DE69413140T2

DE69413140T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Endarbeitung von Kommutatoren

Info

Publication number: DE69413140T2
Application number: DE69413140T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe I-50134 Firenze Cardini; Antonio I-50019 Sesto Fiorentino Lumini, (Firenze); Federico I-50028 Tavarnelle Val Di Pesa Firenze Sbalchiero
Original assignee: Axis SpA
Current assignee: Axis SpA
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-29
Also published as: EP0632548A1; EP0632548B1; US5454284A; DE69413140D1; CA2126732C; CA2126732A1

Description

Hinterrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung der Oberfläche von Kollektoren auf Ankern von Elektromotoren oder anderen dynamoelektrischen Maschinen.
Der Zustand der fertigbearbeiteten Oberfläche von einem Kollektor auf einem Anker einer dynamoelektrischen Maschine ist von beachtlicher Bedeutung für den zufriedenstellenden Betrieb der Maschine. So hilft beispielsweise in einem Elektromotor, der eine zylindrische Kollektoroberfläche auf seinem Anker aufweist, perfekte Rundheit und Konzentrizität der fertigbearbeiteten Kollektoroberfläche einen ständigen Kontakt zwischen dem drehbaren Kollektor und den feststehenden, während des Betriebs des Motors auf den Kollektor drückenden Bürsten zu sichern. Andererseits ist die Kollektoroberfläche vorzugsweise weder zu glatt noch zu rauh. Wenn die Kollektoroberfläche zu glatt ist, wird der Kollektor nicht in der Lage sein, die Bürsten ordnungsgemäß "einfahren" zu lassen, was übermäßige Stromkonzentrationen oder Überschläge an den Kontaktstellen zwischen den Bürsten und dem Kollektor zur Folge haben kann. Wenn die Kollektoroberfläche zu rauh ist, nutzen sich die Bürsten womöglich zu schnell ab. Die Zustände von Kollektoroberflächen, so wie diese, werden mit steigender Motorgeschwindigkeit immer bedeutsamer, und es besteht wachsendes Interesse an Motoren, die bei höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Es besteht auch ein wachsendes Interesse an einer Motorherstellungsausrüstung, die Motoren schneller herstellen kann. Das bedeutet, daß die traditionellen Verfahren zur Qualitätskontrolle, die ein periodisches Testen fertiger Motorteile beinhalten, möglicherweise Defekte nicht (z. B. aufgrund abgenutzter oder kaputter Werkzeuge, oder aufgrund falscher oder nicht optimal eingestellter Werkzeuge) früh genug finden, um die Produktion großer Mengen inakzeptierbarer Teile zu verhindern.
Eine gewünschte Steigerung der Herstellungsgeschwindigkeit bedeutet auch, daß viele traditionelle Herstellungssysteme, die Verfahrensschritte beinhalten, welche die Geschwindigkeit, mit welcher Motoren hergestellt werden, limitieren, revidiert werden müssen. So zum Beispiel verlangt traditionelles Drehen von Kollektoren, daß die Kollektoren bis zu einem vorbestimmten Durchmesser gedreht werden und dann nochmals gedreht werden, um die Oberfläche des Kollektors fertigzubearbeiten. Dies resultiert typischerweise darin, daß ein beachtlicher Anteil von zumindest einigen der Kollektoren abgeschnitten wird (durch den ersten Drehprozeß). Von daher müssen die Anker aus anfangs künstlich dicken Kollektorlamellen geformt werden, was mit erheblichen Bereitstellungskosten für Kupfer (ein typisches Kollektormaterial), das kein Teil des fertigen Produktes darstellt, verbunden ist.
In Anbetracht des Vorangegangenen ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, bessere Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoren bereitzustellen, die vor der Fertigbearbeitung der Kollektoren keine künstlich dicken Kollektorlamellen verlangen.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoren bereitzustellen, welche die zur Fertigstellung eines Kollektors benötigte Zeit reduzieren.
Es ist eine speziellere Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen bereitzustellen, die mehr eine "in- line" Zustandskontrolle der Kollektoroberfläche umfassen, um mögliche Fehler schneller feststellen zu können und somit die Produktion einer großen Anzahl von defekten Teilen vor der Fehlerentdeckung zu vermeiden.
Es ist eine weitere spezielle Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen bereitzustellen, bei welchen die "in-line" Zustandskontrolle der Kollektoroberfläche dazu verwendet wird, Tendenzen aufzuzeigen, die darauf hinweisen, daß defekte Teile im Begriff sind, hergestellt zu werden, so daß Korrekturen durchgeführt werden können, bevor solche defekten Teile tatsächlich hergestellt werden.
Es ist eine weitere speziellere Aufgabe dieser Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen bereitzustellen, bei welchen die "in-line" Kontrolle der Eigenschaften der Kollektoroberfläche dazu verwendet wird, die Bedienungsperson vor einem Problem oder einem sich anbahnenden Problem zu warnen und/oder eine automatische Anpassung der Vorrichtung zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen vorzunehmen, um das Problem oder das sich anbahnende Problem zu beseitigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gemäß der Prinzipien der Erfindung durch Verfahren und Vorrichtungen zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen gelöst, wie sie in den jeweiligen Ansprüchen 7 und 1, deren Oberbegriff dem Gegenstand von US-A-2064079 entspricht, beansprucht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie beansprucht, die Kollektoroberfläche, bevor irgendein Drehen auftritt, untersucht, um so den minimalen Schnitt, der gemacht werden kann, zu bestimmen. Die Untersuchung vor dem Drehen kann womöglich Hinweise liefern, daß der Kollektor weniger Drehen, oder überhaupt kein Drehen (außer zur Fertigbearbeitung) benötigt, womit sich die Größenanforderungen an die vorgefertigten Kollektorlamellen reduziert. Dies ermöglicht es der Vorrichtung, auch den Fertigbearbeitungsschritt auszuführen, wodurch sich die Herstellungszeit reduziert und der Produktivitätsdurchsatz erhöht. Zur Klarheit, Fertigbearbeitungsdrehen bezieht sich lediglich auf die Fertigbearbeitung während der gesamten Anwendung und Drehen bezieht sich auf nicht fertigbearbeitende Operationen (wie z. B. schärferes Schneiden). Anwender betonen die Tatsache, daß die Fertigbearbeitung Drehen verlangt (wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist), und daß die Fertigbearbeitung an allen Ankern ausgeführt werden muß.
Die Kollektorverfahren und -vorrichtungen dieser Erfindung könnten auch die Untersuchung und das Drehen der Oberfläche des Stapels von Ankerblechen vor dem Auftreten des Drehens des Kollektors beinhalten. Änderungen in den Oberflächeneigenschaften des Stapels von Ankerblechen (z. B. der durchweg zylindrischen Form des Stapels) könnten durch weiteres Ausbalancieren des Ankers durch Reduzierung der Vibrationen aufgrund Unausgeglichenheit des Ankers positiv zum Kollektordrehen beitragen. Eine Reduktion der Vibrationen tendiert dazu, die Anforderungen an das Drehen zu reduzieren, weil der Kollektor mehr in Einklang mit dem Kontrolluntersystem erscheint, zusätzlich zu der Tatsache, daß das Endprodukt bei höheren Geschwindigkeiten betrieben werden kann aufgrund der verbesserten Ausbalancierung.
Die Kollektorverfahren und -vorrichtungen dieser Erfindung sind von der Form, daß Kollektoroberflächeneigenschaften, umfassend: Rundheit, Konzentrizität, Rauheit, Änderung des Radius von Kollektorlamelle zu Kollektorlamelle, und der umfängliche Abstand zwischen Kollektorlamellen, zu entsprechender Zeit vor, während oder unmittelbar nach dem Kollektorfertigbearbeitungsprozeß detektiert werden, um zu gewährleisten, daß entweder (1) der Betreiber einen frühzeitigen Hinweis erhält, daß die Kollektorfertigbearbeitungsvorrichtung justiert werden muß, oder (2) daß ohne Zutun des Betreibers eine automatische Justierung der Kollektorfertigbearbeitungsvorrichtung stattfindet. Justierungen, die möglicherweise durch den Betreiber ausgeführt werden, umfassen den Austausch von abgenutztem oder defektem Werkzeug. Justierungen, die automatisch ausgeführt werden können, umfassen Änderungen der Schneidtiefe des Werkzeugs.
Weitere Merkmale der Erfindung, seiner Gestalt und verschiedene Vorteile werden deutlicher anhand der beiliegenden Zeichnungen und der folgenden, detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine isometrische Ansicht eines typischen vorbekannten Ankers vor der Fertigbearbeitung des Kollektors auf dem Anker.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung eines typischen Umfangs eines Kollektors vor der Fertigbearbeitung. Bestimmte radiale Eigenschaften sind in Fig. 2 zum Zwecke einer klareren Darstellung und Diskussion etwas übertrieben dargestellt.
Fig. 3 ist ein anderer Anblick ähnlich dem von Fig. 2 mit einigen zusätzlichen Bezugslinien.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines Teils eines etwas mangelhaft oder halbfertig bearbeiteten Kollektors; die eingezeichneten Oberflächensegmente sind der Einfachheit wegen linear und nicht gekrümmt dargestellt.
Fig. 5 ist eine andere Schnittansicht eines etwas mangelhaft oder halbfertig bearbeiteten Kollektors.
Fig. 6 ist ein Schaubild, das stark vergrößert und übertrieben einen axialen Teil der Oberfläche einer fertigbearbeiteten Kollektorlamelle zeigt. Fig. 6 beinhaltet auch einen mathematischen Ausdruck für eine Eigenschaft des dargestellten Schaubilds.
Fig. 7 ist eine vereinfachte Aufsicht auf eine anschauliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen, die gemäß der Erfindung konstruiert ist. Einige Komponenten in Fig. 7 sind in Blockdiagrammform dargestellt.
Fig. 8 zeigt einen Aufriß einer anschaulichen Ausführungsform eines Teils des in Fig. 7 gezeigten Apparates;
Fig. 9 ist eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie 9-9 aus Fig. 8;
Fig. 10 zeigt eine isometrische Ansicht einer anschaulichen Ausführungsform zweier anderer Teile des in Fig. 7 dargestellten Apparates;
Fig. 11 zeigt einen Aufriß einer anschaulichen Ausführungsform von wiederum einem anderen Teil des in Fig. 7 dargestellten Apparates;
Fig. 12 stellt einen vereinfachten Schnitt entlang der Linie 12-12 aus Fig. 11 dar;
Fig. 13 ist eine isometrische Ansicht einer anschaulichen Ausführungsform noch eines weiteren Teils des in Fig. 7 dargestellten Apparates;
Fig. 14 zeigt die zylindrische Oberfläche eines Ankers, vereinfacht und linearisiert, um eine andere Art von Defekt aufzuzeigen, der nach der Fertigbearbeitung verbleibt, oder der während der Fertigverarbeitung auftreten kann;
Fig. 15 ist ein Histogramm typischer Daten die von dem Apparat aus Fig. 7 aufgenommen wurden;
Fig. 16 stellt ein Schaubild von repräsentativen Daten dar, die von dem Apparat aus Fig. 7 aufgenommen wurden;
Fig. 17 stellt eine vereinfachte Aufsicht auf eine alternative anschauliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fertigbearbeitung von Kollektoroberflächen dar, die gemäß der Erfindung konstruiert ist. Einige Komponenten in Fig. 17 sind in Blockdiagrammform dargestellt.
Fig. 18 zeigt einen Aufriß einer anschaulichen Ausführungsform eines anderen Teils des in Fig. 17 gezeigten Apparates;
Fig. 19 ist eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie 19-19 aus Fig. 18;

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Obgleich die Erfindung auch zur Fertigbearbeitung von Kollektoren in anderen elektrodynamischen Maschinen anwendbar ist, wird die Erfindung vollständig anhand der folgenden Erklärung ihrer Anwendung zur Fertigbearbeitung zylindrischer Kollektoroberflächen auf Ankern von Elektromotoren, beispielsweise wie derjenige, der in Fig. 1 dargestellt ist, verstanden. So wie in Fig. 1 dargestellt, weist ein typischer Anker 10 eines Elektromotors eine longitudinale Welle 12, einen Stapel von Ankerblechen 14 auf, die konzentrisch um die Welle angeordnet sind, Drahtwicklungen 16, die um verschiedene Sehnen des Stapels von Ankerblechen gewickelt sind, wobei sie prinzipiell in axialen Schlitzen 18 des Stapels von Ankerblechen verlaufen, und einen Kollektor 30, der konzentrisch an der Welle angeordnet ist, benachbart zu einem axialen Ende des Stapels von Ankerblechen. Der Kollektor 30 umfaßt eine Vielzahl von umfänglich beabstandet, axial sich erstreckenden Lamellen 32, die teilweise in einen darunterliegenden Kreisring 34 aus isolierendem Material, wie beispielsweise Harz, eingelassen sind. Drahtleitungen 20 der Wicklung 16 sind um Angeln 36 an den Kollektorlamellen 32 herumgewickelt, um die Wicklungen 16 mit den Lamellen 32 in elektrischen Kontakt zu bringen.
Fig. 1 zeigt den Anker 10 bevor die Angeln 36 auf die Leitung 20 gebogen wurden und mit diesen Leitungen und den verbleibenden Lamellen 32 verbunden wurden, wie es beispielsweise in Rossi US-Patent 5,063,279 beschrieben ist. Fig. 1 zeigt also den Anker 10 vor der Fertigbearbeitung der zylindrischen Oberfläche des Kollektors 30. Bevor der Kollektor fertigbearbeitet wird, wie es weiter unten beschrieben ist, werden die Angeln 36 typischerweise heruntergebogen und mit den darunterliegenden Leitungen 20 und den Kollektorlamellenoberflächen verschmolzen.
Vor der Beschreibung der verbesserten Kollektorfertigbearbeitungsmethoden und des Apparates dieser Erfindung, ist es nützlich, Eigenschaften der Kollektoroberfläche zu betrachten, die auftreten können, und mit welchen man umgehen muß, oder welche, falls möglich, während der Fertigbearbeitung vermieden werden müssen.
Fig. 2 zeigt den Umriß der zylindrischen Oberfläche eines typischen Kollektors 30 vor der Fertigbearbeitung. Fig. 2 ist in dem Sinne vereinfacht, als daß sie nicht versucht, die verschiedenen Kollektorlamellen 32, den darunterliegenden Harzkreis 34, oder die zentrale Welle 12 vollständig zu skizzieren, wenngleich das Zentrum der Welle durch den Schnittpunkt 38 von Bezugslinien angedeutet ist. Auch ist in Fig. 2 die anfängliche Rauheit der Oberflächen der Kollektorlamellen 32 etwas übertrieben, um die Tatsache zu betonen, daß diese Oberflächen anfänglich sehr rauh und unregelmäßig sein können. Fig. 2 illustriert, daß es vor der Fertigbearbeitung einen substantiellen Unterschied geben kann zwischen der minimalen (RMIN) und der maximalen (RMAX) Entfernung von dem Zentrum 38 der Welle 12 zu den Kollektorlamellenoberflächen. Dieser Unterschied (manchmal als "runout" des Kollektors bezeichnet) kann auf Faktoren zurückgehen wie (1) keine perfekte Rundheit der kombinierten Kollektorlamellenoberflächen, (2) keine perfekte Konzentrizität der kombinierten Kollektorlamellenoberflächen mit der Welle 12, und/oder (3) Rauheit der nicht fertigbearbeiteten Lamellenoberflächen. (Der Ausdruck "runout" wird manchmal auch in Bezug auf Kollektordurchmesser (eher als Radius) -änderungen verwendet, aber der Durchmesser und der Radius stehen untereinander in Beziehung, und so wird es generell ausreichend sein, hier nur von dem einen oder dem anderen zu sprechen.). Trotz eines solchen anfänglichen "runouts", muß der Fertigungsbearbeitungsprozeß dergestalt sein, daß die Oberfläche des Kollektors möglichst rund und konzentrisch mit der Welle 12 gemacht werden kann.
Im Stand der Technik wird dies im allgemeinen durch einen ersten Drehprozeß gelöst, bei welchem der Anker um die Welle 12 rotiert wird, während ein Schneidewerkzeug Material von der Kollektoroberfläche wegschneidet bis diese Oberfläche rundkonzentrisch mit der Welle 12 ist und auch innerhalb innerer und äußerer Durchmessertoleranzgrenzen liegt, die durch die gestrichelten Linien 42 bzw. 44 in Fig. 3 angedeutet sind. Diese Erfindung minimiert den Betrag des weggeschnittenen Materials zum Teil durch eine Variationsmöglichkeit der äußeren Durchmesser, wie es weiter unten beschrieben ist.
Eine andere, nicht wünschenswerte Eigenschaft, die bei Kollektoren auftreten kann, ist eine Abweichung von Lamelle zu Lamelle oder eine Kante (bzw. "drop oft") von der Art, wie es (möglicherweise etwas übertrieben) in Fig. 4 gezeigt ist. In Fig. 4 wurde die zylindrische Oberfläche eines kleinen Teils des Kollektors entlang einer geradlinigen Strecke abgeflacht, um die Darstellung und die damit verbundene Diskussion zu vereinfachen. Die Abweichung von Lamelle zu Lamelle wird durch die Größe bb in Fig. 4 gemessen. Auch wenn eine solche Abweichung von Lamelle zu Lamelle bei einem Kollektor vor irgendeinem Fertigbearbeitungsschritt vorhanden sein kann, ist es nur dann hinderlich, wenn diese Abweichung während der Fertigbearbeitung nicht beseitigt werden kann, oder wenn diese Abweichung während der Fertigbearbeitung erst entsteht. Ein Fertigbearbeitungswerkzeug, das sich relativ zum Kollektor in Richtung 50 bewegt, könnte zum Beispiel eine Abweichung bb von Lamelle zu Lamelle produzieren, wenn das Werkzeug nicht sauber schneidet, weil es nicht scharf genug ist, oder weil es extrem abgenutzt ist.
Eine weitere nicht wünschenswerte Kollektoreigenschaft, die von unsauberer Fertigbearbeitung resultieren kann, wird in Fig. 5 gezeigt. In diesem Fall wurde Material von der linken Kollektorlamelle 32 in Richtung der rechten Lamelle verschoben, wodurch der Spalt 33, der zwischen zwei benachbarten Lamellen 32 vorhanden sein sollte, zumindest teilweise verstopft wird. Auch hier kann dieses wieder entweder von einem abgenutzten oder einem kaputten Fertigbearbeitungswerkzeug kommen, das sich relativ zum Kollektor 30 in Richtung 50 bewegt.
Wie bereits in früheren Abschnitten dieser Beschreibung erwähnt, soll die fertigbearbeitete Oberfläche eines Kollektors weder zu glatt noch zu rauh sein. Demgemäß ist es üblich nachdem Rundheit und Konzentrizität vermutlich durch den oben erwähnten Drehprozeß gemäß dem Stand der Technik erreicht wurden, den Kollektor einem zweiten Drehprozeß zu unterziehen, der dazu dient, der Kollektoroberfläche die gewünschte Rauheit zu verleihen. Fig. 6 ist eine vereinfachte longitudinale Ansicht (möglicherweise etwas übertrieben) einer typischen Kollektorlamelle nach dem zweiten Drehprozeß, die somit die gewünschte Rauheit zeigt. Fig. 6 beinhaltet auch eine repräsentative Formel zur Berechnung der Rauheit R (obgleich auch andere konventionelle Formeln angewendet werden können). Die gewünschte Rauheit wird üblicherweise in dem oben erwähnten zweiten Drehprozeß dadurch erreicht, daß der Anker um die Welle 12 rotiert, während ein entsprechend scharfes Schneidewerkzeug die Kollektoroberfläche erfaßt und sich axial entlang dieser Oberfläche mit einem Tempo bewegt, das mit dem Tempo der Rotation des Ankers synchronisiert ist. Der gewünschte Grad an Rauheit wird in diesem Prozeß möglicherweise nicht hergestellt, wenn zum Beispiel die axiale Bewegung des Schneidewerkzeugs nicht sauber mit der Rotation des Ankers synchronisiert ist, oder wenn das Schneidewerkzeug extrem abgenutzt ist.
Fig. 7 zeigt eine anschauliche Ausführungsform einer Kollektorfertigungsbearbeitungsbahn, die gemäß den Prinzipien dieser Erfindung zur Verbesserung der Fertigbearbeitung von Kollektoren im Bezug auf Oberflächeneigenschaften der verschiedensten oben diskutierten Arten konstruiert ist. Anker 10 werden auf Ladepritschen 60 von Station zu Station von links nach rechts mittels eines Ladepritschenförderers 62, wie es in Fig. 7 zu sehen ist, transportiert. Ein paralleler Ladepritschenförderer 64 könnte zum Transport leerer Ladepritschen zurück zu einer aufwärts gelegenen Stelle verwendet werden, um so beladenen Ladepritschen die Möglichkeit zu geben, den speziellen Fertigbearbeitungsapparat, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, zu passieren oder für irgendeinen anderen gewünschten Zweck.
An der Bearbeitungsstation 110 wird jeder der aufeinanderfolgenden Anker 10 von seiner Ladepritsche 60 heruntergeholt und einem Prüfprozeß unterzogen, welcher seine runout-Eigenschaften bestimmt (oder zumindest seinen minimalen Radius RMIN), wie es oben in Verbindung mit Fig. 2 diskutiert wurde. Eine anschauliche Ausführungsform eines passenden Prüfapparates 70 ist detaillierter in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Insbesondere beinhaltet dieser Apparat v-förmig zugeschnittene Lager 112 und 114 zur Unterstützung der jeweiligen sich gegenüberliegenden Endbereiche der Ankerwelle 12. Während der Anker 10 so durch die v-förmig zugeschnittenen Lager 112 und 114 gestützt ist, wird die Spannmanschette 116 gegen die im wesentlichen zylindrische Außenoberfläche des Stapels von Ankerblechen 14 gepreßt. Der Motor 118 wird dann in Gang gesetzt, um so mittels der Spannmanschette 116 den Anker 10 in Rotation um die longitudinale Achse der Welle 12 zu versetzen.
Wenn die Rotation des Ankers 10 eine vorbestimmte Prüfgeschwindigkeit erreicht hat, stoppt der Motor 118 die Beschleunigung und ein Sensor 78 (zum Beispiel ein konventioneller optischer oder Lasersensor, der einen Lichtstrahl 80 aufweist, der auf die zylindrische Oberfläche des Kollektors 30 gerichtet ist) mißt den Abstand eines Teils der Oberfläche des Kollektors 30, der sich in dem Moment unter dem Kopf des Sensors befindet, von einem vorbestimmten Referenzpunkt, der mit dem Sensor gekoppelt ist. Der Sensor 78 produziert ein Ausgangssignal, das den so durch den Sensor gemessenen Abstand anzeigt. Zeichnet man die Daten, die so durch das Ausgangssignal des Sensors 78 gewonnen werden, in ein Polarkoordinatensystem auf, so könnte dies ähnlich aussehen wie in Fig. 2.
Das Ausgangssignal des Sensors 78 wird über die Leitung 82 an den Prozessor 100 (Fig. 7) weitergegeben. Der Prozessor 100, der ein entsprechend programmierter Digitalcomputer sein kann, analysiert die Daten, die durch dieses Signal repräsentiert werden, um zumindest RMIN zu bestimmen. Wenn es gewünscht ist, so kann der Prozessor 100 auch andere Kollektorparameter aus diesen Daten bestimmen. So kann der Prozessor 100 beispielsweise RMAX bestimmen, um zu bestimmen, ob dieser Wert einen vorbestimmten akzeptierbaren Maximumwert RMAXLIM überschreitet. Der Prozessor 100 kann einen ähnlichen Test für RMIN ausführen, um zu bestimmen, ob dieser kleiner ist als ein vorbestimmtes akzeptables Minimum RMINLIM. Dann, wenn entweder RMAX RMAXLIM überschreitet, oder wenn RMIN kleiner ist als RMINLIM, kann der Prozessor 100 bewirken, daß der Anker zurückgewiesen wird.
Die Zurückweisung eines nicht akzeptierbaren Ankers kann auf verschiedene Weise geschehen (zum Beispiel durch Senden eines Signals (über die Leitung 84) zu der Prozeßstation 110, um diese dazu zu veranlassen, daß sie den Anker auf einen anderen Weg ausstößt als ihn über die Förderlinie 62 zurückzuschicken, die verbleibenden Stationen auf der Bahn anzuweisen, diesen Anker nicht weiterzubearbeiten, oder durch andere passende Zurückweisungstechniken). Die Identifizierung eines defekten Kollektors auf diesem Wege vor der weiteren Bearbeitung spart Bearbeitungszeit. Es wird auch Abnutzung und sogar möglicher Schaden der Bearbeitungsausrüstung als Resultat des Versuchs der Bearbeitung inakzeptabler Teile vermieden. Unter den möglichen Kollektor- oder Ankerfehlern, die entdeckt und in der Art, in der sie gerade beschrieben wurde, zurüchgewiesen werden können, gehören auch gebogene Ankerwellen, Ankerwellen, die nicht rund sind (zum Beispiel, weil Ausbuchtungen oder Abflachungen auf ihrer Oberfläche sind), extrem unausbalancierte Anker und Kollektorlamellen, die nicht ordnungsgemäß an dem Anker befestigt sind.
Es versteht sich, daß zur exakten Bestimmung von Parametern, solchen wie RMIN, der Prozessor 100 die von dem Sensor 78 aufgenommenen Daten derart analysieren muß, daß er in der Lage ist, solche Aufzeichnungen des Sensors, die verbunden sind mit den Schlitzen, die üblicherweise zwischen den Kollektorlamellen 32 bestehen, von der Betrachtung auszuschließen. Dies kann leicht dadurch gemacht werden, indem der Prozessor 100 beispielsweise die Daten des Sensors mit vorbestimmten Maskendaten korreliert. Wenn eine optimale Korrelation gefunden ist, so erlaubt die Maske dem Prozessor die Aufzeichnung des Sensors, die nicht mit den Oberflächen der Kollektorlamellen 32 in Zusammenhang stehen, zu ignorieren.
Angenommen der Anker ist als Resultat der Prüfung des Kollektors, die, wie oben beschrieben, von den Komponenten 70 und 100 ausgeführt wurde, nicht zurückgewiesen worden, so ist RMIN für den Kollektor bestimmt und kann verwendet werden (wenn gewünscht), wie nun beschrieben wird, um zumindest ein Teil der darauffolgenden Fertigbearbeitung des Kollektors zu kontrollieren. Nach der Prüfung durch den Prüfapparat 70 bewertet der Prozessor 100 den Anker weiterhin dahingehend, ob ein Drehen erforderlich ist, und wenn dem so ist, bestimmt er weiterhin, welches der minimale Schnitt ist, der erforderlich ist, um einen akzeptablen qualitativ hochstehenden Anker zu produzieren. Eine Inspektion des Kollektors 30 könnte zeigen, daß die gewünschte Rundheit und Konzentrizität bereits existieren, und daß nur noch Fertigbearbeitung notwendig ist. Auch wenn das Drehen verlangt ist, ermöglicht eine Inspektion vor dem Drehen dem Apparat, einen minimalen Betrag von Material von dem Kollektor 30 abzuschneiden. Dadurch kann Kollektor 30 mit Hilfe von Kollektorlamellen ausgerüstet werden, die dünner sind als solche, die in traditionellen Ankern verwendet werden.
Der Drehapparat 150 könnte beispielsweise so konstruiert sein, wie es in Fig. 10 gezeigt ist (die genaue Lage des Motors 118 ist nicht wichtig, es ist nur wichtig, daß er in der Lage ist, die Spannmanschette 116 anzutreiben). Zusätzlich zu dem Drehapparat 150 könnte die Bearbeitungsstation 110 eine Tastatur und Überwachungseinheit 111 umfassen, die über die Leitung 113 mit dem Prozessor 100 gekoppelt ist. Die Einheit 111 könnte es dem Betreiber an der Station 110 erlauben, mit dem Prozessor 100 über die Tastatur der Einheit 111 zu kommunizieren und ebenso dem Prozessor 100 erlauben mit diesem Betreiber über das Display oder die Überwachungseinheit 111 zu kommunizieren. Die Einheit 111 kann zusätzlich oder anstelle der Tastatur 104 und des Monitors 106, wie es detaillierter weiter unten beschrieben wird, vorhanden sein.
In dem anschaulichen Drehapparat 115, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, wird der Anker 10 zur Rotation um die longitudinale Achse der Welle 12 durch v-förmig zugeschnittene Lager 112 und 114 gestützt. Wie zuvor beschrieben, wird die Spannmanschette 116 gegen die zylindrische Oberfläche des Stapels von Ankerblechen 14 gedrückt. Wenn die Inspektion festgestellt hat, daß Drehen erforderlich ist, beschleunigt der Motor 118 von der Prüfgeschwindigkeit zu der Drehgeschwindigkeit und bewirkt damit, daß die Spannmanschette 116 die Rotation des Ankers um seine Wellenachse beschleunigt. Es versteht sich, daß die Pause während der Beschleunigung für die Durchführung der Untersuchung und der Auswertung fast vernachlässigbar ist, was einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung durch die Kombination der Inspektion vor dem Drehen mit dem Drehprozeß betont.
Ist ein Drehen erforderlich, so wird der Anker beschleunigt, um bei einer angemessenen Geschwindigkeit zu rotieren, und das Schneidewerkzeug 120 wird mit der zylindrischen Oberfläche des Kollektors 30 in Kontakt gebracht, um nur minimales Material dieser Oberfläche zu entfernen, das erforderlich ist um sicherzustellen, daß die Kollektoroberfläche wirklich zylindrisch rund, konzentrisch mit der Welle 12 ist und innerhalb der Durchmessertoleranzgrenzen liegt. Eine anschauliche Befestigung des Werkzeugs 120 ist in Fig. 10 gezeigt und umfaßt einen das Werkzeug haltenden gleitenden Block 122, der parallel zur Ankerwelle 12 mittels einer mit einem Gewinde versehenen und durch den Motor 126 angetriebenen Antriebsschraube 124 bewegt werden kann. Der gleitende Block 122 und sein Kontrollmotor 126 sind wiederum auf einen anderen gleitenden Block 130 montiert, der senkrecht zur Ankerwelle 12 mittels einer mit einem Gewinde versehenen Antriebsschraube 132, die durch einen Motor 134 rotiert wird, bewegt werden kann. Wenn die Spannmanschette 116 den Anker 10 rotiert, so wird Motor 126 in Betrieb gesetzt, damit das Werkzeug 120 die axiale Länge des Kollektors 30 entlangfährt. Der Motor 134 wird in Betrieb gesetzt, um sicherzustellen, daß das Werkzeug 120 in den Kollektor 30 bis zu der gewünschten Tiefe und nicht tiefer einschneidet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Betrieb des Drehapparates 150 vorzugsweise zumindest teilweise durch Ausgangssignale (auf der Linie 90 in Fig. 7) des Prozessors 100 kontrolliert. Aufgrund der Tatsache, daß die Inspektion, das Drehen und die Fertigbearbeitung alle in einer einzigen Station 110 stattfindet, kann der Prozessor 100 sehr einfach die Daten, die durch den Inspektionsapparat 70 aufgenommen wurden, auf den Betrieb des Drehapparates 150 anwenden. Der Prozessor 100 kontrolliert die Rotation des Ankers durch die Übermittlung von Signalen über die Verbindung 84 zu dem Motor 118, der die Spannmanschette 116 antreibt. Der Prozessor 100 kontrolliert auch die Bewegung des Schneidewerkzeugs 120 (über die Motoren 126, 134) relativ zu dem Kollektor, um den Kollektor zu der gewünschten Tiefe zurechtzuschneiden (oder um den Kollektor fertigzubearbeiten, wenn kein Drehen erforderlich ist).
Insbesondere kann Prozessor 100 den Motor 134 so kontrollieren, daß an der Station 110 vor jedem Kollektor nur ein solcher Betrag abgeschnitten wird, der erforderlich ist, um ihm einen Durchmesser zu geben, der ungefähr gleich dem doppelten Wert von RMIN ist, der für diesen speziellen Anker mittels des Prüfapparates 70 bestimmt wurde. (Dabei wird natürlich angenommen, daß der Durchmesser, der durch den doppelten RMIN gegeben ist, kleiner ist als der maximal erlaubte Durchmesser, der durch die äußere Toleranzgrenze angegeben wird. Wenn dem nicht so ist, so kann der Prozessor 100 die Station 110 derart kontrollieren, daß der Kollektor auf diesen maximal erlaubten oder leicht geringeren Durchmesser zugeschnitten wird.)
Die Verwendung der Messung RMIN für jeden Anker um den Betrag festzulegen, um welchen dieser Anker in der Station 110 abgeschnitten wird, hat verschiedene Vorteile. Zum einen führt es zu einer erheblichen Reduzierung des erforderlichen Betrags, um welchen abgeschnitten wird; dadurch zu einer reduzierten Abnutzung des Schneidewerkzeugs 120 und einer Verlängerung seiner Lebensdauer. Darüber hinaus können durch die Reduzierung von dem, was abgeschnitten wird, dünnere Kollektorlamellen verwendet werden, um den Kollektor 30 zu bilden, wodurch eine erhebliche Reduzierung der Herstellungskosten erreicht wird (d. h. es ist weniger Kupfer für jeden Anker erforderlich). Auch kann, wie vorher beschrieben, Bearbeitungszeit in der Station 110 reduziert werden; auch verbleibt mehr Kollektorlamellenmaterial auf dem Anker, wodurch Anker mit einer erheblich längeren Lebensdauer und reduziertem Abfall produziert werden.
Unabhängig davon, ob ein Anker dem Drehprozeß, wie oben beschrieben unterzogen wird, muß jeder Anker fertigbearbeitet werden. Der Zweck der Fertigbearbeitung liegt darin, der zylindrischen Oberfläche des Kollektors die gewünschte Endrauheit R zu geben, die oben in Verbindung mit Fig. 6 diskutiert wurde. Demgemäß ändert der Motor 118 die Rotation des Ankers 10 auf die Fertigbearbeitungsgeschwindigkeit, und das Schneidewerkzeug 120 bewegt sich axial entlang dem Kollektor 30, wie vorgehend beschrieben. Der Motor 134 (kontrolliert durch den Prozessor 100 über die Leitung 92 in Fig. 7) wird betrieben, um die Schneidtiefe des Werkzeugs 120 zu kontrollieren. (In der Fertigbearbeitung ist üblicherweise nur ein relativ oberflächlicher Schnitt erforderlich.)
Um die gewünschte Rauheit der zylindrischen Oberfläche des Kollektors 30 zu erreichen, ist es im allgemeinen wichtig, bei der Fertigbearbeitung die axiale Bewegung des Werkzeugs 120 (die durch den Motor 126 erzeugt wird) mit der Rotation des Ankers (die durch die Spannmanschette 160 produziert wird) zu synchronisieren. Dem ist so, weil die gewünschte Rauheit aus helikalen, gewindeähnlichen Schnitten, die in der zylindrischen Oberfläche des Kollektors 30 durch das Schneidwerkzeug 120 produziert werden, resultiert. Wenn die Steigung dieser helikalen Schnitte zu klein oder zu groß ist, so hat die fertigbearbeitete Kollektoroberfläche nicht die gewünschte Rauheit. Durch Kontrolle beider Motoren 118, 126 sichert der Prozessor 100 eine saubere Synchronisation zwischen der Rotation des Kollektors 30 und der axialen Bewegung des Schneidwerkzeugs 120.
Die Tiefe der Schnitte, die durch das Werkzeug 120 bei der Fertigbearbeitung produziert worden sind, ist auch sehr wichtig, um die gewünschte Rauheit zu erzeugen. Da in der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Prozessor 100 den Durchmesser bestimmt und damit weiß, auf welchen jeder Kollektor während des Drehens zugeschnitten worden ist (wenn überhaupt), kann der Prozessor 100 diese Information nutzen, um die exakte Position des gleitenden Blocks 130 während der Fertigbearbeitung zu bestimmen. Insbesondere kontrolliert der Prozessor 100 den Motor 134 bei der sauberen Positionierung des gleitenden Blocks 130 (und damit des Schneidwerkzeugs 120) für jeden aufeinanderfolgenden Anker. Auf diesem Wege wird genug (aber nicht zuviel) Material von jedem Kollektor entfernt, um so die gewünschte Rauheit der Kollektoroberfläche herzustellen. Durch die Sicherstellung, daß immer genügend Material entfernt wird, werden konsistent hochqualitative Kollektoren hergestellt. Durch die Vermeidung des Abtragens von mehr Material als notwendig, um die gewünschten Eigenschaften einer fertigbearbeiteten Oberfläche zu produzieren, können dünnere Kollektorlamellen verwendet werden, es verbleibt mehr Kollektormaterial auf dem Anker (dabei wird wieder eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer eines Ankers erreicht) und die Abnutzung des Werkzeugs 120 wird reduziert (dabei wird die Lebensdauer des Werkzeugs verlängert).
Es versteht sich, daß verschiedene Herstellungsreihen innerhalb der Bearbeitungsstation 110 dafür verwendet werden können, um eine hochqualitative Fertigbearbeitung in Abhängigkeit von den Umständen zu erreichen. Zum Beispiel kann, nachdem ein Anker gedreht worden ist, seine Rotation auf eine vorbestimmte Prüfgeschwindigkeit, bei welcher die Sensoren 78 und/oder 94 eine Nachdrehinspektion durchführen können, abgebremst werden. Eine Nachdrehinspektion, die in der Station 110 durchgeführt wird, ermöglicht es dem Prozessor 100, schnell Herstellungsprobleme zu identifizieren bevor eine große Anzahl von defekten Ankern produziert worden ist. In solch einer Herstellungsabfolge ist die Nachinspektionspause praktisch vernachlässigbar in ihrer Auswirkung auf die Zeit des Herstellungsprozesses, da die Pause während der normalen Abbremsung des Ankers erfolgt und nicht während eines separaten Prozeßschrittes.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung tritt eine zusätzliche Bearbeitung im Hinblick auf den Stapel von Ankerblechen 14 auf, obgleich eine solche Bearbeitung nicht unbedingt erwünscht ist. Wenn eine solche Bearbeitung erwünscht ist, so muß sie vor jeder Aktivität in Bezug auf den Kollektor 30 durchgeführt werden, und sie erfordert nur einen zusätzlichen Sensor und Drehapparat. Fig. 8 zeigt einen zusätzlichen Sensor 94, der ähnlich ist dem Sensor 78, aber verbunden ist mit dem Stapel von Ankerblechen 14 anstelle des Kollektors 30. Wie zuvor im Zusammenhang mit dem Sensor 78 beschrieben, kann der Sensor 94 in Betrieb genommen werden, nachdem die Spannmanschette 116 den Anker 10 mit einer Prüfgeschwindigkeit in Rotation versetzt hat. Das Ausgangssignal des Sensors 94 wird dem Prozessor 100 über die Leitung 96 zugeführt (Fig. 7). Der Prozessor 100 wertet die Rundheit und die Konzentrizität des Stapels von Ankerblechen 14 aus, um zu bestimmen, ob der Stapel von Ankerblechen gedreht werden sollte.
Falls der Prozessor 100 feststellt, daß der Stapel von Ankerblechen 14 gedreht werden muß (zum Beispiel, um Vibrationen zu reduzieren, die durch eine Ausbuchtung in dem Stapel 14 verursacht werden kann), beschleunigt der Motor 118 die Rotation des Ankers 10 bis zu einer angepaßten Drehgeschwindigkeit. Der in Fig. 13 gezeigte Drehapparat 250 ist im wesentlichen ähnlich dem Drehapparat 150 von Fig. 10, mit der Ausnahme, daß das Schneidwerkzeug 220 charakteristisch für die Beschneidung des Stapels von Ankerblechen 14 anstelle des Kollektors 30 ist. Demgemäß haben die Elemente in Fig. 13·, die ähnlich den Elementen von Fig. 10 sind, in Fig. 13 Referenznummern, die um einhundert größer sind, als ihre Gegenstücke in Fig. 10. Das Schneidwerkzeug 220 ist auf einem gleitenden, das Werkzeug haltenden Block 222 montiert, der parallel zu der Ankerwelle mittels einer mit einem Gewinde versehenen Antriebsschraube 224, die von einem Motor 226 gedreht wird, verschoben werden kann. Der gleitende Block 222 und sein Kontrollmotor 226 können senkrecht zu der Ankerwelle 12 durch eine mit einem Gewinde versehenen Antriebsschraube 232, die durch einen Motor 234 gedreht wird, bewegt werden. Der Drehprozeß für den Stapel von Ankerblechen 14 wird im wesentlichen genauso ausgeführt, wie es im Zusammenhang mit dem Drehen des Kollektors 30 beschrieben wurde, und demgemäß wird die Beschreibung des Drehprozesses nicht wiederholt.
In dieser Konfiguration umfaßt die Bearbeitungsstation 110 zwei Schneidwerkzeuge 120 und 220 (eine für den Stapel von Ankerblechen 14, einen für den Kollektor 30), die typischerweise nebeneinander auf einer horizontalen Ebene, die parallel zu der Achse des Ankers ist, angeordnet sind. In manchen Fällen kann es unerwünscht sein, den Stapel von Ankerblechen 14 zu drehen, d. h., nur der Kollektor 30 muß untersucht werden (allerdings, wenn die Konfiguration des Apparates 210 den Sensor 294 umfaßt, wird der Stapel 14 typischerweise in jedem Fall untersucht, und die Ausgangssignale werden durch den Prozessor 100 bloß ignoriert). Wenn der Stapel von Ankerblechen nicht gedreht werden soll, kann die Bearbeitungsstation 110 nur mit einem einzigen Sensor und Drehapparat ausgestattet sein, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Wenn die Fertigbearbeitung abgeschlossen ist, wird der Anker wieder auf den Förderer 62 gebracht, um zu der Abschlußstation 160 gebracht zu werden. Bei der Station 160 wird der Anker wieder von dem Förderer 62 abgeladen und konventionellen Verfahren, wie beispielsweise Bürsten mit Nylonbürsten unterzogen, um irgendwelche Metallspäne zu entfernen, die während des Schneidprozesses bei der Station 110 auf dem Kollektor übriggeblieben sein können. Die Fertigbearbeitung der Kollektoroberfläche ist nun abgeschlossen.
Nachdem das Bürsten ausgeführt wurde, wird jeder Anker wiederum inspiziert, so daß die zylindrische Oberfläche des Kollektors geprüft werden kann. Eine anschauliche Ausrüstung, die verwendbar ist für eine solche Inspektion in der Station 160, wird in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Figur sehr ähnlich den Fig. 8 und 9 sind, aber mit dem Zusatz von einem oder zwei anderer Sensoren 190 und 194, die an entsprechender Stelle weiter unten beschrieben werden. Die Elemente der Inspektionsstation, die den Elementen der Fig. 8 und 9 ähnlich sind, haben Referenznummern in Fig. 11 und 12, die um einhundert größer sind, als ihre Gegenstücke in den Fig. 8 und 9. Es ist demzufolge ausreichend, diese Elemente nur kurz im Zusammenhang mit den Fig. 11 und 12 zu beschreiben.
In der Abschlußstation 160, wie sie in Fig. 11 und 12 gezeigt ist, ist der Anker auf v-förmig zugeschnittenen Lagern 172 und 174 plaziert. Die Rotationsgeschwindigkeit des Kollektors wird (durch den Prozessor 100 über die Leitung 184) auf eine Inspektionsgeschwindigkeit mittels des Reibungsrades 176 geändert (wie man weiß, ist der Anker 30 bereits von dem Bürstprozeß in Rotation). Wenn der Anker rotiert, untersuchen optische oder Lasersensoren 178 die Oberfläche des Kollektors 30 in Umfangsrichtung, wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 8 und 9 beschrieben. Das Ausgangssignal des Sensors 178 wird dem Prozessor 100 über die Verbindung 182 zugeführt.
Prozessor 100 analysiert das Ausgangssignal des Sensors 178 zum Zwecke der Sicherstellung, daß die zylindrische Oberfläche des Kollektors 30 in ausreichendem Maße rund, konzentrisch mit der Welle 12, und innerhalb der akzeptierbaren Durchmessergrenzen liegt, wie oben in Zusammenhang mit Fig. 3 diskutiert. Beispielsweise kann das Ausgangssignal des Sensors 178 Hinweis geben, daß die Oberflächen der Kollektorlamellen 32 nicht in konstantem Abstand zu einem Referenzpunkt sind, der mit dem Sensor 178 gekoppelt ist. Oft wird in solchen Fällen die zylindrische Oberfläche des Kollektors 30 als sinusförmige Kurve gesehen, wie es in Fig. 14 angedeutet ist. Prozessor 100 überlagert dem Ausgangssignal von Sensor 178 zumindest eine Sinuswelle zur Prüfung, ob nicht mindestens ein Teil des Ausgangssignals sich mit diesem deckt. Wenn keine Korrelation vorliegt (zum Beispiel wenn das Ausgangssignal flach ist), so ist die Oberfläche des Kollektors 30 in befriedigendem Maße rund. Anderenfalls analysiert Prozessor 100 die überlagerte Sinuswelle, um die minimale und die maximale Amplitude zu bestimmen. Die Differenz zwischen der minimalen und der maximalen Amplitude wird berechnet und als Größe tb bezeichnet (wie in Fig. 14 gezeigt). Der Kollektor ist nicht akzeptabel, wenn die Größe tb übermäßig groß ist. Eine inakzeptable große Größe tb kann auf folgende Defekten beruhen, nämlich (1) Fehlen der Konzentrizität zwischen der zylindrischen Oberfläche des Kollektors und der Welle 12, (2) Abflachungen oder Ausbuchtungen der nominal zylindrischen Oberfläche der Welle 12 oder (3) ein unausbalancierter Anker.
Der Prozessor 100 kann auch den gemessenen Durchmesser des Kollektors mit dem zu erwartenden Durchmesser vergleichen, abhängig davon, wo der Prozessor den gleitenden Bock 130 (Fig. 10) innerhalb der Bearbeitungsstation 110 lokalisiert hat. Der Prozessor 100 prüft vorzugsweise das Ausgangssignal des Sensors 178 auf inakzeptable oder beginnende inakzeptable Bedingungen, solche, wie zum Beispiel in den Fig. 4 und 5 gezeigt und oben beschrieben sind. Prozessor 100 kann beispielsweise einen solchen Zustand, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, detektieren, wenn (beim Scannen mit Sensor 178 in Richtung 50) die Kollektoroberfläche nach der Lücke 33, die sich zwischen benachbarten Kollektorlamellen 32 befindet, nicht mehr zu ungefähr demselben Niveau zurückkommt. Der Prozessor 100 kann solch einen Zustand, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, detektieren, wenn (wiederum gescannt mit dem Sensor 178 in Richtung 50) die zu erwartende voll entwickelte Lücke 33 zwischen benachbarten Kollektorlamellen 32 nicht erscheint, da ein Großteil dieser Lücke abgedeckt oder verstopft ist durch Material, das von der links sich befindenden Kollektorlamelle 32 in Richtung der rechts sich befindenden Kollektorlamelle 32 hin verschoben wird. Somit erscheint die Breite und Tiefe der Lücke 33 dem Sensor 178 und dem Prozessor 100 als relativ kleine Größen wg bzw. dg in Fig. 5 und dadurch wird der inakzeptable oder beginnende inakzeptable Zustand, wie er in dieser Figur gezeigt ist, entdeckt. Entweder vor oder nachdem der Sensor 178 betrieben worden ist, wie oben beschrieben (es ist aber meistens vorteilhaft für den Sensor 190, betrieben zu werden, nachdem der Sensor 178 betrieben wurde, da dann der Bürstprozeß ausgeführt sein wird), wird der Sensor 190 bei stationär rotierendem und fest orientiertem Anker in Betrieb gesetzt, so daß der Sensor 190 eine Kollektorlamelle 32 und nicht eine Region oder eine Lücke 33 zwischen benachbarten Lamellen bearbeitet (der Sensor 178 und der Prozessor 100 können zusammenwirken, um eine passende Winkelstellung des Ankers für diesen Zweck zu finden). Diese Winkelstellung kann dann mit Hilfe des Reibungsrades 176 unter der Kontrolle des Prozessors 100 über die Leitung 84 eingestellt und gehalten werden.
In der anschaulichen Ausführungsform, die in Fig. 11 und 12 gezeigt ist, entspricht der Sensor 190 einem hoch sensitiven mechanischen Fühler, einer Sonde oder Nadel, welche die Oberfläche einer Kollektorlamelle 32 berührt und sich axial entlang dieser Lamelle über eine Distanz L bewegt. Der Sensor 190 erzeugt ein Ausgangssignal an der Leitung 192, die charakteristisch ist für den Umriß der Kollektorlamellenoberfläche, die berührt wird. Bei Aufzeichnung kann das Ausgangssignal des Sensors 190 möglicherweise der Linie 32 in Fig. 6 ähnlich sehen. Das Ausgangssignal des Sensors 190 wird zur Analyse dem Prozessor 100 zugeführt um sicherzustellen, daß die Kollektoroberfläche eine akzeptable Rauheit R besitzt. Der Prozessor 100 kann bei dieser Analyse beispielsweise eine Beziehung des Typs, wie er in dem Kasten in Fig. 6 gezeigt ist, verwenden (die gegebene Beziehung basiert auf dem arithmetischen Mittelliniendurchschnittsprinzip (bzw. "center line average principle"), welche bekannt ist, aber auch andere geläufige Beziehungen können angewendet werden, um R zu bestimmen). Der Prozessor 100 kann dann den so berechneten Wert R mit akzeptablen vorbestimmten oberen und unteren Schwellenwerten für den Rauheitsparameter vergleichen.
Wenn die zylindrische Oberfläche des Stapels von Ankerblechen 14 gedreht wurde wie es oben im Zusammenhang mit der möglichen Miteinbeziehung in der Station 110 beschrieben wurde, so kann die Fertigbearbeitungsstation 116 ebenfalls einen weiteren Sensor 194, ähnlich dem Sensor 178, beinhalten, der allerdings zur Überprüfung der zylindrischen Oberfläche des Stapels von Ankerblechen 14 vorgesehen ist. Das Ausgangssignal des Sensors 194 wird dem Prozessor 100 über die Leitung 196 zugeführt. Der Prozessor 100 kann die Daten, die durch dieses Signal repräsentiert werden in ähnlicher Weise wie in der oben beschriebenen Analyse, die durch den Prozessor bei dem Ausgangssignal des Sensors 178 durchgeführt wurde, analysieren, um die zylindrische Oberfläche des Stapels von Ankerblechen 14 auf solche Eigenschaften hin zu überprüfen, wie exakter Durchmesser und Konzentrizität der Ankerwelle 12.
Sensoren, die für die Kontrollprozesse in den Stationen 110 und 160 geeignet sind, sind kommerziell von solchen Anbietern wie Rank Taylor Hobson Limited, of Leicester, England und Rodenstock Precision Optics, Inc. of Rockford, Illinois erhältlich.
Einige oder alle Daten der Sensoren 178, 190 und 194, die von dem Prozessor 100, so wie oben beschrieben, aufgenommen und analysiert wurden, können von dem Prozessor 100 auf verschiedene Weise und für einige verschiedene Zwecke verwendet werden. Wenn die Daten beispielsweise anzeigen, daß der Kollektor nicht akzeptabel ist, so kann der Anker zurückgewiesen werden (zum Beispiel durch ein angemessenes Kommando, das an die Fertigbearbeitungsstation 160 über die Leitung 184 gegeben wird oder durch ein ähnliches Signal, das an die Gesamtmaschinenkontrollstelle 102 gegeben wird). Ein entsprechender Hinweis auf Fehlfunktion kann auch einem menschlichen Betreiber des Systems gegeben werden (zum Beispiel über eine entsprechende Anzeige auf den Monitoren 106 und/oder 111). Wenn der Kollektor alternativ dazu akzeptabel, aber nicht genau so ist wie erwartet, so kann der Anker zwar akzeptiert werden, der Betreiber aber von der Möglichkeit gewarnt werden, daß sich ein Problem entwickeln kann (wiederum über die Monitore 106 und/oder 111). Der Prozessor 100 kann auch so programmiert sein, daß versucht wird, automatisch das System so anzupassen, daß es Probleme, die detektiert wurden, korrigiert oder kompensiert. Wenn der Durchmesser eines fertigbearbeiteten Kollektors von dem Sensor 178 und dem Prozessor 100 als akzeptabel aber größer als erwartet befunden wurde, so kann das heißen, daß die Schneide des Werkzeugs 120 in der Bearbeitungsstation 110 etwas abgenutzt ist. Der Prozessor 100 kann versuchen, dies zu kompensieren, indem er die Beziehung zwischen RMIN, während der Inspektion der Station 110 bestimmt und die Stelle, die für den gleitenden Block 130 in dem Drehapparat 150 festgelegt wurde, so modifiziert, daß das Werkzeug 120 in der Station 110 für jeden gegebenen Wert von RMIN etwas näher in Richtung der Ankerwelle 12 gesetzt wird. Das Folgende ist eine Tabelle von anschaulichen Systemantworten zu diesen und anderen repräsentativen Kollektoroberflächenmängel, die durch den Prozessor 100 auf der Basis der Analyse der Ausgangssignale der Sensoren 178 und 190 entdeckt werden können. Tabelle 1:
Der Prozessor 100 kann ähnlich auf Defekte in der zylindrischen Oberfläche des Stapels von Ankerblechen 14 antworten, die durch Analyse des Ausgangssignals des Sensors 194 detektiert wurden, wenn Sensor 194 vorhanden ist. Der Prozessor 100 kann das Ausgangssignal des Sensors 194 zum Beispiel dazu verwenden, die Abnutzung des zur Drehung des Stapels von Ankerblechen dienenden Werkzeugs zu detektieren und kann darüber hinaus bewirken, daß frühzeitig eingegriffen wird, um das Werkzeug automatisch anzupassen oder manuell zu ersetzen.
Als Antwort auf verschiedene mögliche Probleme bezieht sich Tabelle 1 auf das Stoppen der Maschine. Dies kann durch ein angepaßtes Kommando von dem Prozessor 100 zu dem Gesamtkontrollsystem 102 vorgenommen werden. Tabelle 1 bezieht sich auch auf das Zurückweisen von Ankern unter bestimmten Bedingungen. Wie erwähnt, kann dies durch einen angepaßten Befehl an die Abschlußstation 160 oder zu dem Zurückweisungsapparat (nicht gezeigt) geschehen, der sich hinter der Station 160 entlang des Förderers 62 befinden kann. Die "Warnungen" an den Betreiber, die in Tabelle 1 erwähnt sind, werden mittels der Monitore 106 und/oder 111 zur Verfügung gestellt, was verstärkt werden kann, wenn gewünscht, durch besser sichtbare Lichter oder hörbare Alarme. Es wird darauf hingewiesen, daß zusätzlich zur Bereitstellung von Rückkopplung- oder Ausgangssignalen, die zur Kontrolle des Betriebs des Fertigbearbeitungsapparates für Kollektoren per se geeignet sind, das System auch Ausgangssignale bereitstellen kann, die zur Überwachung anderer Aspekte des Ankerproduktionsprozesses geeignet sind. Unter den "Systemantworten" in Tabelle 1 sind beispielsweise in "Warnungen", die den Betreiber dazu veranlassen, solche Probleme wie beispielsweise die nicht ordnungsgemäß befestigte Kollektorlamellen zu überprüfen. Andere solche "Warnungen" können vorgesehen sein, um den Betreiber zu veranlassen, andere Faktoren zu prüfen, welche die Qualität der Kollektorfertigbearbeitung in verschiedenster Weise beeinflussen können. Solche anderen Faktoren können Ankerwellengeradheit umfassen, Kollektoranordnung im allgemeinen, Drahtwicklungsprozesse, Drahtleitungsverschmelzungsprozesse, usw.
Tabelle 1 bezieht sich an mehreren Stellen auf die Detektion von Zuständen, welche obgleich noch akzeptabel eine Tendenz zur Unannehmbarkeit zeigen. Prozessor 100 kann so programmiert werden, daß er solche Tendenzen dadurch detektiert, daß er statistische Qualitätskontrollmethoden verwendet. So kann beispielsweise für jeden Parameter, der untersucht werden soll, der Prozessor 100 Daten in Form eines Histogramms, der Werte dieses Parameters sammeln, die in Station 160 detektiert wurden (siehe zum Beispiel das typische Histogramm in Fig. 15). Von diesen Histogrammdaten kann Prozessor 100 statistisch signifikante Werte, wie den mittleren Durchschnittswert oder die Standardabweichung (σ) berechnen.
Prozessor 100 kann dann einen Trend in die eine oder andere Richtung aufdecken, wenn mehrere aufeinanderfolgende Werte eines Parameters in der Station 160 detektiert wurden, welche von dem Mittelwert mehr als um ein vorbestimmtes (ganzzahliges und/oder gebrochen rationales) Vielfaches der Standardabweichung abweichen. In den anschaulichen Daten, die in Fig. 16 grafisch aufgetragen wurden, kann der Prozessor 100 beispielsweise einen Trend bei der Probennummer 15 identifizieren, weil hier mehrere aufeinanderfolgende Proben mehr als um ein x-faches der Standardabweichung σ von dem Mittelwert abweichen. Korrekturen können dann vorgenommen werden (zum Beispiel wie in Tab. 1), basierend auf der Natur und der Richtung des Trends, der so entdeckt wurde. Wie in Fig. 16 gezeigt resultiert so eine Korrektur beispielsweise in Probe 18 und folgenden Proben, die wiederum viel näher an dem Mittelwert liegen. Zusätzlich können absolute Akzeptanzgrenzen festgelegt werden, entweder durch eine Distanz von dem Mittelwert, die einem höheren Vielfachen der Standardabweichung entspricht und/oder als feste Schwellenwerte, die in den Prozessor 100 über das Keyboard 104 eingegeben werden. Jeder Kollektor, der einen Parameterwert hat, welcher nicht innerhalb dieser absoluten Akzeptanzgrenzen liegt, wird zurückgewiesen. In Fig. 16 beispielsweise hat Probe 22 einen Wert, der unter dem negativen absoluten Grenzwert liegt, und dieser Teil wird somit zurückgewiesen.
Es versteht sich, daß das oben beschriebene System, welches die automatische Anpassung der Kollektorfertigbearbeitungsstation, basierend auf einer Simultaninspektion bei der laufenden Produktion umfaßt und möglicherweise auch eine statistische Qualitätskontrolle und Analyse wie oben beschrieben, es dem System diese Erfindung ermöglicht, bessere und konsistentere Resultate zu produzieren und auch die Lebensdauer der verwendeten Werkzeuge zu erhöhen. Diese Systeme reduzieren auch die Zahl produzierter defekter Teile, zum Beispiel durch die automatische Korrektur von Bedingungen, die Hinweis geben auf die Produktion defekter Teile, durch rechtzeitiges Hinweisen des Betreibers, daß ein Werkzeug ausgetauscht werden muß, durch automatisches Stoppen der Maschine, sobald ein wirklich defektes Teil entdeckt wurde, usw.
Fig. 17 zeigt eine mögliche alternative Gestaltung zu derjenigen, die in Fig. 7 gezeigt ist, in welcher die Prinzipien der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden können, einen existierenden Kollektorfertigungsbearbeitungsapparat zu verbessern. Es wird darauf hingewiesen, daß Fig. 17 einen Apparat darstellt, der im wesentlichen dieselbe Funktionalität aufweist wie dieser von Fig. 7, deshalb sind gleiche Komponenten ähnlich numeriert und werden im folgenden im Zusammenhang mit Fig. 17 nur kurz beschrieben. Jedoch wird der Apparat von Fig. 17 nicht in der Lage sein, Anker so schnell herzustellen wie der Apparat von Fig. 7 (herrührend zumindest von den zusätzlichen Lade- und Entladeanforderungen), doch die Einrichtung einer Eingangskontrollstation, die an den Prozessor gekoppelt ist, der die Drehstation antreibt, versetzt den Apparat in Fig. 17 in die Lage, Anker mit einem Minimum an Drehung fertig zu bearbeiten, und somit können die Anker mit dünneren Kollektorlamellen montiert werden.
In Fig. 17 wurde eine Eingangskontrollstation 170 hinzugefügt, welche die Funktion des Prüfapparates 70 innerhalb der Bearbeitungsstation 110 (Fig. 7) ausführt. Die Eingangsprüfstation 170 kann sogar die identischen Komponenten wie sie in Fig. 8 und 9 gezeigt sind, verwenden, um Anker 30 zu prüfen (die Signallinien 282 uns 284 von Fig. 17 sind funktionell dieselben, wie die Signallinien 82 und 84 von Fig. 7). Nachdem die Eingangsprüfung gemacht wurde, wird der Anker 30 auf die Ladepritsche 60 geladen und dem Förderband entlang zu einer ersten Drehstation 210, wo er typischerweise abgeladen wird.
Die erste Drehstation 210, welche zumindestens das Drehen eines Kollektors vorsieht, kann ebenso das Drehen von dem Stapel von Ankerblechen vorsehen (unter Verwendung eines ähnlichen Apparates wie der, der in Fig. 13 gezeigt und oben beschrieben ist), um den Stapel von Ankerblechen 14 zu schneiden bevor der Kollektor 30 geschnitten wird, um das Gleichgewicht des Ankers 10 zu verbessern. Je ausgeglichener der Anker 14 während des Schneidens ist, je akkurater ist der Schneideprozeß selbst, was erlaubt, daß die Kollektorlamellen mit weniger Material produziert werden können (d. h. weniger Material muß weggeschnitten werden). In einer solchen Konfiguration umfaßt die erste Drehstation 210 zwei Schneidewerkzeuge 120 und 220 (eins für den Stapel von Ankerblechen 14 und eins für den Kollektor 30), die typischerweise nebeneinander in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, die parallel zu der Achse des Ankers verläuft. Alle Drehprozesse für den in Fig. 17 gezeigten Apparat werden in der Weise ausgeführt wie es bereits in Verbindung mit den Fig. 10 und 13 beschrieben wurde.
Die erste Drehstation 210 umfaßt weiterhin die Möglichkeit, Daten der Vorprüfstation 170 zu verwenden, um den Drehprozeß zu verbessern, um die Schnitte, die an dem Stapel und an dem Anker vorgenommen werden, zu minimieren. Auch kann, unter Verwendung der Meßdaten von der Station 170, der Prozessor 100 veranlassen, daß ein Anker die Drehstation 210 umgeht, falls ein Drehen nicht notwendig ist. Nochmals, dies hat den Vorteil, daß ein Minimum an Material für jede Kollektorlamelle 32 verwendet werden kann. Die Drehstation 210 umfaßt auch den Monitor 211, welcher an dem Prozessor 100 über die Leitung 213 angeschlossen ist, und dieselben Funktionen wie der Monitor 111 in Fig. 7 erfüllt. Der Prozessor 100 steuert die Station 210 über die Leitung 290 in ähnlicher Weise wie über die Leitung 90 (Fig. 7).
Nachdem die Drehstation 210 ihren Prozeß ausgeführt hat (oder umgangen wurde), wird der Anker 30 auf die Ladepritsche 60 geladen und auf dem Förderer 62 entlang zu einer zweiten Drehstation 250 bewegt, wo er zur Fertigbearbeitung abgeladen wird. Der Fertigbearbeitungsprozeß, der in der Drehstation 250 vorgenommen wird, ist im wesentlichen identisch zu dem Fertigbearbeitungsprozeß, der vorhergehend beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Drehstation 250 ausschließlich die Fertigbearbeitung ausführt. Von daher wird die Fertigbearbeitung in Station 250 nur kurz beschrieben. Die Station 250 umfaßt einen Monitor 251, welcher mit dem Prozessor 100 über die Leitung 253 in der gleichen Weise verbunden ist wie der Monitor 111 und die Leitung 113 von Fig. 7. Der Prozessor 100 kontrolliert den Fertigbearbeitungsprozeß in Station 250 mittels Signale über die Leitung 292 (entsprechend der Leitung 92 in Fig. 7).
Wenn die Fertigbearbeitung ausgeführt wurde, wird der Anker 30 wieder auf die Ladepritsche 60 geladen und entlang dem Förderer 62 bewegt. An der Bürststation 260 wird der Anker abgeladen und mit Nylonbürsten bearbeitet, um Metallsplitter, die während der Schneideprozesse in den Stationen 210 und 250 auf dem Kollektor zurückgeblieben sind, zu entfernen. Die Fertigbearbeitung der Kollektoroberfläche ist nun ausgeführt, und der Anker wird zurück auf die Ladepritsche 60 geladen.
Der Apparat von Fig. 17 beinhaltet in der Kontrollstation 270 auch die Funktion des Kontrollapparates von Station 160 (Fig. 7), welcher den Apparat von Fig. 17 mit der Fähigkeit ausstattet, Daten ähnlich denen in den Fig. 15, 16 aufzunehmen und zu analysieren. Die Prüfstation 270 beinhaltet die Sensoren 178, 190 und 194 wie zuvor in Verbindung mit den Fig. 11 und 12 beschrieben. Die Station 270 arbeitet gemäß den Kommandos von dem Prozessor 100 über die Leitung 184. Der Prozessor 100 erhält Daten von der Station 270 über die Leitungen 182, 192 und 196 (wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt). Der Prozessor 100 nimmt Daten von dem Apparat von Fig. 17 auf und analysiert diese, um das gleiche "in-line" System der möglichen Verbesserungsfähigkeit bereitzustellen wie vorher beschrieben. Die Fig. 18 und 19 zeigen eine speziellere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Sensoren, die verwendet werden um den Kollektor und den Stapel von Ankerblechen zu kontrollieren, so angeordnet sind, daß sie sich axial, parallel zu der Welle des Ankers während der Kontrolle bewegen. Auf diese Art kontrolliert der Kontrollprozeß die Oberflächen des Kollektors und/oder des Stapels von Ankerblechen vollständiger. Es wird darauf hingewiesen, daß die Vorteile der axialen Bewegung der Kontrollsensoren in allen oder in einem Teil der vorher beschriebenen Konfigurationen angewendet werden können. In Anbetracht dessen haben die Elemente, die in Fig. 18 und 19 sich auf die Kontrolle beziehen alle Referenznummern in den Dreihunderten, sind aber ansonsten ähnlich numeriert (zum Beispiel der Sensor 378 könnte den Sensor 78 in Fig. 8 und 9 ersetzen oder Sensor 178 in Fig. 11 und 12 oder Sensor 278 in den Fig. 19 und 20).
Wie vorher beschrieben, wird der Anker 12 für die Rotation gestützt durch v- förmig zugeschnittene Lager 312 und 314. Der Anker 12 wird durch den Antrieb 316 rotiert (der entweder ein Reibungsrad, eine Spannmanschette oder ein anderer konventioneller Antrieb sein kann), basierend auf den Eingangssignalen des Prozessors 100 über die Verbindung 384. Die Sensoren 378 und 394 überprüfen die umfänglichen Oberflächen des Kollektors 30 und des Stapels von Ankerblechen 14 und geben Signale aus, die zur Bestimmung der Rundheit und der Konzentrizität verwendet werden.
Um die Oberflächen vollständiger zu kontrollieren (d. h. des Kollektors 30 und des Stapels 14), können die Sensoren 378 und 394 axial entlang der gesamten Länge des Kollektors und des Stapels von Ankerblechen bewegt werden, während der Anker rotiert wird. Die axiale Bewegung in Kombination mit der Rotation des Ankers bewirkt, daß die Kontrollkurve einer helikalen Überprüfung der entsprechenden Oberfläche im Gegensatz zu der vorher beschriebenen zylindrischen Überprüfung entspricht. Die axiale Bewegung kann durch mit Gewinde versehenen Antriebsschrauben 380 und 390 kontrolliert werden (die jeweils durch die Kontrollmotoren 382 und 392 rotiert werden) oder die Bewegung kann durch andere konventionelle Mittel kontrolliert werden sowie zum Beispiel durch ein über ein Stellglied angetriebenes System. Der Sensor 378 kann beispielsweise auf dem gleitenden Block 122 parallel zu der longitudinalen Achse des Schneidewerkzeugs 120 (Fig. 10) montiert sein, und der Sensor 394 kann ähnlich auf dem gleitenden Block 222 parallel zu der longitudinalen Achse des Schneidewerkzeugs 220 (Fig. 13) montiert sein. Alternativ kann ein Streifenlasersensor anstelle der vorher beschriebenen Sensoren 378 und 394 verwendet werden, der eine Bewegung zur Überprüfung der entsprechenden Oberfläche nicht verlangt, weil ein Streifenlasersensor einen einzigen Laserstrahl entlang der gesamten Länge des zu untersuchenden Objekts schicken kann. Zusätzlich kann eine Reihe feststehender Sensoren ähnlich denen, die vorher beschrieben wurden, verwendet werden, um die entsprechende Oberfläche vollständiger zu untersuchen.
Es wird darauf hingewiesen, daß das Vorangegangene nur veranschaulichend sein soll für die Prinzipien der Erfindung, und daß verschiedene Modifikationen durch Fachleute durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich dieser Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen. Beispielsweise kann eine zusätzliche Kontrolle (d. h., wie diese, die durch den Sensor 78 in den Fig. 8 und 9 durchgeführt wird oder den Sensor 178 in den Fig. 11 und 12) zwischen den Stationen 210 und 250 ausgeführt werden, um noch schneller Probleme aufzudecken, die in der Station 210 auftreten. Eine zusätzliche Überprüfung nach der Station 210 würde auch verhindern, daß inakzeptable Teile die Station 250 erreichen, wo solche Teile den Apparat der Station 250 beschädigen könnten. Es ist auch offensichtlich für Fachleute, daß die "Dreh"-Prozesse, so wie der Ausdruck hier verwendet wird, auch in anderer Weise ausgeführt werden können als dies in den begleitenden Zeichnungen gezeigt und oben beschrieben ist. So kann beispielsweise als Alternative zu der Ausführungsform wie sie in Fig. 10 gezeigt, ist der Gleitkanal für den sich bewegenden Block 122 senkrecht zu der Achse der Welle 12 orientiert sein, und die Schraube 132 könnte unmittelbar auf den Block 122 wirken. Der Block 122 und der Motor 134 wären dann auf einen zweiten gleitenden Block montiert, der parallel zu der Achse der Welle 12 mittels der Schraube 124 in dem Motor 126 gleitend bewegbar wäre. Als eine noch weitere Alternative zu dem herausgegriffenen Drehapparat könnte der Anker festgehalten werden, während das Schneidewerkzeug den Kollektor in Art eines Planeten umkreist. Alle der generellen Prinzipien, die hier diskutiert sind, sind jedoch gleichermaßen anwendbar auf all diese alternativen Drehapparate.

Claims

1. Vorrichtung zur Fertigbearbeitung der Oberfläche von einem Kollektor (30) auf einem drehbaren Anker (10) einer dynamoelektrischen Maschine, wobei der Kollektor eine Mehrzahl von ringsherum in gleichen Abständen angeordneten Kollektorlamellen (32) mit unbearbeiteten Außenoberflächen umfaßt, die zur Bildung einer weniger als vollkommenen zylindrischen Kollektoroberfläche mit einer weniger als vollkommenen Konzentrizität in bezug auf eine Drehachse (38) von dem Anker vereinigt sind, wobei die Vorrichtung umfaßt:

- Drehmittel (150) zum Abspannen der Oberfläche von dem Kollektor auf eine im wesentlichen zylindrische Form, die im wesentlichen mit der Drehachse konzentrisch ist;

- Fertigbearbeitungsmittel (150) zur Schaffung von Rauheit bei der im wesentlichen zylindrischen und konzentrischen Oberfläche:

wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner umfaßt:

- Kontrollmittel (78) zur Erzeugung von Signalen, die von den unbearbeiteten Abständen der Kollektorlamellenoberflächen (32) von der Drehachse (38) des Ankers abhängen;

- Bearbeitungsmittel (100), das auf die Signale anspricht, zur Ermittlung der Schneidetiefe von dem Drehmittel (150), aufgrund welcher das Drehmittel die Kollektoroberfläche abspannt;

- wobei die Schneidetiefe, die von dem Bearbeitungsmittel (100) ermittelt worden ist, im wesentlichen die geringste Materialmenge darstellt, die von der Oberfläche abgespannt werden muß, damit die Oberfläche im wesentlichen zylindrisch an Gestalt und im wesentlichen konzentrisch mit der Drehachse (38) von dem Anker ist:

- wobei das Bearbeitungsmittel (100), das auf der Grundlage der geringsten Materialmenge, die von der Oberfläche abgespannt werden muß, das Abspannen der Oberfläche von dem Drehmittel (150) verhindern und lediglich das Fertigbearbeitungsmittel (150) zulassen kann, um Rauheit an der Kollektoroberfläche zu schaffen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bearbeitungsmittel (100) den Anker (10) zurückweist, wenn zumindest eine von den unbearbeiteten Abständen der Kollektorlamellenoberflächen einen vorbestimmten Abstand (RMAX-LIM) von der Drehachse (38) von dem Anker übersteigt, oder wenn der kleinste der Abstände der unbearbeiteten Kollektorlamellenoberflächen (32) geringer als ein vorbestimmter Abstand (RMINLIM) von der Drehachse (38) von dem Anker ist.

3. Vorrichtung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kontrollmittel (78) die unbearbeiteten Abstände von den Kollektorlamellenoberflächen (32) während der Drehung von dem Anker (10) bestimmt, um die Oberfläche von dem Kollektor abzuspannen.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kontrollmittel (78, 178) zumindest ein charakteristisches Merkmal von den Kollektoren von zumindest einer Auswahl von Ankern bestimmt, die gerade von dem Abspannvorgang mit dem Drehmittel (150) fertig sind, wobei das Bearbeitungsmittel (100) auf das Kontrollmittel (78, 178) anspricht, um automatisch und ausgewählt den Abspannvorgang für nachfolgende Anker auf der Grundlage des charakteristischen Merkmals, das von dem Kontrollmittel (78, 178) bestimmt worden ist, zu verändern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das charakteristische Merkmal, das von dem Kontrollmittel (78, 1768) bestimmt wird, den Radius der zylindrischen Form anzeigt, und wobei das Bearbeitungsmittel (100) das Abspannverfahren verändert, um den Radius der zylindrischen Form für die nachfolgenden Anker zu verändern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das charakteristische Merkmal, das von dem Kontrollmittel (78, 178) bestimmt wird die Rauheit von der Oberfläche von der zylindrischen Form anzeigt, und wobei das Bearbeitungsmittel (100) Kennwerte von dem Fertigbearbeitungsmittel verändert, um die Oberflächenrauheit von der zylindrischen Form für die nachfolgenden Anker zu verändern.

7. Verfahren zur Fertigbearbeitung der Oberfläche von einem Kollektor (30) auf einem drehbaren Anker (10) einer dynamoelektrischen Maschine, wobei der Kollektor eine Mehrzahl von ringsherum im gleichen Abstand angeordneten Kollektorlamellen (32) mit unbearbeiteten Außenoberflächen umfaßt, die zur Bildung einer weniger als vollkommenen zylindrischen Kollektoroberfläche mit einer weniger als vollkommenen Konzentrizität in bezug auf eine Drehachse (38) von dem Anker vereinigt sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Drehen der Oberfläche durch Abspannverfahren, um eine im wesentlichen zylindrische Form anzunehmen, die mit der Drehachse (38) konzentrisch ist;

- Fertigbearbeiten der Oberfläche, um an der im wesentlichen zylindrischen und konzentrischen Oberfläche Rauheit zu schaffen;

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner folgende Schritte umfaßt:

- Kontrollieren der unbearbeiteten Oberflächen von den Kollektorlamellen (32), um ihre Abstände von der Drehachse (38) von dem Anker zu bestimmen;

- Ermitteln einer Schneidetiefe für den Drehschritt, um die Kollektoroberfläche abzuspannen;

wobei die bei dem Ermittlungsschritt ermittelte Schneidetiefe im wesentlichen die geringste Materialmenge darstellt, die von der Oberfläche abgespannt werden muß, damit die Oberfläche im wesentlichen zylindrisch an Gestalt und im wesentlichen konzentrisch mit der Drehachse von dem Anker ist: und wobei der Ermittlungsschritt das Abspannen durch den Drehschritt verhindern kann und lediglich die Fertigbearbeitung zur Schaffung von Rauheit an der Kollektoroberfläche auf der Grundlage der geringsten Materialmenge, die von der Oberfläche geschnitten werden muß, zuläßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Kontrollschritt zumindest ein charakteristisches Merkmal der Kollektoren von zumindest ausgewählten Ankern, die gerade von dem Abspannverfahren während dem Drehschritt fertig sind, bestimmt: und

automatisches ausgewähltes Verändern der Abspannvorgänge für nachfolgende Anker auf Grundlage des während des Besichtigungsschritts bestimmten charakteristischen Merkmals.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das charakteristische Merkmal, das bei dem Kontrollschritt bestimmt wird, den Radius von der zylindrischen Form anzeigt und wobei der Veränderungsschritt die Abspannvorgänge verändert, um den Radius der zylindrischen Form für nachfolgende Anker zu verändern.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das charakteristische Merkmal, das bei dem Kontrollschritt bestimmt wird, die Oberflächenrauheit der zylindrischen Form anzeigt, und wobei der Veränderungsschritt Kennwerte von dem Fertigbearbeitungsschritt verändert, um die Oberflächenrauheit der rylindrischen Form für die nachfolgenden Anker zu verändern.

11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Veränderungsschritt den Schritt des Vergleichens von dem charakteristischen Merkmal, das für jeden Anker bestimmt wird, mit zumindest einem vorbestimmten Schwellwert für das charakteristische Merkmal umfaßt, damit der Veränderungsschritt veranlaßt wird, den Drehschritt auf der Grundlage dessen, wie sich das bestimmte charakteristische Merkmal zu dem Schwellwert verhält, zu verändern.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Veränderungsschritt ferner folgenden Schritt umfaßt:

- Erkennen eines Trends bei dem bestimmten charakteristischen Merkmal, nachdem der Vergleichsschritt ergeben hat, daß das bestimmte charakteristische Merkmal für eine Vielzahl von nachfolgenden Ankern in einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellwert steht.

13. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner folgende Schritte umfaßt:

- Vergleichen des charakteristischen Merkmals, das für jeden Anker bestimmt worden ist, mit zumindest einem vorbestimmten Schwellwert auf folgendes charakteristische Merkmal hin:

- Erkennen eines Trends bei dem vorbestimmten charakteristischen Merkmal, nachdem der Vergleichsschritt ergeben hat, daß das bestimmte charakteristische Merkmal für eine Vielzahl von nachfolgenden Ankern in einer vorbestimmten Beziehung zu dem Schwellwert sieht; und

- Erzeugen eines Ausgabehinweises auf diesen Trend, wenn der Erkennungsschritt diesen Trend erkennt.

14. Verfahren nach Anspruch 8, der ferner folgende Schritte umfaßt:

- Vergleichen des charakteristischen Merkmals, das für jeden Anker bestimmt worden ist, mit zumindest einem vorbestimmten Rückweisungsschwellwert für das charakteristische Merkmal; und

- Rückweisen des Ankers wenn der Vergleichsschritt anzeigt, daß das charakteristische Merkmal für den Anker in einer vorbestimmten Beziehung zum Rückweisungsschwellwert steht.

15. Verfahren nach Anspruch 8, der ferner folgende Schritte umfaßt:

- Vergleichen des charakteristischen Merkmals für jeden Anker mit zumindest einem vorbestimmten Rückweisungsschwellwert für das charakteristische Merkmal: und

- Anhalten des Verfahrens, wenn der Vergleichsschritt anzeigt, daß das charakteristische Merkmal für den Anker in einer vorbestimmten Beziehung zum Rückweisungsschwellwert steht.