DE19626189A1 - Verfahren zum Schleifen rotierender Werkstücke - Google Patents
Verfahren zum Schleifen rotierender WerkstückeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umfangsschleifen rotierender Werkstücke, bei dem
das Werkstück um eine erste Achse (C-Achse) gedreht wird, eine rotierende Schleifscheibe
in materialabtragendem Kontakt mit dem Werkstück entlang einer in einem vorgegebenen
Winkel quer zur ersten Achse verlaufenden zweiten Achse (x-Achse) mit einem Zustell
schritt pro Werkstückumdrehung zur ersten Achse hin zugestellt wird und ein am Werk
stückumfang vorhandenes Materialaufmaß bis zu einem vorgegebenen Fertigmaß abgetra
gen wird.
Werkstücke, die mit dem angegebenen Verfahren geschliffen werden, sind ein- oder zwei
seitig eingespannte oder spitzen los um ihre Längsachse rotierende zylindrische Werkstüc
ke, rotierende unrunde Werkstücke wie Nocken, Exzenter, Polygone oder dergl. oder ex
zentrisch umlaufende zylindrische Werkstücke wie die Kurbelzapfen von Kurbelwellen.
Das Schleifen rotierender Werkstücke dieser Art erfolgt heute üblicherweise auf numerisch
gesteuerten Schleifmaschinen mit einer CNC-Maschinensteuerung. Die zu bearbeitenden
Werkstücke werden um ihre Längsachse, die sogenannte C-Achse der Maschine gedreht,
während eine auf einem Zustell- oder Schleifschlitten gelagerte, rotierende Schleifscheibe
entlang einer quer zur Werkstückachse verlaufenden Linearachse, die auch als x-Achse
der Maschine bezeichnet wird, in Berührung mit dem Werkstück gebracht und dann zum
Abnehmen eines am Werkstück vorhandenen Materialaufmaßes auf die Werkstückachse
zu vorgeschoben oder zugestellt wird, bis das Werkstück sein Fertigmaß, den gewünschten
Soll-Durchmesser hat. Die CNC-Maschinensteuerung steuert und koordiniert die Drehbe
wegung des Werkstücks um die C-Achse und die Zustellbewegung der Schleifscheibe in
der x-Achse. Sind unrunde oder exzentrisch umlaufende Werkstücke zu schleifen, so
überlagert die Maschinensteuerung der linearen Zustellbewegung des Schleifschlittens eine
der Form bzw. der exzentrischen Umlaufbahn des Werkstücks entsprechende Linearbewe
gung der x-Achse.
Es ist bekannt, die Schleifscheibe kontinuierlich zuzustellen, wodurch die Abnahme des
Materialaufmaßes vom Werkstück entlang einer spiralig um die Werkstückachse verlaufen
den Bahn mit abnehmendem Radius erfolgt. Mit geringer werdendem Materialaufmaß wird
dabei die Zustellgeschwindigkeit in der Regel reduziert. Ist das Fertigmaß erreicht, das
Materialaufmaß also restlos abgetragen, endet die Zustellung der Schleifscheibe.
Es ist auch bekannt, die Schleifscheibe diskontinuierlich schrittweise zuzustellen. Dabei
wird die Zustellung bei jeder Werkstückumdrehung gewöhnlich in einer bestimmten Winkel
position des Werkstücks begonnen und innerhalb eines relativ kleinen Drehwinkels been
det. Der Rest der jeweiligen Werkstückumdrehung verläuft dann zustellungsfrei. Für das
Schleifen der Nocken einer Nockenwelle ist diese Art der schrittweisen Zustellung pro
Werkstückumdrehung beispielsweise in der EP 0 264 646 B1 beschrieben. Dort erfolgt die
Zustellung bei jeder Werkstückumdrehung einmal an der Nockenspitze und ist innerhalb
eines Winkels von 60° der Werkstückumdrehung beendet. Der Rest jeder Werkstückum
drehung erfolgt ohne weitere Zustellung. Auch die DE 35 29 099 C2 beschreibt die schritt
weise Zustellung beim Schleifen von Nocken, wobei hier der Zustellschritt jeweils im Be
reich des Grundkreises eines Nockens in einem Winkelbereich von 20° bis 180° der Noc
kenumdrehung stattfindet. Über die Größe der Zustellbeträge enthalten diese Schriften kei
ne Aussagen.
Es ist jedoch üblich, die Schleifscheibe während einer Schrupp-Phase schneller oder in
größeren Schritten und während einer Schlicht-Phase langsamer oder in kleineren Schrit
ten zuzustellen. Dies zeigt z. B. die DE 40 23 587 C2, die sich ebenfalls auf das Schleifen
von Nocken bezieht. Während der Schrupp-Phase wird eine Folge relativ großer Zustell
schritte fest vorgegebener, von Schritt zu Schritt abnehmender Schrittweite ausgeführt, bis
ein Schwellwert des Materialaufmaßes erreicht wird. Hier schließt sich eine Schlicht-Phase
mit kleineren Zustellschritten ebenfalls abnehmender Schrittweite an. Die Zustellung wird in
beiden Phasen in zusätzlichen Werkstückumdrehungen mit den jeweils festgesetzten
Schrittweiten fortgesetzt, bis der Schwellwert bzw. das Fertigmaß des Werkstücks erreicht
ist. So ist eine relativ lange Bearbeitungsdauer nicht auszuschließen. Ein ähnliches Vorge
hen ist für das Schleifen von Nocken auch in der EP 0 085 225 B1 beschrieben. Hier sind je
zwei Zustellschritte fest vorgegebener Schrittweite für das Grobschleifen und das Fein
schleifen des Werkstücks vorgesehen, so daß das Werkstück insgesamt mit vier Zustell
schritten fertig geschliffen wird. Dabei gibt es allerdings keine Gewähr für die genaue Er
zeugung eines vorgegebenen Fertigmaßes des Werkstücks, weil keinerlei Maßnahmen für
eine Fehlerkompensation vorgesehen sind. So müssen beispielsweise auf Temperaturein
flüssen oder auf einer Werkstückausbiegung beruhende Abmessungsfehler des fertigen
Werkstückes entweder hingenommen oder durch zusätzliche Werkstückumdrehungen oh
ne Zustellung unter Produktivitätsverlust ausgeglichen werden. Die bekannten Schleifver
fahren können also letztlich noch nicht voll befriedigen, was die exakte Übereinstimmung
der erreichten Werkstückmaße mit den jeweiligen Vorgaben und die Bearbeitungsdauer
und damit ihre Produktivität insbesondere bei kleinen Werkstückdrehzahlen angeht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifverfahren der eingangs angegebenen
Art insbesondere hinsichtlich der Genauigkeit der Werkstückbearbeitung und seiner Pro
duktivität weiter zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungs
gemäß dadurch, daß die Zustellung wenigstens einiger Zustellschritte in Abhängigkeit vom
Materialaufmaß gesteuert wird. Dadurch, daß das vor einem Zustellschritt am Werkstück
noch vorhandene Materialaufmaß die Weite des folgenden Zustellschritts bestimmt, kann
die Zustellung unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen in optimalen Schritten
erfolgen, was sowohl der Genauigkeit der Werkstückbearbeitung als auch ihrer Produktivi
tät zugute kommt. Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß im
Verlauf wenigstens einer Werkstückumdrehung wenigstens einmal das aktuelle Werkstück
aufmaß erfaßt wird und daß die Zustellung der Schleifscheibe beim folgenden Zustellschritt
in Abhängigkeit von dem aktuellen Werkstückaufmaß gesteuert wird. So wird die Zustellung
in jedem Zustellschritt von dem im zuvor ausgeführten Zustellschritt erreichten aktuellen
Werkstückaufmaß abhängig gemacht. In Fortsetzung der Erfindung werden die Zustell
schritte jeweils in einem vorgegebenen Winkelabschnitt am Beginn einer Werkstückumdre
hung ausgeführt, und das Materialaufmaß wird jeweils gegen Ende der Werkstückumdre
hung, vorzugsweise innerhalb des letzten Viertels der Umdrehung, gemessen. Auf diese
Weise kann der Ermittlung des nächsten Zustellschritts das während der vorangegangenen
Umdrehung tatsächlich erreichte Restaufmaß zugrunde gelegt werden, weil der während
dieser Umdrehung erzeugte Werkstückdurchmesser im letzten Viertel der Umdrehung kor
rekt abgegriffen werden kann.
Vorzugsweise wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Zustellung durch die Be
einflussung des Zustellbetrages der Zustellschritte gesteuert.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß jedem Wert des Materialauf
maßes in einer Zuordnungstabelle ein Zustellbetrag zugeordnet wird, daß die Zuordnungs
tabelle in einer Maschinensteuerung gespeichert wird und daß die Zustellung der Schleif
scheibe jeweils mit dem Zustellungsbetrag ausgeführt wird, der in der Zuordnungstabelle
dem Wert des zuvor erfaßten aktuellen Materialaufmaßes zugeordnet ist. Gemäß einer
Variante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß in
der Maschinensteuerung ein die Werte des Materialaufmaßes mit bestimmten Zustellbeträ
gen verknüpfender Algorithmus hinterlegt wird und daß die Zustellung jeweils mit dem Zu
stellungsbetrag ausgeführt wird, der aufgrund des Algorithmus aus dem jeweils aktuellen
Materialaufmaß ermittelt wird. Auf diese Weise wird jedem Zustellschritt in Abhängigkeit
von dem noch vorhandenen Materialaufmaß ein im Hinblick auf die technologischen Bedin
gungen optimaler Zustellbetrag zugewiesen. Um zu verhindern, daß beim Schleifen das
gewünschte Fertigmaß des Werkstückes unterschritten wird, sieht das Verfahren weiter
vor, daß ein unterer Grenzwert des Materialaufmaßes festgelegt wird und daß der Zustel
lung der Schleifscheibe im nächsten Zustellschritt ein fester Bruchteil des aktuellen Mate
rialaufmaßes vorgegeben wird, sobald dieses den Grenzwert unterschreitet. Durch diese
Maßnahme kann sich der Materialabtrag vom Werkstück dem Fertigmaß nur nähern, ohne
es zu unterschreiten.
Eine weitere bevorzugte Variante des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß
einer Reihe von Werkstückumdrehungen je ein Sollwert der Spanungsdicke zugewiesen
wird und daß im Verlauf einer jeden Werkstückumdrehung wenigstens angenähert Material
der ihr zugewiesenen Spanungsdicke vom Werkstück abgetragen wird. Um das mit der
gewünschten Genauigkeit zu ermöglichen, wird die Schleifscheibe in Fortsetzung der Erfin
dung bei jeder Werkstückumdrehung um einen von der Spanungsdicke und von einer Kor
rekturgröße abhängigen Zustellbetrag zum Werkstück hin zugestellt. Da das Werkstück
unter der Wirkung der Schleifscheibe quer zu seiner Längsachse in x-Richtung ausgebogen
wird, wird das Ausmaß der Ausbiegung erfaßt und in der Korrekturgröße zur Korrektur des
Zustellbetrages im Sinne der Kompensation des Einflusses der Durchbiegung verwertet.
Zur Bestimmung der Durchbiegung des Werkstückes werden in weiterer Ausbildung der
Erfindung im Verlauf einer aktuellen Werkstückumdrehung das Materialaufmaß und die
Position des Zustellschlittens auf der x-Achse erfaßt, und aus dem aktuellen Materialauf
maß und der Schlittenposition wird die aktuelle Ausbiegung des Werkstückes bestimmt.
Da das aktuelle Materialaufmaß gemäß der Erfindung immer am Ende einer Werkstückum
drehung erfaßt wird, wenn die Zustellung der Schleifscheibe bereits stattgefunden hat, kann
der gemessene Wert des Materialaufmaßes nur für die Steuerung der Zustellung bei der
folgenden Werkstückumdrehung verwendet werden. Da die Werkstückausbiegung im Ver
lauf der folgenden Werkstückumdrehung bei verringertem Materialaufmaß aber mit der
Werkstückausbiegung während der vorangegangenen Werkstückumdrehung in der Regel
nicht übereinstimmt, wird die für die folgende Werkstückumdrehung erwartete Werkstück
ausbiegung gemäß der Erfindung vorauskalkuliert. Dazu wird ausgehend von der im Ver
lauf einer aktuellen Werkstückumdrehung bestimmten Werkstückausbiegung ein voraus
sichtlicher Wert der bei der nächsten Werkstückumdrehung erwarteten Werkstückausbie
gung berechnet und es wird im Verlauf der folgenden Werkstückumdrehung ein Zustell
schritt unter Vorgabe eines zur Kompensation des Einflusses der erwarteten Werkstück
ausbiegung in Abhängigkeit von dem vorauskalkulierten Wert korrigierten Zustellbetrages
ausgeführt. Der Wert der bei der nächsten Werkstückumdrehung erwarteten Werkstück
ausbiegung kann gemäß der Erfindung unter Berücksichtigung der Drehgeschwindigkeit
des Werkstückes berechnet werden.
In Fortführung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, die erste Messung des Material
aufmaßes frühestens im Verlauf der zweiten Werkstückumdrehung auszuführen. So kann
zu Beginn die Schleifbearbeitung des Werkstückes ohne die erfindungsgemäß vorgeschla
gene aufmaßabhängige Steuerung der Zustellung erfolgen und erst zum Ende hin mit der
aufmaßabhängigen Zustellsteuerung gearbeitet werden. Dieses Vorgehen bietet sich ins
besondere bei großen abzutragenden Materialaufmaßen an. Um das Verfahren gemäß der
Erfindung besonders produktiv zu gestalten, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
daß das Materialaufmaß eines Werkstücks ausgehend von seinem Rohaufmaß bis zum
Erreichen seines Fertigmaßes in einer bestimmten, fest vorgegebenen Anzahl von Werk
stückumdrehungen mit je einem Zustellschritt abgenommen wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß ein gewünschter, programmier
ter Verlauf der Zerspanleistung oder der Spanungsdicke während des Schleifprozesses
auch bei einer Ausbiegung des Werkstücks sehr genau eingehalten wird. Außerdem wird
mit diesem Verfahren der geforderte Fertigdurchmesser des Werkstücks mit wenigen
Werkstückumdrehungen zuverlässig und genau erreicht. Das wirkt sich besonders vorteil
haft bei Werkstücken aus, die während ihrer Bearbeitung nur relativ langsam rotieren kön
nen, weil für ihre Bearbeitung mehrere Achsbewegungen der Maschine überlagert und
miteinander koordiniert werden müssen. Solche Werkstücke, bei denen jede zusätzliche
Umdrehung einen merkbaren zusätzlichen Zeitaufwand bedeutet, sind insbesondere exzen
trisch umlaufende Hublager von Kurbelwellen oder unrunde Werkstücke wie Nockenwellen
oder Polygone. Bei deren Bearbeitung führt das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfah
ren zu deutlich erhöhter Produktivität.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Kurbelwellenschleifmaschine
für die Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Arbeitsbereichs der Maschine mit
Werkstück, Schleifscheibe und Durchmessermeßgerät,
Fig. 3 eine grafische Darstellung des Verfahrens nach der Erfindung und
Fig. 4 bis 7 den Fortgang des Schleifverfahrens in verschiedenen Winkelpositio
nen einer Werkstückumdrehung.
Fig. 1 zeigt als Beispiel einer Maschine zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfin
dung eine Kurbelwellenschleifmaschine. Wie auf dieser kann das Verfahren allerdings auch
auf Rund- und Unrundschleifmaschinen, wie beispielsweise Nockenwellenschleifmaschinen
eingesetzt werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Schleifmaschine weist ein Maschinenbett 1 auf, auf welchem ein
Schleif- oder Zustellschlitten 2 mit einer Schleifscheibe 3 horizontal in x-Richtung , der so
genannten x-Achse, verfahrbar geführt ist. Die Bewegung des Schleifschlittens 2 wird über
nicht gezeigte Antriebsmittel, wie beispielsweise eine Kugelgewindespindel, durch einen
Motor 4 angetrieben.
Auf dem Maschinenbett sind außerdem ein Werkstückspindelstock 6 und diesem außerhalb
der Zeichenebene gegenüber ein nicht dargestellter Reitstock zum Einspannen eines
Werkstückes in Form einer Kurbelwelle 7 angeordnet. Die Kurbelwelle ist zwischen dem
Werkstückspindelstock 6 und dem Reitstock um die quer, vorzugsweise senkrecht zur
x-Achse verlaufende Achse ihrer Lagersitze 8, die auch als C-Achse der Maschine be
zeichnet wird, drehbar eingespannt. Bei der Rotation der Kurbelwelle 7 laufen ihre Kurbel
zapfen 9, von denen in der Fig. 1 nur einer zu sehen ist, auf einer Kreisbahn um die Ach
se der Lagersitze 8 um. Der Antrieb des Werkstückspindelstocks 6 zum Drehen der Kur
belwelle 7 ist mit 11 bezeichnet. Der Werkstückspindelstock 6 und der Reitstock sind syn
chron parallel zur Kurbelwellenachse in Z-Richtung verfahrbar, um die Kurbelwelle in
Längsrichtung bearbeitungsgerecht vor der Schleifscheibe 3 positionieren zu können.
Auf der Maschine werden die exzentrisch umlaufenden Kurbelzapfen 9 und die konzen
trisch rotierenden Lagersitze 8 bearbeitet.
Eine Maschinensteuerung 12 steuert die Antriebe der x-Achse und der C-Achse sowie ei
nen nicht dargestellten Antrieb der Z-Achse.
Mittels einer Halterung 13 ist am Maschinenbett 1 eine Meßeinrichtung 14 zum Erfassen
des Werkstückdurchmessers während seiner Bearbeitung angebracht. Diese Meßeinrich
tung weist einen Durchmessermeßkopf 16 mit zwei den Werkstückdurchmesser abgreifen
den Meßtastern 17 und 18 auf. Der Meßkopf ist an die Maschinensteuerung 12 ange
schlossen. Ein an dem Meßkopf 16 vorgesehener Führungskörper 19 liegt mit einem Füh
rungsprisma am Umfang des Werkstücks an und sorgt für dessen definierte Lage zwischen
den Meßtastern 17 und 18. Der Meßkopf 16 mit dem Führungskörper 19 ist an einer Kol
benstange 21 befestigt, die in einem an der Halterung 13 um eine Achse 22 schwenkbaren
Zylinder 23 geführt ist. Im Zylinder 23 ist ein nicht dargestelltes Kraftorgan untergebracht,
das den Führungskörper 19 über die Führungsstange 21 fest gegen die Umfangsfläche des
Werkstücks 9 drückt. Auf diese Weise behält der Meßkopf 16 während des ganzen Umlau
fes des Werkstückes 9 um die Rotationsachse der Kurbelwelle Kontakt zum Werkstück.
Einzelheiten dieser Meßeinrichtung, die die Inprozess-Messung des Werkstückdurchmes
sers oder seines Aufmaßes während der Bearbeitung erlaubt, sind der DE 35 21 710 C2
und der entsprechenden US 4 637 144 zu entnehmen, so daß weitere Erläuterungen der
Meßeinrichtung hier nicht erforderlich sind.
Fig. 2 zeigt in schematischer vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus der Fig. 1,
wobei allerdings der Einfachheit halber ein konzentrisch umlaufender Lagersitz 8 der Kur
belwelle 7 als Werkstück zu bearbeiten ist. Außerdem sind ein Abschnitt der Schleifscheibe
3 und der Meßkopf 16 mit den Meßtastern 17 und 18 zu sehen. Der in Fig. 1 gezeigte
Führungskörper 19 ist in Fig. 2 weggelassen und die Darstellung der Meßtaster ist aus
Platzgründen verkürzt. Dargestellt sind in Fig. 2 außerdem der Durchmesser D₀ des
Werkstückrohlings, der Durchmesser D₃, das sogenannte Fertigmaß des fertig bearbeiteten
Werkstücks und Durchmesser D₁ und D₂, die sich im Laufe der Bearbeitung durch Mate
rialabtrag nacheinander ergeben. Jeder Durchmesser D umfaßt als konstanten Wert den zu
erzeugenden Solldurchmesser D₃, das sogenannte Fertigmaß, und ein aktuelles Material
aufmaß A, das je nach dem Fortgang der Bearbeitung variiert. Eingetragen ist in Fig. 2
das auf den Werkstückradius bezogene Aufmaß A, um die Übersichtlichkeit der Darstellung
nicht zu beeinträchtigen. Auf den Durchmesser bezogen beträgt das Aufmaß demnach 2A.
Der Durchmesser D₀ enthält noch das komplette Rohaufmaß 2A₀, beim Solldurchmesser
D₃ ist das Aufmaß A idealerweise 0. Auch die anderen in Fig. 2 dargestellten Größen tsi
sind jeweils auf den Werkstückradius bezogen.
Der Meßkopf 16, der mit seinen Tastern 17 und 18 den Werkstückdurchmesser D abgreift,
kann so vorbereitet sein, daß er an die Maschinensteuerung für die Weiterverarbeitung ei
nen den Durchmesser repräsentierenden Wert abgibt. Heute ist es vielfach üblich, im Meß
kopf den Sollwert D₃ des Durchmessers vom gemessenen Durchmesserwert D zu subtra
hieren, so daß an die Maschinensteuerung unmittelbar ein das Materialaufmaß A darstel
lender Wert übergeben wird. Bei den folgenden Verfahrensbeschreibungen wird ein solcher
Meßkopf vorausgesetzt und stets mit Aufmaßwerten A gerechnet.
Der Punkt Ax stellt die Eingriffslinie der Schleifscheibe am Werkstückumfang dar. Der Wert
von Ax gibt die Lage der Schleifscheibe oder, was gleichbedeutend ist, die Lage des
Schleifschlittens 2 auf der x-Achse an. Die Nullposition Ax = 0 der Schleifscheibe ist durch
den Solldurchmesser D₃ des fertig bearbeiteten Werkstücks definiert. Das heißt, daß die
Position, die die Schleifscheibe auf der x-Achse hat, wenn der Meßkopf 16 das Erreichen
des Fertigmaßes D₃ feststellt, als Nullposition Ax = 0 für die Bearbeitung des nächsten
Werkstücks festgesetzt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung wird der Einfachheit halber am Beispiel der Bearbeitung
eines um seine Längsachse 24 rotierenden zylindrischen Werkstücks 8 beschrieben, wie
das in Fig. 2 gezeigt ist. Bei dem Werkstück 8 kann es sich um einen Lagerzapfen 8 einer
Kurbelwelle 7 oder ein anderes rund zu schleifendes Werkstück handeln. Die Bearbeitung
der Kurbelzapfen 9 der Kurbelwelle 7 erfolgt ganz entsprechend, wobei lediglich der Umlauf
der Zapfen auf ihrer Kreisbahn um die Drehachse 24 und die sich dabei ständig ändernde
Winkelbeziehung der Achsen zueinander beachtet werden müssen. Die rotierende Schleif
scheibe 3 liegt an der zu schleifenden Umfangsfläche des Lagerzapfens 8 an (s. Fig. 2).
Die Rotationsbewegung des Werkstücks 8 und die Linearbewegung des Schleifschlittens 2
werden von der CNC-Maschinensteuerung gesteuert und aufeinander abgestimmt. Wäh
renddessen greifen die Taster 17 und 18 des Durchmessermeßkopfs 16 dauernd den ak
tuellen Durchmesser D oder das aktuelle Aufmaß Ai des Werkstücks ab.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist die Zustellung der Schleifscheibe an die Werk
stückumdrehung gebunden. Das bedeutet, daß im Verlaufe jeder Werkstückumdrehung ein
Zustellschritt bestimmter Schrittweite ausgeführt wird. Dabei wird die Schleifscheibe 3 je
weils um einen bestimmten Zustellbetrag a zum Werkstück hin in eine vorgegebene
Schleifscheibenposition Ax zugestellt. Die Größe des Zustellbetrages a eines Zustellschrit
tes ist jeweils abhängig von dem Istwert Ai des Aufmaßes, der vor Beginn der betreffenden
Zustellung vorzugsweise am Ende der vorangehenden Werkstückumdrehung gemessen
wird. Dieser Istwert wird im folgenden auch als aktuelles Aufmaß Ai bezeichnet. Die Ab
hängigkeit des Zustellbetrages a von dem Aufmaß Ai wird durch einen Algorithmus vorge
geben, der in der Maschinensteuerung hinterlegt wird. Er ist in einer Zuordnungstabelle
enthalten, wie sie beispielsweise als Tabelle 1 für ein spezielles Werkstück gezeigt ist. Die
darin angegebenen Zuordnungen von Zustellbeträgen a zu gemessenen Aufmaßwerten Ai
sind empirisch oder aufgrund technologischer Bedingungen des zu bearbeitenden Werk
stücks ermittelt und vorgegeben und variieren bei unterschiedlichen Werkstücken.
| Aktuelles Aufmaß Ai [mm] | |
| Zustellbetrag a [mm] | |
| Ai < 0,5|0,25 | |
| 0,5 < Ai 0,3 | 0,15 |
| 0,3 < Ai 0,2 | 0,08 |
| 0,2 < Ai 0,1 | 0,04 |
| 0,1 < Ai 0,05 | 0,03 |
| 0,04 < Ai 0,002 | 0,8* Ai |
Solange im in der Tabelle 1 angegebenen Zahlenbeispiel das aktuelle Materialaufmaß Ai
des Werkstücks noch größer ist als 0,5 mm, wird die Schleifscheibe 3 im Verlauf jeder
Werkstückumdrehung um einen Betrag a von 0,25 mm zugestellt. Diese Zustellung erfolgt
immer in einem relativ kleinen Winkelabschnitt w am Anfang der entsprechenden Werk
stückumdrehung, wobei, wie das in Fig. 2 erkennbar ist, der Eingriffspunkt Ax der Schleif
scheibe am Werkstück von dem Durchmesser D₀ zum Durchmesser D₁ wandert. Die neue
Lage des Schleifscheibenumfangs nach der Zustellung ist gestrichelt angedeutet und mit
3.1, die neue Lage des Eingriffspunktes mit Axi bezeichnet. Die folgenden Zustellschritte
verlaufen entsprechend. Der Winkelabschnitt w beträgt vorzugsweise etwa 10° bis 15°, so
daß 345° bis 350° der Umdrehung zustellungsfrei sind. Wenigstens einmal während einer
laufenden Werkstückumdrehung wird mit den ans Werkstück angelegten Meßtastern 17
und 18 des Meßkopfes 16 das aktuelle Materialaufmaß Ai bestimmt, wie das später anhand
der Fig. 4 bis 7 beschrieben wird. Das geschieht vorzugsweise im letzten Viertel der
jeweiligen Werkstückumdrehung, wenn die Taster tatsächlich nur das aktuelle Aufmaß
nach der in dieser Umdrehung bereits erfolgten Zustellung erfassen, das für die Ermittlung
des Zustellbetrages des Zustellschrittes der folgenden Werkstückumdrehung maßgeblich
ist. Wird durch die Messung mit dem Meßkopf 16 nun beispielsweise festgestellt, daß das
aktuelle Materialaufmaß Ai zwischen 0,2 und 0,1 mm liegt, wird der Zustellung der Schleif
scheibe 3 entsprechend dem in Gestalt der Tabelle 1 in der Maschinensteuerung 12 hinter
legten Algorithmus während der folgenden Werkstückumdrehung ein Zustellbetrag a von
nur noch 0,04 mm vorgegeben. So gibt die Maschinensteuerung 12 der während jeder
Werkstückumdrehung fälligen Zustellung der Schleifscheibe 3 gerade den Zustellbetrag a
vor, der sich aufgrund des in der Zuordnungstabelle gespeicherten Algorithmus aus dem in
der vorangegangenen Werkstückumdrehung ermittelten Materialaufmaß ergibt. Nähert sich
das Materialaufmaß schließlich unterhalb eines Grenzwertes dem Fertigmaß des Werk
stücks, so werden die Zustellungen in den folgenden Werkstückumdrehungen nur noch in
Bruchteilen des zuvor bestimmten aktuellen Aufmaßes Ai ausgeführt. Das geschieht bei
dem in der Tabelle 1 angegebenen Bearbeitungsbeispiel dann, wenn das aktuelle Aufmaß
kleiner als 0,04 mm wird. Dadurch, daß als Zustellbetrag a jetzt kein fester Wert mehr vor
gegeben, sondern nur noch ein Bruchteil des aktuellen Aufmaßes angesetzt wird, wird die
Gefahr, das vorgesehene Fertigmaß durch Materialabtrag zu unterschreiten, beträchtlich
reduziert, wenn nicht sogar ausgeschlossen. Die Werte des gemessenen aktuellen Aufma
ßes nähern sich vielmehr von Werkstückumdrehung zu Werkstückumdrehung immer mehr
dem Fertigmaß an.
Da die Zustellung bei diesem Schleifverfahren an die Werkstückumdrehung gebunden ist
und in Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Materialaufmaß ausgeführt wird, bietet dieses
Verfahren eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, ein Werkstück mit wenigen Umdre
hungen sehr genau auf sein Fertigmaß zu schleifen. Hohe Präzision und Produktivität
zeichnen das beschriebene Verfahren also aus.
Zur Beschreibung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird
auf die Fig. 3 und die Tabelle 2 Bezug genommen. Das Verfahren sieht auch in dieser
Ausführungsform die Bindung der Zustellung an die Werkstückumdrehung vor, so daß im
Verlauf jeder Werkstückumdrehung gerade ein diskreter Zustellschritt ausgeführt wird. Der
Winkelabschnitt der Werkstückumdrehung, in welchem die für diese Umdrehung vorgese
hene Zustellung stattfindet, kann die volle Werkstückumdrehung umfassen, also bis 360°
frei gewählt werden. Vorzugsweise wird die gesamte Zustellung eines Schrittes aber in ei
nem möglichst kleinen Winkelabschnitt w von 15° bis 20° vorgenommen, so daß während
des Restes der Umdrehung kein weiterer Vorschub der Schleifscheibe 3 mehr erfolgt, wie
das im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bereits erläutert
wurde.
In den Fig. 4 bis 7 sind das Schleifen des Werkstücks während einer kompletten
Werkstückumdrehung und das Messen des aktuellen Aufmaßes dargestellt. Die Bezugs
zeichen stimmen mit denen der Fig. 2 überein. Fig. 4 zeigt die Position von Schleifschei
be und Werkstück unmittelbar nach einem Zustellschritt um den Betrag a. Das Werkstück
hat sich dabei gerade um den Winkelabschnitt w in Pfeilrichtung gedreht. Die existierende
Kontur des Werkstücks ist in den Fig. 4 bis 7 mit einer ausgezogenen Linie dargestellt.
Die aufgrund der Zustellung entstehende Zwischenkontur repräsentiert eine strichpunktierte
Linie. Die ursprüngliche Kontur stellt eine gestrichelte Linie dar. In Fig. 4 hat die Schleif
scheibe durch den Zustellschritt um den Betrag a die in dieser Umdrehung zu erzeugende
Zwischenkontur des Werkstücks mit dem Durchmesser D₁ erreicht. Die weitere Werk
stückumdrehung verläuft nun zustellungsfrei, so daß rings am Umfang des Werkstücks
Material mit einer vom Zustellbetrag a abhängigen Spanungsdicke abgetragen wird. In
Fig. 5 ist das Werkstück um 90° + w gedreht, so daß der Taster 18 des Meßkopfes 16 hier
schon die neue Werkstückkontur des Durchmessers D₁ abgreift, während der andere Ta
ster 17 noch am früheren Durchmesser D₀ anliegt. In Fig. 6 beträgt der Rotationswinkel
bereits 270° + w. Nun liegt auch der zweite Taster 17 des Meßkopfes 16 an der gerade
erzeugten Kontur an. Während der jetzt folgenden knappen Vierteldrehung erfassen die
Taster 17 und 18 des Meßkopfes 16 korrekt den mit der gerade erfolgten Zustellung er
zeugten Durchmesser D₁ und, was gleichbedeutend ist, das aktuelle Materialaufmaß Ai₁.
Fig. 7 zeigt die Position nach kompletter Vollendung der Werkstückumdrehung, in der ein
neuer Zustellschritt beginnt.
Die zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß unter Be
rücksichtigung der technologischen Bedingungen und Voraussetzungen, die das zu bear
beitende Werkstück und die Maschine bieten, eine Folge von Soll-Spanungsdicken tsi (mit i
= 1 bis n) vorgegeben wird, die in einer entsprechenden Anzahl n von Werkstückumdre
hungen U vom Werkstück abzutragen sind. In der ersten Spalte der Tabelle 2 sind acht
Werkstückumdrehungen U (i = 1 bis 8) und in der vierten Spalte die den Umdrehungen zu
gewiesenen Sollwerte ts der Spanungsdicke angegeben. ts ist dabei der auf den Werk
stückradius bezogene Wert der Spanungsdicke, d. h., der in der Tabelle angegebene Wert
ts ist der halbe Wert der vom Durchmesser des Werkstücks in einer Umdrehung abzutra
genden Materialdicke 2ts. Die Spanungsdicken tsi sind so vorgegeben, daß der Abtrag des
gesamten Aufmaßes vom Werkstück mit möglichst hoher Genauigkeit und in möglichst
wenigen Werkstückumdrehungen erfolgt. In Fig. 2 sind Sollspanungsdicken ts₁, ts₂ und ts₃
eingezeichnet, die jede in einer Werkstückumdrehung vom Werkstück abgetragen werden
sollen, wodurch sich nacheinander die eingezeichneten Zwischenkonturen mit den Soll-
oder Ziel-Aufmaßwerten Ap₁ und Ap₂ und das Fertigmaß D₃ ergeben. Die Aufmaßwerte Api
sind in Spalte 2 der Tabelle 2 angegeben. Diese Aufmaßwerte sind wieder auf den Werk
stückradius bezogen. Auf den Durchmesser des Werkstücks bezogen betragen die vorge
gebenen Aufmaßwerte 2Api. In Fig. 2 sind diese auf den Radius bezogenen Aufmaßwerte
und Spanungsdicken eingezeichnet. Die Größenverhältnisse sind in der Zeichnung stark
übertrieben dargestellt, tatsächlich betragen die Spanungsdicken ts Bruchteile von Millime
tern, wie das die Tabellen 1 und 2 an Zahlenbeispielen zeigen. Jeder Spanungsdicke ts
entspricht ein Zustellschritt der Schleifscheibe während der betreffenden Werkstückumdre
hung i in eine Schleifscheibenposition Axi. Die Schrittweite oder die Vorschubwerte der
Schleifscheibe aus einer Position Axi-1 in die nächste Axi wird als Zustellbetrag a bezeich
net. In Fig. 2 sind ausgehend von der Rohkontur D₀ des Werkstücks drei Spanungsdicken
und entsprechend drei in drei Werkstückumdrehungen auszuführende Zustellschritte ange
nommen. In der Realität ist mit mehr Umdrehungen zu rechnen, wie das auch die Tabelle 2
und die Fig. 3 zeigen.
Wären die Maschine und das Werkstück absolut steif, dann wären die Zustellbeträge ai
gleich den Spanungsdicken tsi und durch Zustellen der Schleifscheibe um diese Beträge ai
würden die in den Spalten 4 und 2 vorgegebenen Werte der Spanungsdicken tsi und Auf
maße Api genau eingehalten und erreicht werden können. Tatsächlich weicht aber zumin
dest das Werkstück unter dem Druck der Schleifscheibe 3 aus, so daß die tatsächlich ab
getragene Spanungsdicke t um die Ausbiegung Bi kleiner ist als die gewünschte Spa
nungsdicke ts und auch das gewünschte Aufmaß Ap um den Betrag Bi der Werkstückaus
biegung verfehlt wird. Das ist im Diagramm der Fig. 3 in Bezug auf die zweite Werk
stückumdrehung dargestellt. Man sieht, daß das aktuelle Materialaufmaß Ai₂ deutlich hinter
dem vorgegebenen Aufmaßwert Ap₂ zurückbleibt, wenn die Schleifscheibe um den der
vorgegebenen Spanungsdicke ts₂ gleichen Zustellbetrag a₂ zugestellt wird. Die Differenz ist
die Werkstückausbiegung Bi₂. Es ist also eine der Werkstückausbiegung entsprechende
Korrektur der Zustellbeträge ai erforderlich, um jeweils zu den den Werkstückumdrehungen
zugewiesenen Spanungsdicken tsi und Aufmaßwerten Api zu kommen. Um die notwendi
gen Korrekturwerte Bki für die Kompensation der bei der folgenden Umdrehung erwarteten
Werkstückausbiegung zu erhalten, wird zunächst die aktuelle Ausbiegung Bii-1 der Werk
stücke während einer laufenden Umdrehung (i-1) ermittelt. Dazu wird das mit Hilfe des
Meßkopfes 16 im letzten Viertel der vorangehenden Umdrehung erfaßte aktuelle Aufmaß
Aii-1 mit der aktuellen Position Axi-1 der Schleifscheibe 3 verglichen. Nach der Formel
Bi=Ai-Ax (1)
ergibt sich daraus die aktuelle Ausbiegung Bi des Werkstücks. Die aktuellen Aufmaßwerte
Ai, die sich auf diese Weise nacheinander bei der Werkstückbearbeitung ergeben, sind in
der dritten Spalte der Tabelle 2 aufgeführt. Die entsprechenden Werte der aktuellen Aus
biegung Bi befinden sich in der sechsten Spalte der Tabelle 2. In Fig. 3 sind die im Verlauf
der Werkstückumdrehungen U gemessenen aktuellen Aufmaßwerte Aii (Istwerte) als
strichpunktierte horizontale Linien eingezeichnet. Die Istwerte Bii der Ausbiegung erschei
nen als entsprechend bezeichnete Doppelpfeile zwischen Aii und Api.
Aus der aktuellen Ausbiegung Bi ergibt sich mit Hilfe der Gleichung
Bk = (tsi/tsi-1)0,8(Bii-1 - 0,005) + 0,005 (2)
der für die Zustellung während der folgenden Werkstückumdrehung erwartete Wert Bki der
Werkstückausbiegung. Darin sind tsi und tsi-1 die gewünschten Spanungsdicken der folgen
den und der gerade vollendeten Werkstückumdrehung und Bii-1 die am Ende der vergan
genen Werkstückumdrehung erfaßte Werkstückausbiegung. Die sich während der Werk
stückbearbeitung aufgrund Aufmaßmessung und der Berechnungen nacheinander erge
benden Korrekturwerte Bki enthält für ein Bearbeitungsbeispiel die fünfte Spalte der Ta
belle 2. Die Gleichung (2) ist empirisch gewonnen. Sie bietet eine gute Vorausbestimmung
der Werkstückausbiegung. Es sind jedoch auch andere formelmäßige Beziehungen für die
Bestimmung der erwarteten Werkstückausbiegung Bk möglich.
Der Wert der erwarteten Werkstückausbiegung Bki wird als Korrekturwert für die Bestim
mung der Schleifscheibenposition Axi in der nächsten Werkstückumdrehung i, oder was
gleichbedeutend ist, des Zustellbetrages a benutzt. Die aufeinanderfolgenden, zum Teil mit
Bki korrigierten Schleifscheibenpositionen Axi sind in Spalte 7 der Tabelle 2 aufgeführt. In
Fig. 3 sind sie mit ausgezogenen Linien dargestellt. Die als Korrekturgrößen Bki vorausbe
rechneten Werkstückausbiegungen erscheinen in Fig. 3 als Doppelpfeile mit entspre
chender Bezeichnung.
Die Schleifscheibenpositionen Axi für die Werkstückumdrehungen i ergeben sich aus
Axi = Api - Bki, (3)
worin Api das während der Umdrehung i zu erreichende Sollaufmaß ist. In der auf diese
Weise korrigierten Schleifscheibenposition Axi ist die während der Umdrehung i erwartete
Werkstückausbiegung Bki berücksichtigt, so daß im Laufe der aktuellen Werkstückumdre
hung wenigstens angenähert die gewünschte Spanungsdicke tsi vom Werkstück abgetra
gen und das für die Umdrehung vorgesehene Sollaufmaß als Aufmaßziel Api weitgehend
exakt erreicht wird.
Tabelle 2 zeigt ein Zahlenbeispiel, in dem das Abschleifen eines Rohaufmaßes des Werk
stückes von ungefähr 0,95 mm in acht Werkstückumdrehungen auf das Sollmaß des
Werkstückes mit dem Aufmaß 0 erfolgt. In Fig. 3 ist das Verfahren in einem Diagramm
graphisch dargestellt, in welchem das Aufmaß oder die x-Position der Schleifscheibe gegen
die Werkstückumdrehung aufgetragen ist.
Im folgenden Zahlenbeispiel sind alle Werte und Berechnungen auf den Werkstückradius
bezogen. Den in der Tabelle 2 angegebenen Umdrehungen 1 bis 8 sind feste Werte von
Soll-Spanungsdicken ts und sich daraus ergebenden Soll-Aufmaßen Ap zugewiesen. Um
diese Werte während des Schleifens eines Werkstücks mit einem Rohaufmaß von 0,95 mm
zu realisieren, wird nun folgendermaßen vorgegangen. Die rotierende Schleifscheibe liegt
im Punkt Ax₀ am Umfang des Werkstückes 8 an, das beim Durchmesser D₀ noch das
Rohaufmaß A₀ = 0,95 mm aufweist. Mit der ersten Umdrehung des Werkstückes soll nun
entsprechend der Spalte 4 der Tabelle 2 eine Schichtdicke von
ts = 0,26 mm vom Werkstück abgetragen werden, so daß sich das Aufmaß auf
Ap = 0,69 mm reduziert. Dazu wird, da aktuelle Meßwerte des Aufmaßes nicht vorliegen
und die Durchbiegung des Werkstücks berücksichtigende Korrekturgrößen nicht ermittelt
werden können, die Schleifscheibe entsprechend der Spalte 7 der Tabelle 2 in die Position
Ax₁ = Ap₁ = 0,69 mm bewegt. Das bedeutet einen Zustellbetrag a₁ von 0,26 mm, der mit
der für die erste Umdrehung vorgegebenen Spanungsdicke ts = 0,26 mm übereinstimmt.
Die Lage der Schleifscheibe am Ende der Zustellung der ersten Werkstückumdrehung ist in
Fig. 2 unmaßstäblich mit der gestrichelten Linie 3.1 angedeutet. Abweichend hiervon ist
es auch möglich, schon bei den ersten Umdrehungen des Werkstücks dessen Ausbiegung
zu berücksichtigen. Das kann geschehen, indem man die Zustellbeträge mit Erfahrungs
werten der Ausbiegung korrigiert. So kann man schon bei den ersten Zustellschritten die
entstehenden Abweichungen vom gesetzten Aufmaßziel reduzieren.
Da am Ende der ersten Umdrehung des Werkstückes noch kein Meßwert des aktuellen
Aufmaßes des Werkstückes vorliegt, wird die Zustellung der Schleifscheibe in der zweiten
Werkstückumdrehung noch einmal auf den programmierten Aufmaßwert Ap₂, der der
zweiten Umdrehung zugewiesen ist, bezogen. Die Schleifscheibe wird also um den Zustell
betrag a₂ = ts₂ = 0,22 mm in die neue Position Ap₂ vorgeschoben. Gleichzeitig werden die
Meßtaster 17 und 18 des Meßkopfes 16 an das Werkstück angelegt, so daß während die
ser Umdrehung das aktuelle Aufmaß Ai₂ erfaßt wird, das beispielsweise 0,54 mm beträgt
wie das in Spalte 3 der Tabelle 2 angegeben ist. Aufgrund dieses aktuellen Aufmaßwertes
von 0,54 mm ergibt sich nach der oben angegebenen Formel (1) eine aktuelle Werkstück
ausbiegung Bi₂ von 0,07 mm, die in der Spalte 6 der Tabelle 2 eingetragen ist. In Fig. 3
sieht man, daß die in der zweiten Werkstückumdrehung vorgenommene Schleifscheiben
zustellung nicht zu dem gewünschten Materialabtrag der Schichtdicke ts₂ geführt hat, son
dern daß sie, wie die strichpunktierte Linie Ai₂ zeigt, um den Betrag Bi₂ der Werkstückaus
biegung hinter ihm zurückgeblieben ist. Das in der zweiten Umdrehung gemessene aktuelle
Materialaufmaß Ai₂ unterscheidet sich um diesen Betrag Bi₂ der Werkstückausbiegung von
dem dieser Umdrehung zugewiesenen Aufmaßziel Ap₂, das eigentlich hätte erreicht wer
den sollen.
Aus dem für die zweite Umdrehung erfaßten Wert Bi₂ der Werkstückausbiegung wird nun
mit der Formel (2) ein Korrekturwert Bk₃ ermittelt, der eine in der dritten Werkstückumdre
hung erwartete Werkstückausbiegung Bk₃ repräsentiert. Diese Ausbiegung beträgt, wie die
fünfte Spalte der Tabelle 2 zeigt im angenommenen Zahlenbeispiel Bk₃ = 0,06 mm. Dieser
Wert dient nun als Korrekturwert für die neue Schleifscheibenposition Ax₃ der Schleifschei
be bzw. für den Zustellbetrag a₃. Aufgrund der Beziehung (3) ergibt sich als neue Schleif
scheibenposition in der dritten Umdrehung der Wert Ax₃ = 0,23 mm. Dieser Wert ist in dem
Diagramm der Fig. 3 eingezeichnet, ebenso wie der Korrekturwert Bk₃ und der der dritten
Umdrehung zugewiesene Aufmaßwert Ap₃. Die Schleifscheibe wird also in der dritten
Werkstückumdrehung zur Kompensation der erwarteten Werkstückausbiegung um den
Betrag Bk₃ weiter zugestellt, als der dieser Werkstückumdrehung zugewiesenen Soll-Spanungsdicke
ts₃ und dem damit vorgegebenen Aufmaßziel Ap₃ entspricht. Während des
Verlaufs der dritten Werkstückumdrehung wird wieder das aktuelle Materialaufmaß Ai₃ ge
messen, das in Fig. 3 ebenfalls dargestellt ist. Es zeigt sich, daß die um die erwartete
Ausbiegung Bk₃ des Werkstücks korrigierte Zustellung der Schleifscheibe um den Betrag a₃
dazu führt, daß sich der Abstand des aktuellen Aufmaßes Ai₃ vom vorgegebenen Aufmaß
Ap₃ gegenüber der zweiten Umdrehung sehr stark verringert hat. Die weitere Fortführung
des Verfahrens in diesem Sinne, wie sie sich aus der Tabelle 2 ergibt, zeigt in Fig. 3 deut
lich, daß sich die tatsächlichen Aufmaßwerte Aii den programmierten Werten Api immer
mehr annähern, bis die Differenz in der letzten Umdrehung tolerierbar klein wird. Das vor
gesehene Fertigmaß mit dem Aufmaß 0 wird somit in sehr wenigen Werkstückumdrehun
gen mit äußerst geringer Abweichung erreicht.
Damit stellt die Erfindung ein Schleifverfahren zur Verfügung, mit dem insbesondere lang
sam rotierende Werkstücke in wenigen Umdrehungen mit hoher Präzision und mit hoher
Produktivität geschliffen werden können.
Claims (15)
1. Verfahren zum Umfangsschleifen rotierender Werkstücke, bei dem das Werkstück
um eine erste Achse (C-Achse) gedreht wird, eine rotierende Schleifscheibe in materialab
tragendem Kontakt mit dem Werkstück entlang einer in einem vorgegebenen Winkel quer
zur ersten Achse verlaufenden zweiten Achse (x-Achse) mit einem Zustellschritt pro Werk
stückumdrehung zur ersten Achse hin zugestellt wird und ein am Werkstückumfang vor
handenes Materialaufmaß bis zu einem vorgegebenen Fertigmaß abgetragen wird, da
durch gekennzeichnet, daß die Zustellung wenigstens einiger Zustellschritte in Abhängig
keit vom Materialaufmaß (Ai) gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf wenigstens
einer Werkstückumdrehung wenigstens einmal das aktuelle Werkstückaufmaß Ai erfaßt
wird und daß die Zustellung der Schleifscheibe beim folgenden Zustellschritt in Abhängig
keit von dem aktuellen Werkstückaufmaß Ai gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellschritte jeweils
in einem vorgegebenen Winkelabschnitt (w) am Beginn einer Werkstückumdrehung (i) aus
geführt werden und daß das Materialaufmaß Ai jeweils gegen Ende der Werkstückumdre
hung (i), vorzugsweise innerhalb des letzten Viertels der Umdrehung, gemessen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zustellung durch Beeinflussung des Zustellbetrags (ai) der Zustellschritte gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem
Wert des Materialaufmaßes (Aii) in einer Zuordnungstabelle ein Zustellbetrag (ai) zugeord
net wird, daß die Zuordnungstabelle in einer Maschinensteuerung gespeichert wird und daß
die Zustellung der Schleifscheibe jeweils mit dem Zustellbetrag (ai) ausgeführt wird, der in
der Zuordnungstabelle dem Wert des aktuellen Materialaufmaßes (Aii) zugeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Maschinensteuerung ein die Werte des Materialaufmaßes (Aii) mit bestimmten Zustellbe
trägen (ai) verknüpfender Algorithmus hinterlegt wird und daß die Zustellung jeweils mit
dem Zustellbetrag (ai) ausgeführt wird, der aufgrund des Algorithmus aus dem jeweils ak
tuellen Materialaufmaß (Aii) ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein
unterer Grenzwert des Materialaufmaßes (Ai) festgelegt wird und daß der Zustellung der
Schleifscheibe im nächsten Zustellschritt ein fester Bruchteil des aktuellen Materialaufma
ßes vorgegeben wird, sobald dieses den Grenzwert unterschreitet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer
Reihe von Werkstückumdrehungen (i) je ein Sollwert (tsi) der Spanungsdicke zugewiesen
wird und daß im Verlauf einer jeden Werkstückumdrehung (i) wenigstens angenähert Ma
terial der ihr zugewiesenen Spanungsdicke vom Werkstück abgetragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe bei
jeder Werkstückumdrehung (i) um einen von der Spanungsdicke (tsi) und einer Korrektur
größe (Bki) abhängigen Zustellbetrag (ai) zum Werkstück hin zugestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück
unter der Wirkung der Schleifscheibe beim Schleifen quer zu seiner Längsachse in
x-Richtung ausgebogen wird und daß das Ausmaß der Ausbiegung (Bii) erfaßt und in der
Korrekturgröße (Bki) zur Korrektur des Zustellbetrages (ai) im Sinne der Kompensation des
Einflusses der Durchbiegung verwertet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf einer
aktuellen Werkstückumdrehung (i) das Materialaufmaß (Aii) und die Position (Axi) des Zu
stellschlittens auf der x-Achse erfaßt werden und daß aus dem aktuellen Materialaufmaß
(Aii) und der Schlittenposition (Axi) die aktuelle Ausbiegung (Bii) des Werkstückes bestimmt
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der im
Verlauf einer Werkstückumdrehung (i-1) bestimmten Werkstückausbiegung (Bii-1) ein vor
aussichtlicher Wert (Bki) der bei der nächsten Werkstückumdrehung (i) erwarteten Werk
stückausbiegung berechnet wird und daß im Verlauf dieser Werkstückumdrehung (i) ein
Zustellschritt unter Vorgabe eines zur Kompensation des Einflusses der erwarteten Werk
stückausbiegung in Abhängigkeit von dem vorauskalkulierten Wert (Bki) korrigierten Zu
stellbetrags (ai) ausgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert (Bki) der er
warteten Werkstückausbiegung unter Berücksichtigung der Drehgeschwindigkeit (n) des
Werkstücks berechnet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Messung des Materialaufmaßes Ai frühestens im Verlauf der zweiten Werkstückum
drehung ausgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Materialaufmaß eines Werkstücks ausgehend von seinem Rohaufmaß bis zum Erreichen
seines Fertigmaßes in einer bestimmten fest vorgegebenen Anzahl (n) von Werkstückum
drehungen mit je einem Zustellschritt abgenommen wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19626189A1 true DE19626189A1 (de) | 1998-01-02 |
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ID=7798430
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Owner name: SCHAUDT MIKROSA BWF GMBH, 70329 STUTTGART, DE |
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