DE9403901U1 - Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden Bearbeitungsprozeß, insbesondere für Rundschleifmaschinen - Google Patents
Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden Bearbeitungsprozeß, insbesondere für RundschleifmaschinenInfo
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Description
Beschreibung
Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden
Bearbeitungsprozeß, insbesondere für Rundschleifmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden Bearbeitungsprozeß. Sie ist anwendbar für die
Werkzeugüberwachung sowie Qualitätsdiagnose und -überwachung auf dem Gebiet der spanenden Bearbeitung, insbesondere Schleifbearbeitung.
Die Überwachungseinrichtung hat dabei die Aufgabe, bei Erreichen der Grenzwerte der Überwachungsgröße Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Fertigungsqualität
einzuleiten, die insbesondere in einem Werkzeugwechsel bzw. einem Abrichten des Schleif körpers bestehen.
Schwinggeschwindigkeits- und Beschleunigungssensoren sowie Körperschallsensoren
an Werkzeugmaschinen sind für diese Aufgabe in der Praxis langjährig eingeführt,
und es sind vielfältige Möglichkeiten ihrer Anordnung sowie zur Signalauswertung im
diesbezüglichen Schrifttum zu finden (DD 209405, DE-OS 3815087). Insbesondere
mit der aktuellen Problematik der Auswertung hochfrequenter Schallsignale (Acoustic
Emission) sind weitere Sensoranordnungen und Auswertungsstrategien bekannt (DD 258763, DE-OS 3829825, DE-OS 4026757).
Problematisch ist die geeignete Anordnung der Sensoren derart, daß ein möglichst
enger Zusammenhang zu den Oualitätsparametern am Werkstück oder zum Bearbeitungsprozeß erzielt wird. Bekannte Lösungen führen entweder zu einer großen
Entfernung des Sensors vom eigentlichen Bearbeitungsprozeß, so daß vielfältige Störungen auf das Nutzsignal einwirken, oder aber es muß ein hoher Aufwand zur
Signalübertragung insbesondere von bewegten Werkstücken oder Werkzeugen
getrieben werden. Wenn der Sensor auf dem Werkstück angeordnet wird, sind ebenfalls problematisch die Anpassung an unterschiedliche Werkstückgeometrien und
die Notwendigkeit der Positionierung des Sensors auf dem Werkstück.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die Anordnung von Schwingungssensoren auf bewegten Werkstücken oder Werkzeugen zu vermeiden
und dennoch kostengünstig ein von Störsignaten weitgehend unbeeinträchtigtes
Signal zu erzeugen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Anordnung von Schwingungssensoren gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung sind ein oder mehrere
Schwingungssensoren auf dem Tastarm einer an sich bekannten und üblicherweise an Rundschleifmaschinen vorhandenen Meßsteuerung angeordnet, der aufgrund
seiner Funktion zur Ermittlung des aktuellen Werkstückdurchmessers eine gleitende
Bewegung auf der Werkstückoberfläche ausführt. Die Schwingungssensoren können als Schwinggeschwindigkeitssonsor, Beschleunigungssensor oder Körperschallsensor
ausgebildet sein.
Durch die Lagekopplung zwischen Tastarm und Werkstückoberfläche erfolgt die
unmittelbare Übertragung der Welligkeitsparameter vom Werkstück auf den Tastarm und damit auf den Sensor, und durch den Kontakt zwischen Tastarm und Werkstück
werden die aus dem Bearbeitungsprozeß generierten Schallsignale bzw. Ratterschwingungen vom Werkstück auf den Sensor übertragen. Die im Tastarm
vorhandenen Schwingungssignaie können an diesem Bauteil direkt gemessen werden, ohne daß weitere Übertragungsvorgänge auf andere Bauteile (wie z. B. bei
Sensoranordnung am Reitstock oder am Schleifspindelstock) notwendig sind und zu einer Signalbeeinflussung führen.
Die Sensoranordnung ermöglicht die Gewinnung zusätzlicher Prozeßinformationen,
wobei insbesondere die höherfrequenten Signalanteile einer Auswertung zugeführt werden. Aus einer Signalanalyse der Sensorsignale können Aussagen über den
aktuellen Werkzeugzustand bzw. über die Schneidfähigkeit des Schleifkörpers gewonnen werden. Aus dieser Signalanatyse unter Einbeziehung tieferfrequenter
Bereiche des Signalspektrums können weiterhin Aussagen über die aktuellen Qualitätsparameter der in Bearbeitung befindlichen Werkstückoberfläche gewonnen
werden.
Die Vorteile der genannten Anordnung bestehen in der bei der
Schwingungsüberwachung allgemein bekannten Möglichkeit, bereits während der Bearbeitung qualitätssichernde Maßnahmen einzuleiten und so Ausschuß zu
vermeiden. Die inprocess-Messung benötigt keine spezielle Anpassung an den konkreten Prozeß, an Werkstoff- und Bearbeitungsparameter oder zusätzlichen
Aufwand an Mechanik und Steuerungstechnik zur Positionierung des Sensors auf der
zu bearbeitenden Fläche. Der Arbeitsraum der Maschine erfährt keine weitere Beeinträchtigung als diejenige durch die üblicherweise vorhandene Meßsteuerung.
Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand Figur 1
erläutert. Das Bild zeigt den Schnitt durch einen im Eingriff mit dem Werkstück befindlichen Schleifkörper 2. Eine Meßsteuerung 3 ermittelt über die das Werkstück
berührenden Tastarme 4 den aktuellen Werkstückdurchmesser, um bei Erreichen des
Sollmaßes ein entsprechendes Abschaltsignal an die Maschinensteuerung zu übergeben. Mit einem Tastarm 4 der Meßsteuerung 3 ist ein Schwingungssensor
beispielsweise mittels einer Schraubverbindung verbunden, der sowohl die
Schallsignale aus dem Arbeitseingriff des Schleifkörpers als auch die aus dem Oberflächenprofil resultierenden Bewegungen des Tastarmes in ein geeignetes
elektrisches Signal umwandelt.
Claims (2)
1. Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden
Bearbeitungsprozeß, insbesondere für Rundschleifmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem oder mehreren das Werkstück
kontaktierenden Tastarmen, insbesondere Tastarmen einer Meßsteuerung, zusätzlich Schwingungssensoren angebracht sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwingungssensoren als Schwinggeschwindigkeitssensor, Beschleunigungssensor
oder Körperschallsensor ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE9403901U DE9403901U1 (de) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden Bearbeitungsprozeß, insbesondere für Rundschleifmaschinen |
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Publications (1)
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DE9403901U1 true DE9403901U1 (de) | 1994-08-25 |
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ID=6905658
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DE9403901U Expired - Lifetime DE9403901U1 (de) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Anordnung von Schwingungssensoren zur Signalgewinnung aus dem spanenden Bearbeitungsprozeß, insbesondere für Rundschleifmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9403901U1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19724030A1 (de) * | 1997-06-06 | 1998-12-17 | Dittel Walter | Rotationsbearbeitungsvorrichtung |
DE202009014773U1 (de) | 2009-11-02 | 2011-03-24 | Seuthe, Ulrich | Kopplungselement zur akustischen Ankopplung eines Körpers an einen Schallwandler, Vorrichtung zur Erfassung von Schall |
DE202009014771U1 (de) | 2009-11-02 | 2011-03-24 | Seuthe, Ulrich | Kopplungselement zur akustischen Ankopplung eines Schallwandlers an einen Körper sowie Schallwandler |
US8720272B2 (en) | 2008-11-07 | 2014-05-13 | Ulrich Seuthe | Method and device for vibration analyses and sample database therefor and use of a sample database |
-
1994
- 1994-03-08 DE DE9403901U patent/DE9403901U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19724030A1 (de) * | 1997-06-06 | 1998-12-17 | Dittel Walter | Rotationsbearbeitungsvorrichtung |
US8720272B2 (en) | 2008-11-07 | 2014-05-13 | Ulrich Seuthe | Method and device for vibration analyses and sample database therefor and use of a sample database |
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