DD209407A1

DD209407A1 - Verfahren zur prozessueberwachung an cnc-innenrundschleifmaschinen

Info

Publication number: DD209407A1
Application number: DD82243208A
Authority: DD
Inventors: Horst-Werner Frank; Hans-Joachim Fahl
Original assignee: Werkzeugmasch Okt Veb
Priority date: 1982-09-14
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1984-05-09
Also published as: DE3318776A1; JPS5964272A; IT8348961A1; FR2532874B1; GB2127583A; CH660995A5; FR2532874A1; GB8321385D0; GB2127583B; DD209407B1; IT1170484B; IT8348961A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prozessueberwachung beim Schleifen von Bohrungen, Aussendurchmessern und Stirnflaechen mit einer dem Programmablauf der Zustellung ueberlagerten Messsteuerung. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, die Ueberwachung des Schleifprozesses bei Ausfall der Messsteuerung oder einzelner Messkontakte zur Vermeidung von Ausschuss zu garantieren, ist es Aufgabe der Erfindung, den Schleifzyklus mit ueberlagerter Messsteuerung sozu gestalten, dass beim Ausfall eines Messkontaktes der Schleifprozess zu Ende gefuehrt wird, ohne dass am Werkstueck eineNacharbeit notwendig ist. Dazu wird dem automatischen Programmablauf der Zustellung die Messsteuerung direktueberlagert. Abweichungen beider Steuerungen werden nur in einem Differenzbetrag zugelassen, der vorherbestimmt und einprogrammiert ist.

Description

Verfahren zur Proseßüberwachung an GNC-Innenrunds.chleifmaachinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prozeßüberwachung beim Schleifen von Bohrungen, Außendurchmessern und Stirnflächen mit einer dem Programmablauf der Zustellung überlagerten Meßsteuerung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Realisierung der Zustellung an Innenrundschleifmaschinen sind elektro-mechanische, elektro-hydraulische oder programmierte, numerisch kontrollierte Antriebe bekannt, die einen für Jedes Werkstück gleichen feststehenden Schleifzyklusverlauf garantieren. Durch überlagerten Einsatz von Meßsteuerungen werden die Teilzyklen zu bestimmten Aufmaßpunkten geschaltet und dadurch konstante Ausgangsbediigungen zur Erreichung des Fertigmsßes festgelegt. Das Pertigraaß wird direkt erfaßt und beendet den Schleifzyklus. Bei Punktionsstörungen des Meßgerätes übernimmt der Zustellantrieb zwangsläufig, die Steuerung des Schleifzyklus, das heißt, daß die '.ferkstücke mit erheblichen Maß Streuungen gefertigt werden, wobei die Gefahr der Ausschußfertigung, besteht. Wird das !TuIlmaß nicht erreicht, was zum Beispiel bei einer nicht optimalen Angleichung der Meßkontakte an die Zustellung eintreten kann, ist ein manuelles Fertigschleifen der Werkstücke notwendig. Ebenso müssen bei Differenzen zwischen Meßgerät und Zustellung manuelle Korrekturen bzw, ein Abbruch des Schleifzyklus eingeleitet v/erden. Die Angleichung der Meßsteuerung sn die Zustellung ist kompliziert und zeitaufwendig, da eine eindeutige Zuordnung nicht erkennbar ist. Der Abrichtdismantverschleiß wird durch das Meßgerät kompensiert. Er muß jedoch bei bestimmten Größenordnungen im Zustellzyklus korrigiert werden, da sich durch festgelegte Schaltpunkte, speziell bei mehreren unterschiedlichen Schruppgeschwindigkeiten, die Ausgangsbedingungen

für das Schlichten ändern. Die Differenz zwischen Zustellendpunkt und Meßgeräteabschaltpunkt vergrößert sich unter anderem mit zunehmendem Verschleiß des Abrichtdiamanten und zunehmendem Wärmetrend.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die überwachung des Schleifprozesses bei Ausfall der Steuerung oder einzelner Meßkontakte mit entsprechender Fehleranzeige zur Vermeidung von Ausschußschleifen und Havarievorbeugung» Des weiteren soll mit der Erfindung ein einfaches Verfahren zum Einrichten des Prozeßablaufes mit der Anpassung der Programmsteuerung an. die Meßsteuerung erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schleifzyklus auf CEC-gesteuerten Innenrundschleifmaschinen mit überlagerter Meßsteuerung so zu gestalten, daß beim Ausfall eines Meßkontaktes der Schleifprozeß zu. Ende geführt wird, ohne daß das gerade geschliffene fferkstück Fertigungsfehler' aufweist. Bs ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Anpassen des Programmablaufes an die Meßateuerung im Einrichtzyklus au. erreichen. Diese Aufgabe .wird folgendermaßen gelöst:

Da das Meßgerät die absoluten Abschaltpunkte bestimmt, wird es in bekannter Weise nach Füllung, Musterwerkstück usw. auf Fertigmaß, davon ausgehend, wenn, mehrere Meßkontakte vorhanden sind, diese entsprechend der vorgesehenen Teilstrecken der einzelnen Schleifzyklusabschnitte auf das Fertigmaß bezogen, eingestellt. Danach wird das Werkstück im programmierten technologischen Ablauf bei automatischem Schleifzyklus geschliffen, wobei die Schaltpunkte der Meßkontakte selbständig in den Programmablauf der Zustellung übernommen werden· Die damit in das feste Programm der CHC-Steuerung übernommenen Punkte für die Beendigung der Teilayklen und für die Erreichung des Fertigmaßes müssen danach auf "ITullmaß" gesetzt werden. Damit ist der Programmablauf der Zustellung mit der MeSsteuerung direkt überlagert, wobei bei den folgenden Schleifzyklen Abweichungen beider Steuerungen untereinander nur in einem bestimmten programmierten -Differenzbetreg zugelassen werden. Hierdurch ist die Ausgangs-

basis zur automatischen Überwachung dea Schleifzyklus gegeben. Bei Ausfall eines, mehrerer oder aller Meßkontakte kann ein Fertigschleifen des auf der Maschine befindlichen Werkstückes · mittels der beim vorhergehenden Werkstück aktualisierten Programmsteuerung erfolgen. Die auftretende Haßstreuung entspricht maximal dem programmierten Differenzbetrag. Damit wird ein Ausschußschleifen vermieden.

Als erstes soll auf die Bearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlichen Werkstoffhärten, Schieifaufmaßen und Schleifkörperabrieben eingegangen werden. Zur Bearbeitung solcher Werkstücke werden zur optimalen Steuerung des Schleifzyklu3 mehrere Meßkontakte eingesetzt. Der Schleifzyklus ist sowohl in der Schruppphase als auch in der Schlichtphsse in mehrere Zustell- und Ausfeuerbereiche unterteilt, die durch entsprechende Programmpunkte erfaßt sind. Der erste Meßkontakt wird vor dem programmierten Bndpunkt der Schruppzustellung gesetzt. Wird dieser erste Meßkontakt nicht vor dem ersten, programmierten Punkt der CIiC-Zustellung erreicht; erfolgt eine weitere Zustellung bis zu diesem Punkt, und es wird eine Ausfeuerphase eingeleitet. Bei Nichterreichen oder Erreichen eines zweiten Meßkontaktes am Ende der Ausfeuerzeitstufe nach dem Schruppen erfolgt automatisch der Rücklauf der Zustellung in Abrichtstellung mit anschließendem Abrichten und gleichzeitiger Fehleranzeige für den ersten oder beider Meßkontakte. Wird der erste Meßkontakt erreicht, aber der zweite schaltet nicht nach Ablauf der Ausfeuerphase, erfolgt eine Zustellung mit Schlichtgeschwindigkeit bis zum programmierten Endpunkt der Schruppzustellung mit anschließendem Ausfeuern. Das Nichterreichen des zweiten Meßpunktes bewirkt ebenfalls einen Rücklauf der Zustellung zum Abrichten und es erfolgt eine Fehleranzeige. Die Schlichtphase kann zum Beispiel für zwei Zustellgeschwindigkeiten mit anschließendem Ausfeuern ausgelegt sein, wobei die Meßkontakte vor die jeweiligen Endpunkte gesetzt sind. Erfolgt keine Schaltung durch diese Meßkontakte, so wird bis zu den programmierten Endpunkten der Teilzyklen weitergeschliffen. Der Ausfall der Meßkontakte wird jeweils angezeigt, Durch die Überlagerung der direkten Meßsteuerung mit der indirekten ClC-Steuerung ist gewährleistet, daß der Schleifzyklus bei Ausfall der Meßkontakte für diesen Bereich von der ClJC-Steuerung über-

nommen wird. Das heißt, daß jedes Werkstück maßhaltig zu Ende geschliffen wird und daß dann erst der Schleifprozeß unterbrochen wird, um den Meßkontakt neu zu justieren bzw, eine Fehleranalyse durchzuführen. Durch die Überlagerung der zwei Steuerungsabläufe treten zwangsläufig immer Differenzen zwischen dem Abschaltpunkt des Meßsteuergerätes und dem programmierten Schaltpunkt der ClJC-Steuerung 'auf, da die Meßkontakte als primäre Schleifzyklusüberwacher immer vor den programmierten Schaltpunkten liegen. Da der Abstand zwischen dem Istwert des Meßgerätes und dem Sollwert des programmierten Schaltpunktes immer kleiner als die Bearbeitungstoleranz gewählt wird, kann bei Ausfall eines Meßkontaktes das Werkstück maßhaltig über die programmierten Schaltpunkte zu Ende geschliffen \*/erden. Gleichzeitig erfolgt ein laufender Vergleich des Istwertes des Meßgerätes mit dem Sollwert der CHC-Steuerung bezüglich seines vorgegebenen Differenzbetrages in seiner Trendentwicklung. Daraus ergeben sich dann nach Auswertung durch den Rechner Korrekturen der betreffenden Programmpunkte der Zustellachse bei fester Abrichtbasis zur z. B. Kompensation des AbrichtdiamantverschleiSes und des Wärmetrsads in der Fertigung. Der gesamte Zustellzyklus der Programmsteuerung wird durch die automatische Koorektur laufend an die Meßsteuerung angepaßt. Für Werkstücke mit normalem Fertigungsablauf werden Schleifzyklen mit einem Meßkontakt bei direkter Hullmaßabschaltung des Meßgerätes bzw. bei indirekter Hullmaßabschaltung des Meßgerätes im Schlichten mit anschließender vorgewählter und konstanter Ausfeuerzeit vorgeschlagen. Hierzu ist eine Hullmaßangleichung in vorher beschriebener Weise unbedingt erforderlich, da eine Überwachung der hierbei programmierten Teilzyklen durch Meßkontakte nicht erfolgt. Um konstante Ausgangsbedingungen zu Erreichung des Fertigmaßes und gleichbleibender Qualität zu erhalten, müssen alle vorangehenden Programmpunkte einen bestimmten Abstand zum 31 ulimaß haben, der durch die Korrektur vom letzten Schaltpunkt, dem Abschaltpunkt des Schleifzyklus zum Meßkontakt konstant gehalten wird. Diese Bedingungen sind Voraussetzung für den Einsatz von CITC-Meßgeräten für das Mehrpositionsschleifen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand einea Ausführungabeispielea näher erläutert werden. Die zugehörigen Diagramme zeigen in Fig.1 einen Schleifzyklusverlauf unter Verwendung von

η Meßkontakten Fig.2 einen Schleifzyklusverlauf unter Verwendung

eines Meßkontaktes mit direkter lullmaßabschal-

tung Pig.3 einen Schleifzykluaverlauf unter Verwendung

einea Meßkontaktes mit indirekter Uullmaßab-

schaltung

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand des Diagrammes in Fig. 1 erläutert werden.

In der Abszisse ist der zeitliche Ablauf dargestellt, in der Ordinate die Entwicklung der Zustellbewegung. Der Gesamtzyklus teilt sich in die Teilzyklen Schruppen und Schlichten mit jeweils nachfolgendem Ausfeuern, wobei zwischen Schruppzyklus ein Rücklauf der Zustellung in die feste Abrichtstellung vorgesehen ist, um ein Zwischenabrichten des Schieifkörpers durchführen zu können. Die Aufteilung der einzelnen Programmschaltpunkte erfolgt von Pq als Ausgangspunkt bis Pg in diesem speziellen Fall. Dabei zeigen die durchgezogene Linie den programmierten Schieifzyklusver-Iaüf und die gestrichelte Linie Zyklusverlauf über Meßsteuerung. Von Pq bis P₁ erfolgt nach dem programmierten Schieifzyklusverlauf der erste Werkstückkontakt des Schleifkörpers. Bs folgen dann die Schruppbeträge, wobei, wie aus dem Diagramm zu ersehen ist, die Schruppzustellgeschwindigkeit mit dem Erreichen eines Programmabschaltpunktes P₂ j P3 immer geringer wird. Ähnlich ist die Schlichtzustellung aufgeteilt. Die Zeitbeträge für das Ausfeuern sind fest eingegeben. Der programmierte Schleifzyklusverlauf ist so aufgebaut, daß in Stufungen bis zum Meßkontakt IiK1, bei um den Differenzbetrag höher liegenden Programmschaltpunkt P., die Schruppzustellung erfolgt. Anschließend folgt ein fester Zeitbetrag für das Ausfeuern zur Entlastung des Systems Werkstück - Werkzeug - Maschine bis MK2 mit nachfolgendem Rücklauf zum Abrichten des Schieifkörpers. Nach dem Abrichten erfolgt ein Vorlauf bis kurz unterhalb P₄, al30 mit Sicherheitsbetrag.

Jetzt beginnt das Schlichten mit z. B. zwei gestuften Zustellgeschwindigkeiten bis zum Meßkontakt MK4 vor Programmschaltpunkt Pp-. Es folgt eine fest eingegebener Betrag für das Ausfeuern bis zum MK5 - Fertigmaß vor Pg ~ mit anschließendem Rücklauf in Ausgangsstellung Pq. Hieraus iat die überlagerung des programmierten Schieifzyklusverlaufes mit dem Zyklusverlauf über Meßateuerung mit η Meßkontakten.erkennbar. Dazu werden die Meßkontakte MK1 bis MK5 gesetzt. Diese Meßkontakte liegen jeweils um einen vorgegebenen Differenzbetfag, der kleiner als die Fertigungstoleranz sein muß, vor den Programmschaltpunkten. So schaltet der Meßkontakt MK1 kurz vor P,. Es folgt ein anschließendes Ausfeuern bis MK2. Ist MK1 nicht gekommen, wird bis P. geschliffen und anschließend ausgefeuert. Der Ausfall von MK1 wird signalisiert. Kommt MK2 nicht , erfolgt eine weitere Zustellung mit Schlichtgeachwindigkeit auf P. sowie ein anschließdendes Ausfeuern und der Rücklauf zum Abrichten mit Fehlanzeige für MK2. Das gleiche wiederholt sich praktisch'für die Meßkontakte MK3 bis MK5.

Die Diagramme nach den Fig. 2 und 3 stellen den gleichen Vorgang beim Schleifzyklusverlauf mit einem überlagerten Meßkontakt für die direkte Hullmaßabscheltung des Meßgerätes in der Schlichtphase mit anschließender vorgewählter konstanter Ausfeuerzeit dar. Hierbei ist eine Ifullmaßangleichung unbedingt erforderlich, da eine überwachung der Teilzyklen durch weitere Meßkontakte nicht erfolgt. Um kontante Ausgangsbedingungen zur Erreichung des Fertigmaßes und gleichbleibende Qualitäten zu erhalten, müssen die vorangehenden Programmschaltpunkte einen bestimmten Abstand zum ITullmaß haben. Diese Voraussetzung wird durch die Korrektur von Pg zum Meßkontakt MK5 mit nachfolgender Korrektur von P₁ bis P_n. geschaffen.

Die Vorteile des vorgeschlagenen Schleifverfahrens sind vor allem darin zu sehen, daß es möglich ist, ein Werkstück maßhaltig fertigzuschleifen, selbst wenn ein Meßkontakt ausfällt. Dies ist besonders wichtig bei der Fertigung von Kleinserien mit einem hohen Anarbeitungsstand. Bisher mußten diese Werkstücke manuell fertigbearbeitet werden, was häufig zu Ausschuß führte. Sin weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine eindeutige Fehleranalyse der Meßsteuerung ermöglicht wird.

-Des weiteren ist eine relativ einfache Anpassung beider Steuerungen untereinander im Einriebtzyklus durch automatische Übernahme der Schaltpunkte des Meßgerätes in des CUC-Programm geschaffen.

Durch den Einsatz von Meßsteuerungen mit einem Heßkontakt ist die Voraussetzung für die Anwendung von CNC-Meßgeräten für das Mehrpositionsschleifen gegeben.

Claims

Er find, ungssnspruch

Verfahren zur Prozeßüberwachung an ClJC-Innenrundschleifmaschinen mit einem zum Beispiel numerisch kontrollierten Antrieb für die Zustellbewegung und einer überlagerten Meßsteuerung₃ gekennzeichnet dadurch, daß das Meßgerät in bekannter Weise nach Nullung, Musterwerkstück usw. auf IPertigmaß gestellt wird, daß, wenn mehrere Meßkontakte vorhanden sind, diese auf ihre entsprechenden Teilstrecken justiert werden, daß das r/erkstück snschlie3· send im programmierten technologischen Ablauf bei automatischem SchieifZyklus geschliffen wird, wobei die Schsltpunkte der Meßkon· takte selbständig in den Programmablauf der Zustellung übernommen werden, daß die Differenz beider Steuerungen mit einem bestimmten Betrag in den Rechner eingegeben wird und daß danach die in das feste Programm der CHC-Steuerung übernommenen Punkte für die Beendigung der Teilzyklen- und für die Erreichung des Fertigmaßes beim Überschreiten des Differenzbetrages auf "Full" korrigiert werden. . .'

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen