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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Feld der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Werkzeug gemäß der Präambel der
Ansprüche
1 und 3. Ein Beispiel solch eines Verfahrens und Werkzeugs ist durch „Machine
Controls" Forschungsoffenbarung
Band 272, Dezember 1986 XP 007 111 195, Hampshire, UK offenbart.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Da
ein Zapfenabschnitt einer Kurbelwelle, welche in einem Verbrennungsmotor
verwendet wird, drehbar mit einem Verbindungsstab verbunden ist,
ist es erforderlich den Zapfenabschnitt in seinen radialen Abmessungen
und Rundheit genau zu bearbeiten.
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Wie
in einer japanischen Patentoffenbarung (Kokai) Nr. S54(1979)-71495
offenbart, ist solch eine Schleifmaschine, welche einen Zapfenabschnitt
einer Kurbelwelle schleift, welche sich exzentrisch um einen Wellenlagerabschnitt
als Rotationszentrum bewegt, und in welcher zwei Radköpfe synchron
mit einer Drehung einer Hauptspindel unabhängig vorgerückt und zurückgezogen werden.
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In
solch einer konventionellen Schleifmaschine umkreist der Zapfenabschnitt
exzentrisch das Rotationszentrum des Wellenlagerabschnitts in einem
exzentrischen Abstand zwischen dem Drehmittelpunkt der Wellenlagermitte
und einer Mitte des Zapfenabschnitts. Und zwar, wie in 9 gezeigt, verändert sich
eine Rotationsrichtung des Zapfenabschnitts relativ zu einer Normalenkomponente
eines Schleifwiderstands während
eines Schleifbetriebs entweder in einem Fall, dass der Zapfenabschnitt
in einer Position vorhanden ist, welche als (a) in 9 dargestellt
ist, oder in einem Fall, dass der Zapfenabschnitt in einer Position
vorhanden ist, welche als (b) in 9 dargestellt
ist. Mit anderen Worten wirkt bei der Position (a) der Schleifwiderstand
auf den Zapfenabschnitt in einer gleichen Richtung ein wie die Rotationsrichtung
des Zapfenabschnitts und hingegen an der Position (b) wirkt er jedoch
auf ihn in einer entgegengesetzten Richtung bezüglich der Rotationsrichtung
des Zapfenabschnitts ein. Deshalb gibt es einen derartigen Nachteil,
dass eine Schleifgenauigkeit durch eine Belastungsschwankung, die auf
die Hauptspindel wirkt, verschlechtert wird.
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Des
Weiteren beschreibt US-A-2 221 260 eine Schleifmaschine, in welcher
vorzugsweise Zapfenabschnitte einer Kurbelwelle simultan durch separate
Schleifräder,
welche jedem Zapfenabschnitt zum Schleifen zugeordnet sind, unabhängig geschliffen werden,
um die gesamte Bearbeitungszeit, welche zum Herstellen einer Kurbelwelle
erforderlich ist, zu reduzieren.
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Des
Weiteren beschreibt Dokument XP 007 111 195 eine Schleifmaschine
mit zwei individuell gesteuerten Schleifköpfen zum Schleifen einer Kurbelwelle
für eine
Maschine. Die beschriebene Maschine ist fähig zum simultanen Schleifen
von Nocken mit unterschiedlichen Profilen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es ein Schleifverfahren vorzusehen, mit
welchem die Schleifgenauigkeit von Zapfenabschnitten einer Kurbelwelle verbessert
wird, und ein Bearbeitungswerkzeug zum Ausführen des Schleifverfahrens
vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird von einem Verfahren nach Anspruch 1 und einem Bearbeitungswerkzeug nach
Anspruch 3 gelöst.
Kurz gesagt, zwei Zapfenabschnitte einer drehenden Kurbelwelle mit
unterschiedlicher Rotationsphase werden jeweils durch jeweilige
zwei Schleifräder
geschliffen, welche steuerbar synchron mit einer Drehung der Kurbelwelle
in Übereinstimmung
mit Zapfenabschnittsdaten bewegt werden. In den Zapfenabschnittsdaten
sind die zwei Zapfenabschnitte, welche simultan geschliffen werden,
als eine Kombination gespeichert. Die zwei Zapfenabschnitte sind
in Rotationsphase von einander unterschiedlich, sodass Schleifwiderstandsrichtungen,
welche auf die jeweiligen Zapfenabschnitte einwirken, auch unterschiedlich
von einander sind. Deshalb kann eine Belastungsschwankung, welche
auf die Hauptspindel einwirkt, vermindert werden, verglichen mit
entweder einem Fall, dass nur ein Zapfenabschnitt geschliffen wird,
oder einem Fall, dass zwei Zapfenabschnitte mit derselben Rotationsphase
simultan geschliffen werden. Weiter wird ein Rotationsphasenunterschied
zwischen den zwei Zapfenabschnitten in der Kombination auf 180° in einer
Kurbelwelle für
eine Reihenvierzylindermaschine oder eine V-Sechszylindermaschine
gesetzt. In einem Fall, dass die Schleifräder auf den Radköpfen sich
im gleichen Zustand drehen, wirken die Schleifwiderstände auf
die zwei Zapfenabschnitte im gleichen Maß in positive und negative
Richtungen. Entsprechend können
sich die Schleifwiderstände
gegenseitig fast aufheben, sodass die Belastungen, welche durch
die Schleifwiderstände
auf die Hauptspindel einwirken, auch fast aufgehoben werden können, wodurch
die darauf einwirkende Belastungsschwankung vermindert werden kann.
Deshalb kann eine Schleifgenauigkeit (d.h. Rundheit) an den zwei
Zapfenabschnitten verbessert werden. Sogar wenn ein Rotationsphasenunterschied
zwischen den zwei Zapfenabschnitten in der Kombination auf ungefähr 120° in einer V-Sechszylindermaschine
gesetzt ist, können
die Schleifwiderstände
vermindert werden, sodass Belastungen, welche durch die Schleifwiderstände auf die
Hauptspindel einwirken, auch vermindert werden können. Die Belastungsschwankung,
welche auf die Hauptspindel einwirkt, kann vermindert werden, sodass
die Schleifgenauigkeit (d.h. Rundheit) an den Zapfenabschnitten
verbessert werden kann, verglichen mit entweder einem Fall, dass
nur ein Zapfenabschnitt geschliffen wird, oder einem Fall, dass
zwei Zapfenabschnitte mit derselben Rotationsphase simultan geschliffen
werden. Die Kombination der zwei Zapfenabschnitte, welche simultan
geschliffen werden, kann frei in einem Zustand verändert werden, bei
dem der Rotationsphasenunterschied auf ungefähr 120° gesetzt ist. Selbst wenn die
angrenzenden zwei Zapfenabschnitte wegen der Maschinenkonstruktion
nicht simultan geschliffen werden können, kann die Schleifgenauigkeit
(d.h. Rundheit) an den zwei Zapfenabschnitten durch Änderung
der Kombination der zwei Zapfenabschnitte verbessert werden.
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Des
Weiteren ist eine Bearbeitungstabelle in dem Speicher vorgesehen,
in welcher die Kombination der zwei Zapfenabschnitte und eine Werkstücksnummer,
die verschiedene Kurbelwellen bezeichnet, verknüpft sind, sodass ein Bearbeitungsvorgang
auf Basis der Bearbeitungstabelle bestimmt wird. Deshalb können die
zwei Zapfenabschnitte mit den unterschiedlichen Rotationsphasen
durch Zuordnen der Werkstücknummer
automatisch geschliffen werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ANGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
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Verschiedene
andere Aufgaben, Merkmale und viele der begleitenden Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden schnell verstanden, ebenso wie dasselbe
durch Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen besser
verstanden wird, wenn in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen
betrachtet, in welchen:
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1 eine
Draufsicht auf ein Bearbeitungswerkzeug entsprechend der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 ein
Blockdiagramm einer numerischen Steuereinheit entsprechend der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 ein
erklärendes
Schaubild zum Schleifen von Zapfenabschnitten einer Kurbelwelle
ist, welche in einer Reihenvierzylindermaschine verwendet wird,
entsprechend der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
erklärendes
Schaubild ist, welches eine Phasenbeziehung zwischen jedem der Zapfenabschnitte
einer Kurbelwelle in 3 zeigt;
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5 ein
erklärendes
Schaubild zum Schleifen von Zapfenabschnitten einer Kurbelwelle
ist, welche in einer V-Sechszylindermaschine verwendet wird, entsprechend
der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
erklärendes
Schaubild ist, welches eine Phasenbeziehung zwischen jedem der Zapfenabschnitte
einer Kurbelwelle in 5 zeigt;
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7 eine
Tabelle zum Schleifen von Zapfenabschnitten einer Kurbelwelle entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Bearbeitungsprogramm entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ein
erklärendes
Schaubild ist, welches eine Beziehung einer Drehung einer Hauptspindel und
einer Belastung, welche durch Schleifwiderstände auf die Hauptspindel einwirkt,
zeigt; und
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10 ein
erklärendes
Schaubild ist, welches ein Bearbeitungsverfahren von Kurbelwellen entsprechend
der vorliegenden Erfindung und von unbeanspruchten Beispielen von
Kurbelwellen und ihrer Bearbeitungsverfahren zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
entsprechend der Erfindung wird hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
eine Draufsicht einer Schleifmaschine entsprechend der Erfindung
und 2 zeigt ein Blockdiagramm einer numerischen Steuereinheit
entsprechend dazu.
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In 1 und 2 sind
Z-Achsenführungsschienen 2a, 2b und 2c an
eine Basis 7 einer Schleifmaschine 1 befestigt.
Ein linker Tischmotor 3 ist ferner an der Basis 7 befestigt,
an welchen ein Kugelgewinde drehbar angeschlossen ist. Auf der anderen Seite
ist ein rechter Tischmotor 4 an der Basis 7 befestigt,
an welchen ein Kugelgewinde drehbar angeschlossen ist. Ein Codierer 3a ist
an den linken Tischmotor 3 befestigt zum Erfassen seiner
Rotationsposition, während
ein Codierer 4a an den rechten Tischmotor 4 befestigt
ist, zum Erfassen seiner Rotationsposition.
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Ein
linker Tisch 10 und ein rechter Tisch 20 sind
gleitend entlang der Z-Achsenführungsschienen 2a, 2b und 2c in
einer Z-Achsenrichtung (Richtung angezeigt durch einen Pfeil 5)
angeordnet. Auf dem linken Tisch 10 sind ein fixiertes
Paar Schienen 11a und 11b, ein linker Radkopfmotor 12 und
ein Kugelgewinde 12b angeordnet, wobei ein Codierer 12a an dem
linken Radkopfmotor 12 befestigt ist, zum Erfassen seiner
Rotationsposition. Auf dem rechten Tisch 20 sind gleichermaßen ein
Paar Schienen 21a und 21b, ein rechter Radkopfmotor 22 und
ein Kugelgewinde 22b angeordnet, wobei ein Codierer 22a an dem
rechten Radkopfmotor 22 befestigt ist, zum Erfassen seiner
Rotationsposition.
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Ein
linker Radkopf 30, an welchem ein Schleifrad 31 montiert
ist, ist gleitend entlang der Schienen 11a und 11b in
einer X-Achsenrichtung (Richtung angezeigt durch einen Pfeil 6)
angeordnet. Das Schleifrad 31 nimmt die Form einer Scheibe
an und wird mit einer hohen Drehgeschwindigkeit durch einen Radmotor 32,
welcher an dem Radkopf 30 angeordnet ist, gedreht. Daneben
bezeichnet 31a eine Rotationsmittelachse des Schleifrades 31.
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Auf
der anderen Seite ist ein rechter Radkopf 40, an welchem
ein Schleifrad 41 montiert, ist gleitend entlang der Schienen 21a und 21b in
der X-Achserichtung montiert. Das Schleifrad 41 nimmt die Form
einer Scheibe ein und wird durch einen Radmotor 42 mit
der gleichen hohen Drehgeschwindigkeit wie die des Schleifrades 31 gedreht.
Gleichermaßen bezeichnet 41a eine
Rotationsmittelachse des Schleifrades 41.
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Ein
Aufspannkopf 50 und ein Reitstock 52 sind auf
einem Arbeitstisch 53, welcher an der Basis 7 fixiert
ist, angeordnet. Ein Werkstück
wie zum Beispiel eine Kurbelwelle 80 wird an einem Wellenlagerabschnitt 81 von
diesem um eine Mittellinie des Wellenlagerabschnitts 81 herum
durch den Aufspannkopf 50 und den Reitstock 52 drehbar
gehalten. Die Kurbelwelle 80 wird wie vorangehend beschrieben durch
einen Hauptspindelmotor 51 gedreht (Verweis auf 2),
welcher an dem Aufspannkopf 50 angeordnet ist. An dem Hauptspindelmotor 51 ist
ein Codierer 51a zum Erfassen einer Rotationsposition des Hauptspindelmotors 51 angebracht.
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Eine
Richtvorrichtung 33 ist auf dem Spindelkopf 50 zum
Einpassen einer Schleifoberfläche
des Schleifrades 31 befestigt, während eine Richtvorrichtung 43 auf
dem Reitstock 52 zum Einpassen bzw. Ausrichten einer Schleifoberfläche des
Schleifrades 41 befestigt ist.
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In
einer numerischen Steuereinheit 60 (Verweis auf 2)
sind eine Eingabevorrichtung 61, eine Signalbusleitung 63,
ein RAM 64, ein ROM 65, eine CPU 66 zum
Steuern des linken Tischmotors 10, eines Scheibenrads 30 und
einer Hauptspindel des Spindelkopfes 50, eine CPU 67 zum
Steuern des rechten Tischmotors 20 und des Scheibenrads 40 und
Interfaces (IFs) 62, 68 und 69 vorgesehen.
Die Eingabevorrichtung 61 ist aus einer Schlüsseleingabesektion 61a und
einer Anzeigesektion 61b zusammengesetzt und ist durch
das Interface (IF) 62 an die Signalbusleitung angeschlossen.
Ferner sind der RAM 64, ROM 65 und CPUs 66 und 67 miteinander durch
die Signalbusleitung 63 verbunden.
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Ein
Motorsteuerkreis 71 zum Steuern des linken Z-Achsentischmotors 3 ist über das
Interface (IF) 68, zu welchem eine Ausgabe von dem Codierer 3a als
eine erfasste Winkelposition (Rotationsposition) des linken Z-Achsentischmotors 3 zurückgemeldet wird,
an die CPU 66 angeschlossen. Der linke Z-Achsentischmotor 3 kann
durch den Motorsteuerkreis 71 so gesteuert werden, um einen
Unterschied zwischen einem erfassten Wert des Codierers 3a und einem
Zielwert der Rotationsposition des linken Z-Achsentischmotors 3 zu Null
zu machen.
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Ferner
ist ein Motorsteuerkreis 72 zum Steuern des linken Radkopfmotors 12 über das
Interface (IF) 68, zu welchem eine Ausgabe von dem Codierer 12a als
eine erfasste Winkelposition (Rotationsposition) des linken Radkopfmotors 12 zurückgemeldet wird,
an die CPU 66 angeschlossen. Der linke Radkopfmotor 12 kann
durch den Motorsteuerkreis 72 so gesteuert werden, um einen
Unterschied zwischen einem erfassten Wert des Codierers 12a und
einem Zielwert der Rotationsposition des linken Radkopfmotors 12 zu
Null zu machen.
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Des
Weiteren ist ein Motorsteuerkreis 73 zum Steuern des rechten
Z-Achsentischmotors 4 über
das Interface (IF) 69, zu welchem eine Ausgabe von dem
Codierer 4a als eine erfasste Winkelposition (Rotationsposition)
des rechten Z-Achsentischmotors 4 zurückgemeldet wird, an die CPU 67 angeschlossen.
Der rechte Z-Achsentischmotor 4 kann durch den Motorsteuerkreis 73 so
gesteuert werden, um einen Unterschied zwischen einem erfassten Wert
des Codierers 4a und einem Zielwert der Rotationsposition
des rechten Z-Achsentischmotors 4 zu Null zu machen.
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Ferner
ist ein Motorsteuerkreis 74 zum Steuern des rechten Radkopfmotors 22 über das
Interface (IF) 69, zu welchem eine Ausgabe von dem Codierer 4a als
eine erfasste Winkelposition (Rotationsposition) des rechten Radkopfmotors 12 zurückgemeldet wird,
an die CPU 67 angeschlossen. Der rechte Radkopfmotor 12 kann
durch den Motorsteuerkreis 74 so gesteuert werden, um einen
Unterschied zwischen einem erfassten Wert des Codierers 12a und
einem Zielwert der Rotationsposition des linken Radkopfmotors 12 zu
Null zu machen.
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Gleichermaßen ist
ein Motorsteuerkreis 75 zum Steuern eines Hauptspindelmotors 51 über das Interface
(IF) 69, zu welchem eine Ausgabe von dem Codierer 51a als
eine erfasste Winkelposition (Rotationsposition) des Hauptspindelmotors 51 zurückgemeldet
wird, an die CPU 66 angeschlossen. Der Hauptspindelmotor 51 kann
durch den Motorsteuerkreis 75 so gesteuert werden, um einen
Unterschied zwischen einem erfassten Wert des Codierers 51a und
einem Zielwert der Rotationsposition des Hauptspindelmotors 51 zu
Null zu machen.
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In
dem Falle, dass ein Stromversorgungsschalter der Schleifmaschine 1 angeschaltet
wird und dass Bearbeitungsdaten der Kurbelwelle durch die Schlüsselsektion 61a der
Eingabevorrichtung 61 eingegeben werden, werden die Bearbeitungsdaten
dafür in
dem RAM 64 abgespeichert. Danach, nachdem die Schleifräder 31 und 41 betrieben
werden (gedreht), werden jeweils die Motorsteuerkreise 71–75 in Übereinstimmung
mit den Bearbeitungsdaten, welche in dem RAM 64 gespeichert
sind, und Programmen, welche in dem ROM 65 gespeichert
sind, durch die CPUs 66 und 67 gesteuert, sodass
die Motoren 3, 4, 12, 22 und 51 mit
den jeweiligen Motorsteuerkreisen 71–75 steuerbar gedreht
werden können.
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Das
Schleifrad 31 ist in der Z-Achsenrichtung über die
Drehung des Motors 3 bewegbar und ist in der X-Achsenrichtung über den
Motor 12 vor- und zurückbewegbar.
Gleichermaßen
ist das Schleifrad 41 in der Z-Achsenrichtung über die Drehung des Motors 4 bewegbar
und in der X-Achsenrichtung über den
Motor 22 vor- und zurückbewegbar.
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Als
nächstes
wird hiernach ein Bearbeitungsverfahren in einem Fall der Verwendung
der Schleifmaschine 1, wie vorstehend aufgebaut, erklärt.
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3 zeigt
einen Fall von Schleifen von Zapfenabschnitten der Kurbelwelle,
welche für
eine Reihenvierzylindermaschine verwendet wird, und 4 zeigt
eine Phasenbeziehung zwischen den jeweiligen Zapfenabschnitten dafür. Daneben
stellen eine P-Achse und Q-Achse eine Koordinatenachse dar, welche
in 3 senkrecht zu einander sind.
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In 3 und 4 wird
die Kurbelwelle 80 für
die Vierzylindermaschine verwendet und es sind die Wellenlagerabschnitte 81 als
eine Drehachse, vier Zapfenabschnitte 82a, 82b, 82c und 82d und Armabschnitte 83 vorgesehen.
Die Zapfenabschnitte 82a–82d sind drehbar
mit jeweiligen Pleuelstangen der Maschine (nicht gezeigt) verbunden.
Die Zapfenabschnitte 82a–82d sind ferner durch
die Armabschnitte 83 an die jeweiligen Wellenlagerabschnitte 81 befestigt.
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In
einem Bearbeitungsvorgang einer derartigen Kurbelwelle 80 für die Reihenvierzylindermaschine
werden die jeweiligen Zapfenabschnitte 82a und 82c durch
die linken und rechten Schleifräder 31 und 41 als
ein erster Schleifvorgang geschliffen. Zuerst wird eine Position
des Schleifrads 31 in der Z-Achsenrichtung mit dem Zapfenabschnitt 82a durch
Bewegen des linken Z-Achsentisches 10 mit
dem linken Z-Achsentischmotor 3 in Übereinstimmung gebracht. Andererseits
wird gleichzeitig eine Position des Schleifrads 41 in der
Z-Achsenrichtung mit dem Zapfenabschnitt 82c durch Bewegen
des rechten Z-Achsentisches 20 mit
dem rechten Z-Achsentischmotor 4 in Übereinstimmung gebracht. Anschließend wird
eine Bewegung des linken Radkopfes 30 durch den linken
Radkopfmotor 12 in der X-Achsenrichtung synchron mit einer
Rotation des Hauptspindelmotors 51 in Übereinstimmung gebracht.
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Gleichermaßen wird
eine Bewegung des rechten Radkopfes 40 durch den rechten
Radkopfmotor 22 in der X-Achsenrichtung synchron mit einer Rotation
des Hauptspindelmotors 51 in Übereinstimmung gebracht. Daher
können
die Zapfenabschnitte 82a und 82c simultan durch
die jeweiligen Schleifräder 31 und 41 geschliffen
werden.
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In
der vorstehend genannten Situation ist ein Rotationsphasenunterschied
zwischen den Zapfenabschnitten 82a und 82c 180°, das heißt der Zapfenabschnitt 82c ist
in einer Position vorhanden, welche durch (b) in 9 dargestellt
ist, wenn der Zapfenabschnitt 82a in einer Position vorhanden
ist, welche durch (a) in 9 dargestellt ist. Deshalb kann
eine Belastung, welche durch einen Schleifwiderstand des Schleifrades 31 auf
die Hauptspindel wirkt, in einer Rotationsrichtung der Hauptspindel
durch jene, welche infolge des Schleifwiderstands des Schleifrades 41 auf
sie wirkt, aufgehoben werden. Entsprechend diesem Ergebnis wird
eine Belastungsschwankung in der Hauptspindel beschränkt, sodass eine
Schleifgenauigkeit an dem Werkstück
verbessert werden kann.
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Folgend
wird als ein zweiter Schleifvorgang, ähnlich dem vorstehend beschriebenen
ersten Bearbeitungsvorgang, der Zapfenabschnitt 82b durch
das linke Schleifrad 31 geschliffen, während der Zapfenabschnitt 82d durch
das rechte Schleifrad 41 geschliffen wird. In diesem zweiten
Schleifvorgang ist der Rotationsphasenunterschied zwischen den Zapfenabschnitten 82b und 82d auch
180°, sodass
die Belastung, welche durch den Schleifwiderstand des Schleifrades
auf die Hauptspindel wirkt, aufgehoben werden kann.
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5 zeigt
einen Fall eines Schleifens von Zapfenabschnitten der Kurbelwelle,
welche für
eine V-Sechszylindermaschine
verwendet wird, und 6 zeigt eine Phasenbeziehung
zwischen den jeweiligen Zapfenabschnitten dafür. Daneben sind eine P-Achse
und Q-Achse die
Gleichen wie jene, welche in 4 gezeigt
sind.
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In 5 und 6 wird
die Kurbelwelle 90 für
die V-Sechszylindermaschine
verwendet und es sind Wellenlagerabschnitte 91 als eine
Drehachse, sechs Zapfenabschnitte 92a, 92b, 92c, 92d, 92e und 92f und
Armabschnitte 93 vorgesehen. Die Zapfenabschnitte 92a–92f sind
drehbar mit jeweiligen Pleuelstangen der Maschine (nicht gezeigt)
verbunden. Die Zapfenabschnitte 92a–92f sind ferner durch
die Armabschnitte 93 an die jeweiligen Wellenlagerabschnitte 91 befestigt.
Jeder der Zapfenabschnitte 92a–92f ist so angeordnet,
dass der Rotationsphasenunterschied zwischen jedem der Zapfenabschnitte 92a–92f der
Reihe nach 60° ist.
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In
der Kurbelwelle 90 für
die V-Sechszylindermaschine, ähnlich
dem Bearbeitungsvorgang für die
Reihenvierzylindermaschine, werden zwei der Zapfenabschnitte so
gewählt,
dass deren Rotationsphasenunterschied zwischen sich 180° ist, und
werden simultan durch die jeweiligen Schleifräder 31 und 41 geschliffen.
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Und
zwar werden die jeweiligen Zapfenabschnitte 92a und 92f in
einem ersten Schleifvorgang durch die Schleifräder 31 und 41 geschliffen.
In einem zweiten Schleifvorgang werden die jeweiligen Zapfenabschnitte 92b und 92d durch
die Schleifräder 31 und 41 geschliffen.
Ferner werden in einem dritten Schleifvorgang die jeweiligen Zapfenabschnitte 92c und 92e durch
die Schleifräder 31 und 41 geschliffen. In
einem Fall, dass solche Schleifvorgänge ausgeführt werden, wird die Belastung,
welche durch den Schleifwiderstand des Schleifrades auf die Hauptspindel
einwirkt, aufgehoben, sodass die Schleifgenauigkeit an dem Werkstück verbessert
werden kann.
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In
dem Bearbeitungsvorgang entsprechend der vorher genannten Schleifvorgänge werden
der Zapfenabschnitt 92b und der Zapfenabschnitt 92c, welche
benachbart zueinander sind, in dem zweiten Schleifvorgang simultan
geschliffen, und danach werden der Zapfenabschnitt 92d und
der Zapfenabschnitt 92e, welche benachbart zueinander sind,
in dem dritten Schleifvorgang simultan geschliffen. Entsprechend
einer Größe (eine
Distanz in einer Breite zwischen zwei benachbarten Zapfenabschnitten)
der Kurbelwelle kann es vorkommen, dass die zwei benachbarten Zapfenabschnitte
nicht simultan geschliffen werden können wegen einer Behinderung
zwischen dem linken Radkopf 30 und dem rechten Radkopf 40.
Aus diesem Grund kann der folgende Schleifvorgang als eine andere
Ausführungsform verwendet
werden.
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In
einem ersten Schleifvorgang werden die jeweiligen Zapfenabschnitte 92a und 92f zur
selben Zeit durch die Schleifräder 31 und 41 geschliffen
und danach werden die jeweiligen Zapfenabschnitte 92b und 92d zur
selben Zeit als ein zweiter Schleifvorgang dadurch geschliffen.
Ferner werden die jeweiligen Zapfenabschnitte 92c und 92e durch
die Schleifräder 31 und 41 zur
selben Zeitgeschliffen.
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In
dieser Situation kann die Belastung, welche durch den Schleifwiderstand
des Schleifrades auf die Hauptspindel einwirkt, nicht vollständig aufgehoben
werden gleich einem Fall, bei dem zwei Zapfenabschnitte simultan
geschliffen werden, wobei deren Rotationsphasenunterschied untereinander
180° ist.
Jedoch werden die zwei Zapfenabschnitte, deren Rotationsphasen unterschiedlich
sind (120°),
simultan geschliffen, sodass die Belastung, welche durch den Schleifwiderstand
des Schleifrades auf die Hauptspindel einwirkt, reduziert werden
kann, verglichen mit einem Fall, dass entweder nur ein Zapfenabschnitt
geschliffen wird oder dass die zwei Zapfenabschnitte, welche dieselbe
Rotationsphase haben, simultan geschliffen werden.
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In
dieser Ausführungsform
wird der Bearbeitungsvorgang für
die Kurbelwelle beschrieben, welche in einer Reihenvierzylindermaschine
oder V-Sechszylindermaschine verwendet wird, jedoch ist eine Form
der Kurbelwelle nicht darauf begrenzt. In anderen Formen der Kurbelwelle
von unbeanspruchten Beispielen sind von simultane Bearbeitungsvorgänge in 10 gezeigt.
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7 zeigt
eine Bearbeitungstabelle zum simulatanen Schleifen von zwei Zapfenabschnitten
mit unterschiedlichen Rotationsphasen in jeder Werkstückauswahl
(Werkstück-Nr.)
durch die Schleifräder 31 und 41.
Wenn solch eine Bearbeitungstabelle im Vorfeld in dem RAM 74 gespeichert
ist, kann der simultane Bearbeitungsvorgang der zwei Zapfenabschnitte
mit der unterschiedlichen Rotationsphasen durch Abrufen einer Werkstück-Nr. automatisch
ausgeführt
werden.
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In 7 stellen „Werkstück-Nr. 1" und „Werkstück-Nr. 2" eine Kurbelwelle,
welche in der Reihenvierzylindermaschine verwendet wird, und eine
Kurbelwelle dar, welche in der V-Sechszylindermaschine verwendet
wird. Ferner stellt „Werkstück-Nr. 3" einen anderen Typ
einer Kurbelwelle dar, welcher in der V-Sechszylindermaschine verwendet wird.
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Bei „Werkstück-Nr. 1" werden ein erster
Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 82a)
und ein dritter Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten
Zapfenabschnitt 82c) in einem ersten Schleifvorgang simultan geschliffen.
Danach werden ein zweiter Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher
genannten Zapfenabschnitt 82b) und ein vierter Zapfenabschnitt (entsprechend
dem vorher genannten Zapfenabschnitt 82c) in einem zweiten
Schleifvorgang simultan geschliffen.
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Bei „Werkstück-Nr. 2" werden ein erster
Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92a)
und ein sechster Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten
Zapfenabschnitt 92f) in einem ersten Schleifvorgang simultan
geschliffen. Danach werden ein zweiter Zapfenabschnitt (entsprechend
dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92b) und ein dritter
Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92c)
in einem zweiten Schleifvorgang simultan geschliffen. Ferner werden
ein vierter Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92d)
und ein fünfter
Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92e)
in einem dritten Schleifvorgang simultan geschliffen. Bei „Werkstück-Nr. 3" werden ein erster Zapfenabschnitt
(entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92a)
und ein vierter Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten
Zapfenabschnitt 92d) in einem ersten Schleifvorgang simultan
geschliffen. Danach werden ein zweiter Zapfenabschnitt (entsprechend
dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92b) und ein sechster
Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92f)
in einem zweiten Schleifvorgang simultan geschliffen. Ferner werden
ein dritter Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92c)
und ein fünfter
Zapfenabschnitt (entsprechend dem vorher genannten Zapfenabschnitt 92e)
in einem dritten Schleifvorgang simultan geschliffen. Der Bearbeitungsvorgang,
welcher die vorher genannte Bearbeitungstabelle verwendet, wird
hiernach mit Bezug auf ein Flussdiagramm, welches in 8 gezeigt
ist, beschrieben. In Schritt S10 wird eine „Werkstück-Nr.", welche bearbeitet werden soll, eingegeben,
und dann wird in Schritt S11 eine Variable „N", welche den Schleifvorgang anzeigt,
auf „1" gesetzt. Folgend
in Schritt S12 wird eine Zapfenabschnittsnummer, welche im „N"-ten Schleifvorgang bearbeitet
werden soll, und welche in Schritt S10 bestimmt wurde, aus der Bearbeitungstabelle
in 7 gelesen. Zum Beispiel werden in dem ersten Schleifvorgang
von Werkstück-Nr.
1 die Zapfenabschnittsnummer „L
= 1" und „M = 3" ausgelesen. Danach
wird in Schritt S13 der linke Radkopf 30 durch den linken Z-Achsentischmotor 3 bewegt,
sodass das Schleifrad 31 an der Vorderseite des ersten
Zapfenabschnitts indiziert bzw. angeordnet wird (entsprechend dem vorher
genannten Zapfenabschnitt 82a). Gleichermaßen wird
der rechte Radkopf 40 durch den rechten Z-Achsentischmotor 4 bewegt,
sodass das Schleifrad 41 an der Vorderseite des dritten
Zapfenabschnitts indiziert bzw. angeordnet wird (entsprechend dem vorher
genannten Zapfenabschnitt 82c). In Schritt S14 werden Profildaten
(Daten, welche eine Position des Radkopfs relativ zu einem Rotationswinkel
der Hauptspindel angeben, um eine vorrückende und zurückziehende
Bewegung des Radkopfes mit einer Rotation der Hauptspindel zu synchronisieren)
aus dem RAM 64 gelesen, um jeden der Zapfenabschnitte zu
schleifen. Danach werden die zwei Zapfenabschnitte basierend auf
diesen gelesenen Profildaten simultan geschliffen. In Schritt S17
wird „N" hochgezählt (durch „1" inkrementiert).
Die vorher genannten Schritte werden wiederholt bis solch ein letzter Schleifvorgang
in Schritt S16 entschieden wird bzw. erfasst worden ist. Offensichtlich
sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden
Erfindung angesichts der vorstehenden Lehre möglich. Es soll deshalb verstanden
werden, dass innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche die vorliegende Erfindung,
anders als hierin speziell beschrieben, ausgeführt werden kann.