DD288999A5 - Verfahren zum justieren und spannen langer werkstuecke parallel zur oszillierachse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Justieren und Spannen langer Werkstuecke bei spanenden Bearbeitungsverfahren, insbesondere beim Schleifen. Das Werkstueck wird relativ zur Verbindungsgeraden, welche durch die Werkstueckspindelkopfmitte und die Meszkopfmitte gebildet wird ausgerichtet. Der Ausrichtprozesz bis hin zur erforderlichen Ausrichtgenauigkeit erfolgt automatisch, in dem eine maschineninterne Steuerung die durch axial messende Meszwertaufnehmer gewonnenen Meszwerte auswertet und den Zentrierfehler bestimmt um ihn dann zu korrigieren.{spanendes Bearbeitungsverfahren; Justieren; Spannen; lange Werkstuecke; Ausrichtgenauigkeit}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird bei der Bearbeitung langer Werkstücke durch spanende Verfahren, insbesondere durch Schleifen angewendet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Bearbeitung langer Werkstücke durch spanende Verfahren₍wie z.B. durch Schleifen erfordert deren Abstützung. Diese kann durch eine Lünette erfolgen. Vorrangig geht es hierbei um das Vermeiden der Durchbiegung und Verlagerung des Werkstückes zur Sicherung einer definierten Position im Arbeitsraum der Maschine. Eine unmittelbare Abstützung kann durch Rollen, Gleitstücke, hydrostatische Lager oder Magnetlager erfolgen. Bei den bisher bekannten Werkstückspannungen erfolgt das Ausrichten bei hohen Qualitätsanforderungen manuell. Des weiteren ist bekannt, daß das Werkstück von einem vorpositionierten Setzstock abgestützt wird. Das Werkstück wird relativ zur Werkstückspindelachse ausgerichtet, da die Messung des Knickwinkels zwischen der Werkstückspindelachse und der Werkstückachse erfolgt. Aus den Meßwerten des Meßwertaufnehmer und dem Drehwinkel der Werkstückspindel wird der Zentrierfehler bestimmt und über die Steuerung und der Pinolenantriebe ausgeglichen. Der Nachteil der zuletzt beschriebenen Lösung besteht darin, daß das Werkstück realtiv zur Werkstückspindel ausgerichtet wird. Damit ist bei verlagertem Werkstückspindelkasten, deformierter Werkstückspindel und anderer im Kraftfluß liegender Teile die definierte Lage des Werkstückes im Arbeitsraum der Maschine nicht mehr gewährleistet. Außerdem ist bei sehr langen Werkstücken, welche auf Langbettmaschinen bearbeitet werden, die Ausrichtgenauigkeit durch die Auflösung des Meßsystem stark begrenzt.

Erfolgt keine Komplettbearbeitung der Werkstücke auf der Maschine, d.h. werden die Lünettenaufnahmedurchmesser in einer anderen Aufspannung bearbeitet, wird bei den Maschinen, die eine automatische Lünette besitzen, diese auf den entsprechenden Aufnahmedurchmesser eingerichtet, und so eine automatische Bearbeitung mehrerer Werkstücke ermöglicht. Der Nachteil beim Einsatz automatischer Lünetten besteht darin, daß sie zwar sich selbständig verstellbare Pinolen besitzen, aber bei der Stützung eines Werkstückes nicht die Lünetten Verlagerung in der Maschine erfaßt und berücksichtigt werden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Zeit für die meßtechnische Erfassung der Fluchtungsfehler zwischen der Werkstückachse und der Oszillierachse zu verringern, sowie den Zeitaufwand für das Ausrichten zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von den im Stand der Technik dargelegten Mängeln ist es Aufgabe der Erfindung, den Ausrichtprozeß bis zur geforderten Ausrichtgenauigkeit zwischen Werkstückachse und der Oszillierachse zu automatisieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe folgendermaßen gelöst. Ein langes Werkstück ist an einer Seite innen, bzw. außen und planseitigzu bearbeiten. Die Werkstückspannung an der Werkstückspindelseite wird durch eine η geeigneten Werkstückspanner ζ. B. Dreibackenfutter, vorgenommen. Dieser Werkstückspanner bestimmt sowohl die radiale Lage des Werkstückes an der Werkstückspindelseite als auch dessen axiale Lage in der Maschine. Abgestützt wird das Werkstück in einer vorpositionierten Lünette. Das Werkstück wird relativ zur Verbindungsgeraden, welche durch die Werkstückspindelkopfmitte und die Meßkopfmitte gebildet wird, ausgerichtet.

Nachdem der Meßkopf in Richtung Werkstück bewegt wurde, wird die Werkstückspindel in Rotation versetzt. Aus den Meßwerten des Meßkopfes und dem Drehwinkel der Werkstückspindel kann der Zentrierfehler von der Steuerung bestimmt und über die Pinolenantriebe auf das erforderliche Maß reduziert werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen nach

Fig. 1 a: eine Prinzipdarstellung des Ausrichtsystems Fig. 1 b: eine Prinzipdarstellung des Ausrichtsystems Fig. 2: den Meßkopf mit interner Referenzfläche.

Bei der in Fig. 1 a dargestellten Variante wird im Werkstück eine Referenzfläche befestigt, welche durch den Meßkopf 1 a abgetastet wird. Bei der in Fig. 1 b dargestellten Variante ist die Referenzfläche bereits in den Meßkopf 1 b integriert und somit das Verfahren besser automatisierbar.

Der Meßkopf 1 b wird durch geeignete Mechanismen, z. B. die Vorschubachsen der Maschine, in die der Werkstückspindel gegenüberliegende Position gebracht. Bewegt man nun den Meßkopf in Richtung Werkstückspindel 2 bzw. Werkstückspanner 4, berührt bei einer bestimmten Stellung die Andruckplatte 13 des Meßkopfes 1 b die Werkstückspindel 2 bzw. den Werkstückspanner 4. Bewegt sich der Meßkopf 1 b weiter, so schiebt sich der Führungszylinder 17 in den Meßring 16. Die Aussparung im Meßring 16 und der Absatz auf dem Führungszylinder 17 ermöglichen eine radiale Relativbewegung beider Teile im Rahmen des gewählten Durchmesserspieles. Die Andruckplatte 13 stützt sich über ein Blattfederkreuzgelenk 14, die Führungsglocke 12 sowie die Wälzlager 19 auf dem Grundkörper 11 ab. Dreht sich nun die Werkstückspindel, bewegen sich die Teile 13,14,16,20 und 12 synchron mit der Werkstückspindel mit, da sie durch die Federkraft des Blattfederkreuzgelenkes 14 und Teil 13 durch Reibschluß mit der Werkstückspindel verbunden sind. Mit den Meßwertgebern 18 und dem Winkelmeßsystem 9 wird die Bewegungsbahn des Meßringes 16 erfaßt. Somit kann die Position des Meßkopfes 1 b gegenüber der Werkstückspindel bestimmt werden. Diese Korrekturdaten werden an die Steuerung übergeben. Anschließend bewegt sich der Meßkopf von der Werkstückspindel weg, damit ein Werkstück 3 im Werkstückspanner 4 und der vorpositionierten Lünette 7 aufgenommen werden kann. Zum Ausrichten des Werkstückes bewegt sich der Meßkopf in Richtung Werkstück. Die Gewinnung der Meßwerte erfolgt analog der Korrekturwertermittlung. Aus den Korrekturwerten und den Meßwert am Werkstück ermittelt die Steuerung die erforderlichen Zustellbeträge für die Pinolenantriebe 6

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen im wesentlichen in den folgend aufgeführten Punkten:

- das Verfahren ermöglicht ein definiertes Ausrichten langer Werkstücke relativ zur Verbindungsgeraden zwischen Werkstückspindelkopf und Meßkopfmittelpunkt

- sämtliche Verformungs- und Verlagerungsanteile, die die Position der Lünette im Arbeitsraum der Maschine beeinflussen können, eleminiert werden

- der Einfluß der thermisch und belastungsbedingten Kippung des Werkstückspindelkastens kann eliminiert werden, da nicht relativ zur Werkstückspindelachse ausgerichtet wird

- die Werkstücklänge hat keinen unmittelbaren Einfluß auf die Ausrichtgenauigkeit.

Claims (2)

1. Verfahren zum Justieren und Spannen langer Werkstücke parallel zur Oszillierachse wobei aus den Meßwerten eines oder mehrerer axial messender Meßwertaufnehmer und dem Drehwinkel der Werkstückspindel der Zentrierfehler von einer Maschinensteuerung oder manuell über Pinolenantriebe auf das erforderliche reduziert wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Werkstück relativ zur Verbindungsgeraden der Werkstückspindelmitte und der Meßkopf ausgerichtet wird.

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2. 2 Seiten Zeichnungen