DE19954734C2 - Messmaschine - Google Patents
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
In der Industrie wird eine Vielzahl von Zylindern in Form von Umlenkwalzen,
Andruckwalzen, Tiefdruckzylindern für die Druckindustrie, Gummiwalzen etc.
benötigt.
Üblicherweise werden derartige Zylinder während der Fertigung mit mechani
schen oder digitalen Meßwerkzeugen, in Form Messschiebern und Bügelmess
schrauben, und oder festen Lehren, wie Rachenlehren oder Lehrdornen etc.,
vermessen.
Da bei Fertigungsverfahren Temperaturschwankungen eintreten, werden Maß
kontrollen bei der Endprüfung durchgeführt. Die gesamten Messungen werden
manuell durch einen Mitarbeiter erledigt. Hierbei entsteht das Problem, daß
durch die ungleiche Messkraft und Handhabung der Meßwerkzeuge ein unglei
ches Ergebnis hervorgerufen wird und somit ein Restfehler bleibt.
Zudem ist die Messung sehr aufwendig, erfordert viel Geschick und eine Viel
zahl an Messwerkzeugen.
Weiterhin gibt es Messsysteme mit elektronischen Tastern, welche mit Wegauf
nehmern versehen sind, um Konturen abzutasten und Maße abzuleiten. Einzel
ne Meßpunkte müssen jedoch von einem Mitarbeiter exakt angefahren und
freigegeben werden, für jeden Zylindertyp erneut. Die Genauigkeit des Systems
reicht in den meisten Fällen nicht aus. Derartige Systeme stellen jedoch keine
Verbesserung gegenüber manuellen Messungen dar. Durch die Antastung ent
steht zudem Verschleiß, welcher wiederum auf das Ergebnis Einfluß nimmt.
Weiterhin gibt es Lasermesseinrichtungen, welche äußere Konturen an zwei
Punkten abtasten und somit ein Maß berechnen. Hierbei muß das zu messende
Werkstück aufwendig ausgerichtet werden, um ein auswertbares Ergebnis zu
erzielen. Mit diesem System sind nur Außenmessungen möglich und es können
nur kleine Zylinder/Produkte vermessen werden.
Im US-Patent Nr. 5140534 vom 18.08.1992 wird der Ballendurchmesser von
Zylindern ermittelt. Hier ist es erforderlich den Zylinder zu positionieren. Für die
Messung muss der Zylinder ausgerichtet werden. Ballenlängen und Zylinderan
sätze werden bei der Messung nicht berücksichtigt. Durch die Anordnung der
Messeinheiten ist die Genauigkeit bei der Abtastung nicht gewährleistet.
Die maximale Genauigkeit wird erzielt durch die Vermessung des Durchmes
sers mittels Messeinrichtungen, welche zur Mittelachse ausgerichtet sind. Die
ses wird bei diesem Patent nicht berücksichtigt.
Auch im Patent DE 39 00 491 wird nur der Ballendurchmesser vermessen. Bei
diesem System wird der Zylinder in eine feste Maschinenachse eingelegt. Das
Messsystem ist dieser Achse fest zugeordnet.
Besteht bei den Achsen des Zylinders eine Zentrizitätsabweichung, so kann
diese nicht ermittelt werden. Durch das Einspannen des Zylinders zwischen den
Spitzen besteht ein Durchbiegungsproblem, so dass Maßabweichungen die
Folge sind. Durch die C-Form des Messbügels sind die zu messenden Durch
messer eingeschränkt.
Im Patent DE 41 34 690 wird ein System zur Messung des Ballendurchmessers
mit Angabe von Form und Lage. Für die Durchmesserermittlung ist es erforder
lich die Maschinenelemente manuell anzusteuern. In dieser Einrichtung wird
das Werkstück anhand Normalen verglichen, welche jeweils an der Messpositi
on neben dem Werkstück angeordnet sind. Dieses setzt voraus, dass für jeden
Messpunkt und für jede Messgröße ausreichend Normale vorhanden sind.
Durch Flachnormale muss sichergestellt werden, dass die Achsen von der
Messbrücke immer mit der Normalachse übereinstimmt. Da keine automatisier
te Normalausrichtung vorgesehen ist, müssen normale exakt und mit hohem
Aufwand ausgerichtet werden.
Da durch das Verfahren die Positionen Werkstückträgerplatte sowie die Mess
brücke zwangsläufig zwischen Kalibrierung und Messung verändert werden ist
die Genauigkeit des Systems erheblich eingeschränkt.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die aufwendigen
manuellen Messungen mit einer Vielzahl von Meßwerkzeugen durch eine voll
automatische Meßmaschine mit höherer Genauigkeit zu ersetzen und erheblich
zu vereinfachen. Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten
Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass na
hezu unbegrenzte Zylindertypen automatisch vermessen werden können.
Hierbei wird ein Zylinder (4) mit dem Zylinderballen auf den Rollenpaarböcken
(2) in der Maschine abgelegt. Zuvor wurden die Rollenpaarböcke (2) für den
Zylinderballen, über die Eingabe in der Maschinensteuerung, grobpositioniert
(X1). Durch die grobe Angabe des Zylinderballendurchmessers in der Maschi
nensteuerung, stellen sich die Rollenpaare auf Abstand und positioniert die
Hebeeinrichtung der Rollenpaare den Zylinder in die Position der Meßachse
(Y1).
Um vorab die Genauigkeit der Sensoren sicherzustellen wird vor der Vermes
sung automatisch eine Kalibrierung eingeleitet, indem die Meßeinheit über ein
fest installiertes Normal (5) geführt wird, von dem alle Maße bekannt sind.
Anschließend fährt der Meßschlitten von der rechten Ausgangsposition über
den Zylinder hinweg und ermittelt ein Millimeter genaues Abbild der Zylinderdi
mensionen und Längen (X2), mit einer festen Messeinheit (10), lotrecht über
der Meßachse fest montiert. Somit werden beispielsweise Zapfenabsätze, Zap
fenlängen, Freisitze, Nuten, Radien Ballenlängen etc. ermittelt.
Nachdem der Messschlitten (3) bis zur Endposition gefahren ist, fährt er zurück
und ermittelt auf dem Rückweg alle Einzelmaße mit einer hohen Präzision (be
rührungslos ab, indem die drei variablen Messeinheiten (6), jeweils bestehend
aus einer Plattform mit Führungen, einer Antriebsspindel mit Motor mit Wegauf
nehmern und montierten Sensoren, an die zu ermittelnden Messpunkte heran
fahren (Y2, Yz) und das tatsächliche Maß erfassen. Da drei dieser variablen
Messeinheiten (6) mit montierten Sensoren (7) ausgestattet sind und der Meß
weg (X2) vom Messschlitten (3) ebenfalls aufgenommen wird, ist ein dreidimen
sionales Bild darstellbar. Eine aufwendige Justierung der Lage des Zylinders
entfällt.
Durch Schrittmotoren, mit Drehgebern zur Ermittlung der Rotationsposition,
montiert an den Rollenpaarböcken, wird der Zylinder in eine definierte Drehung
(N) um eigene die Achse versetzt. Somit können Rundheitsfehler und Nutenpo
sitionen zusätzlich berechnet werden.
Die dreidimensionale Darstellung ermöglicht sämtliche Berechnungen zur Form,
Lage, Rundheit, Länge, Durchmesser, Nutentiefe, etc..
Für die Durchführung von Zylinderinnenmessungen, z. B. von Hohlzylindern, ist
eine Präzisionskamera (8) stirnseitig zum Zylinder ausgerichtet, mit horizontaler
Blickrichtung der Linse, ausgerichtet auf der Messachse (9), um Teilkreise,
Bohrungen, Innenkegel und Innennuten zu vermessen. Diese Kamera fährt im
Bedarfsfall aus und wird für die gegenüberliegende Messung um 180 Grad ge
schwenkt.
Über die exakte Wegermittlung vom Messschlitten (3) in Richtung (X2) und der
berührungslosen Abtastung von Oberflächen kann eine Berechnung der Rauig
keit erfolgen. Die Oberfläche wird hierzu zweidimensional dargestellt und Rau
igkeitswerte berechnet.
Weiterhin wird über eine Temperaturerfassung an verschiedenen Stellen eine
Materialausdehnung rechnerisch berücksichtigt.
Das Resultat der Vermessung ist eine exakte Darstellung und Dokumentation
aller gewünschten Maße.
Somit werden Fehler vermieden, die Genauigkeit und die Betriebssicherheit
gefertigter Zylinder im Einsatz erhöht.
Da das System berührungslos arbeitet, sind Verschleißerscheinungen an den
Meßelementen ausgeschlossen. Durch die geringe Meßzeit von ca. 3-5 Minu
ten wird die Endprüfungsaufwendung auf ein Minimum reduziert.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur vollautomatischen Vermessung von Zylindern (4), beste
hend aus einem Innengestell (1') auf dem zwei höhenverstellbare Rollen
paarböcke (2) mit Antrieb zur ballenseitigen Zylinderaufnahme montiert
sind, einem Grundgestell (1) mit einem angetriebenen und rechtwinkelig
zum Grundgestell (1) stehenden Meßschlitten (3), welcher mit drei Meßein
heiten (6) und einer schwenkbaren Präzisionskamera (8) ausgestattet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Innengestell (1') innerhalb des
Grundgestells (1) steht und zur Gewichtsentlastung lastfrei verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Zylinder (4) mit dem Zylinderbal
len auf den zwei höhenverstellbaren Rollenpaarenböcken, mit jeweils einem
angetriebenen Paar Rollen (2', 2") zur balleinseitigen Zylinderaufnahme,
aufgelegt wird, welche je nach Ballendurchmesser horizontal verstellt (Z1)
werden können, um ein herunterfallen zu unterbinden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Rolle (2") der Rollenpaare mit
einem Schrittmotor versehen ist und somit definierte Drehungen ermöglicht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Rollenpaare (2) in der Horizonta
len (X1) parallel zum Innengestell verstellt werden können, um verschiede
ne Ballenlängen der Zylinder (4) aufzunehmen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Messschlitten (3) mit einem An
trieb und einem Wegaufnehmer ausgestattet ist, um eine horizontale Be
wegung (X2) auf dem Gestell (1) mit Positionierung zur ermöglichen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die drei Messeinheiten (6) variabel-
ausgeführt sind, eine davon lotrecht über der Messachse montiert, nach un
ten zeigend, zwei weitere jeweils um 120 Grad um die Messachse gedreht,
von der lotrecht Angeordneten ausgehend, und die mit einer weiteren fes
ten Messeinheit (10), lotrecht über der Messachse nach unten zeigend,
versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Messeinheiten (6) aus einer Platt
form mit Führungen bestehen, auf denen jeweils ein Triangulationssensor (7) montiert ist,
welcher über eine Spindel (7") und einem Schrittmotor (7') angetrieben
wird und in eine gewünschte Position versetzt werden kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die so ausgebildet ist, das die Messeinheiten
(6) ein genaues Bild der Oberfläche berührungslos abtasten, indem diese
an den Zylinder mit einem definierten Abstand heranfahren, und die einen
Wert berechnet von der maßgenauen Schlittenbewegung und aus den von den
Triangulationssensoren (7) erzeugen Spitzenwerten, und die daraus entsprechende Rau
igkeitswerte ableitet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999154734 DE19954734C2 (de) | 1999-11-13 | 1999-11-13 | Messmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999154734 DE19954734C2 (de) | 1999-11-13 | 1999-11-13 | Messmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19954734A1 DE19954734A1 (de) | 2001-06-07 |
DE19954734C2 true DE19954734C2 (de) | 2002-10-24 |
Family
ID=7928994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999154734 Expired - Lifetime DE19954734C2 (de) | 1999-11-13 | 1999-11-13 | Messmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19954734C2 (de) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
FR2887978B1 (fr) * | 2005-06-29 | 2007-10-12 | Snecma Moteurs Sa | Procede de controle du profil de la zone de raccordement entre la partie cylindrique et la depouille d'un rouleau pour palier a roulement de turbomachine |
DE102005035581A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Rosink Gmbh + Co. Kg Maschinenfabrik | Vorrichtung zum Schleifen von Spinnzylindern |
FR2892502B1 (fr) * | 2005-10-25 | 2008-02-01 | Snecma Sa | Procede de controle du profil de la zone de raccordement entre la partie cylindrique et la depouille d'un rouleau pour palier a roulement de turbomachine |
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DE4134690A1 (de) * | 1991-10-21 | 1993-04-22 | Iti Idee Ingenieurbuero Zur Fo | Verfahren und vorrichtung zur messung der form, groesse und raumlage koaxialer rotationsflaechen und dazu senkrechter stirnflaechen an walzenfoermigen werkstuecken |
-
1999
- 1999-11-13 DE DE1999154734 patent/DE19954734C2/de not_active Expired - Lifetime
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---|---|
DE19954734A1 (de) | 2001-06-07 |
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