetband, hat den besonderen Vorteil, daß eine an sich bekannte maschinelle Weiterverarbei­ tung dieser Daten außerhalb der Honmaschine möglich ist. Zu jedem einzelnen auf der Honmaschine gefertig­ ten Werkstück kann automatisch auf einer zweiten Ma­ schine ein paßgenaues Gegenstück geschliffen werden. So kann z. B. zu einem auf der Honmaschine hergestell­ ten Zylinder ein paßgenauer Kolben auf einer Außen­ rundschleifmaschine angefertigt werden. Die so aufein­ ander abgestimmten paßgenauen Teile können mittels des Datenträgers einander zugeordnet werden.

Für diese Fertigung von zueinander passenden Teilen werden die Werkstücke, beispielsweise in Magazinen, in Gruppen zusammengefaßt und bearbeitet. Auf dem Da­ tenträger (z. B. Lochstreifen) werden die Magazinnum­ mer oder ein sonstiger Kennwert für die Gruppe und die anderen Variablen (Datum, Uhrzeit, Meßtemperatur usw.) gespeichert. Der Datenträger wird der entspre­ chenden Meßsteuerung der Maschine für die ebenfalls gruppenweise Bearbeitung der Gegenstücke eingege­ ben, so daß die Maschine aufgrund dieser Information exakt paßgenaue Gegenstücke fertigen kann.

In besonderen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, die beschriebene Honmaschine mit einer an sich be­ kannten Hubverzögerungssteuerung zu versehen, wie sie in der DE-PS 21 04 459 beschrieben ist. Auch sind Kombinationen mit bekannten Kurzhubsteuerungen in bestimmten Anwendungsfällen sehr vorteilhaft. Eine derartige Kurzhubsteuerung ist in der DE-PS 19 63 233 ausführlich beschrieben.

Bei derartigen Ausführungen ist die Verknüpfung der Steuerungen so ausgeführt, daß bei einer durch die Aus­ werteeinrichtung 32 ausgelösten Erhöhung bzw. Verrin­ gerung des Hondruckes für die Schwenkhonleisten 6 gleichzeitig eine Verlängerung bzw. eine Verkürzung der Zeitdauer für die Hubverzögerung bewirkt wird. Ebenso kann ggf. eine Erhöhung bzw. Verringerung der Anzahl der Kurzhübe bewirkt werden.

Selbstverständlich sind außer den beschriebenen Ausführungsbeispielen noch andere Ausführungen der Honmaschine möglich. Neben weiteren, innerhalb der Steuerung vorgesehenen Verknüpfungen kann das Honwerkzeug anstelle der Schwenkhonleisten auch mit einem zweiten Satz Parallelhonleisten, die mit kurzen Honsteinen bestückt sind, ausgestattet sein.

Weiterhin kann für die Honmaschine jedes beliebige Zustellsystem verwendet werden bzw. beliebige Hub­ steuerungen vorgesehen sein. Ebenso kann die Meß­ werterfassung der Bohrungsdurchmesser sowie die die Hublage der Honsteine erfassende Meßeinrichtung be­ liebig ausgestaltet sein. Die Auswertung der Signale kann zwar auch elektromechanisch oder hydraulisch er­ folgen, vorzugsweise erfolgt sie jedoch elektrisch bzw. elektronisch.

Hierbei können analoge wie digitale Verarbeitungs­ techniken gemischt oder rein verwendet werden. Bei digitaler Verarbeitung wäre je nach gewünschter Verar­ beitungsgeschwindigkeit serielle oder parallele Technik mit den entsprechenden Zusatzgeräten wie Taktgenera­ tor zur Synchronisation etc. vorzusehen.

Claims (4)

1. Honmaschine zum Bearbeiten von Werkstück­ bohrungen mit einer inneren Begrenzung, insbe­ sondere von Sacklochbohrungen, mit einem Hon­ werkzeug, das einen Satz längerer, parallel zustell­ barer Honleisten und einen Satz kürzerer, gemein­ sam zustellbarer Honleisten aufweist, die im we­ sentlichen im Umfangsbereich des freien Endes des Honwerkzeuges angeordnet sind, wobei jeder Honleistensatz durch eine eigene Zustellvorrich­ tung betätigbar ist und der kürzere Honleistensatz im wesentlichen nur im Bereich der inneren Be­ grenzung unter Druck spanabhebend an der Man­ telfläche der Bohrung anliegt, und mit einem axial mitbewegten, in Höhe des kürzeren Honleistensat­ zes im Honwerkzeug angeordneten Meßfühler, der im Bereich der inneren Begrenzung und in minde­ stens einer weiteren, axial darüberliegenden Ebene das Ist-Maß der Bohrung erfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ausgangssignal des Meßfühlers (27) einer Auswerteeinrichtung (32) zugeführt ist, die in Abhängigkeit eines Vergleichs des im Bereich der Begrenzung ermittelten Ist-Maßes (WC) mit einem in einer darüberliegenden Ebene (B) ermit­ telten Ist-Maß (WB) den maximalen Anlagedruck (Hondruck) der kürzeren Honleisten (6 a) über die mit der Auswerteeinrichtung (32) verbundene Zu­ stellvorrichtung (23) steuert, die von einer Zustell­ steuerung (61) gesteuert ist, an deren Eingang ein Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung (32) an­ liegt und die in Abhängigkeit von dem in der Aus­ werteeinrichtung (32) ermittelten Vergleichswert ein Signal an ein Antriebsglied (70) abgibt, mit dem die Zustellvorrichtung (23) des kürzeren Honlei­ stensatzes (6 a) betätigbar ist.

2. Honmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Anlagedruck der kürzeren Honleisten (6 a) steuernde Ausgangssignal der Aus­ werteeinrichtung (32) über ein Additionsglied (66) der gesteuerten Zustellvorrichtung (70 mit 23) zu­ geführt ist, dem über einen Geber (63) ein vorgeb­ bares Signal zur Einstellung eines von der Steue­ rung unabhängigen Anlagedruckes eingebbar ist.

3. Honmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Anlage­ druck (Hondruck) der kürzeren Honleisten (6 a) et­ was kleiner ist als der für eine minimale Zerspanar­ beit erforderliche Hondruck.

4. Honmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteeinrich­ tung (30, 32) ein an sich bekanntes statistisches Aus­ wertegerät (72) nachgeschaltet ist, an das über eine Datenschnittstelle (75) an sich bekannte datenver­ arbeitende Geräte anschließbar sind.