DE4114423A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung und regelung des fertigungsprozesses beim honen von zylindern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und Regelung des Fertigungsprozesses beim Honen von Zylindern nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Honen ist ein Feinstbearbeitungsverfahren zur Herstellung genauer Bohrungen, z. B. für Maschinenzylinder auf Honma­ schinen. Hierbei werden die Laufeigenschaften von Gleit­ flächen verbessert. Beim Honen wird ein gebundenes Schleifmittel (meist Korund oder Siliziumkarbid) in Form von sogenannten Honsteinen oder Honleisten auf der Werk­ stückfläche unter ständiger Richtungsänderung gleitend be­ wegt. So wird bei Bohrungen mit gleichzeitig drehender und hin- und hergehender (ziehender) Bewegung gearbeitet.

Um eine möglichst hohe Oberflächengüte zu erhalten, findet eine Honung (Plateauhonung) der Laufflächen von Motorzy­ lindern in zwei Schritten statt. Als erstes erfolgt ein Vorhonen auf ein grobes Rauheitsprofil und auf ein vorge­ gebenes Durchmessermaß der Bohrung. Anschließend geschieht das Fertighonen auf ein feines Rauheitsprofil nach einer vorgegebenen Zeit.

Dies ist nachteilig, da das beim Vorhonen erzeugte grobe Rauheitsprofil eine gewisse Streuung von Zylinder zu Zy­ linder hat, die beim Fertighonen mit starrer Zeitvorgabe nicht wieder eingeengt wird. Das Ergebnis ist eine relativ große Streuung der Rauheitsparameter des feinen Rauheits­ profils auch noch nach dem Fertighonen.

Eine konstante Qualität der Rauheit von gehonten Zylindern ist jedoch von ganz entscheidender Bedeutung für die Qua­ lität des Motors, da der Ölverbrauch und damit die Abgas­ qualität (Emission) hiervon direkt abhängen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. mit der eine geringere Streuung der Rauheitsparameter beim Ho­ nen von Zylindern für Motoren erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß nach dem Vorhonen ein Rauheitsparameter der vorgehonten Zylinderfläche gemessen wird und dieser Meß­ wert in die Steuerung und Regelung des Honvorganges ein­ fließt, wird jeder Zylinder je nach seinen Erfordernissen gehont. Hierdurch ist die Streuung der Rauheitsparameter verringert, so daß die Qualität der gehonten Zylinder we­ sentlich verbessert ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Meßwert zur Steuerung der Honzeit beim Fertighonen verwendet. Hierdurch wird die Honzeit beim Fertighonen genau den Er­ fordernissen des vorgehonten Zylinders angepaßt und da­ durch die Rauheit verschiedener Zylinder vergleichmäßigt.

In einer weiteren Ausführungsform, die vorteilhafterweise mit der gerade genannten verknüpft wird, werden die Meß­ werte verschiedener Zylinder in einer Auswerteeinheit sta­ tistisch ausgewertet und der so ermittelte statistische Wert zur Maschineneinstellung beim Vorhonen verwendet. Durch diese Rückkopplung kann schon das Vorhonen den Gege­ benheiten angepaßt werden.

Zweckmäßigerweise wird der statistische Wert zur Ein­ stellung des Anpreßdruckes der Honleisten beziehungsweise Honsteine beim Vorhonen verwendet. Hierdurch kann zum Beispiel die Verringerung der Rauheit bei fast abgenutzten Honsteinen stetig korrigiert werden.

Zur Durchführung des gerade beschriebenen Verfahrens wird eine Transferstraße mit einer Vorhonstation zum Vorhonen und einer Station zum Fertighonen vorgeschlagen. Erfin­ dungsgemäß ist zwischen der Vorhonstation und der Station zum Fertighonen eine Meßstation zur Bestimmung der Rauheit der vorgehonten Zylinder angeordnet. Mit dieser erfin­ dungsgemäßen Transferstraße lassen sich Zylinder mit opti­ maler Qualität in Großproduktion honen.

Vorteilhafterweise ist an die Meßstation eine Auswerteein­ heit angeschlossen, wobei von dieser Auswerteeinheit Steuerleitungen zur Vorhonstation und zur Fertighonstation führen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt

Fig. 1 die Abhängigkeit des Rauheitsparameters R (V) nach dem Vorhonen vom Anpreßdruck p (V) des Honwerkzeugs,

Fig. 2 die Abhängigkeit des Rauheitsparameters R (F) nach dem Fertighonen von der Bearbeitungszeit t (F),

Fig. 3 die Abhängigkeit eines zweckmäßigen Vorgabewertes der Bearbeitungszeit t (F) beim Fertighonen vom je­ weiligen Rauheitsparameter R (V) nach dem Vorhonen,

Fig. 4 schematisch die erfindungsgemäße Transferstraße.

Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit eines Rauheitsparameters R (V) nach dem Vorhonen in Abhängigkeit vom Anpreßdruck des Honwerkzeuges beziehungsweise der Honleisten. Es ist zu sehen, daß bei niedrigem Anpreßdruck der Rauheitspara­ meter geringer ist als bei hohem Anpreßdruck. Die Funktion verläuft dabei linear steigend. Gemäß Fig. 2 ist der Rau­ heitsparameter R (F) nach dem Fertighonen in Abhängigkeit von der Bearbeitungszeit linear abnehmend, d. h. bei kur­ zer Bearbeitungszeit ist der Rauheitsparameter größer als bei längerer Bearbeitungszeit.

Fig. 3 zeigt als Resultat der beiden genannten Fig. 1, 2, daß die optimale Zeit beim Fertighonen t (F) direkt vom Rauheitsparameter R (V) beim Vorhonen abhängt, d. h., daß bei geringem Rauheitsparameter nach dem Vorhonen die Zeit t (F) beim Fertighonen auch kurz gewählt werden muß und umgekehrt, um eine geringe Streuung der Rauheitsparameter nach dem Fertighonen zu erreichen.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Transferstraße. Anhand dieser Zeichnung wird nachfolgend die Funktionsweise der Erfindung gezeigt.

Beim Vorhonen in einer Vorhonstation (V) werden die Zylin­ der einer Brennkraftmaschine (B3), dargestellt ist ein Kurbelgehäuse mit vier Zylindern, auf ein grobes Rauheits­ profil vorgehont. Danach gelangen die vorgehonten Zylinder in eine Meßstation (M), in der ein Rauheitsparameter der vorgehonten Zylinder gemessen wird. Dieser Meßwert bezie­ hungsweise diese Meßwerte gelangen in den Speicher (S1) einer zugehörenden Auswerteeinheit (Leitung A). Während die Zylinder (B2) vermessen werden, werden die Zylinder (B3) vorgehont. Nachdem das Vorhonen der Zylinder (B3) und das Messen der Zylinder (B2) abgeschlossen ist, werden die Zylinderblöcke (B3, B2) verschoben (B3 an die Stelle von B2 und B2 an die Stelle von B1), so daß jetzt die vorge­ honten Zylinder vermessen werden und die gemessenen Zylin­ der in einer Fertighonstation (F) fertiggehont werden. Gleichzeitig wird in der angeschlossenen Auswerteeinheit erfindungsgemäß der zuvor gemessene Rauheitswert vom Spei­ cher (S1) in den nächst höheren Speicher (S2) verschoben (Leitung B), so daß der neue Rauheitswert wieder im Spei­ cher (S1) gespeichert werden kann.

Der zuvor gemessene Rauheitsparameter wird zur Festlegung der Zeit beim Fertighonen in die Fertighonstation (F) ge­ leitet (Leitung C), so daß er dort zur Steuerung der Bear­ beitungszeit herangezogen werden kann. Beim nächsten Takt werden wiederum die Rauheitsparameter im Speicher verscho­ ben (Leitung D), wobei der dritte Speicher der Reihenfolge (S3) die gemessenen Rauheitswerte statistisch erfaßt und diesen statistischen Wert zur Vorhonstation (V) liefert (Leitung E), wo er zweckmäßigerweise zur Festlegung des Anpreßdruckes der Honleisten verwendet wird.

Durch diese eben beschriebene Abfolge wird der Einfluß der Streuung des Rauheitsparameters nach dem Vorhonen beim Fertighonen beseitigt, da dieser Einfluß durch die Meßsta­ tion erfaßt wird und danach die Fertighonzeit gesteuert wird. Zugleich werden die Rauheitsparameter verschiedener Zylinder statistisch erfaßt, so daß sich eine Trendanalyse des Rauheitsparameters in Abhängigkeit des Anpreßdruckes der Honleisten ergibt. Dieser Trend ergibt sich zum Beispiel aus dem Verschleiß der Honleisten oder durch wechselnde Gußchargen der Werkstücke. Durch eine Regelung bzw. Steuerung des Anpreßdruckes der Honleisten kann somit eine hieraus resultierende Rauhigkeitsschwankung vermieden werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung und Regelung des Ferti­ gungsprozesses beim Honen von Zylindern, wobei erst auf ein grobes Rauheitsprofil vorgehont und anschließend auf ein feines Rauheitsprofil fertiggehont wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorhonen ein Rau­ heitsparameter der vorgehonten Zylinderfläche gemessen wird und dieser Meßwert in die Steuerung und Regelung des Honvorganges einfließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert zur Steuerung der Honzeit beim Fertighonen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte verschiedener Zy­ linder in einer Auswerteeinheit statistisch ausgewertet werden und der so ermittelte statistische Wert zur Ma­ schineneinstellung beim Vorhonen verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der statistische Wert zur Ein­ stellung des Anpreßdruckes der Honleisten beim Vorhonen verwendet wird.

5. Transferstraße zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Vorhonstation (V) zum Vorhonen und einer Station (F) zum Fertighonen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorhonstation (V) und der Station (F) zum Fertighonen eine Meßstation (M) zur Bestimmung der Rauheit der vorgehonten Fläche angeord­ net ist.

6. Transferstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Meßstation (M) eine Auswerteeinheit angeschlossen ist.

7. Transferstraße nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteeinheit Steuerleitungen zur Vorhonstation (V) und/oder Fertighon­ station (F) führen.