DE9418490U1 - Machine for fine machining bores in workpieces - Google Patents

Machine for fine machining bores in workpieces

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Description

Maschinenfabrik A 40 237/mxeMachine factory A 40 237/mxe

Gehring GmbH & Co. , 7 .,Gehring GmbH & Co. , 7 .,

Gehringstr. 28 17. NOV. 1994Gehringstr. 28 17. NOV. 1994

73760 Ostfildern73760 Ostfildern

Maschine zur Feinbearbeitung von Bohrungen in WerkstückenMachine for fine machining of holes in workpieces

Die Erfindung betrifft eine Maschine mit mindestens einem Werkzeug zur Feinbearbeitung von Bohrungen in Werkstücken, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a machine with at least one tool for fine machining of holes in workpieces, according to the preamble of claim 1.

Aus der EP-B-O 163 983 ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstückbohrungen bekannt, die eine Zustellvorrichtung aufweist, welche eine Umschaltung von einer Eilzustellung auf eine langsamere Zerspanzustellung bewirkt. Für die EiI- und Zerspanzustellung ist ein gemeinsamer Motor vorgesehen, dem eine voreinstellbare Steuereinrichtung für die Zustellgeschwindigkeiten vorgeschaltet ist. Zur Kalibrierung des Durchmessers wird das Werkzeug automatisch in die Werkstückbohrung eingefahren und mit einer bestimmten Zustellkraft aufgeweitet. Wenn die zur Verfügung stehende Kraft für eine weitere Aufweitung nicht mehr ausreicht, wird die Position des Zustellsystems als Referenzpunkt herangezogen. Dabei wird das Fertigmaß der Werkstückbohrung durch eine geeignete, pneumatische Meßeinrichtung gesteuert, die über ein mit Meßdüsen ausgestattetes Honwerkzeug während der Bearbeitung den Durchmesser der Werkstückbohrung mißt. Die Ausrüstung von Werkzeugen mit pneumatischen Meßeinrichtungen ist teuer, und da der Meßbereich sehr beschränkt ist, wird für jeden Bohrungsdurchmesser ein vollständiger Satz von Honwerkzeugen benötigt. Eine solche Einrichtung eignet sich zudem nicht zur Bearbeitung von Bohrungen mit seitli-From EP-B-O 163 983 a device for machining workpiece bores is known which has a feed device which causes a switch from a rapid feed to a slower cutting feed. A common motor is provided for the rapid and cutting feed, which is preceded by a presettable control device for the feed speeds. To calibrate the diameter, the tool is automatically inserted into the workpiece bore and expanded with a certain feed force. If the available force is no longer sufficient for further expansion, the position of the feed system is used as a reference point. The finished size of the workpiece bore is controlled by a suitable pneumatic measuring device which measures the diameter of the workpiece bore during machining using a honing tool equipped with measuring nozzles. Equipping tools with pneumatic measuring devices is expensive, and since the measuring range is very limited, a complete set of honing tools is required for each bore diameter. Such a device is also not suitable for machining bores with lateral

chen Durchbrüchen, da im Bereich der Durchbrüche der pneumatische Druck verlorengeht.chen breakthroughs, since the pneumatic pressure is lost in the area of the breakthroughs.

Aus der EP-A-O 575 657 ist eine Maschine zur Feinbearbeitung von Bohrungen in Werkstücken mit mindestens einem Werkzeug bekannt, das expandierbare Arbeitsteile wie Honleisten oder Honsteine aufweist. Die Maschine ist mit einer Zustelleinrichtung versehen, die über eine Kraftmeßvorrichtung mit einer Zustellstange für die Arbeitsteile des Werkzeugs verbunden ist. Es ist außerdem ein Antriebsmotor für die Zustelleinrichtung und ein Steuergerät für den Antriebsmotor vorhanden, wobei ein Eingang des Steuergerätes mit einem Ausgang der Kraftmeßvorrichtung und ein Ausgang des Steuergerätes mit dem Antriebsmotor verbunden ist. Bei der bekannten Einrichtung wird die Länge des Zustellweges nach Maßgabe einer bestimmten Zustellkraft voreingestellt, die bei Erreichen des Fertigmaßes der Werkstückbohrung auftritt. Die mit einer solchen Maschine erreichbare Maßgenauigkeit der Werkstückbohrungen genügt nicht in allen Fällen den gestellten Anforderungen, wobei die Ursache für die Maßungenauigkeit im wesentlichen in der unterschiedlichen Elastizität des Zustellsystems während des Honens sowie in der unterschiedlichen Verformung der Werkstückbohrungen durch schwankende Zustellkräfte infolge Veränderung der Schneidfähigkeit der Schneidelemente zu sehen ist.EP-A-0 575 657 discloses a machine for fine machining of holes in workpieces with at least one tool that has expandable working parts such as honing stones or honing bars. The machine is provided with a feed device that is connected to a feed rod for the working parts of the tool via a force measuring device. There is also a drive motor for the feed device and a control device for the drive motor, with an input of the control device being connected to an output of the force measuring device and an output of the control device being connected to the drive motor. In the known device, the length of the feed path is preset according to a certain feed force that occurs when the finished dimension of the workpiece hole is reached. The dimensional accuracy of the workpiece bores that can be achieved with such a machine does not always meet the requirements, whereby the cause of the dimensional inaccuracy can essentially be seen in the different elasticity of the feed system during honing and in the different deformation of the workpiece bores due to fluctuating feed forces as a result of changes in the cutting ability of the cutting elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und zuverlässige Weise Werkstückbohrungen mit sehr hoher Genauigkeit des Endmaßes honen zu können, wobei negative Einflüsse durch Schwankungen der Prozessparameter weitgehend ausgeschaltet werden.The invention is based on the object of being able to hone workpiece bores with very high accuracy of the final dimension in a simple and reliable manner, whereby negative influences due to fluctuations in the process parameters are largely eliminated.

Diese Aufgabe wird durch eine Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a machine having the features of claim 1.

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Mit dieser Anordnung wird eine Regelung des Zustellweges nach Maßgabe eines Sollwertes der Zustellkraft erreicht, deren Istwert ständig gemessen wird. Änderungen der Zustellkraft, wie sie bei elektromechanischer Schrittaufweitung aus der unvermeidlichen Elastizität des Zustellsystems resultieren, werden auf diese Weise kompensiert. Daher kann auch ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit eine wegeabhängige Maßabschaltung vorgesehen werden, wobei also der Zustellweg als Kriterium für das zu erreichende Endmaß bestimmt wird. Für die hochgenaue Bearbeitung ist dabei die sonst übliche ständige Messung des Bohrungsmaßes in der Bohrung mit pneumatischen Meßdüsen entbehrlich, was eine beträchtliche Verringerung des baulichen Aufwandes für die Honmaschine bedeutet.This arrangement allows the feed path to be regulated according to a setpoint value of the feed force, the actual value of which is constantly measured. Changes in the feed force, such as those that result from the inevitable elasticity of the feed system in the case of electromechanical step expansion, are compensated in this way. Therefore, a path-dependent dimension cut-off can be provided without affecting the accuracy, whereby the feed path is determined as a criterion for the final dimension to be achieved. For high-precision machining, the otherwise usual constant measurement of the bore dimension in the bore with pneumatic measuring nozzles is unnecessary, which means a considerable reduction in the structural effort for the honing machine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Honmaschine 1 mit einer Zustelleinrichtung 2 und einem Honwerkzeug 3. Das Honwerkzeug 3 wird wie üblich rotierend und gleichzeitig mit vertikalen Hubbewegungen angetrieben. Dieser Antrieb ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Zu der Zustelleinrichtung 2 gehört ein ortsfest angeordneter Servomotor 4 mit einem Drehgeber 5 als rotatorischem Istwertgeber. Der Servomotor 4 treibt über eine Kupplung 6 eine Polygonwelle 7 an, die als Antriebswelle für ein Zustellgetriebe 8 dient, das ein auf der Polygonwelle 7 drehfest und axial verschiebbar angeordnetes Antriebszahnrad 9 und ein von diesem angetriebenes Zahnrad 10 enthält, das koaxial zur Längsachse A des Werkzeugs 3 angeordnet ist.The drawing shows a schematic representation of a honing machine 1 with a feed device 2 and a honing tool 3. The honing tool 3 is driven in a rotating manner as usual and at the same time with vertical lifting movements. This drive is not shown in the drawing. The feed device 2 includes a stationary servo motor 4 with a rotary encoder 5 as a rotary actual value encoder. The servo motor 4 drives a polygon shaft 7 via a coupling 6, which serves as a drive shaft for a feed gear 8, which contains a drive gear 9 arranged on the polygon shaft 7 in a rotationally fixed and axially displaceable manner and a gear 10 driven by this, which is arranged coaxially to the longitudinal axis A of the tool 3.

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In dem Zahnrad 10 ist eine zur Längsachse A des Werkzeugs koaxiale Gewindebohrung 11 vorhanden, in die eine Gewindespindel 12 eingreift. Die Gewindespindel 12 ist gegen Verdrehen gesichert, so daß sie durch die Drehung des Zahnrades 10 in ihrer Längsachse A verschoben wird. Diese Bewegung wird über eine Kraftmeßvorrichtung, im Ausführungsbeispiel eine Kraftmeßdose 13, auf eine Zustellstange 14 des Honwerkzeugs 3 übertragen, deren kegelstumpfförmiges Ende 15 die Honsteine 3' des Werkzeugs 3 radial gegen die Innenwand 16 einer Werkstückbohrung 17 belastet.In the gear 10 there is a threaded hole 11 which is coaxial with the longitudinal axis A of the tool and into which a threaded spindle 12 engages. The threaded spindle 12 is secured against rotation so that it is displaced along its longitudinal axis A by the rotation of the gear 10. This movement is transmitted via a force measuring device, in the exemplary embodiment a load cell 13, to a feed rod 14 of the honing tool 3, the frustoconical end 15 of which loads the honing stones 3' of the tool 3 radially against the inner wall 16 of a workpiece hole 17.

Die Kraftmeßvorrichtung 13 ist über eine Leitung 18 mit einem Eingang 19 eines Steuergerätes 20 verbunden, das im Ausführungsbeispiel als numerische Steuerung ausgeführt ist. Von dem Drehgeber 5 führt eine Leitung 21 an den Eingang 22 des Steuergerätes 20. Von den Ausgängen 23, 24 des Steuergerätes 20 führen Leitungen 25, 26 an Eingänge eines Servoreglers 28. Die Leitung 25 führt ein geschwindigkeitsproportionales Analogsignal. Der Servoregler 28 bestimmt aus dem Signal auf Leitung 2 5 den Phasenstrom des im Ausführungsbeispiel als einphasig gezeigten Servomotors 4, und der Phasenstrom gelangt an die Leitung 27.The force measuring device 13 is connected via a line 18 to an input 19 of a control unit 20, which in the exemplary embodiment is designed as a numerical control. A line 21 leads from the rotary encoder 5 to the input 22 of the control unit 20. Lines 25, 26 lead from the outputs 23, 24 of the control unit 20 to inputs of a servo controller 28. The line 25 carries an analog signal proportional to the speed. The servo controller 28 determines the phase current of the servo motor 4, shown as single-phase in the exemplary embodiment, from the signal on line 25, and the phase current is fed to line 27.

Dabei kann im Servoregler 28 auch eine Strombegrenzung berücksichtigt werden, die vom Steuergerät 20 über den Ausgang 24 auf die Leitung 26 gegeben werden kann. Der Phasenstrom auf der Leitung 27 wird dadurch begrenzt. Die Strombegrenzung dient dem Schutz empfindlicher Werkzeuge und ist nicht zwingend erforderlich.A current limit can also be taken into account in the servo controller 28, which can be sent from the control unit 20 to the line 26 via the output 24. The phase current on the line 27 is thereby limited. The current limit serves to protect sensitive tools and is not absolutely necessary.

Das Steuergerät 20 kann über den Ausgang 23 an die Leitung 25 auch ein phasenstromproportionales Signal geben, das vom Servoregler 28 verstärkt und über die Leitung 27 dem Servomotor 4 zugeführt wird. In diesem Fall ist die Leitung 26The control unit 20 can also send a phase current proportional signal to the line 25 via the output 23, which is amplified by the servo controller 28 and fed to the servo motor 4 via the line 27. In this case, the line 26

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ohne Bedeutung, da die Strombegrenzung bereits im Steuergerät 20 berücksichtigt wird.irrelevant, since the current limitation is already taken into account in the control unit 20.

Der Servomotor 4 kann auch als dreiphasiger Servomotor oder als Schrittmotor ausgeführt sein. Entsprechend der Phasensahl sind dann drei Leitungen 25 vorhanden, die je ein phasenstromproportionales Signal führen.The servo motor 4 can also be designed as a three-phase servo motor or as a stepper motor. Depending on the phase number, there are then three lines 25, each of which carries a signal proportional to the phase current.

Das Steuergerät 20 enthält eine Steuereinrichtung 29, der Steuerbefehle und zugehörige Daten aus einem internen Speicher 31 zugeführt werden.The control unit 20 contains a control device 29 to which control commands and associated data are supplied from an internal memory 31.

Als weitere Information wird an den Eingang 22 des Steuergerätes 20 vom Drehgeber 5 das Signal angelegt, das der Istposition der Gewindespindel 12 entspricht. Außerdem wird das von der Meßdose 13 gelieferte analoge Kraftsignal über die Leitung 18 dem Steuergerät-Eingang 19 zugeführt und im A/D-Wandler 30 digitalisiert.As further information, the signal from the rotary encoder 5 corresponding to the actual position of the threaded spindle 12 is applied to the input 22 of the control unit 20. In addition, the analog force signal supplied by the load cell 13 is fed to the control unit input 19 via the line 18 and digitized in the A/D converter 30.

Die Steuereinrichtung 29 erzeugt nach Maßgabe der genannten Eingangssignale und in Abhängigkeit von Werten des Speichers 31 an den Ausgängen 23 und 24 die vorstehend erwähnten Signale.The control device 29 generates the above-mentioned signals at the outputs 23 and 24 in accordance with the input signals mentioned and depending on values of the memory 31.

Die Honmaschine 1 wird mittels des Steuergerätes 20 gestartet. Dabei fährt das Honwerkzeug 3 in die Werkstückbohrung 17 ein. Diese Hubbewegung wird nach Erreichen der in der Zeichnung dargestellten Lage beendet. Nunmehr wird die Zustelleinrichtung 2 gestartet und stellt die Honsteine 3' in bekannter Weise im Eilgang mit einer programmierten Zustellgeschwindigkeit zu. Sobald der von der Kraftmeßvorrichtung 13 gemessene Istwert der Zustellkraft den für den Honvorgang programmierten und im Speicher 31 abgelegten Sollwert der Zustellkraft erreicht hat, stoppt die Zu-The honing machine 1 is started using the control unit 20. The honing tool 3 moves into the workpiece bore 17. This stroke movement is terminated after reaching the position shown in the drawing. The feed device 2 is now started and feeds the honing stones 3' in a known manner in rapid traverse at a programmed feed speed. As soon as the actual value of the feed force measured by the force measuring device 13 has reached the target value of the feed force programmed for the honing process and stored in the memory 31, the feed stops.

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Stellung, und der erreichte Punkt des Zustellweges wird in dem Speicher 31 als Referenzpunkt gespeichert. Dieser Kalibriervorgang ermöglicht es dem Steuergerät 20, ausgehend von dem ermittelten Referenzpunkt, aus dem bekannten Maß der ungehonten Bohrung und dem Soll-Fertigmaß den erforderlichen Zustellweg für die Maßabschaltung zu berechnen.Position, and the point of the feed path reached is stored in the memory 31 as a reference point. This calibration process enables the control unit 20, starting from the determined reference point, to calculate the required feed path for the dimension shutdown from the known dimension of the unhoned bore and the target finished dimension.

Danach beginnt der Honvorgang in üblicher Weise, d.h. die Hub- und Drehbewegung des Werkzeugs 3 wird eingeleitet, und nach Durchlaufen des vorgegebenen Weges im Eilgang wird die Zustellung auf "Honen" mit einer programmierten Zerspan-Zustellgeschwindigkeit geschaltet. Die Steuereinrichtung vergleicht dabei ständig den vom Speicher 31 vorgegebenen Sollwert der Zustellkraft mit dem von der Kraftmeßvorrichtung 13 ermittelten Istwert. Solange die Ist-Zustellkraft einen vorgegebenen Schwellwert, der ca. 2 % unter dem Wert der Soll-Zustellkraft liegt, nicht unterschreitet, verharrt die Zustellung auf dem erreichten Durchmesser, die Gewindespindel 12 wird also nicht angetrieben. Geht während der Bearbeitung die gemessene Ist-Zustellkraft durch den Abtrag am Werkstück zurück und erreicht den unteren Schwellwert, so errechnet die Steuereinrichtung 29 nach Maßgabe von Befehlen und Daten im Speicher 31 die Schrittgröße der Zustellung als Verdrehwinkel des Servomotors 4 und die Geschwindigkeit, mit der sich der Servomotor 4 drehen soll. Unter Beachtung der tatsächlichen Lage des Servomotors 4, deren Wert am Eingang 22 des Steuergerätes 20 als Signal ansteht, wird durch einen Regelalgorithmus die für die Regelung erforderliche Spannung berechnet, die dann am Ausgang 23 ansteht, so daß über den Servoregler 28 der Servomotor 4 und damit die Gewindespindel 12 angetrieben wird. Dieser Vorgang wird nach einer im Speicher 31 vermerkten Wartezeit schrittweise so oft wiederholt, bis die Ist-Zustellkraft einen oberen SchwellwertThe honing process then begins in the usual way, i.e. the lifting and rotating movement of the tool 3 is initiated, and after running through the specified path in rapid traverse, the feed is switched to "honing" with a programmed cutting feed speed. The control device constantly compares the target value of the feed force specified by the memory 31 with the actual value determined by the force measuring device 13. As long as the actual feed force does not fall below a specified threshold value, which is approx. 2% below the value of the target feed force, the feed remains at the achieved diameter, i.e. the threaded spindle 12 is not driven. If the measured actual feed force decreases during processing due to the removal of material from the workpiece and reaches the lower threshold value, the control device 29 calculates the step size of the feed as the angle of rotation of the servo motor 4 and the speed at which the servo motor 4 should rotate based on commands and data in the memory 31. Taking into account the actual position of the servo motor 4, the value of which is available as a signal at the input 22 of the control device 20, a control algorithm calculates the voltage required for the control, which is then available at the output 23, so that the servo motor 4 and thus the threaded spindle 12 are driven via the servo controller 28. This process is repeated step by step after a waiting time recorded in the memory 31 until the actual feed force reaches an upper threshold value.

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überschritten hat, wonach die Zustellung stillgesetzt wird. Die Regelung wird so oft wiederholt, bis die Bearbeitung durch die Maßabschaltung beendet wird. Die Maßabschaltung erfolgt durch den Vergleich zwischen dem erreichten Ist-Zustellweg und dem im Speicher 31 vermerkten Soll-Zustellweg in der Steuereinrichtung 29. Sobald das Bohrungsmaß den Sollwert erreicht hat, wird aus dem Speicher 31 in die Steuereinrichtung 29 eine Befehlsfolge für die Rückstellung der Arbeitsteile 3' und das Ausfahren des Werkzeuges 3 aus der Bohrung eingegeben. Der Honvorgang wird dadurch beendet, daß die Honsteine oder Honleisten radial zurückgezogen werden. Das Werkzeug 3 wird dann aus dem Werkstück in seine Ausgangsposition zurückgefahren.has been exceeded, after which the feed is stopped. The control is repeated until the machining is terminated by the dimension switch-off. The dimension switch-off is carried out by comparing the actual feed path reached and the target feed path noted in the memory 31 in the control device 29. As soon as the bore dimension has reached the target value, a command sequence for resetting the working parts 3' and moving the tool 3 out of the bore is entered from the memory 31 into the control device 29. The honing process is terminated by the honing stones or honing strips being radially retracted. The tool 3 is then moved back from the workpiece to its starting position.

Zur hochgenauen Kalibrierung des Zustellsystems kann in an sich bekannter Weise koaxial zur Längsachse A des Honwerkzeugs 3 ein Einstellring vorgesehen sein. Nach dem Start der Honmaschine fährt in diesem Fall das Honwerkzeug in den Einstellring ein, und die Hubbewegung stoppt. Nunmehr wird die Zustelleinrichtung gestartet und in der vorher beschriebenen Weise der Referenzpunkt für die Maßabschaltung ermittelt, der im Speicher 31 abgelegt wird. Der Durchmesser des Einstellringes ist innerhalb des Aufweitbereiches des Honwerkzeugs beliebig wählbar, vorzugsweise wird er so gewählt, daß er dem Fertigmaß einer Werkstückbohrung entspricht. For highly precise calibration of the feed system, an adjustment ring can be provided in a known manner coaxial to the longitudinal axis A of the honing tool 3. After the honing machine has started, the honing tool moves into the adjustment ring and the stroke movement stops. The feed device is now started and the reference point for the dimension cut-off is determined in the manner described above and stored in the memory 31. The diameter of the adjustment ring can be freely selected within the expansion range of the honing tool, preferably it is selected so that it corresponds to the finished dimension of a workpiece bore.

Sobald der Referenzpunkt gespeichert ist, werden die Honsteine 3' mittels der Zustelleinrichtung 2 um einen in dem Steuergerät 20 programmierbaren Betrag so weit zurückgestellt, daß der Durchmesser des Honwerkzeugs 3 geringfügig kleiner ist als die unbearbeitete Werkstückbohrung 17. Danach wird das Honwerkzeug 3 in die Werkstückbohrung 17 eingefahren und das Werkstück wie beschrieben gehont.As soon as the reference point is stored, the honing stones 3' are moved back by the feed device 2 by an amount programmable in the control unit 20 so that the diameter of the honing tool 3 is slightly smaller than the unmachined workpiece bore 17. Then the honing tool 3 is moved into the workpiece bore 17 and the workpiece is honed as described.

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Ein Kalibrieren des Zustellsystems ist nicht vor jedem Honvorgang notwendig. Der Abgleich wird grundsätzlich nach einem Werkzeugwechsel ausgeführt und nach Umstellen des Fertigmaßes, sofern mit einem Werkzeug verschiedene Bohrungsdurchmesser bearbeitet werden. Auch zur Kompensation des Honsteinverschleißes wird ein neuer Abgleich ausgeführt. Je nach Verschleißbetrag des Schneidwerkstoffes pro Honvorgang und der geforderten Maßgenauigkeit kann die mögliche Anzahl von Honvorgängen bestimmt werden, nach denen der Abgleich zur Kompensation des Verschleißes wiederholt werden muß. Es hat sich als günstig gezeigt, geringe Maßabweichungen innerhalb eines programmierbaren Toleranzbereichs um das Sollmaß nicht zu kompensieren. Wenn der Honstation eine an sich bekannte Meßstation nachgeordnet ist, kann die Abweichung des Istmaßes vom Sollmaß bei dem vorher bearbeiteten Werkstück zur Kompensation des Steinverschleißes genutzt werden. Die Zustell-Geschwindigkeiten, Zustell-Kräfte und Zustell-Wege, mit der die Zustellung während des Kalibrier- und Honvorganges arbeitet, sind programmierbar.Calibrating the feed system is not necessary before every honing process. The adjustment is always carried out after a tool change and after changing the finished size if different bore diameters are machined with one tool. A new adjustment is also carried out to compensate for honing stone wear. Depending on the amount of wear of the cutting material per honing process and the required dimensional accuracy, the possible number of honing processes after which the adjustment must be repeated to compensate for the wear can be determined. It has proven to be advantageous not to compensate for small dimensional deviations within a programmable tolerance range around the target size. If a known measuring station is arranged downstream of the honing station, the deviation of the actual size from the target size on the previously machined workpiece can be used to compensate for stone wear. The feed speeds, feed forces and feed paths with which the feed works during the calibration and honing process are programmable.

Bei kleinen Bohrungsdurchmessern kann es zweckmäßig sein, die Eilganggeschwindigkeit zu variieren, z.B. stufenweise herabzusetzen, um ein schonenderes Anschneiden der Honsteine an der Bohrungswandung zu erreichen. Ferner kann es in bestimmten Fällen auch vorteilhaft sein, die Honsteine nach der Kalibrierung in der Werkstückbohrung um einen kleinen Betrag zurückzustellen, bevor auf "Zerspan-Zustellung" umgeschaltet wird.For small bore diameters, it may be useful to vary the rapid traverse speed, e.g. to reduce it gradually, in order to achieve a more gentle cut by the honing stones on the bore wall. Furthermore, in certain cases it may also be advantageous to move the honing stones back a small amount after calibration in the workpiece bore before switching to "cutting feed".

Bei Bohrungen mit großem Verhältnis von Bohrungslänge zu Bohrungsdurchmesser muß mit Vorweite an mehreren Positionen gerechnet werden. In diesem Fall kann die weitere Aufwei-For holes with a large ratio of hole length to hole diameter, pre-width must be taken into account at several positions. In this case, the further expansion

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tung des Werkzeugs davon abhängig gemacht werden, daß ein vollständiger Einzelhub durchlaufen worden ist.The operation of the tool must be made dependent on a complete single stroke having been completed.

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Claims (17)

Patentanwalt Dipl -!ng. W. Jackisch & Partner Menzeistr.40 ■ 70192 Stuttgart Maschinenfabrik A 40 237/mxe Gehring GmbH & Co. , Gehringstr. 28 17. NOV. 73760 Ostfildern AnsprüchePatent Attorney Dipl.-!ng. W. Jackisch & Partner Menzeistr.40 ■ 70192 Stuttgart Maschinenfabrik A 40 237/mxe Gehring GmbH & Co. , Gehringstr. 28 17. NOV. 73760 Ostfildern Claims 1. Maschine zur Feinbearbeitung von Bohrungen in Werkstücken, mit mindestens einem Werkzeug (3), das expandierbare Arbeitsteile (3') wie Honleisten oder Honsteine aufweist, und mit einer Zustelleinrichtung (2), die über eine Kraftmeßvorrichtung (13) mit einer Zustellstange (14) für die Arbeitsteile (3f) des Werkzeuges (3) verbunden ist, sowie einem Steuergerät (20) für die Zustelleinrichtung (2), wobei ein Eingang (19) des Steuergerätes (20) mit einem Ausgang der Kraftmeßvorrichtung (13) und ein Ausgang (23) des Steuergerätes (20) mit der Zustelleinrichtung (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) einen Speicher (31) für Sollwerte der Zustellkraft und des Zustellweges sowie eine Steuereinrichtung (29) enthält, die in Abhängigkeit von gemessenen Istwerten der Zustellkraft und des Zustellweges den Verlauf der Zustellbewegung der Zustellstange (14) derart steuert, daß die Anpreßkraft der Arbeitsteile (31) während der gesamten Bearbeitungsdauer innerhalb vorgegebener Grenzwerte gehalten wird.1. Machine for the fine machining of bores in workpieces, with at least one tool (3) which has expandable working parts (3') such as honing stones or honing stones, and with a feed device (2) which is connected via a force measuring device (13) to a feed rod (14) for the working parts (3 f ) of the tool (3), and with a control device (20) for the feed device (2), an input (19) of the control device (20) being connected to an output of the force measuring device (13) and an output (23) of the control device (20) being connected to the feed device (2), characterized in that the control device (20) contains a memory (31) for setpoint values of the feed force and the feed path and a control device (29) which, depending on measured actual values of the feed force and the feed path, controls the course of the feed movement of the feed rod (14) in such a way that the contact pressure of the working parts (31) is kept within specified limits throughout the entire processing period. 2. Maschine nach Anspruch 1,2. Machine according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustelleinrichtung (2) einen Servomotor (4) enthält, an den der der Zustelleinrichtung (2) zugeordnete Ausgang (23) des Steuergerätes (20) angeschlossen ist.characterized in that the feed device (2) contains a servo motor (4) to which the output (23) of the control device (20) associated with the feed device (2) is connected. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,3. Machine according to claim 1 or 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) für den Vergleich zwischen den Sollwerten und den Istwertencharacterized in that the control device (20) for the comparison between the target values and the actual values der Zustellkraft eine Steuereinrichtung (29) enthält, die einen Signaleingang für den Istwert eines Drehgebers (5) aufweist, der an die Zustelleinrichtung (2) angeschlossen ist und Signale liefert, die für den Zustellweg signifikant sind.the delivery force contains a control device (29) which has a signal input for the actual value of a rotary encoder (5) which is connected to the delivery device (2) and supplies signals which are significant for the delivery path. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ausgang (23, 24) des Steuergerätes (20), an dem Signale der Steuereinrichtung (29) anliegen, mit einem Eingang eines Servoreglers (28) verbunden ist, der ausgangsseitig über eine Leitung (27) mit der Zustelleinrichtung (2) in Verbindung steht.4. Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one output (23, 24) of the control device (20), to which signals from the control device (29) are present, is connected to an input of a servo controller (28) which is connected on the output side to the feed device (2) via a line (27). 5. Maschine nach den Ansprüchen 2 und 4,5. Machine according to claims 2 and 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoregler (28) ausgangsseitig über eine Leitung (27) an den Servomotor (4) angeschlossen ist.characterized in that the servo controller (28) is connected on the output side to the servo motor (4) via a line (27). 6. Maschine nach Anspruch 5,6. Machine according to claim 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (4) wahlweise für einphasigen oder dreiphasigen Antrieb ausgelegt ist, und daß der Servoregler (28) an das Steuergerät (20) dementsprechend über eine, zwei oder drei Leitungen (25, 26) angeschlossen ist.characterized in that the servo motor (4) is optionally designed for single-phase or three-phase drive, and that the servo controller (28) is connected to the control device (20) accordingly via one, two or three lines (25, 26). 7. Maschine nach Anspruch 6,7. Machine according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Leitung (25) ein der Soll-Drehgeschwindigkeit des Servomotors (4) proportionales Signal führt.characterized in that a single line (25) carries a signal proportional to the desired rotational speed of the servo motor (4). 8. Maschine nach Anspruch 6,8. Machine according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leitung (25) ein der Soll-Drehgeschwindigkeit und eine zweite Leitungcharacterized in that the one line (25) is a setpoint rotational speed and a second line :: . ·: ··.·:.:::: 40237 ah.na:: . ·: ··.·:.:::: 40237 ah.na (26) ein dem maximalen Drehmoment (Strombegrenzung) proportionales Signal führt.(26) a signal proportional to the maximum torque (current limitation). 9. Maschine nach Anspruch 6,9. Machine according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzelne Leitung (25) ein dem Phasenstrom des Servomotors (4) proportionales Signal führt.characterized in that a single line (25) carries a signal proportional to the phase current of the servo motor (4). 10. Maschine nach Anspruch 6,10. Machine according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß drei Leitungen (25) je ein den Phasenströmen des dreiphasigen Servomotors (4) proportionales Signal führen.characterized in that three lines (25) each carry a signal proportional to the phase currents of the three-phase servo motor (4). 11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßvorrichtung (13) eine Kraftmeßdose ist, die ein analoges Ausgangssignal abgibt.11. Machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the force measuring device (13) is a load cell which emits an analog output signal. 12. Maschine nach Anspruch 11,12. Machine according to claim 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kraftmeßdose (13) und der Steuereinrichtung (29) ein A/D-Wandler (30) vorgesehen ist.characterized in that an A/D converter (30) is provided between the load cell (13) and the control device (29). 13. Maschine nach Anspruch 12,13. Machine according to claim 12, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler innerhalb des Gehäuses des Steuergerätes (20) angeordnet ist.characterized in that the A/D converter is arranged within the housing of the control unit (20). 14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) zur wegeabhängigen Maßabschaltung programmiert ist.14. Machine according to one of claims 1 to 13, characterized in that the control device (20) is programmed for path-dependent dimension switching. 4O237AH.HA4O237AH.HA 15. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14,15. Machine according to one of claims 1 to 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustelleinrichtung (2) ein Einstellring zur Kalibrierung des Zustellweges zugeordnet ist.characterized in that the feed device (2) is assigned an adjustment ring for calibrating the feed path. 4O237AN.HA4O237AN.HA
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10348419C5 (en) * 2003-10-14 2011-06-30 Gehring Technologies GmbH, 73760 Method for rough honing the lateral surface of a bore

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