FR2483830A1 - MEASURING DEVICE FOR DETECTING THE POSITION OF SURFACES OF WORKPIECES, PARTICULARLY BORES ON AUTOMATIC MACHINES - Google Patents

MEASURING DEVICE FOR DETECTING THE POSITION OF SURFACES OF WORKPIECES, PARTICULARLY BORES ON AUTOMATIC MACHINES Download PDF

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FR2483830A1
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Martin Waldmann
Reinhardt Zastrow
Axel Schrake
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Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
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Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • B23Q17/225—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece of a workpiece relative to the tool-axis
    • B23Q17/2258—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece of a workpiece relative to the tool-axis the workpiece rotating during the adjustment relative to the tool axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

The invention can be used in the building of machine tools as an advantageous accessory on coordinate grinding machines. It is the object of the invention to arrange a measuring device in such a way that it can be used economically, i.e. that an automatic coordinate grinding machine is possible. The object of the invention is to provide a measuring device for determining the position of bores, in which the probe can be moved both axially and radially and is arranged with the tool on a carriage. Despite the tool located in the working space, the measuring device permits the workpiece surface that is to be machined to be scanned and allows transmission of signals to suitable measuring controls. This is achieved by arranging the measuring lever of the measuring head in the plane formed by the axes of the tool and planetary spindle, so that there are separate axes for the movement of tool and measuring head. The direction of movement of the measuring lever is contrary to the U-axis and the adjustment movement is twice as large as the U-axis. As a result, it is possible for the workpiece surface to be simultaneously machined and measured. The line of action and the contact point are situated diametrically on the bore wall.

Description

L'invention concerne un dispositif pour la détec- tion de surfaces de pièces, utilisable en général avec des machines outils et particulièrement comme accessoires de machines à meuler automatiques suivant coordonnées. The invention relates to a device for detecting workpiece surfaces, usable in general with machine tools and particularly as accessories for automatic grinding machines according to coordinates.

On connaît déjà différents types et formes de tels dispositifs de mesure pour machines d'usinage suivant coordonnées. Une palette s'étend alors à partir de la machine d'usinage jusqu'à des têtes de mesure qui peuvent être montées sur la machine. Various types and forms of such measuring devices for machine tools according to coordinates are already known. A pallet then extends from the machine tool to the measuring heads which can be mounted on the machine.

Dans le brevet DE 14 77 915 est décrite une machine à rectifier intérieurement, dans laquelle est prévu un appareil de mesure pneumatique dont la tête de mesure entourant partiellement la broche est disposée entre le disque de meulage et son support. Cette tête de mesure est entraînée avec la broche de meulage dans son déplacement axial et elle est réglable en position, au moyen d'une canne, lors du déplacement axial du disque de meulage en direction de la pièce, pour son centrage par rapport au centre du manchon de montage. In patent DE 14 77 915 an internal grinding machine is described, in which a pneumatic measuring device is provided, the measuring head partially surrounding the spindle is arranged between the grinding disc and its support. This measuring head is driven with the grinding spindle in its axial displacement and it is adjustable in position, by means of a rod, during the axial displacement of the grinding disc towards the workpiece, for its centering relative to the center of the mounting sleeve.

Ces dispositifs présentent cependant les inconvénients suivants
Ils ne permettent pas, dans le cas de rectification suivant coordonnées de procéder en continu à une mesure au cours .du processus d'usinage par enlèvement de copeaux, ou à des instants déterminés de l'usinage. Il n'est donc pas possible de procéder à une interprétation directe du résultat de la mesure pendant l'opération d'usinage. On ne peut pas déterminer et interprêter l'avancement réel de l'usinage, ni instituer un travail automatique jusqu'à atteinte de la cote finie, car les têtes de mesure sont montées à poste fixe par rapport à des mouvements de rotation.However, these devices have the following disadvantages
They do not allow, in the case of rectification according to coordinates, to continuously carry out a measurement during the machining process by removal of shavings, or at determined times of the machining. It is therefore not possible to make a direct interpretation of the measurement result during the machining operation. It is not possible to determine and interpret the real progress of the machining, nor to institute an automatic work until reaching the finished dimension, because the measuring heads are mounted at a fixed position in relation to rotational movements.

L'invention a pour but de réaliser un dispositi,: de mesure pour déterminer la position de surfaces extérieures de pièces en cours d'usinage, notamment d'usinages qui permettent un emploi économique, c'est-à-dire son montage sur une machine
outil automatique suivant coordonnées.The object of the invention is to provide a measuring device for determining the position of the external surfaces of parts being machined, in particular machining which allows economical use, that is to say its mounting on a machine
automatic tool according to coordinates.

Les défauts mentionnés des solutions contenues de
la machine sont attribuables à la cause qui, dans les machines à
euler suivant coordonnées, il n'existe aucun endroit qui ne
soit pas parcouru par le corps de meulage, de sorte que la mise
en lace de tettes de mesure fixes n'est pas possible. The mentioned defects of the contained solutions of
the machine are attributable to the cause which in the machines at
euler following coordinates, there is no place that
is not traversed by the grinding body, so that the setting
with fixed measuring tapes is not possible.

Pour éviter cet inconvénient, l'invention a pour but de réaliser un dispositif de mesure pour la détermination de la position de surfaces de pièces à travailler, notamment par alésage, dans lequel le palpeur est disposé mobile aussi bien axialement que radialement avec l'outil sur un coulisseau. Ce dispositif doit alors permettre, malgré l'outil présent dans 11 espace de travail, un palpage de la surface à travailler et la transmission d'un signal pour des commandes de mesure appropriées. To avoid this drawback, the object of the invention is to provide a measuring device for determining the position of the surfaces of workpieces, in particular by boring, in which the probe is disposed movable both axially and radially with the tool. on a slide. This device must then allow, despite the tool present in the workspace, a probing of the work surface and the transmission of a signal for appropriate measurement commands.

Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif de mesure du genre décrit, caractérisé en ce que le levier de mesure de la tête de mesure est disposé dans le plan formé par l'axe de la broche d'outil et l'axe de la broche planétaire de la machine, l'ase pour le déplacement radial de l'outil servant en plus pour le déplacement radial de la tête de mesure et la direction de déplacement du levier de mesure étant en sens opposé à celle de l'axe porte-outil T , et la quantité de déplacement du levier de mesure étant égale ay double de. celle de l'axe , de telle sorte que, pendant le travail d'usinage de la surface de pièce s'applique en mssme temps une mesure de la position de cette surface
le dispositif de mesure est formé de telle manière que, dans la position dans laquelle l'écart de l'ase du porte-outil est articulé, la tête de mesure peut être réglée sur la valeur de cote finie, par exemple au moyen d'un gabarit annulaire.For this purpose, the invention relates to a measuring device of the kind described, characterized in that the measuring lever of the measuring head is arranged in the plane formed by the axis of the tool spindle and the axis of the planetary spindle of the machine, the ase for the radial movement of the tool also serving for the radial movement of the measuring head and the direction of movement of the measuring lever being in the opposite direction to that of the tool holder axis T, and the amount of displacement of the measuring lever being equal to twice as much. that of the axis, so that, during the work of machining the workpiece surface, a measurement of the position of this surface is applied at the same time
the measuring device is formed in such a way that, in the position in which the gap of the tool holder is articulated, the measuring head can be adjusted to the finished dimension value, for example by means of an annular template.

le chariot coulissant pour le déplacement radial du corps de moulage constitue en même temps le support pour la tête de mesure. Avantageusement, le dispositif de mesure est cons titué de telle sorte que la cote finie d'un alésage soit atteinte lorsque la distance entre l'axe de la broche planétaire et la surface de contact de levier de mesure sur la pièce est égale à la moitié du diamètre de consigne à respecter. the sliding carriage for the radial displacement of the molding body simultaneously constitutes the support for the measuring head. Advantageously, the measuring device is constituted so that the finished dimension of a bore is reached when the distance between the axis of the planetary spindle and the contact surface of the measuring lever on the workpiece is equal to half of the target diameter to be observed.

Le dispositif de mesure est en outre constitué de telle manière que la ligne d'engagement du corps de meulage et le point de contact du levier de mesure avec la paroi du perçage sont symétriques en rotation, c'est-à-dire par rapport à l'axe de broche planétaire et sont diamétralement opposés. The measuring device is further constituted in such a way that the line of engagement of the grinding body and the point of contact of the measuring lever with the wall of the bore are rotationally symmetrical, that is to say with respect to the planetary spindle axis and are diametrically opposed.

Grâce à la combinaison de l'outil et ce ..a de mesure sur un seul et même support, il est poss Xe ce 1tO#r.#.T en continu des surfaces de travail symétriques en rotation sur la totalité de leur pourtour et de mesurer ainsi également des défauts de forme circulaire, de centrage et des erreurs de positionnement. Thanks to the combination of the tool and this measurement on a single support, it is possible to continuously symmetrical work surfaces in rotation around their entire periphery and thus also to measure defects of circular shape, centering and positioning errors.

La liaison de la tête de mesure avec la commande de mesure proprement dite s'effectue au moyen d'éléments de transmission appropriés tels que bagues de friction ou analogues, de la broche planétaire rotative sur la partie fixe de la machine d'usinage suivant coordonnées Pour le travail de mesure, on peut mettre en oeuvre des têtes de mesure éleetro- mécaniques et également mécaniques pneumatiques. The connection of the measuring head with the actual measurement control is effected by means of suitable transmission elements such as friction rings or the like, of the rotary planetary spindle on the fixed part of the machine tool according to coordinates. For measuring work, electro-mechanical and also mechanical pneumatic measuring heads can be used.

l'invention est expliquée ci-après à l'aide d'un exemple avec référence au dessin annexé montrant le principe de la mesure. the invention is explained below using an example with reference to the accompanying drawing showing the principle of measurement.

Dans la broche de travail, non représenté, d'une machine à meuler suivant coordonnées, est montée une tête planétaire 1 qui porte dans sa partie supérieure, un corps 2 à bague.  In the working spindle, not shown, of a grinding machine according to coordinates, is mounted a planetary head 1 which carries in its upper part, a body 2 with a ring.

de friction. Dans un guidage approprié de la tête planétaire planétaire 1 est monté mobile un coulisseau 3, lequel porte sur un c3té une broche de meulage 4 avec corps de meulage 5 qui est appliqué contre la paroi du perçage d'une pièce à travailler 6, et qui agit suivant une ligne d'attaque 7.Sur l'autre extrémité du coulisseau 3 est disposée une tête de mesure 8 avec levier de mesure 9 qui est réglable en positionradialement. le point de contact 10 du levier avec la paroi de perçage se trouve en un point diamétra lement opposé à la ligne d'attaque 7 de la meule ric La liaison entre la tête de mesure 8 et le corps à bague de friction 2 a lieu au moyen de fils conducteurs 11. friction. In a suitable guide for the planetary planetary head 1, a slider 3 is movably mounted, which carries on one side a grinding spindle 4 with grinding body 5 which is applied against the wall of the bore of a workpiece 6, and which acts along a line of attack 7.On the other end of the slide 3 is arranged a measuring head 8 with measuring lever 9 which is adjustable in positionradially. the point of contact 10 of the lever with the drilling wall is located at a point diametrically opposite to the line of attack 7 of the ric wheel The connection between the measuring head 8 and the body with friction ring 2 takes place at conductive wire means 11.

Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant
Au montage on règle tout d'abord la position de corps de meulage 5 par rapport à la pièce 6, de telle manière que ce corps de meulage 5 ne soit pas en prise avec la pièce avec strette, même dans le cas d'écarts de cotes éventutls0. The operating mode of the device is as follows
During assembly, the position of the grinding body 5 relative to the part 6 is firstly adjusted, so that this grinding body 5 is not engaged with the part with strette, even in the case of deviations from possible odds 0.

L'écart de l'axe Xr du porte-outil dans cette position est nul. The deviation of the axis Xr of the tool holder in this position is zero.

Dans cette position nulle de l'axe # 3 on règle également la tête de mesure 8 sur la cote finie à respecter par exemple au moyen d'un gabarit annulaire. In this zero position of axis # 3, the measuring head 8 is also adjusted to the finished dimension to be observed, for example by means of an annular template.

les deux positions de l'axe # et du levier de mesure 9 déterminent la cote finie. La direction de déplacement du levier de mesure 9 est déterminée en sens opposé de celle l'axe T . Si, au cours du travail ultérieur l'axe v est déplacé, les deux changements de position sont à additionner pour la détermination de la cote finale. the two positions of the axis # and the measurement lever 9 determine the finished dimension. The direction of movement of the measuring lever 9 is determined in the opposite direction to that of the axis T. If during the subsequent work the v axis is moved, the two position changes are to be added for the determination of the final dimension.

Après ce montage, se produit, dans le déroulement automatique du travail, le déplacement de rapprochement des corps de meulage 5 en direction de la pièce 6. Ce déplacement s'effectue à marche rapide jusqu'à ce que le corps de meulage vienne en contact avec la pièce. Dans cette phase de travail, il est à remarquer que, en raison d'une flexion de la broche de meulage 4, il se produit, entre le déplacement de réglage de
et le déplacement de réglage du levier de mesure, une différence égale à la flexion de la broche 4.After this assembly, in the automatic working sequence, the approximation movement of the grinding bodies 5 towards the workpiece 6 takes place. This movement takes place at high speed until the grinding body comes into contact. with the coin. In this work phase, it should be noted that, due to bending of the grinding spindle 4, there occurs, between the adjustment displacement of
and the adjustment movement of the measuring lever, a difference equal to the bending of the spindle 4.

Alors commence le processus de meulage proprement dit, qui se distingue par le fait qu'un changement de position de l'axe T a pour conséquence un changement de position du double de levier de mesure. te réglage au montage s'effectue par comparaison permanente des changements de position de l'axe t et du levier de mesure 9, de telle sorte que la flexion de la broche 4 reste constante. la grandeur de cette flexion se trouve réduite lors de la transmission de glissements au coulisseau. le réglage de montage s'effectue alors sur le coulisseau jusqu'à ce que soient atteintes les positions déterminées plus haut correspondant à la cote de consigne c'est-àdire que la somme des changements de position de l'axe et des changements de position du levier de structure est nulle. Then begins the actual grinding process, which is distinguished by the fact that a change of position of the T axis results in a change of position of the measuring lever double. The adjustment during assembly is carried out by permanent comparison of the changes in position of the axis t and of the measuring lever 9, so that the bending of the spindle 4 remains constant. the magnitude of this bending is reduced during the transmission of sliding to the slide. the mounting adjustment is then carried out on the slide until the positions determined above corresponding to the set point are reached, i.e. the sum of the axis position changes and the position changes of the structural lever is zero.

Il est important, dans ce réglage, que les usures du corps de meulage au cours du travail n'ont pas d 'in- fluence sur le résultat de ce travail. It is important in this setting that the wear of the grinding body during work has no influence on the result of this work.

lors du montage d'une commande de mesure appropriée, il est en outre possible, avec ce dispositif de constater l'usure par lissage du corps de montage par l'avancement du travail devenu plus lent.  when mounting an appropriate measurement control, it is also possible, with this device to note the wear by smoothing the mounting body by the progress of the work which has become slower.

Claims (2)

REVENDICATIONS 10) Dispositif de mesure pour détecter la position de surfaces de pièces, notamment dans l'usinage d'alésages, dans lequel l'organe de palpage est disposé sur un coulisseau pour se déplacer axialement et également radialement avec l'outil, dispositif caractérisé en ce que le levier de mesure (9) de la tête de mesure (8) est disposé dans le plan formé par l'axe de la broche d'outil et l'axe de la broche planétaire de la machine, l'axe pour le déplacement radial de l'outil servant en plus pour le déplacement radial de la tête de mesure, et la direction de déplacement du levier de msure (9), étant en sens opposé à celle de l'axe porte-outil et la quantité de déplacement du levier de mesure étant égale au double de celle de l'axe- > St , de telle sorte que, pendant le travail d'usinage, de la surface de pièce s'effectue en même temps une mesure de la position de cette surface. 10) Measuring device for detecting the position of surfaces of parts, in particular in the machining of bores, in which the feeler member is arranged on a slide to move axially and also radially with the tool, device characterized in that the measuring lever (9) of the measuring head (8) is arranged in the plane formed by the axis of the tool spindle and the axis of the planetary spindle of the machine, the axis for the radial displacement of the tool additionally serving for the radial displacement of the measuring head, and the direction of displacement of the measuring lever (9), being in the opposite direction to that of the tool-holder axis and the amount of displacement of the measuring lever being equal to twice that of the axis-> St, so that, during the machining work, the workpiece surface is simultaneously measured the position of this surface. 20) Dispositif de mesure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne d'attaque (7) du corps de meulage (5) et le point de contact (10) du levier de mesure (9) avec la paroi de l'alésage, sont symétriques en rotation par rapport à l'axe de rotation c'est-à-dire à l'axe de la broche planétaire, et sont diamétralement opposés. 20) Measuring device according to claim 1, characterized in that the line of attack (7) of the grinding body (5) and the point of contact (10) of the measuring lever (9) with the wall of the bore, are symmetrical in rotation with respect to the axis of rotation, that is to say to the axis of the planetary spindle, and are diametrically opposite. 30) Dispositif de mesure suivant l'une des revendications 1 et 2 caracterisé en ce que, dans la position pour laquelle l'écart de l'axe # est nul, la tête de mesure (9) se trouve réglée à la cote finie de consigne à respecter.  30) Measuring device according to one of claims 1 and 2 characterized in that, in the position for which the deviation from the axis # is zero, the measuring head (9) is set to the finished dimension of instructions to be observed.
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