ES2262357T3 - Procedimiento y maquina rectificadora para realizar el proceso en el rectificado por pelado de una pieza de trabajo. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la conducción del proceso de una pieza de trabajo por medio de muela abrasiva sobre una máquina rectificadora, en el que la pieza de trabajo se mide durante el rectificado por medio de un sensor de medición a la medida real, con lo que se mide el diámetro precisamente rectificado de la pieza de trabajo y al mismo tiempo se corrige de una manera automática y continua el valor real medido a un valor teórico predeterminado en función del tiempo de rectificación, caracterizado porque durante el rectificado por pelado, después de la consecución de la medida teórica, se desplaza la pieza de trabajo en la dirección longitudinal con un avance determinado frente a la muela abrasiva.

Description

Procedimiento y máquina rectificadora para realizar el proceso en el rectificado por pelado de una pieza de trabajo.

La invención se refiere a un procedimiento para la conducción de procesos de una pieza de trabajo por medio de muela abrasiva sobre una máquina rectificadora y a una máquina rectificadora para la realización del procedimiento de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 8. Un procedimiento y un dispositivo de este tipo se conocen a partir del documento US 4 516 212 A.

Durante el rectificado cilíndrico a través de rectificado por pelado, la muela abrasiva penetra de forma inmediata hasta la medida teórica acabada en el contorno exterior de la pieza de trabajo, y con esta profundidad de penetración se erosiona a continuación en un proceso de rectificado longitudinal solamente a través del avance axial la medida completa de rectificado. Característica para el rectificado por pelado, que se designa también como rectificado longitudinal circunferencial, es la muela abrasiva estrecha, que lleva a cabo el proceso de rectificado esencialmente con un canto circunferencial en lugar de con su superficie circunferencial. Además, en el rectificado por pelado, no debe dividirse ya todo el proceso de rectificado en un proceso de desbaste y un proceso de acabado. Una ventaja del rectificado por pelado consiste, por lo tanto, en que se pueden reducir los tiempos para la sustitución de las muelas abrasivas. El rectificado por pelado se conoce en la aplicación industrial ya desde finales de los años noventa.

En cambio, el rectificado cilíndrico está muy extendido y se conoce desde hace mucho tiempo a través del rectificado punzador y el rectificado pendular. En este caso, las muelas abrasivas trabajan sobre todo con su superficie circunferencial y el ajuste radial de lleva a cabo paso a paso, es decir, en varias etapas, debiendo distinguir entre el procedo de desbaste y el proceso de acabado. En el rectificado punzador y en el rectificado pendular se conocen controles de medición del proceso IN y controles del proceso para la conducción de los procesos de rectificado.

Un ejemplo de ello se muestra en el documento US 5 371 975. En el rectificado cilíndrico de cilindros por medio de una muela abrasiva, se mide la cota real del diámetro exterior del cilindro. La cota real medida es corregida de una manera continua de forma automática a una medida teórica predeterminada. La cota real se mide en la zona del ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo, y la muela abrasiva así como el sensor de medición pueden estar en un plano entre sí de acuerdo con una forma de realización. Adicionalmente, en este procedimiento conocido está prevista también una instalación para la medición de la temperatura en la zona del ataque de la muela abrasivo y del cilindro. De esta manera, se pueden tener en cuenta las deformaciones del cilindro condicionadas por la temperatura durante el proceso de rectificado y se pueden convertir a la temperatura de funcionamiento posterior durante la evaluación calculada dentro del proceso de regulación. Por lo tanto, la cota del rectificado es erosionada en una medida tal que, a la temperatura de funcionamiento que predomina posteriormente, existe una dimensión y una deformación deseadas del cilindro.

El procedimiento de acuerdo con el documento US 5 371 975 A se basa en el proceso del rectificado cilíndrico, en el que el ajuste radial se lleva a cabo en varias etapas y se desarrollan los procesos parciales del rectificado de desbaste y del rectificado de acabado. Este desarrollo escalonado del proceso de rectificado se contrapone a un procedimiento para la conducción de procesos, en el que las desviaciones de la medida teórica hacia arriba y hacia abajo son compensadas por medio de la corrección posterior constante en ambas direcciones hasta la medida teórica. A partir del documento US 5 371 975 A se pueden deducir instrucciones sobre el rectificado por pelado.

En cambio, en el rectificado por pelado no se ha realizado hasta ahora, por lo tanto, una auténtica medición del proceso IN y un control del proceso, puesto que el diámetro exterior de una pieza de trabajo, que debe generarse durante el rectificado por pelado, es rectificado en una carrera longitudinal y de esta manera no se registran etapas intermedias esenciales a través de un control de medición, para poder influir a continuación todavía sobre el valor final.

En el procedimiento de rectificado por pelado solamente se ha trabajado hasta ahora de acuerdo con el llamado procedimiento de medición del proceso POST y el procedimiento de control del proceso. Esto tiene el inconveniente de que el diámetro exterior ya rectificado, por ejemplo un asiento de ajuste, no se puede corregir posteriormente en la pieza de trabajo que se encuentra en mecanización, cuando el valor real ha sido rectificado ya a una medida escasa.

El cometido de la invención consiste en crear un procedimiento y una máquina de rectificar, por medio de los cuales durante el rectificado por pelado se puede corregir de una manera continua en un proceso seguro a un diámetro a rectificar deseado, que se pueden emplear industrialmente y en los que el procedimiento de medición utilizado para el procedimiento de medición del proceso IN y para el procedimiento de control del proceso o bien el dispositivo de medición utilizado a tal fin no requieren ninguna prolongación del tiempo de mecanizado.

Este cometido se soluciona a través de un procedimiento con las características según la reivindicación 1 y a través de una máquina rectificadora con las características según la reivindicación 8. Los desarrollos convenientes se definen en las reivindicaciones dependientes respectivas.

El procedimiento de acuerdo con la invención según la reivindicación 1 representa un procedimiento para la conducción de procesos durante el rectificado de pelado de una pieza de trabajo por medio de una muela abrasiva sobre una máquina rectificadora, en el que la pieza de trabajo es medida durante el rectificado por medio de un sensor de medición de una manera permanente o bien continua sobre la medida real presente y en paralelo con ello, es decir, al mismo tiempo, se corrige de forma automática y continua la medida real medida a una medida teórica predeterminada en función del tiempo de rectificado. En decir que la corrección de la medida real sobre la medida teórica a alcanzar sobre la base de la medida real medida se realiza en control en tiempo real de la máquina rectificadora, es decir, en un control de proceso IN. En este caso, solamente después de alcanzar la medida teórica, la pieza de trabajo se desplaza en la dirección longitudinal con un avance determinado con respecto a la muela abrasiva. Por medio de un control en tiempo real de este tipo se evita que la pieza de trabajo a rectificar sea rectificada a una medida deficiente. La tasa de error en la fabricación de las piezas de trabajo se puede reducir de esta manera en una medida considerable. Por lo demás, a través del control en tiempo real se puede influir de una manera positiva sobre el proceso de rectificado, de tal forma que se reduce o bien se optimiza la aportación de calor introducida en la pieza de trabajo a través de la muela abrasiva, con lo que, por una parte, se pueden reducir las deformaciones en la pieza de trabajo condicionadas por el calor, que pueden conducir de la misma manera a inexactitudes de las medidas reales de la pieza de trabajo y al mismo tiempo se puede reducir también el desgaste de la muela abrasiva. Por lo tanto, de esta manera se pueden conseguir, en general, condiciones de rectificado óptimas.

De una manera preferida, la medida teórica es predeterminada como curva del valor teórico en función del tiempo. La curva del valor teórico en función del tiempo es depositada en este caso en una unidad de memoria, que es con preferencia componente del control de la máquina. De acuerdo con la curva del valor teórico, se lleva a cabo entonces una corrección después de la determinación permanente o bien continua de la medida real respectiva, de manera que la rueda abrasiva se aproxima a la curva del valor teórico en función del tiempo de rectificado, de tal manera que se consigue el contorno final deseado en la pieza de trabajo.

La medida real es medida directamente en la zona de ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo. Por "directamente en la zona de ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo" debe entenderse en este caso que un sensor de medición, que emite el valor de medición en forma de una señal de medición, está dispuesto esencialmente en un plano, que se forma por el punto de ataque, circundante en la pieza de trabajo, de la muela abrasiva. Con ello se consigue de una manera ventajosa que la medición se lleve a cabo directamente en el lugar de la pieza de trabajo en el que se rectifica precisamente la pieza de trabajo, de manera que en el caso de desviaciones mínimas con respecto a la curva del valor teórico, se puede llevar a cabo de forma inmediata a través del control de la máquina una corrección en dirección a la curva del valor teórico para la evitación de una medida deficiente.

Con preferencia, la medida real medida de forma continua como señal de medición es transmitida a un control de la máquina, siendo realizada, sobre la base de esta señal de medición, entonces la corrección sobre la medida teórica. Esto corresponde a un control en tiempo real, que se designa también como control de proceso IN. De acuerdo con la invención, de esta manera se prepara un procedimiento, en el que se realiza un control de proceso IN durante el rectificado por pelado. De acuerdo con este procedimiento según la invención, durante el rectificado se corrige posteriormente la muela abrasiva sobre un diámetro teórico de la pieza de trabajo.

De acuerdo con un contorno determinado a rectificar de la pieza de trabajo, ésta es rectificada al menos en una sección de forma cilíndrica o cónica. Es decir, con el procedimiento descrito es posible rectificar tanto piezas de trabajo cilíndricas como también piezas de trabajo cónicas en su contorno exterior sobre una curva deseada del valor teórico con la máxima exactitud.

Para asegurar que la detección del valor medido, sobre cuya base se lleva a cabo el control en tiempo real, se realice siempre en la zona de ataque de la muela abrasiva o bien en el plano formado por el punto de ataque, circundante en la pieza de trabajo, de la muela abrasiva, se mueven la muela abrasiva y el sensor de medición de una manera sincronizada entre sí en la pieza de trabajo. De acuerdo con ello es posible, naturalmente, que la muela abrasiva y el sensor de medición estén fijos y en su lugar se mueva la pieza de trabajo. También en este caso se garantiza que la muela abrasiva y el sensor de medición están dispuestos relativamente entre sí de tal forma que la detección del valor de medición se refiere al punto en la pieza de trabajo, en el que tiene lugar directamente el proceso de rectificado. No es necesaria una desconexión de la máquina con la finalidad del proceso de medición o una retirada de la muela abrasiva desde la pieza de trabajo para la realización del proceso de medición en el procedimiento de acuerdo con la invención.

De acuerdo con la reivindicación 8, la máquina rectificadora según la invención, que sirve para la realización del procedimiento descrito anteriormente, presenta una muela abrasiva, retenida sobre un cabezal rectificador, para el rectificado por pelado de una pieza de trabajo, que está retenida entre un husillo de la pieza de trabajo y un husillo de cabezal móvil, presenta un sensor de medición para la detección de una dimensión de la pieza de trabajo recién rectificada y un control de máquina. De acuerdo con la invención, el sensor de medición está dispuesto en un plano formado por la zona de ataque, circundante en la pieza de trabajo, de la muela abrasiva, en el que se pueden alimentar de forma continua durante el rectificado por pelado señales de medición al control de la máquina que, por su parte, contra la muela abrasiva sobre la base de estas señales de medición, de tal forma que se puede realizar el proceso de rectificado como control de proceso IN. En este caso, el control de la máquina está configurado de tal forma que después de alcanzar la medida teórica en el plano formado por la zona de ataque de la muela abrasiva, se desplaza la pieza de trabajo en la dirección longitudinal con un avance determinado con respecto a la muela abrasiva. Con el dispositivo según la invención es posible, por lo tanto, influir directamente durante el proceso de rectificado, sin retraso de tiempo, es decir, en control en tiempo real, sobre el proceso de rectificado, es decir, sobre el modo y manera del ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo, de tal forma que se pueden mantener las medidas finales deseadas de la pieza de trabajo en el intervalo de tolerancias más estrecho posible, de tal forma que se puede evitar una medida deficiente de la pieza de trabajo, lo que no es, en general, aceptable.

De acuerdo con un desarrollo de la invención, el sensor de medición está fijado en una cabeza de medición, que está montada de forma giratoria en el cabezal de rectificación. A través de la aplicación giratoria se puede adaptar la cabeza de medición a diferentes diámetros de la pieza de trabajo, estando garantizado siempre que el sensor de medición está dispuesto en la cabeza de medición, de tal forma que se encuentra siempre en la zona del plano formado por el punto de ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo. De acuerdo con un desarrollo preferido de la invención, el sensor de medición está dispuesto frente a la zona de ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo, es decir, con preferencia esencialmente 180º con respecto a la zona de ataque de la muela abrasiva. No obstante, también es posible disponer el sensor de medición a una distancia angular determinada de la pieza de trabajo. Con el control del proceso en tiempo real según la invención en combinación con el control de la máquina sobre la base de los valores reales registrados, que se utilizan para la corrección de los valores teóricos, es posible generar una forma cilíndrica teórica deseada o una forma cónica teórica de la pieza de trabajo. Esto significa que el rectificado por pelado según la invención se puede emplear tanto para formas cilíndricas de la pieza de trabajo o bien secciones cilíndricas de la pieza de trabajo como también para piezas de trabajo cónicas o bien secciones cónicas de la pieza de trabajo.

Otras ventajas, características y posibilidades de aplicación de la invención se explican en detalle ahora con la ayuda de ejemplos de realización con referencia al dibujo adjunto. En este caso:

La figura 1 muestra una vista en planta superior de una máquina rectificadora según la invención en representación esquemática con indicación de la zona rectificada Y inmediata.

La figura 2 muestra una sección a través del plano de corte A-A indicado en la figura 1; y

La figura 3 muestra la vista de detalle Y indicada en la figura 1 de la zona rectificada en representación ampliada.

En la figura 1 se muestra en representación esquemática una vista en planta superior sobre una máquina rectificadora cilíndrica exterior, que trabaja en el procedimiento de rectificado por pelado (rectificado longitudinal periférico). Para un procedimiento de rectificado por pelado de este tipo se utilizan muelas abrasivas CBN finas en dirección axial con uniones resistentes al desgaste. La particularidad del procedimiento de rectificado por pelado consiste en que, en general, la medida de rectificado completo es erosionada en una etapa de trabajo en el procedimiento de rectificado longitudinal. En este caso, el ajuste radial de la muela abrasiva 10 durante el rectificado es igual a la medida del rectificado radial sobre la pieza de trabajo 2. De una manera conocida en sí, la máquina rectificadora cilíndrica exterior presenta un cabezal 1 de la pieza de trabajo con un husillo 1A de la pieza de trabajo, una mesa de rectificar 3 y un cabezal móvil 4 con una pinola de cabezal móvil 4A desplazable hidráulicamente, que están dispuestos sobre una bancada de máquina 5. La mesa de rectificar 3 está montada en la zona delantera 20 de la bancada de máquina 5 sobre guías, sobre las que se puede desplazar esta bancada axialmente en la dirección del eje CNC Z. El accionamiento motor de este eje no se representa. El cabezal 1 de la pieza de trabajo dispuesto sobre la mesa rectificadora 3 con el husillo 1A de la pieza de trabajo está accionado con motor, teniendo configurada el husillo 1A de la pieza de trabajo sobre su zona delantera una punta para el alojamiento y la transmisión del movimiento giratorio sobre la pieza de trabajo 2. El cabezal móvil 4 con la pinola 4A desplazable hidráulicamente está constituido de la misma manera sobre la mesa rectificadora 3, teniendo configurada la pinola 4A en la zona delantera una punta de centrado para el alojamiento de la pieza de trabajo 2. Entre las puntas de los husillos 1A de la pieza de trabajo y la pinola 4A está empotrada la pieza de trabajo 2, estando alineados exactamente a nivel entre sí los ejes medios de los husillos 1A de la pieza de trabajo y de las pinolas 4A de los cabezales móviles así como de la pieza de trabajo 2.

En la zona trasera 21 de la bancada de la máquina 5 está constituido un cabezal rectificador 6, que presenta elementos de guía hidrostáticos para su alojamiento. El ajuste en la dirección del eje CNC X, que está alineado en ángulo recto con respecto al eje Z, se lleva a cabo por medio de un accionamiento motor 8. En la zona delantera, la carcasa del cabezal rectificador 6 lleva un husillo rectificador 9, sobre el que está montada la muela abrasiva 10.

Sobre la carcasa del cabezal rectificador 6 está dispuesto un dispositivo de medición 1, que presenta un brazo, que sirve para el alojamiento de una cabeza de medición 12 para la medición del diámetro de la pieza de trabajo. Uno o varios sensores de medición 13 para la detección del diámetro real de la pieza de trabajo directamente durante la operación de rectificado están dispuestos en la zona de rectificado de la muela abrasiva 10 de tal forma que se mide siempre actualmente el diámetro recién rectificado. De este modo, es posible detectar el valor medido directamente durante la mecanización y de esta manera corregir todavía, en caso necesario, el diámetro precisamente a rectificar durante el proceso. Esto significa que de acuerdo con este procedimiento de medición se posibilita un control en tiempo real, es decir, un control del proceso IN, también para el rectificado por pelado (rectificado longitudinal periférico).

En la figura 2 se representa una vista lateral en representación de principio de acuerdo con el plano de corte A-A de la figura 1. A partir de ella se deduce que un brazo giratorio 22, que lleva la cabeza de medición 12 con los sensores de medición 13 para la detección del diámetro de la pieza de trabajo 2 a rectificar, está constituido sobre el cabezal rectificador 6. Por medio de las flechas 14 se indica el recorrido de medición que puede ser detectado por los sensores de medición 13. El número de referencia 23 designa la colocación del brazo 22, representada en la posición marcada con línea de trazos, en colocación girada hacia atrás o en colocación girada hacia fuera. En esta posición girada hacia atrás, se puede extraer la pieza de trabajo 2 fuera de la máquina rectificadora y se puede empotrar una pieza de trabajo nueva.

En la figura 3 se representa en vista ampliada el detalle Y según la figura 1. A partir de ella se deduce que los sensores de medición 13 están dispuestos en la pieza de trabajo 2 esencialmente a la zona de ataque inmediata de la muela abrasiva 10, llevando la cabeza de medición 12los sensores de medición respectivos o bien el sensor de medición 13, en el caso de que esté previsto solamente un sensor de medición 13. De esta manera, se garantiza que se mida siempre el diámetro exacto precisamente rectificado de la pieza de trabajo 2 y a través de la alimentación de una señal de medición, que corresponde a este valor de medición, al control de la máquina se puede llevar a cabo una corrección de la posición de ataque de la muela abrasiva 10, de tal forma que se corrige el diámetro exterior de la pieza de trabajo, que puede ser especialmente un asiento de cojinete, a la medida teórica deseada.

Los sensores de medición 13 están dispuestos en este caso opuestos entre sí con respecto al espesor de la muela abrasiva 10, de manera que el valor de medición está dispuesto inmediatamente detrás del punto de ataque propiamente dicho de la muela abrasiva, que sigue a la marca de desgaste (canto de desgaste). Esto significa que los valores medidos están dispuestos sobre una línea periférica de la muela abrasiva frente a la muela abrasiva.

La medición por medio de los sensores de medición 13 se lleva a cabo en este caso de tal forma que se mide continuamente durante el ajuste de la muela abrasiva 10 a la pieza de trabajo 10. Tan pronto como se ha alcanzado la medida teórica, se desplaza la pieza de trabajo 2 en la dirección longitudinal según el procedimiento de rectificado por pelado con un avance determinado. En este caso se transmiten continuamente valores de medición al control de la máquina, de manera que el diámetro a rectificar de la pieza de trabajo se puede corregir continuamente durante el rectificado. De acuerdo con la forma de realización del aparato, es posible rectificar tanto diámetros exteriores cilíndricos como también diámetros exteriores cónicos en la pieza de trabajo 2.

A través del procedimiento de medición de acuerdo con la invención así como a través de la máquina rectificadora según la invención que lleva a la práctica el procedimiento se puede conseguir de esta manera una seguridad del proceso considerablemente elevada tanto durante el rectificado por pelado como también en los controles del proceso POST conocidos hasta ahora en el estado de la técnica. Al mismo tiempo se optimiza también el comportamiento térmico de la muela abrasiva y de la pieza de trabajo, puesto que siempre se mide durante el proceso de rectificado propiamente dicho y se pueden compensar de una manera directa e inmediata las desviaciones del valor teórico.

Claims (12)

1. Procedimiento para la conducción del proceso de una pieza de trabajo por medio de muela abrasiva sobre una máquina rectificadora, en el que la pieza de trabajo se mide durante el rectificado por medio de un sensor de medición a la medida real, con lo que se mide el diámetro precisamente rectificado de la pieza de trabajo y al mismo tiempo se corrige de una manera automática y continua el valor real medido a un valor teórico predeterminado en función del tiempo de rectificación, caracterizado porque durante el rectificado por pelado, después de la consecución de la medida teórica, se desplaza la pieza de trabajo en la dirección longitudinal con un avance determinado frente a la muela abrasiva.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la medida teórica está predeterminada como curva del valor teórico en función del tiempo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la medida real se mide directamente en la zona de ataque de la muela abrasiva en la pieza de trabajo.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la medida real medida continuamente es transmitida como señal de medición a un control de la máquina, sobre cuya base se lleva a cabo la corrección a la medida teórica.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pieza de trabajo es rectificada de forma cilíndrica al menos en una sección.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pieza de trabajo es rectificada cónicamente al menos en una sección.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la muela abrasiva y el sensor de medición se mueven de forma sincronizada entre sí en la pieza de trabajo o porque la muela abrasiva y el sensor de medición están dispuestos fijos entre sí y la pieza de trabajo se mueve con relación a los mismos.

8. Máquina rectificadora para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, que presenta una muela abrasiva (10), retenida sobre un cabezal rectificador (6), para el rectificado por pelado de una pieza de trabajo retenida entre un husillo de la pieza de trabajo (1A) y una pinola de cabezal móvil (4A), un sensor de medición (13) para la detección de una dimensión de la pieza de trabajo rectificada y un control de la máquina, en la que el sensor de medición (13) está dispuesto esencialmente en un plano formado por la zona de ataque, circundante en la pieza de trabajo, de la muela abrasiva (10) y que suministra durante el rectificado por pelado de una manera continua señales de medición, para el control en tiempo real de la máquina rectificadora, al control de la máquina, caracterizada porque el control de la máquina está configurado de tal forma que después de la consecución de la medida teórica en el plano formado por la zona de ataque de la muela abrasiva (10) , se desplaza la pieza de trabajo (4) en la dirección longitudinal con un avance determinado frente a la muela abrasiva (10).

9. Máquina rectificadora según la reivindicación 8, caracterizada porque el sensor de medición (13) está fijado en una cabeza de medición (12), que se puede girar hacia dentro en el cabezal rectificador (6).

10. Máquina rectificadora según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque el sensor de medición (13) está dispuesto frente a la zona de ataque de la muela abrasiva (10) en la pieza de trabajo (2).

11. Máquina rectificadora según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque el control de la máquina controla la muela abrasiva (10) de tal forma que se puede generar una forma cilíndrico teórica deseada de la pieza de trabajo (2).

12. Máquina rectificadora según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque el control de la máquina controla la muela abrasiva (10) de tal forma que se puede generar una forma cónica teórica deseada de la pieza de trabajo (2).