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    • 专利摘要:
    Um beim Herstellen einer Fertigkontur eines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehreren Arbeitsgängen ie Zeit des Luftschleifens soweit wie möglich zu verkürzen und dennoch einen Werkzeugbruch oder eine unzulässige Bauteilerwärmung zu verhindern, wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Schleifmaschine (3) umfasst, die ein Schleifmittel zum Abschleifen eines der Differenz zwischen Rohteilkontur und Fertigkontur entsprechenden Übermaßes aufweist und die eine Steuereinrichtung (4) zum ansteuern der Schleifmaschine (3) umfasst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Messeinrichtung (13) zum Messen der tatsächlichen Rohteilkontur des Werkstückes vorgesehen ist, welche mittels mindestens einer Datenübertragungseinrichtung (9, 10, 11, 12a, 12b) mit der Steuereinrichtung (4) direkt oder indirekt gekoppelt ist, sodass die von der Messeinrichtung (13) ermittelten Messwerte der Steuereinrichtung (4) zuführbar und aus diesen Messwerten von der Steuereinrichtung (4) mindestens Vorgabewerte für die Steuerung der Zustellung des Schleifmittels bestimmbar sind. Vorgeschlagen wird außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Fertigkontur eines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehreren Arbeitsgängen, bei welchen die Rohteilkontur des Werkstückes in jedem Arbeitsgang um ein vorgebbares Maß abgeschliffen wird, sodass nach dem letzten Arbeitsgang die Fertigkontur des Werkstückes vorliegt. Dabei wird vor Beginn des ...
    公开号:DE102004009352A1
    申请号:DE200410009352
    申请日:2004-02-26
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Peter Dr. Meusburger；Manfred Muster
    申请人:ThyssenKrupp Automotive AG；
    IPC主号:B24B19-12
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriffdes Patentanspruches 8.
    [0002] Beider Bearbeitung von Werkstückenmittels Schleifen müssendie Rohteile eine Kontur aufweisen, die innerhalb eines Toleranzbandesein Übermaß im Vergleichzum Maß derFertigbauteile aufweist. Da die Rohteile das Toleranzband unterschiedlicherfüllen,ist das Schleifprogramm üblicherweiseso ausgelegt, dass tastend eine Annäherung an das Material erzieltwird, was zu unnötigenLuftüberläufen (Luftschleifen)führt, wobeikein Material abgetragen wird. Diese Luftüberläufe beanspruchen unnötige Fertigungszeit.
    [0003] Speziellzur Herstellung von gebauten Nockenwellen werden die Nocken undandere Funktionsbauteile von Nockenwellen nach Toleranzvorgabenals Rohteile gefertigt und auf die Nockenwelle montiert. Dabei entstehtein Toleranzband, in dem sich die Außenkontur der ungeschliffenenmontierten Nocken/Funktionsbauteile bewegt. Diese Kontur wird alsRohteilkontur bezeichnet. Diese Rohteilkontur muss ein Schleifaufmaß besitzen.
    [0004] ImAnschluss an die Montage werden die Nocken, Lagerstellen und ggf.weitere Funktionsflächengeschliffen. Dabei wird das Schleifaufmaß abgetragen. Das Aufmaß ist erforderlich,um am Ende der Bearbeitung eine wirklich geschliffene Fläche zu erhaltenund sicher die Sollkontur (Fertigkontur) nicht zu unterschreiten.
    [0005] DasSchleifen erfolgt nach dem Stand der Technik in mehreren Arbeitsgängen inder Weise, dass die Schleifscheibe programmgesteuert sehr schnellan den unter Berücksichtigungder zulässigenToleranz äußerst möglichenAußenumfangder Rohteilkontur herangefahren wird und anschließend dereigentliche Schleifprozess beginnt. Beim eigentlichen Schleifprozesswird die Schleifscheibe mit vorgegebenem Vorschub bei vorgegebenerDrehzahl auf Sollmaß derzu schleifenden Fertigkontur programmgesteuert gefahren. Diese Zustellbewegungerfolgt relativ langsam, damit das zu schleifende Werkstück nicht überhitztund die Schleifscheibe nicht beschädigt wird. Je nach Dicke derzu schleifenden Schicht wird die Zustellgeschwindigkeit zu Beginnschneller (Schruppen) und späterlangsamer (Schlichten, Feinschlichten) eingestellt. Bei Erreichender Sollkontur erfolgt keine weitere Zustellung. Das Werkstück wirdfreigefunkt. Nach einer bestimmten Dauer des Freifunkens weist dasWerkstückdas Sollmaß,d.h. die Fertigkontur auf und der Prozess wird durch schnelles Zurückfahrender Schleifscheibe beendet. Dabei werden die mehrfach nacheinanderfolgenden Zustellbewegungen als mehrere Arbeitsgänge bezeichnet.
    [0006] Diefür dieAnsteuerung der Schleifscheiben erforderlichen Programme beinhaltenWerte füraxiale und radiale Vorschübe(Werkstückdrehgeschwindigkeiten)sowie radiale Zustellungen, mit denen die Schleifscheiben an dasWerkstückherangefahren werden. Dabei gibt es Schleifmaschinen mit einer undSchleifmaschinen mit mehreren Spindeln.
    [0007] Nachteiligbei den bisher bekannten Steuerprogrammen für Schleifmaschinen wird jenach Größe der Rohteilkontur,das heißtje nach tatsächlichemSchleifaufmaß desungeschliffenen Funktionsbauteils, die Schleifscheibe über teilweisemehrere 1/10 mm, trotz fehlendem Kontakt mit dem Werkstück, sehrlangsam an die Rohteilkontur des Funktionsbauteils herangefahren.Dieser Vorgang wird in der Fachwelt oft auch mit Luftschleifen bezeichnet.Dabei ist die Dauer des Luftschleifens je nach Lage der Rohteilkonturim Toleranzfeld unterschiedlich. Hierdurch wird in vielen Fällen unnötig vielZeit fürdas Schleifen benötigt.Zusätzlichführt die hoheQualitätsanforderungnach sichereren Fertigungsprozessen dazu, dass der zulässige Toleranzbereich nichtvoll ausgeschöpftwird. Dadurch erfolgt in der Mehrheit der Fälle ein unnötig langes Luftschleifen. Allerdingskann auf das Luftschleifen nicht verzichtet werden, da immer wiedereinzelne Rohwerkstückedie größte zulässige Rohteilkonturaufweisen oder aufweisen könnten.
    [0008] DieAufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahrenanzugeben, mit der bzw. mit dem die für die für die Herstellung einer Fertigkontureines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehrerenArbeitsgängenbenötigteZeit soweit wie möglichverkürztund dennoch ein Werkzeugbruch oder eine unzulässige Bauteilerwärmung verhindertwird.
    [0009] Hinsichtlichder Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mitden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungensind in den Ansprüchen2 bis 7 beschrieben. Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabedurch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. VorteilhafteWeiterbildungen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 9 und10 angegeben.
    [0010] Durchdie vorbeschriebene Lösungwird vorteilhaft erreicht, dass ein unnötiges, die Bearbeitungszeit verlängerndesLuftschleifen vermieden wird. Durch die Maßnahme, dass das Messen funktionellvon der Schleifmaschine getrennt ist, wird weiterhin vorteilhafteine weitere Reduzierung der Arbeitszeit auf der im Verhältnis zueiner Prüfeinrichtungteuren Schleifmaschine erreicht.
    [0011] DieErfindung betrifft in einer konkreten Ausführungsform eine Vorrichtungzum Schleifen einer Fertigkontur von Nocken einer Nockenwelle miteiner Schleifmaschine und einer diese steuernden Steuereinrichtung,wobei durch die Steuereinrichtung Schleifprogramme vorgebbar sind,welche Vorgabewerte hinsichtlich der Schleifparameter Drehzahl desSchleifmittels und/oder des Werkstücks, Vorschub, Zustellung undAxialposition des Werkstückesbeinhalten.
    [0012] Entsprechendder Erfindung weist die Vorrichtung vorzugsweise folgende Komponentenauf: • eineMesseinrichtung zum Messen der zu schleifenden Rohteilkontur desWerkstückes; • einenProzessrechner zur Bestimmung und/oder Auswahl eines oder mehrererSchleifprogramme; • eineerste Datenübertragungseinrichtungzwischen der Messeinrichtung und dem Prozessrechner sowie eine zweiteDatenübertragungseinrichtungzwischen dem Prozessrechner und der Steuereinrichtung, wobei dievon der Messeinrichtung gemessenen Messwerte der Rohteilkontur über dieerste Datenübertragungseinrichtungdem Prozessrechner zuführbarsind, in Abhängigkeitvon diesen Messwerten im Prozessrechner mindestens ein Schleifprogrammbestimmt und/oder ausgewähltwird und überdie zweite Datenübertragungseinrichtungder Steuereinrichtung zuführbarist und die Schleifmaschine von der Steuereinrichtung entsprechenddem bestimmten und/oder ausgewähltenSchleifprogramm steuerbar ist.
    [0013] Dabeiist es zunächstunerheblich, ob die Datenverbindung mittels einer fixen Verbindung,beispielsweise überKabel, Funk usw., oder mittels einer nicht fixen Verbindung, beispielsweise über eineDiskette oder Markierungen auf dem Werkstück – der jeweiligen Nockenwelle – usw.,dargestellt ist.
    [0014] Ineiner bevorzugten Ausführungsformsind beide Datenverbindungen als fixe Verbindungen in Form von Kabelnausgebildet. Die Datenübertragungerfolgt überdie üblichenin der Industrie-Steuerungstechnik verwendeten Protokolle bzw. Bussysteme,wie beispielsweise Profibus oder Interbus. Der Prozessrechner kannein industrietauglicher Personalcomputer, ein Mikrorechner odereine andere Datenverarbeitungseinrichtung sein.
    [0015] Weiterbetrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Fertigkontureines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehrerenArbeitsgängen,vorzugsweise an Nocken einer Nockenwelle, bei welchem die Rohteilkonturdes Werkstückesin jedem Arbeitsgang um ein vorgebbares Maß abgeschliffen wird, sodassnach dem letzten Arbeitsgang die Fertigkontur des Werkstückes vorliegt.
    [0016] Entsprechendder Erfindung werden bei diesem Verfahren folgende Verfahrensschritteausgeführt: a) vor Beginn des Schleifprozesses wird dieRohteilkontur des Werkstückesgemessen; b) die ermittelten Messwerte werden direkt oder indirekt aneine Steuereinheit übermittelt; c) in Abhängigkeitvon diesen Messwerten wird entweder ein auf die tatsächlicheRohteilkontur angepasstes Schleifprogramm errechnet, bei dem dieSteuerung der Zustellung des Schleifmittels der Schleifmaschineunter Berücksichtigungder tatsächlichenRohteilkontur erfolgt, oder ein vorgegebenes und abgespeichertesSchleifprogramm ausgewählt,bei dem die Steuerung der Zustellung des Schleifmittels der Schleifmaschinean die tatsächlicheRohteilkontur im Vergleich zu den übrigen auswählbaren Schleifprogrammen ambesten angepasst ist.
    [0017] Dabeiwerden die Schleifprogramme auf folgende Art und Weise bestimmt:Aus der Messung der Rohteilkontur bestimmt sich direkt, bis zu welchemMaß dieSchleifscheibe mit maximaler Zustellgeschwindigkeit an das zu schleifendeWerkstückherangefahren werden kann. Im Idealfall wird dabei die Schleifscheibemit maximaler Zustellgeschwindigkeit bis unmittelbar an die Rohteilkonturherangefahren. Es kann aber auch sicherheitshalber die Schleifscheibenicht vollständigan die gemessene Rohteilkontur herangefahren werden, sondern einLuftschleifen übereine Strecke von 0,02 mm bis 0,1 mm voreingestellt werden. Die Größe bestimmtsich aus der Messgenauigkeit des Messsystems zur Vermessung derKonturen. Aus der gemessenen Rohteilkontur wird gleichzeitig dasSchleifaufmaß,das heißtdie Dicke des abzuschleifenden Materials, bestimmt. Daraus werdendie verschiedenen Bereiche fürdas Schrupp-, Schlicht- und Feinschlichtschleifen und damit diezugehörigenZustellgeschwindigkeiten festgelegt. Dabei ist der Werkstoff einschließlich derHärte unddie geometrische Gestaltung des zu schleifenden Werkstückes vonBedeutung. DünneBauteile können nichtsoviel Wärmeabführenwie dicke Massivbauteile. Je nach Werkstoffbeschaffenheit werdenunterschiedliche Wärmemengenbei gleicher Zustellgeschwindigkeit freigesetzt. In gleicher Weisewerden, je nach Möglichkeitder Maschine, die Drehzahlen von Werkstück und Werkzeug festgelegt.Zur Auslegung derartiger Programme sind dem Fachmann Kriterien undVorgaben bekannt.
    [0018] Mitdem erfindungsgemäßen Verfahrenist, entgegen dem Stand der Technik, das Schleifaufmaß, entsprechendder Messgenauigkeit des Messsystems bekannt. Damit wird nach denin der Schleiftechnik üblichenVerfahren das Schleifprogramm mit dem jeweils optimalen Zustellprogrammbestimmt. Das heißt:Es wird jeweils, genau angepasst, die schnellstmögliche Zustellung festgelegt,bei der noch keine Überhitzungdes Werkstückeserfolgt und die Fertigkontur genau erreicht wird. Für die Bestimmungder Zustellprogramme, bei denen der Vorschub je Umdrehung des Werkstückes festgelegtwird, ist die mit dem Schleifprozess erfolgende Energie- und Leistungseinbringungvon wesentlicher Bedeutung, damit Schleiffehler, wie Schleifbrandund Weichhautbildung, verhindert werden können. Der dabei zulässige Vorschubist zudem werkstoffabhängig.
    [0019] Aufgrundder genauen Kenntnis der abzuschleifenden Schichtdicke wird beider Erfindung eine genaue Abstimmung der Schrupp- und Schlicht-und Feinschlichtschleifvorgängeermöglicht.Das jeweils an das abzuschleifende Schleifaufmaß angepasste Schleifprogrammführt dabeioft zu optimierten und verkürzten Schleifzeiten,da z.B. der Zustellweg fürdas Schruppen im Vergleich zum Schlichten erhöht werden kann, während dieLuftschleifphase auf ein Minimum reduziert oder gar eliminiert wird.
    [0020] Ineiner bevorzugten Ausführungsformdes Verfahrens werden eine Vielzahl vorberechneter Programme mitihrer jeweiligen Zuordnung zu einer bestimmten Rohteilkontur imProzessrechner eingespeichert. Währenddes Fertigungsprozesses wird das jeweils der gemessenen Rohteilkonturzugeordnete Programm vom Prozessrechner ausgewählt.
    [0021] Ineiner anderen vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist essogar möglich,die Schleifprogramme in-line zu berechen. Als Rechenkriterium kannhier die Energie und/oder Leistungsbilanz verwendet werden. Dabeiwerden in Abhängigkeitvon Schichtdicke und anderen üblichenParametern die maximal zulässigenZustell wege pro Umdrehung des Werkstücks zugrunde gelegt und mathematischdaraus das Schleifprogramm mit dem Zustellprogramm bestimmt, welchesdie Bearbeitungszeit minimiert.
    [0022] Daserfindungsgemäße Verfahrenist sowohl fürNockenwellen mit jeder beliebigen Anzahl von Nocken als auch anderezu schleifende Funktionsbauteile anwendbar. Dabei kann für jedesBauteil ein separates Schleifprogramm oder in einfacheren Fällen auchfür Gruppenvon Funktionsbauteilen dasselbe Schleifprogramm ausgewählt werden.Die Übertragungder Daten zur Steuerung der Schleifmaschine erfolgt dabei entwederim Block aller fürdie entsprechenden Teile benötigtenSchleifprogramme oder Stückfür Stück je nach Bedarfunmittelbar vor Zustellung der Schleifscheibe an die entsprechendePosition.
    [0023] Ineiner vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Bauteilemit Markierungen, wie Seriennummern, Barcodes oder ähnlichemversehen, die im Prozessrechner mit den Messdaten der Rohteilkonturen verknüpft werden.Diese Daten könnendann auch off-line an die Steuerung der Schleifmaschine übermittelt werden.Beim Einlaufen der Wellen in die Schleifmaschine werden diese Codesgelesen und daraus die zugehörigenProgramme geladen. Dabei ist in einer Weiterbildung die Markierungdirekt die Kennzeichnung der zu verwendenden Schleifprogramme.
    [0024] Anhandder in den 1 und 2 gezeigtenAusführungsbeispielewird die Erfindung nähererläutert.
    [0025] 1 zeigtden schematischen Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Schleifenvon Nockenwellen.
    [0026] In 2 istder Nocken und die Lage der Fertigteilkontur sowie der unteren undoberen Toleranzgrenze der Rohteilkontur dargestellt.
    [0027] Inder 1 ist schematisch dargestellt, wie die Nockenwelle 1 mitdem zu schleifenden Funktionsbauteil 2, beispielweise demNocken, sich in der Messstation zum Messen der Rohteilkontur amEnde der Montagelinie (hier nicht dargestellt) befindet. Mit einerzum Messen verwendeten Sensorik 13, hier im Beispiel ein Messtasteroder eine Lasertriangulationseinrichtung, werden die Profildatendes Nockens 2 erfasst. Die Messwerte werden über dieSignalleitung 9 einem Prozessrechner 5 zugeführt. DerProzessrechner 5 verfügt über einenDatenspeicher 7 zur Abspeicherung mehrerer Schleifprogramme,welche insbesondere Zustellprogramme beinhalten. Weiterhin verfügt der Prozessrechner 5 über einRechenwerk 6, einen zweiten Datenspeicher 8 undentsprechende interne Datenleitungen 10, die üblicherweisedurch einen Datenbus realisiert werden. Im Rechenwerk 6 desProzessrechners 5 wird aufgrund des Einganges an der Signalleitung 9,dem Messwert, ein entsprechendes Schleifprogramm aus dem Datenspeicher 7 ausgewählt undin den Datenspeicher 8 abgelegt. Über die Datenleitung 11 wirddas entsprechende Schleifprogramm, welches insbesondere das entsprechende Zustellprogrammbeinhaltet, an die Steuerung 4 der Schleifmaschine 3 übertragen.
    [0028] Parallelhierzu wird die Nockenwelle 1 mit einem entsprechenden Übergabehandling 14,beispielsweise einem Roboter, in die Schleifmaschine 3 zurBearbeitung eingebracht. Überdie Steuersignalleitungen 12a und 12b werden diezur Steuerung der Schleifmaschine erforderlichen Daten übertragenund die Nockenwelle 1 entsprechend dem ausgewählten Steuerprogrammgeschliffen.
    [0029] Ineiner Abwandlung des vorstehend beschriebenen Vertahrens wird dieNockenwelle nach der Messung der Rohteilkontur eindeutig markiert(z.B. Barcode) und überdie Steuerleitung 12a auch ein Erkennungssignal zur Erkennung,welche Nockenwelle gerade in der Schleifmaschine eingelegt ist,an die Steuerung 4 übertragen.Die Markierung trägtdabei die Information überdie gemessene Rohteilkontur oder das auszuwählende Schleifprogramm. DieSteuerung 4 wähltdaran anschliessend aus einer Zuordnung von Erkennungssignalen zuSchleifprogrammen das entsprechende Schleifprogramm aus.
    [0030] Ineiner alternativen Ausführungsformfordert die Steuerung 4, ausgehend vom Erkennungssignal,das Schleifprogramm vom Prozessrechner 5 an.
    [0031] Erfindungsgemäß können derProzessrechner 5 und die Steuerung 4 in eine Recheneinheit 15 integriertsein. Die genaue Ausgestaltung der Recheneinheit kann jedoch sehrunterschiedlich sein. Auch können dieDatenleitungen 9, 10, 11, 12a, 12b inein Bussystem, wie es im Maschinenbau üblich ist, integriert sein.
    [0032] Anhandder Tabelle 1 und der 2 erfolgt eine Gegenüberstellungdes Standes der Technik zum erfindungsgemäßen Verfahren. Als Beispielist eine Nockenwelle 1 mit Nocken 2 ausgewählt, beidenen das abzuschleifende Übermaß der Rohteileinnerhalb der Hüllkurven 17 bis 18 liegt.Dieses Übermaß der Rohteile nachder Montage, bezogen auf die Fertigteilkontur 16, auchAufmaß genannt,schwankt fertigungsbedingt im Beispiel in einem Intervall von Fertigteilkonturplus 0,1 mm (Hüllkurve 17)bis Fertigmaß plus0,5 mm (Hüllkurve 18).Dabei müssendie Übermaße an allenPunkten der äußeren Umfangskonturdes Nockens innerhalb des Bereiches zwischen der Hüllkurve 17 undder Hüllkurve 18 liegen.Im ausgewähltenBeispiel beträgtdas tatsächliche Übermaß an irgendeinemPunkt der Kontur 0,35 mm.
    [0033] DieZustellung der Schleifscheibe muss so erfolgen, dass in keinem Falldie Schleifscheibe mit höchsterGeschwindigkeit, wie sie fürdas Heranfahren der Scheibe an das Werkstück verwendet wird, in die Werkstückoberfläche eintaucht.
    [0034] Nachdem Stand der Technik, wie er in der linken Hälfte der Tabelle 1 gezeigtist, wird die Schleifscheibe deshalb bis an die Hüllkurve 18 für das größtmögliche Übermaß herangefahren.Daran anschließendwerden je Umdrehung des Werkstückesbestimmte Zustellwege gefahren, bis im letzten Schritt, hier die7. Umdrehung, das Freifunken mit Zustellung 0 mm erfolgt und dasWerkstückauf die Fertigteilkontur 16 geschliffen wurde.
    [0035] Nachdem Stand der Technik bedeutet das 7 Zustellungen mit einem Gesamtzustellwegvon 0,5 mm. Die gesamte Prozesszeit beträgt dann beispielsweise ca.7 Sekunden.
    [0036] Wieder Tabelle zu entnehmen ist, wurde die Zustellung jedoch für einenWeg von 0,15 mm mit fürdas Schleifen angepasster Geschwindigkeit durchgeführt, obwohl garkein Abschleifen von Werkstoff erfolgt ist. Dieser Vorgang wirdin der Technik auch mit Luftschleifen bezeichnet.
    [0037] Mitdem erfindungsgemäßen Verfahren,wie es in der rechten Hälfteder Tabelle 1 dargestellt ist, wird dieses Luftschleifen vollständig beseitigt.Die Zustellung erfolgt direkt an die Hüllkurve des gemessenen Übermaßes, hier+0,35 mm. In 5 weiteren Umdrehungen des Werkstückes ist die Schleifoperationbeendet. Die Einsparung an Prozesszeit beträgt im genannten Beispiel etwa2 Sekunden je Nocken.
    [0038] Wiein der Tabelle 1 weiterhin dargestellt ist, sind bei Anwendung deserfindungsgemäßen Verfahrens dieZustellungen fürdie ersten 2 Umdrehungen größer alsbeim Stand der Technik. Hier ist eine vorteilhafte Weiterbildungdes Verfahrens gezeigt, bei dem die Zustellgeschwindigkeit in Abhängigkeitvon der Dicke des Übermaßes angepasstwird. Für Übermaße, dierelativ groß sind,wird in der Regel mit hoher Zustellgeschwindigkeit geschliffen (Schruppschleifen).Erst bei geringen Übermaßen erfolgteine Absenkung der Zustellgeschwindigkeit (Schlicht-, Feinschlichtschleifenoder Ausfunken). Die hohe Zustellgeschwindigkeit beim Schruppschleifenmuss so bemessen sein, dass nicht zu viel Leistung in das Werkstück eingebrachtwird und entsprechend keine Überhitzungdes Werkstückeserfolgt. So ist im Beispiel als Maximalwert, beim Übermaß von 0,500mm, eine Zustellung von 0,400 mm je 4 Umdrehungen bis zu einem Aufmaß von 0,100mm und eine entsprechende Leistungseinbringung vorgesehen. Beträgt das Übermaß jedochnur 0,350 mm, kann diese Zustellung bis zum Aufmaß von 0,100mm sogar noch erhöhtwerden, wobei die gesamte Zustellung den Wert der ursprünglichenLeistungseinbringung nicht überschreitendarf. Als Maß hierfür kann dasZeitspanvolumen herangezogen werden.
    [0039] Über diebeschriebenen Vorteile hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahrennoch weitere wichtige Vorteile. So ermöglicht die Messung vor demSchleifen eine Aussortierung von Wellen, bei denen die Rohteilkonturder Funktionsbauteile bereits zu klein ist, d.h. nicht mehr im Toleranzbandliegt. In diesem Fall kann die Welle auch durch eine Weiterbearbeitungnicht mehr zu einem Gutteil werden, sodass ein Schleifen nicht mehr notwendigist. Dadurch werden Ausschussteile nicht mehr weiterverarbeitetund die dafürnötigenBearbeitungszeiten und -kosten eingespart.
    [0040] Dernoch größere Vorteilist zudem auch darin zu sehen, dass Werkstücke mit einem Übermaß, das über diegrößtzulässige Hüllkurve 18 hinausgeht,ohne Folgeschaden bearbeitet werden können. Dadurch wird es möglich, dieToleranzanforderungen teilweise oder für die Zeit bestimmter Produktionsproblemeabzusenken.
    [0041] Weiterhinkann die Qualitätder Rohteile mit statistischer Breite bestimmt werden, sodass eineFrüherkennungvon sich anbahnenden Problemen bei vorgelagerten Fertigungsprozessenmöglichwird.
    [0042] Esist offensichtlich, dass das hier beschriebene Verfahren und diehier beschriebene Vorrichtung auch für andere Bauteile als gebauteNockenwellen angewendet werden kann. Die Anwendung kann beispielsweise auchfür gegosseneoder geschmiedete Nockenwellen, Kurbelwellen, Steuerwellen sowiedas Schleifen von Lagerstellen von Getriebewellen erfolgen.
    1 Nockenwelle 2 Funktionsbauteil,Nocken 3 Schleifmaschine 4 Steuerung 5 Prozessrechner 6 Rechenwerk 7 Datenspeicher 8 Datenspeicher 9 Signalleitung 10 interneDatenleitung 11 Datenleitung 12a Steuersignalleitung 12b Steuersignalleitung 13 Sensorik,Messtaster 14 Zuführung Nockenwellein Schleifmaschine, Übergabehandling 15 Recheneinheit 16 Fertigteilkontur 17 Hüllkurve,untere Toleranzgrenze der Rohteilkontur 18 Hüllkurve,obere Toleranzgrenze der Rohteilkontur
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Vorrichtung zum Herstellen einer Fertigkontureines eine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehrerenArbeitsgängen,vorzugsweise an Nocken (2) einer Nockenwelle (1),umfassend eine Schleifmaschine (3), die ein Schleifmittelzum Abschleifen eines der Differenz zwischen Rohteilkontur und Fertigkonturentsprechenden Übermaßes aufweist,und eine Steuereinrichtung (4) zum Ansteuern der Schleifmaschine(3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung(13) zum Messen der tatsächlichen Rohteilkontur desWerkstückesvorgesehen ist, welche mittels mindestens einer Datenübertragungseinrichtung(9, 10, 11, 12a, 12b)mit der Steuereinrichtung (4) direkt oder indirekt gekoppeltist, sodass die von der Messeinrichtung (13) ermitteltenMesswerte der Steuereinrichtung (4) zuführbar und aus diesen Messwertenvon der Steuereinrichtung (4) mindestens Vorgabewerte für die Steuerungder Zustellung des Schleifmittels bestimmbar sind.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Messeinrichtung (13) separat von der Schleifmaschine(3) angeordnet und zwischen der Messeinrichtung (13)und der Schleifmaschine (3) eine Transporteinrichtung für den Werkstücktransportvorgesehen ist.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen die Messeinrichtung (13) und die Steuereinrichtung(4) ein Prozessrechner (5) geschaltet ist, demdie Messwerte der Messeinrichtung (13) über eine erste Datenübertragungseinrichtung(9) zuführbarsind, sodass durch den Prozessrechner (5) in Abhängigkeitvon den Messwerten ein fürdie vorliegende Schleifaufgabe geeignetes Schleifprogramm auswählbar ist,welches übereine zweite Datenübertragungseinrichtung(11) an die Steuereinrichtung (4) übertragbarist.
    [4] Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, mit denendie durch die Messeinrichtung (13) ermittelten Messwertedirekt oder indirekt dem einzelnen Werkstück zugeordnet werden.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Mittel dem Werkstückeine die Messwerte beinhaltende Codierung zuordnen und dass weitereMittel vorgesehen sind, die die Codierung beim Einlegen des Werkstücks in dieSchleifmaschine (3) lesen.
    [6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass Mittel vorgesehen sind, mit denen Werkstücke nach dem Messen der Rohteilkonturin der Messeinrichtung (13) dann nicht einer weiteren Bearbeitungzugeführtwerden, wenn die gemessene Rohteilkontur die Fertigkontur über einzulässiges Toleranzfeldhinaus unterschreitet.
    [7] Vorrichtung zum Schleifen einer Fertigkontur vonNocken (2) einer Nockenwelle (1) mit einer Schleifmaschine(3) und einer diese steuernden Steuereinrichtung (4),wobei durch die Steuereinrichtung (4) Schleifprogrammevorgebbar sind, welche Vorgabewerte hinsichtlich der SchleifparameterDrehzahl des Schleifmittels und/oder des Werkstücks, Vorschub, Zustellung undAxialposition des Werkstückesbeinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens folgende Komponentenvorgesehen sind: • eineMesseinrichtung (13) zum Messen der zu schleifenden Rohteilkonturdes Werkstückes; • ein Prozessrechner(5) zur Bestimmung und/oder Auswahl eines oder mehrererSchleifprogramme; • eineerste Datenübertragungseinrichtung(9) zwischen der Messeinrichtung (13) und demProzessrechner (5) sowie eine zweite Datenübertragungseinrichtung(11) zwischen dem Prozessrechner (5) und der Steuereinrichtung(4), wobei die von der Messeinrichtung (13) gemessenen Messwerteder Rohteilkontur überdie erste Datenübertragungseinrichtung(9) dem Prozessrechner (5) zuführbar sind, in Abhängigkeitvon diesen Messwerten im Prozessrechner (5) mindestensein Schleifprogramm bestimmt und/oder ausgewählt wird und über diezweite Datenübertragungseinrichtung(11) der Steuereinrichtung (4) zuführbar istund die Schleifmaschine (3) von der Steuereinrichtung (4)entsprechend dem bestimmten und/oder ausgewählten Schleifprogramm steuerbarist.
    [8] Verfahren zum Herstellen einer Fertigkontur eineseine Rohteilkontur aufweisenden Werkstückes durch Schleifen in mehrerenArbeitsgängen,vorzugsweise an Nocken (2) einer Nockenwelle (1 ),bei welchem die Rohteilkontur des Werkstückes in jedem Arbeitsgang umein vorgebbares Maß abgeschliffenwird, sodass nach dem letzten Arbeitsgang die Fertigkontur des Werkstückes vorliegt,gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) vor Beginndes Schleifprozesses wird die Rohteilkontur des Werkstückes gemessen; b)die ermittelten Messwerte werden direkt oder indirekt an eine Steuereinheit(4) übermittelt; c)in Abhängigkeitvon diesen Messwerten wird entweder ein auf die tatsächlicheRohteilkontur angepasstes Schleifprogramm errechnet, bei dem dieSteuerung der Zustellung des Schleifmittels der Schleifmaschine(3) unter Berücksichtigungder tatsächlichenRohteilkontur erfolgt, oder ein vorgegebenes und abgespeichertes Schleifprogrammausgewählt,bei dem die Steuerung der Zustellung des Schleifmittels der Schleifmaschine(3) an die tatsächlicheRohteilkontur im Vergleich zu den übrigen auswählbaren Schleifprogrammen ambesten angepasst ist.
    [9] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass bei einem nicht veränderbarenSchleifprogramm mit mehreren Schleifarbeitsgängen, abhängig von den ermittelten Messwertender Rohteilkontur, ein erster Schleifarbeitsgang übersprungenwird.
    [10] Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass zusätzlichzu dem ersten Schleifarbeitsgang weitere, sich an den ersten anschließende Schleifarbeitsgänge übersprungenwerden.
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