DE8807980U1 - Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für Oberflächen rotationssymmetrischer Körper in einer Durchlaufmaschine - Google Patents
Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für Oberflächen rotationssymmetrischer Körper in einer DurchlaufmaschineInfo
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Description
Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung
für oberfl ächenrotaitionssymmetri sehe Körper 1n einer Durch!aufmaschine
Die Erfindung betrifft eine Fellbearbeitungsmaschine zur Oberflächenbearbe*Uung
von rotationssymmetrischen Werkstücken, die spitzenlos gelagert und durchlaufend bearbeitet werden. Insbesondere betrifft sie
solche Haschinen mit pneumatischen Schwingern zur Bewegung von Finishsteinen
und deren Regelvorrichtungen. Sie 1st aber auf diese Maschinen nicht begrenzt. Es kernen auch hydraulische, elektromagnetische oder
fedenaechanische Antriebe 1n Betracht.
Solche Feinstbearbeitungsmaschinen dienen zur Bearbeitung von äußeren
zylindrischen Otorflächen, zur Verbesserung der Oberflächenqualitat, zum
exakten Ausformen des KrOmnungsradiuses und zur Einstellung der exakten
GröSe dieser Werkstücke.
Ausgegangen wird von einer Fellbearbeitungsmaschine, wie sie 1m US-Patent
4,558,537 beschrieben 1st. 01 e zu bearbeitenden Werkstücke werden
durch zwei Antriebswalzen spitzenlos gelagert und durch ein gleichsinniges
Drehen dieser Walzen 1n Rotation versetzt. Oberhalb der Walzen und Werkstücke sind nebeneinander mehrere Bearbeitungsstationen angeordnet.
Jede Bearbeitungsstation besteht aus einem Finishstein, der von einem Steinhalter gehalten wird. Der Steinalter 1st mit einer Kolbenstange
eines Steuerzylinders verbunden, über diesen Zylinder kann der Finishstein
gesteuert an das zu bearbeitende Werkstück herangefahren oder auch wieder von Ihm zurückgefahren werden.
Der Anpreßdruck der Finishsteine 1st über eine Steuerung veränderbar, um
sich wechselnden Oberflächen anpassen zu können und um den Verschleiß der
F1n1shste1ne ausgleichen zu können. Die F1n1shste1ne werden zusätzlich 1n
schwingende Bewegungen In Richtung der Antriebswalzenachsen versetzt.
• «fr·
Es hat sich bei Untersuchungen an spitzenlosen Durchlaufmaschinen
gezeigt, daß der Materialabtrag und damit die Qualität des zu bearbeitenden
Werkstück« neben den technologischen Parametern wie zum Beispiel
Walzendrehzahl, Anlagewinkel, Anpreßdruck ursächlich mit der Schwingamplitude
der Finishsteine zusammenhängt.
Femer konnte festgestellt werden, daß eine Änderung des Kontaktverhaltens
zwischen Werkstück und Werkzeug (Werkstückmaterial, Steinspezifikation,
Anzahl der 1m Eingriff befindlichen Steine, Anpreßdruck, Steinlängen) unmittelbaren Einfluß auf die resultierende Schwingampmude
besitzt.
Für das Konstanthalten einer einmal erreichten Qualität bei einem
definierten Arbeltsfall sollte demnach vor allem die Schwingamplitude
des Werkzeugs konstant gehalten werden, weil hieraus die größten Einflüsse resultieren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine
automatische Vorrichtung mit einer entsprechenden Schaltung verfügbar zu
machen, die das Regeln, Insbesondere das Konstanthalten der Schwingamplitude
der Bewegung der F1n1shste1ne, ermöglicht. Darüber hinaus sollten die beeinflußten Parameter anzeigbar sein.
Gelöst wird diese Aufgabe 1m Prinzip dadurch, daß die tatsächliche
Beschleunigung und iie Schwingfrequenz der Finishsteine gemessen und mit
einen vorgegebenen Sollwert verglichen wird. Dazu weist eine gemeinsame
Querverbindung der Finishsteine, Ober die die Finishsteine zum gemeinsamen
Schwingen angeregt werden, einen entsprechenden Meßfühler zur Aufnahme der Beschleunigung auf. Dessen Meßwerte werden zu Kontroi!zwecken
angezeigt und zur Auswertung eine« Prozeßrechner zugeführt. Außerdem
wird mittels zweier zwischengeschalteter Integratoren aus der Beschleunigung
der Finishstoine deren Geschwindigkeit und deren SchwIngamplitude
berechnet. Diese Ist-Werte werden über Meßleiturnen einem Prozeßrechner
zugeführt. Ober eine weitere Leitung erhält der Prozeßrechnet· die
zugehörigen Sollwerte dieser Meßgrößen. Der Prozeßrechner vergleicht diese Werte und regelt dem Ergebnis entsprechend die Schwingbewegung der
F1n1shste1ne. Dazu 1st der Ausgang des Prozeßrechners über eine Steuer·
leitung mit einem regelbaren Druckventil verbunden. Dieses Druckventil |
befindet sich In einer Druckversorgungsleitung eines pneumatischen |
Zylinders, der zum Schwingungsantrieb der F1n1shste1ne dient. Dazu 1st
die Kolbenstange dieses Zylinders mit aer gemeinsamen Querverbindung der
F1n1shste1ne verbunden.
Durch eine solchermaßen ausgebildete Steuerungsvorrichtung werden
folgende Vorteile erzielt:
- AmpHtudenkonstanz 1m Leerlauf und während der Bearbeitung (z.B. bei Einrichtarbeiten)
- Kontrolle der Schwingerfunktion
- Nachregelung der Schwingamplitude über sehr lange Zelträume
- Nachregelung der SchwingampHtude über prozeßbedingte Änderungen,
die als Meßgrößen zur Verfügung stehen
- konstanter Mater1 alabtrag bei unterschiedlichen Kontaktbedingungen
(Qualitätskonstanz)
- Möglichkeit zur Realisierung einer definierten Bearbeitung mit
vorher bestimmbarer, nicht abhängiger Amplitude
- Möglichkeit zur überwachung des Bearbeitungsprozesses
- Visuelle Kontrolle der Amplitude
Die neuerungsgemäBe Steuerungsvorrichtung kann auch zur Nachrüstung schon
bestehender Feinstbearbeitungsmaschinen verwendet werden.
aus der folgenden Beschreibung eines In der Zeichnung schematisch j
dargestellten Ausführungsbeispiels.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in perspektivischer Ansicht eine
teilweise schematische Darstellung des zentralen Teils einer spitzenlosen
Durchlauf-Superfinishmaschine mit zugehörigen Steuerungsvorrichtungen. §
Die Maschine weist einen Schwingförderer 12 auf, über den einzelne zu
bearbeitende Werkstücke 10 kontinuierlich In Pfeil richtung der Maschine
zugeführt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um im wesentlichen zylindrische Rollen, weiche von einer Vorbearbeitungs-
station, beispielsweise einer Schleifmaschine, zugeführt werden. In der
Superfinähmaschine erhalten diese Werkstücke 10 auf der zylindrischen
hantel fliehe Ihre endgültige Oberflächengüte, 1n dem sie In der Maschine
nacheinander mehreren Bearbeitungsstationen ausgesetzt sind. Ein zweiter
Schwingförderer 18 dient dem Abtransport (In Pfeil richtung) der endgültig
bearbeiteten Werkstücke 10.
Zwei Antriebswalzen 14 und 16 dienen zur spitzenlosen Lagerung und zum
Vortrieb der Werkstücke 10 während der Bearbeitung. Die Walzen 14 und
drehen sich gleichsinnig und versetzen damit die Werkstücke 10 1n
Orehung. Die Achsen der Walzen 14 und 16 vergrößern über den Weg leicht
Ihren Abstand, wodurch sich die Werkstücke 10 entlang der Walzen
vorwärtsbewegen, über den Walzen sind Im dargestellten Beispiel sieben
aufeinanderfolgende Bearbeitungsstationen A, B, C, D, E, F, G angeordnet.
Jede Bearbeitungsstation weist einen Finishstein 20 auf. Gehalten wird
der F1n1shstein 20 von einem Steinhalter 22. Der Steinhalter 22 ist mit
einer Zustel1 stange 24 verbunden, die Ober einen Zustellzylinder 26
bewegbar 1st. Durch diese Anordnung kann jeder Finishstein 20 von und zum Werkstück 10 ab- und zugestellt werden, unabhängig von den F1n1shste1nen
20 der anderen Bearbeitungsstationen. Damit werden unterschiedliche
Abmessungen der Finishsteine 20 ausgeglichen oder unterschiedliche
Bearbeitungen möglich.
In der Achsenrichtung der Walzen 14 und 16 sind die einzelnen Bearbeitungsstationen
miteinander über eine Stange 30 verbunden.
Die Stange 30 ist auf ihrer einen Seite mit einem Kolben 32 verbunden.
Mit Hilfe dieses Kolbens 32 kann die Stange 30 In eine schnelle oszillierende
Bewegung in Richtung der Achsen der Walzen 14 und 16 versetzt werden. Öles führt gleichzeitig zu einer hin- und hergehenden Antriebsbewegung der Finishsteine 20. Der Kolben 32 wird pneumatisch betätigt,
WOfQr eine Druckluftzuleitung 34 vorgesehen 1st, die über ein Steuerventil
36 und eine weitere Druckluftleitung 40 mit einem Druckerzeuger 38
verbunden 1st.
• ti &igr; ti«
Er dient zur Nessung der Beschleunigung und der Frequenz der Bewegung der
Stange 30. über eine Keßleitung 52 1st der Beschleunigungsaufnehmer
Mit eintw Ader 54 RIt einem Anzeigegerät 56 verbunden, das zur Anzeige
der Beschleunigung dient.
NU der anderen Ader 58 1st der Beschleunigungsaufnahmer 50 mit einem
weiteren Anzeigegerät 60 verbunden, das zur Anzeige der Frequenz der
Bewegung der Stange 30 dient. Beide Adern 54 und 58 sind mit einem
Integrator 62 verbunden. Dessen Ausgang 1st über aina Leitung §4 mit
einem weiteren Anzeigegerät 66 verbunden, das zur Anzeige der Bewegungsgeschwindigkeit der Stange 30 dient. Die Leitung 64 1st zugleich mit
einen zweiten Integrator 68 verbunden. Dessen Ausgang 1st mit einer
Leitung 70 mit einem Anzeigegerät 72 verbunden, das zur Anzeige der
Bewegungsstrecke der Stange 30 dient.
Die Leitung 70 1st zugleich mit einem Prozeßrechner 80 verbunden. Die
Ader 58 des Beschleunigungsaufnehmers 50 1st Ober eine Leitung 74 ebenfalls mit dem Prozeßrechner 80 verbunden. Der Prozeßrechner 80
vergleicht die Ihm über die Leitungen 70 und 74 zugeführten Istwerte der
Beschleunigung und der Frequenz der Stange 30 mit dem 1hm über eine
Leitung 82 zugeführten Sollwerte von Beschleunigung und Frequenz.
über eine Ausgangs!eltung 84 1st der Prozeßrechner 80 mit dem Steuerventil
36 verbunden. In Abhängigkeit der Differenzen von Ist- und Sollwerten der Beschleunigung und Frequenz der Bewegung der Stange 30 steuert der
Prozeßrechner 80 über das Servoventil 36 den Druck Im Kolben 32 und damit
die Schwingungsamplitude der Finishsteine 20.
Die Aufgabe der Erfindung, währdend der Bearbeitung von werkstücken in
einer spitzenlosen Durchlaufmaschine die Schwingungsamplitude aller
Bearbeitungsstationen und damit der oszillierenden Bewegung der Finishsteine 20 auf der Bearbeitungsfläche der Merkstücke 10 zu kontrollieren,
sowie auf die SchwingungsampHtude dämpfende Einflüsse zu reagieren, wird
zunächst dadurch gelöst, daß ein Beschleunigungsaufnehmer 50 auf jede einzelne Beschleunigung reagiert. Von ihm geht ein der zweiten Ableitung
des tatsächlichen Weges proportionales elektrisches Signal x*jst aus.
Dieses Signal %\%\ kann in zfcaifächer Heise angezeigt werden. Auf dem
Sf Anzeigegerät 96 wird die tatsächliche Beschleunigung in m/s2 angezeigt.
; Jede Abweichung von der Sol!beschleunigung kann somit abgelesen und
erkannt werden.
Mit dem zweiten Anzeigegerät 60 wird aus dem Signal x\st die Schwingung
pro Zeiteinheit dargestellt. In dem ersten Integrator 62 wird als erste
Integrationsstufee aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit als elektrisches Signal &khgr; gewonnen und auf dem Anzeigegerät 66 ablesbar
gemacht. Dasselbe elektrische Signal &khgr; wird dem zweiten Integrator 68 zugeführt. In dieser Integrationsstufe wird aus der Geschwindigkeit (x)
ein elektrische Signal &khgr; für den maximalen Weg oder die Bearbeitungs-.
strecke ermittelt und sowohl auf dem Anzeigegerät 72 sichtbar gemacht als
auch als ein Istwert für die Bewegungsamplitude dem Prozeßrechner 80
zugeführt.
Die vorstehend erwähnten einzelnen Anzeigegeräte 56, 60, 66 und 72 sind
in der Praxis keine Einzelgeräte, sondern Anzeigen, weiche wahlweise auf
&ngr; eine ohnehin an der Maschine vorhandene Anzeigeeinrichtung, bei spiels-'
weise einem zentralen Bildschirm, auf dem auch die Sollwerte für die
Einrichtung der Maschine oder alle anderen Betriebszwecke sichtbar
gemacht werden, aufschaltbar sind. Die Ablesemöglichkeit der umschaltbar
dazusteilenden Werte für die Beschleunigung, die Frequenz, die Geschwindigkeit
und die Amplitude stellt zwar eine Kontrollmöglichkeit für die
Bedienungsperson dar, reicht aber zur automatischen Nachregelung im Sinne der Konstanthaltung der Amplitude nicht aus.
) Zur automatischen Na^-eg.elung und Konstanthaltung der Amplitude werden
die gewonnenen und verarbeiteten elektrischen Größen in dem dargestellten
Beispiel für die Frequenz f^st über die Leitung 74 und der Weg &khgr; über die
Leitung 70 dem Prozeßrechner 80 zugeführt. In dieser Rechenstufe 80 ; findet ein Vergleich mit dem über die Leitung 82 zugeführten Sollwert für
&iacgr; die Amplitude statt. Jede Abweichung zwischen einem gestellten Sollwert
und einem festgestellten Istwert &khgr; führt am Ausgang zu einem &agr; '~ .»chen
Steuersignal AU in der Steuerleitung 84 zum Steuerventil 36. Entsprechend &iacgr; der Richtung und Größe des Steuersignals AU erfolgt eine Druckveränderung
- Ap in der Druckluftzuleitung 34 zur pneumatischen Antrieb 34 für die
Oszillationsbewegung der Finishsteine 20.
Eine nicht dargestellte Variante besteht darin, daß den Prozeßrechner 80
auch die Istwerte der Geschwindigkeit &khgr; oder die Beschleunigung &khgr; direkt
zugeführt werden, während zugleich entsprechende Sollwertvorgaben statt
oder zusätzlich zua Amplituden-Sollwert eingegeben werden.
10
10 Werkstück
12 Schwingförderer (Zufuhr) 14, 16 Antriebswalzen 18 Schwingförderer (Abfuhr)
20 Finishstein 22 Steinhalter
24 Zustellstange 26 Zustellzylinder
30 Stange
32 Kolben, pneumatischer Antrieb
34 Druckluftzuleitung 36 Steuerventil, Steuerorgan
38 Druckerzeuger 40 Oruckluftieitung 50 Beschleunigungsaufnehaer
52 Meßleitung
54 Ader der Meßleitung 56 Anzeigegerät (Beschleunigung) 58 Ader der Meßleitung
60 Anzeigegerät (Frequenz) 62 erster Integrator 64 Leitung
68 zweiter Integrator 70 Leitung
72 Anzeigegerät (Amplitude) 74 Leitung
80 Prozeßrechner 82 Sollwertleitung
84 Steuerleitung
Claims (7)
1. Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für
oberfl ächenrotationssymmetrisehe Körper In einer DurchlaufmascMne
mit mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen mit einzeln zustellbaren Finishsteinen, die Ober einen gemeinsamen
Antrieb zum Schlingen angeregt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Schwingungsantrieb (32) mit allen angetriebenen
Tel»en (20-30) mit einem Beschleunigungsauf nehmer (50) verbunden
1st, dessen elektrischer Ausgang Ober Integratoren (62, 68) und direkt mit einem Prozeßrechner (80) verbunden 1st, dem ein Sollwert
Ober eine Leitung 82 zugeführt 1st und dessen Ausgang an ein regelbares
Steuerorgan (36) angelegt 1st, welches dem Schwingungsantrieb
(32) vorgeschaltet 1st.
2. Fe1nstbearbe1tungsvorr1chtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Beschleunigungsaufnehmer (50) und dem Prozeßrechner
(80) Leitungen abgezweigt sind, die zu visuellen Anzeigegeräten
(56, 60, 66, 72) geführt sind.
3. Fe1nstbearbe1tungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, daß zur übertragung der Schwingungsfrequenz eine direkte Leitung
(74) von dem Beschleunigungsaufnehmer (50) zum Prozeßrechner (80) geführt 1st.
4. Feinstbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leitung (52, 54, 64, 70) zur übertragung der Schwin-
gungsanpiitude von dem Beschleunigungsaufnehmer (50) zum Prozeßrechner
(80) zwei Integrationsstufen (62, 68) zwischengeschaltet sind.
5. Feinstbearbeitungsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis
dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigungen für die Anzeigegeräte (56, 60, 66, 72) von den
Verbindungsleitungen (52, 54, 58, 64, 70, 74) zwischen dem Beschleunigungsauf
nehmer (50) und den Prozeßrechner (80) an folgenden Stellen angeordnet sind:
a) an der direkten Leitung (52, 58, 74) vom Beschleunig
gungsaufnehaer (50) zu dem Prozeßrechner (80)
b) yor der ersten Integrationsrcufe (62)
c) vor der zweiten Integrationsstufe (68)
d) nach dir zweiten Integrationsstufe (68)
6. Fe1nstbearbeitungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5
dadurch gekennzeichnet, daß das regelbare Steuerorgan (36) ein Servoventil in einer
Druckfluidimsieitung (40, 34) 1st.
7. FeInstbearbeitungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsantrieb (32) pneumatisch In einen einfach oder
doppelt wirkenden Zylinder ausgeführt ist.
I. Fe1nstbearbeitungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (50) In Form eines Massependels ausgeführt 1st, dessen Kraft Ober Federn, Kohledruck, durch Induktions- oder Kapazitätsmessung oder mittels Piezoaftekt gemessen wird.
dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (50) In Form eines Massependels ausgeführt 1st, dessen Kraft Ober Federn, Kohledruck, durch Induktions- oder Kapazitätsmessung oder mittels Piezoaftekt gemessen wird.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8807980U DE8807980U1 (de) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für Oberflächen rotationssymmetrischer Körper in einer Durchlaufmaschine |
| EP89111223A EP0347847B1 (de) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für oberflächenrotationssymmetrische Körper in einer Durchlaufmaschine |
| DE89111223T DE58905593D1 (de) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für oberflächenrotationssymmetrische Körper in einer Durchlaufmaschine. |
| US07/369,642 US5060423A (en) | 1988-06-21 | 1989-06-21 | Automatic control centerless finishing device for honing external cylindrical surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8807980U DE8807980U1 (de) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für Oberflächen rotationssymmetrischer Körper in einer Durchlaufmaschine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8807980U1 true DE8807980U1 (de) | 1989-10-26 |
Family
ID=6825216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8807980U Expired DE8807980U1 (de) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | Automatische spitzenlose Feinstbearbeitungsvorrichtung für Oberflächen rotationssymmetrischer Körper in einer Durchlaufmaschine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8807980U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4015431C1 (en) * | 1990-05-14 | 1991-04-25 | Ernst Thielenhaus Kg, 5600 Wuppertal, De | Finishing grinding machine for camshaft cams - has grinding contact stabiliser for each grinding stone holder with two chambers |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2814761A1 (de) * | 1977-04-21 | 1978-10-26 | Pont A Mousson | Verfahren und vorrichtung zum schleifen oder polieren |
| DE3007314A1 (de) * | 1980-02-27 | 1981-09-03 | Peter 7442 Neuffen Nagel | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von lagerflaechen |
| DE3133246A1 (de) * | 1981-08-22 | 1983-03-03 | Maschinenfabrik Gehring Gmbh & Co Kg, 7302 Ostfildern | Elektrische steuerungsvorrichtung fuer die anschlaglose wegbegrenzung an werkzeugmaschinen, insbesondere an honmaschinen |
-
1988
- 1988-06-21 DE DE8807980U patent/DE8807980U1/de not_active Expired
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| DE3133246A1 (de) * | 1981-08-22 | 1983-03-03 | Maschinenfabrik Gehring Gmbh & Co Kg, 7302 Ostfildern | Elektrische steuerungsvorrichtung fuer die anschlaglose wegbegrenzung an werkzeugmaschinen, insbesondere an honmaschinen |
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