DE60130185T2

DE60130185T2 - Messverfahren für Werkstückteil und Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE60130185T2
Application number: DE60130185T
Authority: DE
Inventors: Shoichi Chuo-ku Sano; Masahiro c/o JTEKT CORPORATION Chuo-ku Ido; Kikutoshi c/o JTEKT CORPORATION Chuo-ku Okada
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP4051872B2; JP2002103220A; EP1193028A2; US6711829B2; US20020066197A1; EP1193028B1; EP1193028A3; DE60130185D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Messverfahren für das Messen der Exzentrizität und des Durchmessers eines Arbeitsbereichs (das heißt eines Abschnitts, der einer Bearbeitung unterliegt) eines Werkstücks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einem Bearbeitungsverfahren, das dazu in der Lage ist, ein Bearbeitungsprogramm auf der Basis der gemessenen Exzentrizität und des gemessenen Durchmessers zu korrigieren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Wenn ein Werkstück durch die Verwendung einer Werkzeugmaschine bearbeitet wird, wird die Bearbeitung des Werkstücks manchmal durchgeführt, während die Abmessung oder desgleichen des Werkstücks unter Verwendung einer Messeinheit gemessen wird, die an der Werkzeugmaschine montiert ist. Insbesondere dann, wenn ein Kurbelzapfen einer Kurbelwelle, die als ein Werkstück dient, geschliffen wird, während die Kurbelwelle um die Lagerzapfen der Kurbelwelle gedreht wird, wird üblicherweise eine Größenmesseinheit der Nachlaufart, die zum Beispiel durch Marposs S.P.A. (Italien) hergestellt wird, für das Messen des Durchmessers des Kurbelzapfens verwendet, der die Lagerzapfen umläuft. Solch eine Größenmesseinheit der Nachlaufart ist zum Beispiel in der Japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2000-127038 offenbart.
Die Größenmesseinheit der Nachlaufart ist unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Die 10 zeigt einen Fall, in dem der Radius eines Kurbelzapfens 108, der an einer zylindrischen Schleifvorrichtung 100 geschliffen wird, durch die Verwendung einer Größenmesseinheit 103 der Nachlaufart gemessen. Die Größenmesseinheit 103 der Nachlaufart ist an einem Stützelement 104 befestigt, das an einem Radkopf 102 der zylindrischen Schleifvorrichtung 100 in solch einer Weise montiert ist, dass die Größenmesseinheit 103 um eine Drehwelle 105 herum schwenkbar ist. Die Größenmesseinheit 103 kann von einer Ruheposition, die durch eine gestrichelte Linie in der 10 angedeutet ist, in eine Position bewegt werden, die durch eine durchgezogene Linie in der 10 gezeigt ist, an der die Größenmesseinheit 103 die Größe des umlaufenden Kurbelzapfens 108 misst.
Der Messkopf der Größenmesseinheit 103 besitzt einen V-Block 106. Ein Messfühler 107 ist durch eine Welle gestützt, die durch die Mitte eines V-Nutabschnitts des V-Blocks 106 läuft und wird durch eine nicht gezeigte Feder in solch einer Weise nach vorn gedrängt, dass der Messfühler 107 zurückgezogen werden kann. Der Betrag der axialen Bewegung des Messfühlers 107 wird elektrisch erfasst und ein elektrisches Signal, das diesem entspricht, wird von dem Messkopf ausgegeben.
Wenn der Kurbelzapfen 108 gemessen werden soll, wie dies durch die durchgezogene Linie angezeigt ist, wird der V-Block 106 mit dem Außenumfang des Kurbelzapfens 108 in Kontakt gebracht, so dass der Kurbelzapfen 108 mit dem V-Block 106 an zwei Orten in Kontakt kommt. Zu diesem Zeitpunkt kommt der Messfühler 107 mit dem Außenumfang des Kurbelzapfens 108 in Folge der Rückstellungskraft der nicht gezeigten Feder in Kontakt. Anschließend wird der Radius des Kurbelzapfens 108 aus der geometrischen Form des V-Blocks 106 und der Position des Messfühlers 107 erhalten, der sich in Kontakt mit dem Kurbelzapfen 108 befindet, der sich wiederum in Kontakt mit dem V-Block 106 befindet.
Allerdings ist die herkömmliche Größenmesseinheit der Nachlaufart teuer.
Da nur der Radius eines Arbeitsbereichs gemessen werden kann, muss der Durchmesser des Arbeitsbereichs aus dem gemessenen Radius berechnet werden. In diesem Fall wird ein größerer Fehler als im Vergleich zu dem Fall erzeugt, in dem der Durchmesser des Arbeitsbereichs direkt gemessen wird.
Die Größe des V-Nutabschnitts des V-Blocks 106 und der Schwingstützmechanismus, der für das Stützen des V-Blocks 106 verwendet wird, erlegen dem messbaren Werkstückdurchmesser und der messbaren Kurbelwellen Beschränkungen auf, was zu einem schmalen Messbereich führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht des vorstehend Beschriebenen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Messverfahren vorzusehen, das die Exzentrizität und den Durchmesser eines Arbeitsbereichs in einem vergrößerten Bereich zu niedrigen Kosten misst.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bearbeitungsverfahren vorzusehen, das dazu in der Lage ist, ein Bearbeitungsprogramm auf der Basis der Exzentrizität und des Durchmessers zu korrigieren, die durch das Messverfahren gemessen werden.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Arbeitsbereich-Messverfahren für das Messen eines Durchmessers und einer Exzentrizität eines zylindrischen Arbeitsbereichs eines Werkstücks vor, das an einer Bearbeitungsmaschine montiert ist, wobei der Arbeitsbereich im Bezug auf eine Drehmitte des Werkstücks exzentrisch ist und das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Einstellen eines ersten Abstands zwischen einer Drehmitte des Werkstücks und einem Bezugspunkt, der an der Werkzeugmaschine vorgesehen ist; Messen eines zweiten Abstands zwischen dem Bezugspunkt und einem innersten Punkt an einer Außenumfangsfläche des Arbeitsbereichs; Messen eines dritten Abstands zwischen dem Bezugspunkt und einem äußersten Punkt an der Außenumfangsfläche des Arbeitsabschnitts; und Ermitteln des Durchmessers und der Exzentrizität des Arbeitsbereichs auf der Basis des ersten, des zweiten und des dritten Abstands.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Bearbeitungsverfahren für das Bearbeiten einer Außenumfangsfläche eines zylindrischen Arbeitsbereichs eines Werkstücks gemäß dem Anspruch 2 vor.
Bei dem Messverfahren der vorliegenden Erfindung wird, da der Durchmesser und die Exzentrizität auf der Basis von Abständen gemessen werden, in dem Verfahren ein Messgerät verwendet, das nur einen Abstand erfassen muss. Daher kann ein Messgerät der Kontaktart oder ein beliebiges weiteres einfaches Messgerät verwendet werden, um Kosten zu sparen. Zusätzlich dazu sieht das Messverfahren der vorliegenden Erfindung eine höhere Messgenauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Messverfahren vor.
Bei den Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann, da das Bearbeitungsprogramm auf der Basis des gemessenen Durchmessers und/oder der Exzentrizität des Arbeitsbereichs korrigiert wird, der Arbeitsbereich mit einer höheren Genauigkeit fertig gestellt werden.
Die Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung beinhalten vorzugsweise einen zusätzlichen Schritt des Vergleichens des gemessenen Durchmessers oder der gemessenen Exzentrizität des Arbeitsbereichs mit einer Toleranz, um zu beurteilen, ob der Arbeitsbereich gut ist. In diesem Fall kann die Korrektheit der Bearbeitung leicht an der Maschine beurteilt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zahlreiche weitere Aufgaben, Merkmale und viele der damit einhergehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen verständlich.
1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Schleifmaschine, die mit einem Messgerät ausgerüstet ist, das bei einem Arbeitsbereich-Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 ist eine Darstellung, die ein erstes Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt;
3(a) bis 3(f) sind Darstellungen, die ein Verfahren für das Messen der Abstände zeigt, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb für das Schleifen eines Kurbelzapfens eines Werkstücks zeigt, während die Exzentrizität und der Durchmesser des Kurbelzapfens durch das erste Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung gemessen wird;
5 ist eine Darstellung, die ein zweites Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt;
6(a) bis 6(c) sind Darstellungen, die ein Verfahren für das Messen von Abständen zeigt, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb für das Schleifen eines exzentrischen zylindrischen Abschnitts zeigt, während der zylindrische Abschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung gemessen wird;
8 ist eine Darstellung, die ein Verfahren für das Messen der Abstände zeigt, die bei einem Ausführungsbeispiel eines Arbeitsbereichs-Messverfahrens verwendet wird, das nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört;
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb für das Schleifen eines Lagerzapfens einer Kurbelwelle zeigt, während der Lagerzapfen durch ein Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens gemessen wird, das nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört; und
10 ist eine Ansicht, die eine herkömmliche Größenmesseinheit der Nachlaufart zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt den Fall exemplarisch dar, in dem ein Außenumfangsabschnitt jedes Kurbelzapfens einer Kurbelwelle 20 durch eine Schleifmaschine 1 geschliffen wird. Die Kurbelwelle 20 (im Folgenden als „Werkstück" bezeichnet) besitzt Lagerzapfen und Kurbelzapfen (Arbeitsbereiche), die über Kurbelarme exzentrisch mit den Lagerzapfen verbunden sind. Jeder Kurbelzapfen besitzt einen kreisförmigen Querschnitt und seine Außenumfangsoberfläche wird geschliffen. Die 1 ist eine schematische Draufsicht auf die Schleifmaschine 1, bei der ein Messgerät 25 an einem Radkopf 3 angeordnet ist. Die Bewegungsrichtungen des Radkopfs 3 und eines Tischs 11 der Schleifmaschine 1 sind jeweils als X-Achsen- und Y-Achsen-Richtungen bezeichnet, wie dies in der 1 durch Pfeile gezeigt ist.
Der Radkopf 3 und der Tisch 11 sind an einem Bett 2 in solch einer Weise montiert, dass der Radkopf 3 entlang der X-Achsenrichtung bewegbar ist und der Tisch 11 entlang der Y-Achsenrichtung bewegbar ist.
Insbesondere ist ein X-Achsen-Motor 4 an dem Bett 2 angeordnet. Der X-Achsen-Motor 4 ist antreibbar mit dem Radkopf 3 über eine X-Achsen-Vorschubschraube verbunden, die mit dem X-Achsen-Motor 4 so verbunden ist, dass sie den Radkopf 3 entlang der Gleitführungsflächen bewegt, die sich entlang der X-Achsenrichtung erstrecken. Ein X-Achsen-Impulsgeber ist an dem X-Achsen-Motor 4 befestigt. Daher wird die Position des Radkopfs 3 durch den X-Achsen-Impulsgeber 5 erfasst.
Ein Schleifrad 7 ist drehbar an dem Radkopf 3 gestützt und ein Radmotor 6 für das Drehen des Schleifrads 7 ist in dem Radkopf 3 zusammen mit einem nicht gezeigten Lagerabschnitt gebildet. Ein CBN-Schleifrad wird für das Schleifrad 7 verwendet.
Ein Y-Achsen-Motor 12 ist an dem Bett 2 angeordnet. Der Y-Achsen-Motor 12 ist antreibbar mit dem Tisch 11 über eine Y-Achsen-Vorschubschraube verbunden, die mit dem X-Achsen-Motor 12 so verbunden ist, dass sie den Tisch 11 entlang der Gleitführungsflächen bewegt, die sich entlang der Y-Achsenrichtung erstrecken. Ein Y-Achsen-Impulsgeber 13 ist an dem Y-Achsen-Motor 12 befestigt. Daher wird die Position des Tischs 11 durch den Y-Achsen-Impulsgeber 13 erfasst.
Ein Spindelstock 16 und ein Reitstock 14 sind an dem Tisch 11 angeordnet. Die entgegen gesetzten Enden 20a und 20b des Werkstücks 20 werden durch eine Mitte 19 des Spindelstocks 16 und eine Mitte 15 des Reitstocks 14 auf solch eine Weise gestützt, dass das Werkstück 20 zwischen die Mitten 15 und 19 gelegt ist und durch ein an dem Spindelstock 16 vorgesehenes Drehfutter geklemmt und angetrieben wird. Ein C-Achsen-Motor-17 für das Drehen des Drehfutters oder des Werkstücks 20 ist an dem Spindelstock 16 angeordnet. Ein C-Achsen-Impulsgeber 18 ist an dem C-Achsen-Motor 17 befestigt. Zudem ist eine Bezugsplatte 29 an einer Seitenfläche des Spindelstocks 16 (an der Seite, an der in der 1 ein Messgerät 25 vorhanden ist, das im Folgenden beschrieben ist) befestigt. Die Bezugsplatte 29 hat eine Bezugsoberfläche für das Bestimmen eines Bezugspunkts.
Das Messgerät 25 der Kontakt-Betriebsart ist an der vorderen Fläche des Radkopfs 3 befestigt. Das Messgerät 25 besitzt einen Messfühler 27 und einen Messkopf 26, der den Messfühler 27 stützt. Der Messfühler 27 wird mit einer Außenumfangsfläche (Arbeitsfläche) des Kurbelzapfens (Arbeitsbereich) des zu messenden Werkstücks 20 in Kontakt gebracht und neigt sich infolge des Kontakts. Der Messkopf 26 gibt ein Kontaktsignal (EIN-Signal) aus, wenn sich der Messfühler 27 um einen vorbestimmten Betrag neigt. Wie dies in 2 gezeigt ist, ist das Endstückende des Messfühlers 27 in der Form einer Kugel ausgebildet, die einen Durchmesser P besitzt. Wenn das Werkstück 20 geschliffen wird, kann, um eine Beeinträchtigung des Werkstücks 20 oder desgleichen zu verhindern, das Messgerät 25 um eine Welle 28 in die Bereitschaftsposition geschwenkt werden, die durch eine durchgezogene Linie in der 1 gezeigt ist (die Messposition ist in der 1 durch eine gestrichelte Linie gezeigt).
Im Folgenden ist ein Steuergerät 31 für die Schleifmaschine 1 beschrieben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 31 eine CNC-Steuerung (CNC). Die CNC-Steuerung (im Folgenden als „Steuerung" bezeichnet) 31 besitzt eine zentrale Recheneinheit (CPU) 32, einen X-Achsen-Antriebs-Steuerschaltkreis 33, einen Y-Achsen-Antriebs-Steuerschaltkreis 34 und einen C-Achsen-Steuerschaltkreis 35, und eine Speichereinheit 36 (zum Beispiel ein RAM, ein ROM, eine HDD) für das Speichern eines Bearbeitungs-Ablaufprogramms und von Daten. Die Speichereinheit 36 ist mit der CPU 32 über einen Bus verbunden.
Der X-Achsen-Antriebs-Steuerschaltkreis 33 ist mit dem X-Achsen-Motor 4 und dem X-Achsen-Impulsgeber 5 verbunden. Der Y-Achsen-Antriebs-Steuerschaltkreis 34 ist mit dem Y-Achsen-Motor 12 und dem Y-Achsen-Impulsgeber 13 verbunden.
Der C-Achsen-Steuerschaltkreis 35 ist mit dem C-Achsen-Motor 17 und dem C-Achsen-Impulsgeber 18 verbunden.
Der X-Achsen-Antriebs-Steuerschaltkreis 33, der Y-Achsen-Antriebs-Steuerschaltkreis 34, der C-Achsen-Steuerschaltkreis 35 und das Messgerät 25 sind mit der CPU 32 über eine Schnittstelle 37 und den Bus verbunden.
Die Speichereinheit 36 speichert ein Bearbeitungs-Ablaufprogramm, das die Schleifmaschine 1 für eine Durchführung des Schleifvorgangs benötigt. Zusätzlich zu dem Bearbeitungs-Ablaufprogramm speichert die Speichereinheit 36 ideale Profil(P/F)-Daten, die durch eine Berechnung erhalten werden, auf deren Basis ein Testschleifen durchgeführt wird; korrigierte Profil(P/F)-Daten, die durch Korrigieren des idealen Profils (P/F) auf der Basis des Ergebnisses des Testschleifens erhalten wurden und die bei dem momentanen Schleifvorgang verwendet werden; und erneut korrigierte Profil(P/F)-Daten, die durch das Korrigieren des korrigierten Profils (P/F) in einer Weise erhalten werden, die im Folgenden beschrieben ist.
Eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 38, die eine Anzeigeeinrichtung für das Anzeigen zahlreicher Daten wie beispielsweise einen CRT beinhaltet, und eine Eingabeeinrichtung wie numerische Tasten sind mit der CPU 32 über eine Schnittstelle 39 und den Bus verbunden.
Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 ein Betrieb für das Schleifen eines Kurbelzapfens CP1 (Arbeitsbereich) des Werkstücks 20 beschrieben, während die Exzentrizität und der Durchmesser des Kurbelzapfens CP1 durch ein erstes Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung gemessen wird. Die 2 ist eine Darstellung, die das erste Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 3(a) bis 3(f) sind Darstellungen, die ein Verfahren für das Messen von Abständen zeigen, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Insbesondere ist jede der 3(a) bis 3(f) eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A der 2. Die 4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf für das Schleifen des Kurbelzapfens CP1 (Arbeitsbereich) zeigt, während die Exzentrizität und der Durchmesser des Kurbelzapfens CP1 durch das erste Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung gemessen werden. Das zu bearbeitende Werkstück 20 besitzt solch einen Aufbau, dass der Kurbelzapfen CP1 einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, und die Drehmitte stimmt mit den Mitten der Lagerzapfen überein und befindet sich nicht in einer kreisförmigen Fläche, die dem Querschnitt des Kurbelzapfens CP1 entspricht.
Unter der X-Achsen-, der Y-Achsen- und der Z-Achsenrichtung, die in den 2 bis 4 gezeigt sind, ist die X-Achsen- und die Y-Achsenrichtung dieselbe wie die in der 1 und die Z-Achsenrichtung ist die Richtung der Höhe der Schleifmaschine 1.
Ein für das Schleifen des Kurbelzapfens CP1 auf der Schleifmaschine 1 erforderliches Bearbeitungs-Ablaufprogramm ist in der Speichereinheit 36 getrennt von den vorstehend beschriebenen Profildaten gespeichert.
Wenn dieses Bearbeitungs-Ablaufprogramm gestartet wird, wird bei einem ersten Schritt S1 der Tisch 11 durch den Y-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, an der das Schleifrad 7 dem zu schleifenden Kurbelzapfen CP1 zugewandt ist.
Bei dem folgenden Schritt S2 wird das Werkstück 20 durch den C-Achsen-Motor 17 gedreht und der Radkopf 3 wird so vorgeschoben, dass der Kurbelzapfen CP1 geschliffen wird. Da das Werkstück 20 mit gestützten entgegen gesetzten Enden 20a und 20b gedreht wird, vollzieht der Kurbelzapfen CP1 eine planetenartige Bewegung. Daher muss der Radkopf 3 synchron zu der Drehung des C-Achsen-Motors 17 an dem Spindelstock 16 vorgeschoben und zurückgezogen werden, so dass das Schleifrad 7 immer mit der Außenumfangsfläche des Kurbelzapfens CP1 in Kontakt bleibt.
Insbesondere werden die korrigierten Profil(P/F)-Daten verwendet, die eine Drehposition des Werkstücks 20 und eine Position des Radkopfs 3 für jeden einheitlichen Drehwinkel (zum Beispiel 0,5°) des Werkstücks 20 definieren, um die Drehung des Werkstücks 20 und die Vorschub-/Zurückzieh-Bewegung des Radkopfs 3 zu steuern. Während des Ablaufs dieser Bewegungssteuerung wird der Drehwinkel des Kurbelzapfens CP1 von der Ausgabe des C-Achsen-Impulsgebers 18 erfasst, die Position des Radkopfs 3 wird von der Ausgabe des C-Achsen-Impulsgebers 5 erfasst und eine Regelung wird auf solch eine Weise ausgeführt, dass sich der Drehwinkel des Kurbelzapfens CP1 und die Position des Radkopfs 3 gemäß der korrigierten Profil(P/F)-Daten ändern. Somit wird der Radkopf 3 synchron zu der planetenartigen Bewegung des Kurbelzapfens CP1 vorgeschoben und zurückgezogen, so dass das Schleifrad 7 mit der Außenumfangsfläche des umlaufenden Kurbelzapfens CP1 in Kontakt bleibt und die Außenumfangsfläche des Kurbelzapfens CP1 fortwährend schleift.
Solche Bewegungen in den C- und X-Achsen, die durch zweiachsige simultane Steuerung bewirkt werden, werden fortgeführt, während der Kurbelzapfen CP1 geschliffen wird, und werden an einem Schnittvorschub des Radkopfs 3 zu der Drehachse des Werkstücks 20 hin überlagert, was auch während des Schleifvorgangs bewirkt wird. Während es allmählich für das Bewirken des Schneidens zu dem Kurbelzapfen CP1 hin vorgeschoben wird, wird das Schleifrad 7 daher auf eine solche Weise vorgeschoben und zurückgezogen, dass der Kontakt mit dem Kurbelzapfen CP1 immer unabhängig von dem Planetenwinkel des Kurbelzapfens CP1 beibehalten wird.
Bei dem Schritt S2 wird der Kurbelzapfen CP1 bei einer relativ hohen Schnittvorschubrate auf die vorstehend beschriebene Weise grob geschliffen. Wenn der Radkopf 3 eine Endposition für das grobe Schleifen erreicht, die in dem Bearbeitungs-Ablaufprogramm eingestellt ist, wird die Schnittvorschubrate zu einer relativ langsamen Feinschleifrate gewechselt und ein feines Schleifen wird durchgeführt. Wenn der Radkopf 3 eine Endposition für das feine Schleifen erreicht, die in dem Bearbeitungs-Ablaufprogramm eingestellt ist, wird das feine Schleifen beendet. Somit wird der Schnittvorschub des Radkopfs 3 angehalten und das Werkstück 20 wird eine Umdrehung oder mehrere Umdrehungen gedreht, um ein Ausglühschleifen zu bewirken. Anschließend wird der Radkopf 3 zu der zurückgezogenen Position zurückgezogen und das Werkstück 20 wird in solch einer Winkelposition angehalten, dass der Kurbelzapfen CP1 an einer in der 3(a) gezeigten Position stabilisiert ist.
Insbesondere werden die idealen Profil(P/F)-Daten durch eine geometrische Berechnung unter Berücksichtigung zahlreicher Parameter wie beispielsweise dem Durchmesser der Kurbelzapfen CP1 und CP2, dem Durchmesser des Schleifrads und dem Zapfenhub erhalten und definieren jeden Drehwinkel des Werkstücks 20 und eine Position des Schleifrads 7, die jedem Drehwinkel entspricht, für das Schleifen der Kurbelzapfen CP1 und CP2 zu einem Zieldurchmesser und sichern eine gewünschte Rundheit. Währenddessen sind die korrigierten Profil(P/F)-Daten Daten, die durch das Kompensieren von Fehlern in den idealen Profil(P/F)-Daten erhalten werden, die in Folge einer Störung des mechanischen Systems und der Nachlaufverzögerung des Servosystems erzeugt werden, wenn das Werkstück 20 auf einer Testbasis durch die Verwendung der idealen Profil(P/F)-Daten geschliffen wird.
Im folgenden Schritt S3 werden ein Abstand M11 des äußersten Punkts und ein Abstand M12 des innersten Punkts, die von einer bekannten Bezugsposition K1 gemessen werden, durch die Verwendung des Messgeräts 25 gemessen.
Zunächst wird der Messfühler 27 des Messgeräts 25 um die Welle 28 (um etwa 90° in der 1) von der Bereitschaftsposition, die in der 1 durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, zu der Messposition geschwenkt, die in der 1 durch die gestrichelte Linie gezeigt ist. Wie dies in der 3(a) gezeigt ist, wird dann, wenn das Werkstück 20 an der Messposition stabilisiert ist, der Drehwinkel der Kurbelwelle (Werkstück) 20, das heißt der Drehwinkel der Hauptspindel, in solch einer Weise eingestellt, dass sich ein Punkt an der Außenumfangsfläche des Kurbelzapfens CP1, der am weitesten von der Mittelachse entfernt ist (im Folgenden als ein „äußerster Punkt" bezeichnet) und ein Punkt an der Außenumfangsfläche des Kurbelzapfens CP1, der der Mittelachse am nächsten ist (im Folgenden als ein „innerster Punkt" bezeichnet) beide an der X-Achsenlinie befinden. Der Drehwinkel der Kurbelwelle (des Werkstücks) 20, der in der 3(a) gezeigt ist, ist als ein Drehwinkel von 0° definiert. Zudem wird der Drehwinkel der Kurbelwelle (des Werkstücks) 20, der in der 3(c) gezeigt ist, als ein Drehwinkel von 270° bezeichnet.
Anschließend wird der Tisch 11 entlang der Y-Achsenrichtung durch den Y-Achsen-Motor 12 bewegt und der Radkopf 3 wird entlang der X-Achsenrichtung durch den X-Achsen-Motor 4 bewegt, bis das Messgerät 25 ein EIN-Signal ausgibt. Somit wird der Messfühler 27 des Messgeräts 25 mit der Bezugsoberfläche der Bezugsplatte 29 in Kontakt gebracht, die an der Seitenfläche des Spindelstocks 16 vorgesehen ist (3(a)). Diese Position wird als ein Bezugspunkt verwendet. An diesem Punkt wird die X-Achsenposition des Radkopfs 3 aus der Ausgabe des X-Achsen-Impulsgebers 5 erfasst und in der Speichereinheit 36 gespeichert.
In dem Fall des Messgeräts 25, das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, wird die Mitte des Messfühlers 27 als eine Messposition verwendet. Daher ist der Abstand zwischen der Mitte der Hauptspindel 19 des Spindelstocks 16 und dem Bezugspunkt K1 bei einer Messung entlang der X-Achsenrichtung der Abstand (Bezugsabstand) zwischen der Mitte der Hauptspindel 19 des Spindelstocks 16 und der Mitte des Messfühlers 27, der sich in Kontakt mit dem Bezugspunkt der Bezugsplatte 29 befindet. Dieser Bezugsabstand ist ein bekannter Wert, der in der Speichereinheit 36 als K1 gespeichert wird.
Anschließend werden der Radkopf 3 und der Tisch 11 durch den X-Achsen-Motor 4 und den Y-Achsen-Motor 12 jeweils so bewegt, dass der Messfühler 27 mit dem äußersten Punkt (einem Punkt, der von der Mittelachse am weitesten entfernt ist) an der Außenumfangsfläche des Kurbelzapfens CP1 in Kontakt kommt. Die Vorschubbewegung des Radkopfs 3 wird an einer Position angehalten, an der das Messgerät 25 ein EIN- Signal ausgibt (3(b)). Insbesondere ist der „äußerste Punkt" nicht notwendiger Weise ein Punkt, der von der Mittelachse am weitesten entfernt ist; der Ausdruck „äußerster Punkt" bezeichnet einen Punkt, der nicht am weitesten von der Mittelachse entfernt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Betrag der Bewegung von dem Bezugspunkt zu dem äußersten Punkt entlang der X-Achsenrichtung aus der Ausgabe des X-Achsen-Impulsgebers 5 erfasst. Der Abstand von dem Bezugspunkt zu dem äußersten Punkt entlang der X-Achsenrichtung wird in der Speichereinheit 36 als der Abstand M11 des äußersten Punkts gespeichert.
Anschließend wird der Messfühler 27 von dem Kurbelzapfen CP1 getrennt und das Werkstück 20 wird durch den C-Achsen-Motor 17 auf solch eine Weise gedreht, dass der Kurbelzapfen CP1 eine niedrigere Position als die Mitte der Hauptspindel 19 annimmt (3(c)). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Werkstück 20 aus der in der 3(a) gezeigten Position um etwa 90° in der Uhrzeigerrichtung gedreht.
In diesem Zustand wird der Radkopf 3 entlang der X-Achsenrichtung durch den X-Achsen-Motor 4 vorgeschoben (3(c)).
Wenn der Messfühler 27 komplett über den Kurbelzapfen CP1 geführt wurde, wird der Radkopf 3 angehalten.
Bei dem anschließenden Schritt S4 werden der Durchmesser D11 und die Exzentrizität (der Betrag der Verschiebung der Lagerzapfen) ST11 des Kurbelzapfens CP1 auf der Basis des Abstands M11 des äußersten Punkts und des Abstands M12 des innersten Punkts, die in dem Schritt S3 gemessen wurden, und dem Bezugsabstand K1 und dem Kugeldurchmesser P des Messfühlers 27 erhalten, die vorab gespeicherte Werte sind.
Der Durchmesser D11 des Kurbelzapfens CP1 kann zum Beispiel durch die Formel D11 = M12 – M11 – P erhalten werden. Der Versatzbetrag (die Exzentrizität) ST11 des Kurbelzapfens CP1 kann zum Beispiel aus der Formel ST11 = K1 – M11 – (D11 + P)/2 erhalten werden.
Der Durchmesser D1 und der Versatzbetrag (die Exzentrizität) ST11, die bei dem Schritt S4 erhalten wurden, werden bei dem Schritt S6 verwendet, um die korrigierten Profil(P/F)-Daten, die für das vorstehend beschriebene raue Schleifen und feine Schleifen verwendet werden, erneut zu korrigieren.
Vor dem erneuten Korrekturvorgang wird bei dem Schritt S5 der Durchmesser des Schleifrads berechnet. Insbesondere wird der Fehler zwischen dem Durchmesser D11 des Kurbelzapfens CP1, der bei dem Schritt S4 erhalten wurde, und einem Zieldurchmesser des Kurbelzapfens CP1, der durch feines Schleifen erhalten werden soll, ermittelt oder der Durchmesser des Schleifrads, der in einer Berechnungsformel eingestellt ist, die für das Vorbereiten der korrigierten Profil(P/F)-Daten verwendet wird, durch den Fehler korrigiert, so dass der korrigierte Durchmesser des Schleifrads berechnet wird.
Zudem wird bei dem Schritt S5 eine korrigierte Exzentrizität berechnet. Insbesondere wird der Fehler zwischen der momentanen Exzentrizität ST11 des Kurbelzapfens CP1, der bei dem Schritt S4 erhalten wurde, und einer Ziel-Exzentrizität erhalten, und die in der Berechnungsformel eingestellte Exzentrizität, die für das Vorbereiten der korrigierten Profil(P/F)-Daten verwendet wird, wird durch den Fehler korrigiert, so dass die korrigierte Exzentrizität berechnet wird.
Der somit erhaltene korrigierte Raddurchmesser und die korrigierte Exzentrizität werden als Werte betrachtet, die bei der Gesamtbetrachtung der Verformung des Werkstücks 20 während des Schleifvorgangs, der elastischen Verformung oder der thermischen Verformung des Aufbaus und des Zufuhrmechanismus der Schleifmaschine 1 und der Verzögerung des Zufuhrdienstsystems bestimmt werden.
Bei dem Schritt S6 werden der korrigierte Raddurchmesser und die korrigierte Exzentrizität in der Berechnungsformel für das Vorbereiten der korrigierten Profil(P/F)-Daten so ersetzt, dass dadurch die erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten (erneut korrigierte C-X-Daten) erzeugt werden, die dann in einem erneut korrigierten P/F-Datenbereich der Speichereinheit 36 gespeichert werden.
Bei dem anschließenden Schritt S7 unterliegt der Kurbelzapfen CP1 einem Endschleifen (einem Mikroschleifen, einem Schleifen ohne Schneiden), das gemäß dem erneut korrigierten Profil (P/F)-Daten durchgeführt wird, die bei dem Schritt S6 ermittelt wurden.
Wenn der Radkopf 3 nach der Beendigung des Endschleifens bei dem Schritt S8 zu der zurückgezogenen Position zurückgeführt wird, werden die Bezugsposition K1, der Abstand M11 des äußersten Punkts und der Abstand M12 des innersten Punkts in derselben Weise wie bei dem Schritt S3 bestimmt.
Bei dem anschließenden Schritt S9 werden der Durchmesser D12 und die Exzentrizität ST12 des Kurbelzapfens ZP1 in derselben Weise wie bei dem Schritt S4 ermittelt.
Bei dem anschließenden Schritt S10 beurteilt die CPU 32, ob der Durchmesser D12 und die Exzentrizität ST12, die bei dem Schritt S9 erhalten wurden, in die Toleranzen fallen, die für die entsprechenden Zielwerte eingestellt sind, die nach einer Beendigung des Schleifvorgangs zu erzielen sind. Wenn sowohl der Durchmesser D12 als auch die Exzentrizität (der Hub) ST12, die bei dem Schritt S9 erhalten wurden, in die jeweiligen Toleranzen fallen, geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S11. Wenn entweder der Durchmesser D12 oder die Exzentrizität (der Hub) ST12 nicht in die jeweiligen Toleranzen fallen, geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S12.
Bei dem Schritt S12 führt die CPU 32 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 38 ein NG-Signal zu, das anzeigt, das der geschliffene Kurbelzapfen CP1 NG (nicht gut) ist, das heißt nicht zufrieden stellend. Aufgrund der Aufnahme des NG-Signals zeigt die Eingabe-/Ausgabe-Einheit 38 auf der Anzeigeeinrichtung eine Nachricht an, die berichtet, dass der geschliffene Kurbelzapfen CP1 NG ist. Zudem überträgt die CPU 32 einen Bearbeitungs-Stoppbefehl an die Schleifmaschine 1, so dass das Schleifen eines folgenden Kurbelzapfens CP2 gestoppt wird.
Bei dem Schritt S11 beurteilt die CPU 32, ob alle Kurbelzapfen geschliffen wurden. Wenn keine weiteren zu schleifenden Kurbelzapfen vorhanden sind, beendet die CPU 32 die Bearbeitung. Wenn ein beliebiger zu bearbeitender Kurbelzapfen vorhanden ist, geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S13.
Bei dem Schritt S13 wird der Tisch 11 durch den X-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, in der das Schleifrad 7 dem nächsten zu schleifenden Kurbelzapfen CP2 zugewandt ist.
Bei dem folgenden Schritt S14 wird der Kurbelzapfen CP2 dem rauen Schleifen und dem feinen Schleifen ausgesetzt, die in derselben Weise wie bei dem Schritt S2 durchgeführt werden. Bei dem anschließenden Schritt S15 wird der Kurbelzapfen CP2 einem Endschleifen (Mikroschleifen, Schleifen ohne Schneiden) ausgesetzt, das gemäß dem erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten durchgeführt wird, die bei dem Schritt S6 erhalten wurden, als der Kurbelzapfen CP1 geschliffen wurde.
Aufgrund der Beendigung des Endschleifens, geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S11. Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist die CPU 32 so programmiert, dass sie von dem Schritt S15 zu dem Schritt S8 weitergeht, wie dies durch die Linie L1 dargestellt ist, so dass das Verfahren bei den Schritten S8, S9 und S10 durchgeführt wird.
Im Folgenden ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben. Die 5 ist eine Darstellung, die das zweite Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 6(a) bis 6(c) sind Darstellungen, die ein Verfahren für das Ermitteln des Abstands zeigen, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Insbesondere ist jede der 6(a) bis 6(c) eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in der 5. Die 7 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf für das Schleifen eines exzentrischen zylindrischen Abschnitts zeigt, während der zylindrische Abschnitt durch die Verwendung des Messgeräts 25 gemessen wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt eine zu bearbeitende Welle (ein Werkstück) 21 exzentrische zylindrische Abschnitte CA1 und CA2, von denen jeder einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und zu der Drehmittelachse der Welle 21 exzentrisch ist.
Ein Bearbeitungs-Ablaufprogramm, das für das Schleifen der Außenumfangsflächen der exzentrischen zylindrischen Abschnitte CM und CA2 der Welle 21 an der Schleifmaschine 1 erforderlich ist, wird in der Speichereinheit 36 vorab gespeichert.
Wenn das Bearbeitungs-Ablaufprogramm gestartet wird, das in der 7 gezeigt ist, wird bei dem ersten Schritt S21 der Tisch 11 durch den X-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, in der das Schleifrad 7 dem zu schleifenden exzentrischen zylindrischen Abschnitt CA1 zugewandt ist.
Bei dem folgenden Schritt S22 wird das Werkstück 21 durch den C-Achsen-Motor 17 gedreht und der Radkopf 3 wird so vorgeschoben, dass der exzentrische zylindrische Abschnitt CA1 geschliffen wird. Obwohl das Werkstück 21 um seine Mittelachse gedreht wird, ist die Mitte des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 in Bezug auf die Mittelachse (Drehmitte) des Werkstücks 21 exzentrisch. Daher wird der Radkopf 3 synchron zu der Drehung des C-Achsen-Motors 17 an dem Spindelstock 16 vorgeschoben und zurückgezogen, so dass sich das Schleifrad 7 immer mit der Außenumfangsfläche des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 in Kontakt befindet. Diese Vorschub-/Zurückzieh-Bewegung wird fortwährend gemäß den korrigierten Profil(P/F)-Daten bewirkt, während der Radkopf 3 für das Schneiden gemäß dem Bearbeitungs-Ablaufprogramm vorgeschoben wird. Insbesondere wird bei dem Schritt S22 der Radkopf 3 zu dem Werkstück 21 hin für das Bewirken des Schnittvorschubs vorgeschoben, während er synchron zu der Drehung des Werkstücks 21 vorgeschoben und zurückgezogen wird. Zuerst wird ein grobes Schleifen bei relativ hoher Schnittvorschubrate durchgeführt. Wenn der Radkopf 3 eine Endposition für das raue Schleifen erreicht, wird die Schnittvorschubrate auf eine relativ langsame Vorschubrate verringert, um das feine Schleifen durchzuführen. Wenn der Radkopf 3 die Endposition für das feine Schleifen erreicht, wird der Schnittvorschub des Radkopfs 3 angehalten und das Werkstück 21 wird um eine Umdrehung oder mehrere Umdrehungen gedreht, um ein Ausglühschleifen zu bewirken. Anschließend wird der Radkopf 3 in die zurückgezogene Position zurückgezogen.
Bei dem Schritt 23 wird mit Hilfe einer Funktion des Anhaltens der Hauptspindel an einer konstanten Position das Werkstück 21 an einer Winkelposition angehalten, die so bestimmt ist, dass sich der exzentrische zylindrische Abschnitt CA1 an einer Winkelposition befindet, die für die Messung geeignet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie dies in der 6(a) gezeigt ist, das Werkstück 21 an solch einer Winkelposition angehalten, dass sich ein Punkt an der Außenumfangsfläche des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1, der der Mittelachse am nächsten ist (im folgenden als ein „innerster Punkt" bezeichnet), und ein Punkt an der Außenumfangsfläche des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1, der von der Mittelachse am meisten entfernt ist (im Folgenden als ein „äußerster Punkt" bezeichnet), beide an der X-Achsenlinie befinden. Der Drehwinkel, an dem der exzentrische zylindrische Abschnitt CA1 so ausgerichtet ist, wie es in der 6(a) gezeigt ist, wird als ein Drehwinkel von 0° definiert. Zudem wird der Drehwinkel, an dem exzentrische zylindrische Abschnitt CA1 so ausgerichtet ist, wie es in der 6(c) gezeigt ist, als ein Drehwinkel von 180° bezeichnet.
Bei dem anschließenden Schritt S24 wird der Messfühler 27 des Messgeräts 25 von der Bereitschaftsposition, die in der
1 durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, in die Messposition geschwenkt, die in der 1 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Anschließend wird der Tisch 11 durch den Y-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, in der der Messfühler 27 der Bezugsfläche der Bezugsplatte 29 zugewandt ist. In diesem Zustand wird der Radkopf 3 durch den X-Achsen-Motor 4 vorgeschoben und wird angehalten, wenn das Messgerät 25 in Folge eines Kontakts mit der Bezugsplatte 29 ein EIN-Signal ausgibt. Die angehaltene Position wird von der Ausgabe des X-Achsen-Impulsgebers 5 erfasst und in der Speichereinheit 36 als ein Bezugspunkt K2 gespeichert.
Bei dem Schritt S25 werden der Radkopf 3 und der Tisch 11 jeweils durch den X-Achsen-Motor 4 und den Y-Achsen-Motor 12 bewegt, so dass der Messfühler 27 mit dem innersten Punkt des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 in Kontakt kommt (6(a)). Die Vorschubbewegung des Radkopfs 3 wird an einer Position angehalten, an der das Messgerät 25 ein EIN-Signal ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Abstand von dem Bezugspunkt K2 zu dem innersten Punkt entlang der X-Achsenrichtung aus der Ausgabe des X-Achsen-Impulsgebers 5 erfasst und in der Speichereinheit 36 als der Abstand M21 des innersten Punkts gespeichert.
Zudem berechnet die CPU 32 den kleineren Radius (den Abstand zwischen der Drehmitte und dem innersten Punkt) U auf der Basis des bekannten Bezugsabstands K2 und des gemessenen Abstands M21 des innersten Punkts und speichert ihn in der Speichereinheit 36. Der kleinere Radius U kann zum Beispiel durch die Formel U = K2 – M21 – P/2 erhalten werden.
Bei dem Schritt S26 wird der Radkopf 3 zurückgezogen, um den Messfühler 27 von dem exzentrischen zylindrischen Abschnitt CA1 zu trennen (Messfühler-Zurückziehung) (6(b)), und das Werkstück 21 wird um 180° gedreht (halbe Drehung des Werkstücks (6(c)).
Bei dem anschließenden Schritt S27 wird der Radkopf 3 durch den X-Achsen-Motor 4 bewegt, so dass der Messfühler 27 mit dem äußeren Punkt des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 in Kontakt kommt. Die Vorschubbewegung des Radkopfs 3 wird an einer Position angehalten, an der das Messgerät 25 ein EIN-Signal ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Abstand zwischen dem Bezugspunkt K2 und dem äußersten Punkt entlang der X-Achsenrichtung in der Speichereinheit 36 als der Abstand M22 des äußersten Punkts gespeichert.
Zudem berechnet die CPU 32 den größeren Radius (den Radius zwischen der Drehmitte und dem äußersten Punkt) V auf der Basis des Bezugsabstands K2 und des gemessenen Abstands M22 des innersten Punkts und speichert ihn in der Speichereinheit 26. Der größere Radius V kann zum Beispiel durch die Formel V = K2 – M22 – P/2 erhalten werden. Nach einer Beendigung der Messung des Abstands M22 des innersten Punkts wird der Radkopf 3 in die zurückgezogene Position zurückgeführt und der Messfühler 27 wird in die Bereitschaftsposition zurückgeführt.
Bei dem anschließenden Schritt S28 wird der Radius R des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CM aus dem kleineren Radius U und dem größeren Radius V ermittelt, die bei den Schritten S25 und S27 ermittelt wurden. Der Radius R kann zum Beispiel aus der Formel R = (U + V)/2 erhalten werden.
Bei dem Schritt S29 wird die Exzentrizität T des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 in Bezug auf die Drehmitte des Werkstücks 21 aus dem größeren Radius V und dem Radius R des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 ermittelt und wird in der Speichereinheit 36 gespeichert. Die Exzentrizität T kann zum Beispiel durch die Formel T = V – R ermittelt werden.
Bei dem Schritt S30 wird die kalkulierte Exzentrizität T mit einer Ziel-Exzentrizität verglichen. Wenn der Fehler die Toleranz überschreitet, werden die Profildaten, die für das Durchführen einer simultanen zweiachsigen Steuerung (für die C-Achse und die X-Achse) so verwendet werden, dass der exzentrische zylindrische Abschnitt CA1 an der mittleren Welle ausgebildet wird, als ungenau beurteilt und die Profildaten werden auf Basis des Fehlers korrigiert. Genauer gesagt werden die Profildaten erneut berechnet, während der Exzentrizitäts-Eingabewert, der bei der vorhergehenden Berechnung verwendet wurde, durch einen Betrag korrigiert wird, der dem Fehler entspricht. Somit werden erneut korrigierte Profil(P/F)-Daten, die das Ermitteln einer Exzentrizität ermöglichen, die der Ziel-Exzentrizität näher ist, ermittelt und in dem erneut korrigierten P/F-Datenbereich der Speichereinheit 36 gespeichert.
Die erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten werden bei dem Schritt S31 verwendet, um den exzentrischen zylindrischen Abschnitt CA1 endzuschleifen. Die Vorschub-/Rückzieh-Bewegung des Radkopfs 3 – die synchron zu der Drehung des Werkstücks 21 durchgeführt wird und an dem Schnittvorschub für das Endschleifen überlagert ist – wird auf der Basis der erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten gesteuert. Somit wird der exzentrische zylindrische Abschnitt CA1 so geschliffen, dass er den Ziel-Enddurchmesser und die Ziel-Exzentrizität besitzt.
Bei dem anschließenden Schritt S32 beurteilt die CPU 32, ob alle exzentrischen zylindrischen Abschnitte geschliffen wurden. Wenn keine weiteren zu schleifenden exzentrischen zylindrischen Abschnitte vorhanden sind, beendet die CPU 32 die Bearbeitung. Wenn ein weiterer zu schleifender exzentrischer zylindrischer Abschnitt vorhanden ist (zum Beispiel ein exzentrischer zylindrischer Abschnitt CA2, der in der 5 gezeigt ist) geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S33.
Bei dem Schritt S33 wird der Tisch 11 durch den Y-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, an der das Schleifrad 7 dem zu schleifenden zweiten exzentrischen zylindrischen Abschnitt CA2 zugewandt ist. Bei dem folgenden Schritt S34 wird der zweite exzentrische zylindrische Abschnitt CA2 dem groben Schleifen und dem feinen Schleifen ausgesetzt, die in derselben Weise wie bei dem Schritt S22 durchgeführt werden. Da vor dem Start des groben Schleifens ein Phasenunterschied von 180° zwischen den exzentrischen zylindrischen Abschnitten CA1 und CA2 vorhanden ist, ist das Werkstück 21 an einem Indexwinkel orientiert oder stabilisiert, der um eine halbe Drehung von dem Indexwinkel verschoben ist, bei dem das grobe Schleifen des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA1 begonnen wurde, so dass der Abschnitt des exzentrischen zylindrischen Abschnitts CA2 mit dem kleinsten Radius dazu gebracht wird, dem Schleifrad 7 zugewandt zu sein. Das grobe Schleifen wird von solch einem Indexwinkel aus begonnen. Während dem grobe Schleifen und dem sich daran anschließenden feinen Schleifen wird der Radkopf 3 gemäß den erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten, die bei dem Schritt S30 durch das Schleifen des ersten exzentrischen zylindrischen Abschnitts CM ermittelt wurden, synchron zu der Drehung des Werkstücks 21 in solch einer Weise vorgeschoben und zurückgezogen, dass die Vorschub-/Zurückzieh-Bewegung des Radkopfs 3 mit der Schnittvorschubbewegung zu dem Werkstück 21 hin überlagert ist.
Anschließend an das feine Schleifen wird bei dem Schritt S35 ein Endschleifen durchgeführt. Bei diesem Endschleifen wird der Radkopf 3 synchron zu der Drehung des Werkstücks 21 und gemäß den erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten vorgeschoben und zurückgezogen. Am Ende des Endschleifens wird der Schnittvorschub des Radkopfs 3 angehalten und das Werkstück 21 wird eine Umdrehung oder mehrere Umdrehungen gedreht, um ein Ausglühschleifen zu bewirken. Auf diese Weise hat der zweite exzentrische zylindrische Abschnitt CA2 das grobe Schleifen, das feine Schleifen und das Endschleifen durchlaufen. In dem Fall des Werkstücks 21, das zwei exzentrische zylindrische Abschnitte besitzt, wie dies in der 5 gezeigt ist, beurteilt die CPU 32 bei dem Schritt S32, dass alle exzentrischen zylindrischen Abschnitte geschliffen wurden und beendet das vorliegende Bearbeitungs-Ablaufprogramm.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben, das nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört. Die 8 ist eine Darstellung, die ein Ausführungsbeispiel des Arbeitsbereichs-Messverfahrens zeigt, das nicht zu der Erfindung gehört. Die 9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb für das Schleifen eines Lagerzapfenabschnitts zeigt, während der Lagerzapfenabschnitt durch die Verwendung des Messgeräts 25 gemessen wird.
Ein Bearbeitungs-Ablaufprogramm, das dazu benötigt wird, die Außenumfangsfläche eines Lagerzapfens J1 (Arbeitsbereich) einer Kurbelwelle (Werkstück) 20 an der Schleifmaschine 1 zu schleifen, ist in der Speichereinheit 36 vorab gespeichert.
Wenn das Bearbeitungs-Ablaufprogramm, das in der 9 gezeigt ist, begonnen wird, wird bei dem ersten Schritt S41 der Tisch 11 durch den X-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, in der das Schleifrad 7 dem ersten Lagerzapfen J1 zugewandt ist.
Bei dem folgenden Schritt S42 wird das Werkstück 20 durch den C-Achsen-Motor 17 an dem Spindelstock 16 gedreht und der Radkopf 3 wird durch den X-Achsen-Motor 4 in solch einer Weise vorgeschoben, dass das Schleifrad 7 in den Lagerzapfen J1 schneidet, um dadurch das grobe Schleifen und das feine Schleifen durchzuführen. Am Ende des feinen Schleifens wird der Schnittvorschub des Radkopfs 3 angehalten und das Werkstück 20 wird um eine Umdrehung oder mehrere Umdrehungen gedreht, um ein Ausglühschleifen zu bewirken. Anschließend wird das Endschleifen beendet.
In diesem Fall verformt sich das Werkstück 20 während des groben Schleifens und des feinen Schleifens, so dass der fertig gestellte Lagerzapfen J1 des Werkstücks 20 einen elliptischen Querschnitt bekommen kann. Um eine elliptische Komponente zu beseitigen, kann der Radkopf 3 über eine kleine Distanz synchron zu der Drehung des Werkstücks 20 vorgeschoben und zurückgezogen werden. In dem Fall, in dem solch eine Korrekturbewegung der elliptischen Komponente auf den Radkopf 3 ausgeübt werden soll, wird erst ein Testschleifen durchgeführt, um die Beziehung zwischen jeder Drehwinkelposition des Werkstücks 20 und einem entsprechenden Korrekturbetrag (Erhöhungs- oder Verringerungsbetrag) zu erhalten, um die der entsprechende Bewegungsbetrag des Radkopfs 3 korrigiert werden muss, um die elliptische Komponente zu beseitigen. Die damit ermittelte Beziehung wird in der Speichereinheit 36 als Korrekturprofil(P/F)-Daten gespeichert. Während jedes Schleifschritts wird der Korrekturbetrag zu dem Schnittvorschubbetrag des Radkopfs 3 gemäß den Korrekturprofil(P/F)-Daten hinzuaddiert.
Bei dem anschließenden Schritt S43 wird der Messfühler 27 des Messgeräts 25 mit der Bezugsfläche der Bezugsplatte 29 in Kontakt gebracht, die an dem Spindstock 16 vorgesehen ist. Wenn das Messgerät 25 ein EIN-Signal ausgibt, wird die Position des Radkopfs 3 von der Ausgabe des X-Achsen-Impulsgebers 5 erfasst und in der Speichereinheit 36 als ein Bezugspunkt K3 gespeichert.
Dann wird der Messfühler 27 mit dem ersten Lagerzapfen J1 in Kontakt gebracht, der geschliffen wurde. Wenn das Messgerät 25 ein EIN-Signal ausgibt, wird die Position des Radkopfs 3 erfasst und der Abstand in der X-Achsenrichtung zwischen dem Bezugspunkt K3 und der Position, an der das Messgerät 25 das EIN-Signal ausgegeben hat, wird als ein Abstand M31 der Außenumfangsoberfläche erhalten.
Bei dem Schritt S44 berechnet die CPU 32 den Durchmesser JD11 des Lagerzapfens J1 auf der Basis des bekannten Bezugsabstands K3 und des gemessenen Abstands M31 der Außenumfangsfläche. Der Durchmesser JD11 des Lagerzapfens J1 kann zum Beispiel aus der Formel JD = (K3 – M31 – P/2) × 2 erhalten werden.
Bei dem anschließenden Schritt S45 wird der gemessene tatsächliche Durchmesser JD des Lagerzapfens J1 nach dem feinen Schleifen mit einem Ziel-Durchmesser nach dem feinen Schleifen verglichen. Wenn der Fehler zwischen diesen eine voreingestellte Toleranz überschreitet, wird der eingestellte Wert für den Raddurchmesser korrigiert oder die Koordinaten des Radkopfes 3 werden korrigiert.
Bei dem Verfahren, bei dem der eingestellte Wert für den Raddurchmesser korrigiert wird, ist der Hauptgrund der Korrektur das Kompensieren der thermischen Verformung eines Metallkernelements von zum Beispiel einem CBN-Schleifrad und eines Messfehlers beim Messen eines Raddurchmessers, das manuell durch die Verwendung eines Messwerkzeugs durchgeführt wird. Allerdings werden Fehler, die aus der thermalen Verformung aller mechanischen Elemente herrühren, die die Schleifmaschine bilden, und die Verzögerung des Zuführservosystems als Fehler beim Einstellen des Raddurchmessers betrachtet; und der eingestellte Wert für den Raddurchmesser wird auf der Basis der Fehler korrigiert. Insbesondere wird, wenn der tatsächliche Durchmesser JD nach dem feinen Schleifen kleiner als der entsprechende Zieldurchmesser ist, beurteilt, dass der eingestellte Wert für den Raddurchmesser um einen Betrag entsprechend der Differenz zwischen dem Ist-Durchmesser und dem Ziel-Durchmesser kleiner als ein idealer Wert ist. In solch einem Fall wird der eingestellte Wert für den Raddurchmesser auf einen Wert zurückgesetzt, der um einen Betrag entsprechend der Differenz größer als der vorhergehende Wert ist, und somit wird die Schnittvorschubs-Endposition des Radkopfs 3 beim Endschleifen so korrigiert, dass sie zurück oder zu der vorgezogenen Endposition hin verschoben ist. Wenn der Ist-Durchmesser JD nach dem feinen Schleifen größer als der entsprechende Zieldurchmesser ist, wird der eingestellte Wert für den Raddurchmesser auf einen Wert zurückgesetzt, der um einen Betrag entsprechend der Differenz kleiner als der vorhergehende Wert ist, und somit wird die Schnittvorschubs-Endposition des Radkopfs 3 beim Endschleifen so korrigiert, dass sie nach vorne oder zu der Mitte des Werkstücks 20 hin verschoben ist.
Bei dem Verfahren, bei dem die Koordinaten des Radkopfs 3 korrigiert werden, werden Fehler aufgrund der thermischen Verformung, Messfehler und die Folgeverzögerung des Zuführservosystems als Fehler bei dem anfänglichen Einstellen der Koordinaten des Radkopfs 3 betrachtet. Bei diesem Verfahren werden, wenn der Ist-Durchmesser JD nach dem feinen Schleifen kleiner als der entsprechende Ziel-Durchmesser ist, die Koordinaten des Radkopfs 3 so korrigiert, dass sie in der Schnittvorschubrichtung nach vorne verschoben sind; und wenn der Ist-Durchmesser JD nach dem feinen Schleifen größer als der entsprechende Zieldurchmesser ist, werden die Koordinaten des Radkopfs 3 so korrigiert, dass sie nach hinten in der Schnittvorschubrichtung verschoben sind.
Bei dem anschließenden Schritt S46 ist der Lagerzapfen J1, der dem groben Schleifen und dem feinen Schleifen bei dem Schritt S43 ausgesetzt war, dem Endschleifen ausgesetzt. Am Ende des Endschleifens wird ein Ausglühschleifen in derselben Weise durchgeführt, wie es am Ende des feinen Schleifens durchgeführt wurde. In dem Fall, in dem der eingestellte Wert für den Raddurchmesser bei dem Schritt S45 korrigiert wurde, wird der Radkopf 3 während dem Endschleifen zu einer Schnittvorschub-Endposition für das Endschleifen vorgeschoben, die erneut auf der Basis des korrigierten Raddurchmessers berechnet wurde. Somit ist der Lagerzapfen J1 so fertig gestellt, dass er den Ziel-Enddurchmesser besitzt.
In dem Fall, in dem die vorliegenden Positionskoordinaten des Radkopfs 3 bei dem Schritt S45 korrigiert wurden, wird die Koordinate, die in dem numerischen Steuerprogramm enthalten ist und die die Schnittvorschubs-Endposition für das Endschleifen bezeichnen, nicht verändert. Allerdings wird, da die vorliegende Positionskoordinate des Radkopfs 3 korrigiert wurde, die Position des Radkopfs 3 an der Schnittvorschubs-Endposition für das Endschleifen folglich so verändert, dass der Lagerzapfen J1 so fertig gestellt wird, dass er den Zielenddurchmesser besitzt.
Nach der Fertigstellung des Endschleifens wird bei dem Schritt S47 der Messfühler 27 mit dem Lagerzapfen J1 in einer ähnlichen Weise wie bei dem Schritt S43 in Kontakt gebracht. Wenn das Messgerät 25 ein EIN-Signal ausgibt, wird die Position des Radkopfs 3 erfasst und der Abstand in der X-Achsenrichtung zwischen dem Bezugspunkt K3 und der Position, an der das Messgerät 25 das EIN-Signal ausgegeben hat, wird als ein Abstand M32 der Außenumfangsoberfläche ermittelt.
Bei dem Schritt S48 berechnet die CPU 32 den Durchmesser JD12 des Lagerzapfens J1 in derselben Weise wie bei dem Schritt S44.
Bei dem Schritt S49 beurteilt die CPU 32, ob der erhaltene Durchmesser JD12 in die Toleranz fällt, die für den zu erhaltenen Zielwert nach der Beendigung des Schleifvorgangs eingestellt ist. Wenn der Durchmesser JD12 in die Toleranz fällt, geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S50. Wenn der Durchmesser JD 12 nicht in die Toleranz fällt, geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S51.
Bei dem Schritt S51 führt die CPU 32 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 38 ein NG-Signal zu, das anzeigt, dass der geschliffene Lagerzapfen J1 NG ist, das heißt nicht zufrieden stellend. Aufgrund des Empfangs des NG-Signals zeigt die Eingabe/Ausgabe-Einheit 38 der Anzeigeeinrichtung eine Nachricht an, die angibt, dass der geschliffene Lagerzapfen J1 NG ist. Des Weiteren überträgt die CPU 32 einen Bearbeitungs-Beendigungsbefehl an die Schleifmaschine 1 aus, so dass das Schleifen eines darauf folgenden Lagerzapfens J2 gestoppt wird.
Bei dem Schritt S50 beurteilt die CPU 32, ob alle Lagerzapfen geschliffen wurden. Wenn kein weiterer zu schleifender Lagerzapfen vorhanden ist, beendet die CPU 32 das Verfahren. Wenn ein weiterer zu schleifender Lagerzapfen vorhanden ist (zum Beispiel die Lagerzapfen J2 und J3), geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S52.
Bei dem Schritt S52 wird der Tisch 11 durch den Y-Achsen-Motor 12 in eine Position bewegt, in der das Schleifrad 7 den zweiten Lagerzapfen J2 zugewandt ist.
Bei dem folgenden Schritt S53 ist der Lagerzapfen J2 dem groben Schleifen und dem feinen Schleifen ausgesetzt, die in derselben Weise wie bei dem Schritt S42 durchgeführt werden.
Bei dem anschließenden Schritt S54 wird in derselben Weise wie bei dem Schritt S46 der Radkopf 3 zu der Schnittvorschubs-Endposition für das Endschleifen vorgeschoben, die durch die Raddurchmesserkorrektur oder die Radkopfkoordinatenkorrektur bei dem Schritt S45 korrigiert wurde. Somit wird der Lagerzapfen J1 dem Endschleifen (dem Mikroschleifen, Schleifen ohne Schneiden) ausgesetzt.
In Folge der Beendigung des Endschleifens geht die CPU 32 weiter zu dem Schritt S50 und beendet die Schleifarbeit.
Bei einer Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels berechnet die CPU 32 den Durchmesser JD des Lagerzapfens J1 nach der Beendigung des Endschleifens. In diesem Fall ist die CPU 32 so programmiert, dass sie von dem Schritt S54 zu dem Schritt S47 weitergeht, wie dies durch die Linie L2 angezeigt ist, so dass die Verarbeitung bei dem Schritt S47 und den anschließenden Schritten durchgeführt werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht das Arbeitsbereichs-Messverfahren ein genaues Messen des Durchmessers des Arbeitsabschnitts bei niedrigen Kosten. Zudem kann die Exzentrizität des Arbeitsbereichs in Bezug auf die Mittelachse gemessen werden. Daher kann, wenn das Messverfahren der vorliegenden Erfindung bei einer Schleifmaschine verwendet wird, ein Werkstück mit verbesserter Endgenauigkeit geschliffen werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele beschränkt und die Ausführungsbeispiele können auf zahlreiche Arten abgewandelt werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bei den Ausführungsbeispielen wird die vorliegende Erfindung zum Beispiel auf die Schleifmaschine angewendet. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auf zahlreiche andere Werkzeugmaschinen als die Schleifmaschine angewendet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen wird der Abstand entlang einer einzigen Achse (zum Beispiel der X-Achse) gemessen. Allerdings kann der Durchmesser oder die Exzentrizität jedes Arbeitsbereichs auf der Basis von Abständen gemessen werden, die zweidimensional oder dreidimensional gemessen wurden.
Zudem muss sich der Ablauf für das Schleifen eines Arbeitsbereichs des Werkstücks 20 oder 21 während des Messens des Arbeitsbereichs nicht auf die in den Flussdiagrammen der 4, 7 und 9 gezeigten Vorgänge beschränkt und kann auf zahlreiche Arten abgewandelt werden.
Die Bearbeitung und die Messung von Kurbelzapfen, exzentrischen zylindrischen Abschnitten und Lagerzapfen einer Kurbelwelle wurden beschrieben. Allerdings ergibt sich keine Beschränkung auf die Art oder die Form des Werkstücks oder des Arbeitsbereichs sofern das Werkstück ein Drehobjekt ist, das eine Mittelachse besitzt (das heißt ein schaftförmiges Werkstück).
Obwohl bei den Ausführungsbeispielen ein CBN-Schleifrad für das Schleifrad 7 verwendet wird, können Schleifräder anderer Arten wie beispielsweise WA-Schleifräder verwendet werden und ein Schneidwerkzeug wie beispielsweise ein Cutter oder ein Drehwerkzeug kann verwendet werden.
Das Messverfahren ist nicht auf das in den 3, 6 und 8 gezeigte Verfahren beschränkt und kann auf zahlreiche Arten abgewandelt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen ist die Bezugsplatte 29 an der Seitenfläche des Spindelstocks 16 vorgesehen. Allerdings können die Position und die Form der Bezugsplatte 29 frei verändert werden, sofern die Bezugsplatte 29 die Bestimmung einer Bezugsposition in Bezug auf die Achse der Hauptspindelmitte 19 ermöglicht.
Bei den Ausführungsbeispielen besitzt jeder Arbeitsbereich eines Werkstücks einen kreisförmigen Querschnitt. Allerdings kann das Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf Arbeitsbereiche angewendet werden, deren Querschnitte eine andere Form als eine kreisförmige Form besitzen.
Die zwei Punkte an der Außenumfangsfläche eines Arbeitsbereichs, an denen der Messfühler 27 des Messgeräts 25 mit der Oberfläche in Kontakt gebracht wird, sind in solch einer Weise frei bestimmt, dass sich die gewählten zwei Punkte an diametral gegenüber liegenden Abschnitten in Bezug auf die Drehmitte befinden (die ausgewählten zwei Punkte sind voneinander um 180° in der Umfangsrichtung getrennt).
Das Messgerät 25, das bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet wird, ist von der Kontakt-Betriebsart; das heißt, das Messgerät 25 gibt ein EIN-Signal aus, wenn sich der Messfühler 27 aufgrund eines Kontakts mit einem zu messenden Arbeitsbereich um einen vorbestimmten Winkel neigt. Allerdings können Messgeräte anderer Arten verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Messgerät verwendet werden, das eine Bewegung eines Messfühlers in einem relativ kleinen Bereich aber mit einer hohen Genauigkeit von zum Beispiel 0,1 oder 1 μm erfassen kann. Wenn solch ein Messgerät verwendet wird, ist der Bezugspunkt an der Bezugsposition 29 wie folgt gespeichert. Der Radkopf 3 wird um einen vorbestimmten Bewegungsbetrag vorgeschoben, um den Messfühler mit der Bezugsposition 29 in Kontakt zu bringen, und der Betrag der Bewegung des Messfühlers zu diesem Zeitpunkt wird von der Ausgabe des Messgeräts erfasst und die Summe des vorbestimmten Betrags der Bewegung des Radkopfs 3 und der erfasste Betrag der Bewegung des Messfühlers wird ermittelt und als ein Bezugspunkt gespeichert. Zudem wird der Abstand zwischen dem Bezugspunkt und der Oberfläche jedes Arbeitsbereichs (zum Beispiel M11, M12 in der 2) wie folgt ermittelt. Der Radkopf 3 wird um einen vorbestimmten Betrag der Bewegung vorgeschoben, um den Messfühler mit dem Arbeitsbereich in Kontakt zu bringen, und der Betrag der Bewegung des Messfühlers zu dem Zeitpunkt wird von der Ausgabe des Messgeräts ermittelt und die Summe des vorbestimmten Betrags der Bewegung des Radkopfs 3 und der erfasste Betrag der Bewegung des Messfühlers wird ermittelt und als der Abstand zwischen dem Bezugspunkt und der Oberfläche des Arbeitsbereichs gespeichert.
Anstelle des Messgeräts 25 können andere Messgeräte wie beispielsweise ein Ultraschallsensor und ein optischer Sensor verwendet werden, sofern das gewählte Messgerät die Oberfläche der Bezugsplatte 29 oder die Oberfläche eines zu messenden Arbeitsbereichs akkurat erfassen kann.
Zudem kann das Messverfahren der vorliegenden Erfindung auf eine Schleifmaschine für das Schleifen einer Nockenwelle angewendet werden. Insbesondere kann das Messverfahren der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, die Form einer Nocke nach der Beendigung des Schleifvorgangs zu messen; insbesondere des Radius des Basiskreises der Nocke und des Radius des oberen Abschnitts bei einer Messung von der Mitte des Basiskreises oder zur Messung der Position der Oberfläche einer geschliffenen Nocke bei einer Vielzahl von Positionen, um dadurch das Nockenprofil zu überprüfen. In ähnlicher Weise kann das Messverfahren der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, die Position der Oberfläche eines geschliffenen zylindrischen Abschnitts an einer Vielzahl von Positionen zu erfassen, um dadurch die Rundheit des geschliffenen zylindrischen Abschnitts an der Maschine zu messen. Wenn das Messverfahren der vorliegenden Erfindung dazu verwendet wird, einen konzentrischen zylindrischen Abschnitt, einen exzentrischen zylindrischen Abschnitt oder einen Kurbelzapfenabschnitt eines Werkstücks, das an die Schleifmaschine gesetzt ist, vor der Durchführung des Schleifvorgangs zu messen, wird es möglich, vorab zu überprüfen, ob die Schleiftoleranz ausreichend ist und/oder ob dieses Werkstück defekt ist, wodurch ein Ausstoß von fehlerhaften Werkstücken vor dem Start des Schleifvorgangs ermöglicht wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Messfühler 27 in der Form einer Kugel mit einem Durchmesser T ausgebildet. Allerdings kann die Form, das Material, die Länge, die Anzahl, etc. des Messfühlers verändert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Mitte des Messfühlers 27 als eine Messposition des Messgeräts verwendet. Allerdings kann jede andere Position innerhalb des Messfühlers 27 als eine Messposition verwendet werden. Das Messgerät 25 ist vorzugsweise an einem Werkzeugkopf wie beispielsweise dem Radkopf 3 montiert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 31 eine CNC-Steuerung (CNC). Allerdings kann eine Steuerung von einer anderen Art verwendet werden. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die idealen Profil(P/F)-Daten, die korrigierten (oder die Korrektur) Profil(P/F)-Daten und die erneut korrigierten Profil(P/F)-Daten in der Speichereinheit 36 gespeichert. Allerdings sind die Arten der Daten und Programme, die in der Speichereinheit 36 gespeichert werden, nicht darauf beschränkt.
Ein Verfahren für das Messen des Durchmessers und der Exzentrizität eines Kurbelzapfens einer Kurbelwelle, die an einer Schleifmaschine geschliffen wird. Eine Bezugsplatte ist an einem Spindelstock vorgesehen, der an einem Tisch so angeordnet ist, dass er die Kurbelwelle stützt. Ein Messgerät mit einem Messfühler ist an einem Radkopf angeordnet. Durch die Bewegungen des Tischs und des Radkopfs wird der Messfühler zuerst mit einer Bezugsfläche der Bezugsplatte in Kontakt gebracht und wird dann mit der Außenumfangsfläche des Kurbelzapfens an einem äußersten und einem innersten Punkt in Kontakt gebracht. Die Abstände zwischen der Bezugsfläche und dem äußersten und dem innersten Punkt werden gemessen und der Durchmesser und die Exzentrizität des Kurbelzapfens werden auf Basis der gemessenen Abstände und der Position der Bezugsplatte berechnet.

Claims

Arbeitsbereichs-Messverfahren für das Messen eines Durchmessers und einer Exzentrizität eines zylindrischen Arbeitsbereichs eines Werkstücks (20), das an einer Werkzeugmaschine montiert ist, wobei der Arbeitsbereich in Bezug auf eine Drehmitte des Werkstücks exzentrisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einstellen eines ersten Abstands zwischen einer Drehmitte des Werkstücks (20) und einem Bezugspunkt, der an der Werkzeugmaschine vorgesehen ist; Messen eines zweiten Abstands zwischen dem Bezugspunkt und einem innersten Punkt an einer Außenumfangsfläche des Arbeitsbereichs; Messen eines dritten Abstands zwischen dem Bezugspunkt und einem äußersten Punkt an der Außenumfangsfläche des Arbeitsbereichs; und Erhalten des Durchmessers und der Exzentrizität des Arbeitsbereichs auf der Basis des ersten, des zweiten und des dritten Abstands.
Bearbeitungsverfahren für das Bearbeiten einer Außenumfangsfläche eines zylindrischen Arbeitsbereichs eines Werkstücks (20) gemäß einem Bearbeitungsprogramm, wobei der Arbeitsbereich exzentrisch zu einer Drehmitte des Werkstücks (20) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Messen eines Durchmessers und einer Exzentrizität des Arbeitsbereichs durch das in Anspruch 1 beschriebene Arbeitsbereichs-Messverfahren; Korrigieren des Bearbeitungsprogramms basierend auf dem gemessenen Durchmesser und der gemessenen Exzentrizität des Arbeitsbereichs; und Bearbeiten der Außenumfangsfläche des Arbeitsbereichs gemäß dem korrigierten Bearbeitungsprogramm.
Bearbeitungsverfahren gemäß Anspruch 2, das des Weiteren den Schritt aufweist: Vergleichen des gemessenen Durchmessers oder der gemessenen Exzentrizität des Arbeitsbereichs mit einer Toleranz, um zu Beurteilen, ob der Arbeitsbereich gut ist.