DE1648520C3 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Auswuchten von Wuchtkörpern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Auswuchten von Wuchtkörpern mit vorbestimmten Ausgleichsstellen. hei dem die Unwucht nach Größe und Winkellage gemessen und gespeichelt wird, der Wuchtkörper in die gemessene Winkellage eingedreht und der Ausgleich durchgeführt wird und diese Schritte mehrmals wiederholt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Meßvorrichtung für die Unwucht, einem Winkel- und Größenspeicher für die gemessene Unwucht und mit Eindrehmitteln.

Verfahren und Vorrichtungen zum automatischen Auswuchten von Wuchtkörpern in vorgegebenen Winkellagen sind bekannt. Diese Verfahren und Vorrichtungen haben besondere Bedeutung im Zusammenhang mit dem sogenannten georteten Auswuchten, bei dem der Wuchtkörper an konstruktiv bereits vorher festgelegten Auswuchtstellen den Massenausgleich erfährt. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind bisher nur für das Positionieren solcher Wuchtkörper geeignet, bei denen die Massenausgleichsstellen in einer äquidistanten Winkelteilung am Wuchtkörper vorgesehen sind.

Vor allem sind die bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen nicht für das rasche und wirtschaftliche Ausgleichen auf sehr hohe Genauigkeiten geeignet, da die hierbei erforderlichen Vor- und Nachwuchtgänge nicht ohne Umrüstung der Auswuchtmaschine oder Abnahme des Wuchtkörpers unmittelbar aufeinanderfolgend abgerichtet werden können. Der Grund dafür liegt darin, daß bei einer Wuchtmaterialentnahme, beispielsweise durch Bohren, im Feinwuchtvorgang an der Materialentnahmestelle sich bereits eine Bohrung vom Grobwuchtvorgang her befindet. Die Ausgangslage der Bohrerspitze ist also nicht mehr die ursprüngliche. Die Messung der im Feinausgleichsvorgang abzubohrcnden Materialmenge erfordert deshalb meßtechnisch einen außerordentlich großen Aufwand, z. B. eine Speicherung des im Grobwuchtvorgang weggenommenen Materials. Das Auswuchten von Wuchtkörpern unter eine bestimmte Wuchtgenauigkeitsgrenze, die zwei oder mehrere Auswucht'äufe bedingt, erforderte also bisher stets ein Umrüsten der Maschine zwischen den einzelnen Auswuchtgängen. Manuell vorgenommene Umrüstungen stehen aber einerseits einer automatischen Auswuchtung entgegen und bedingen andererseits in der Serienfertigung große Zeitverluste.

Es ist ebenfalls eine Vorrichtung bekannt, bei der dei Ausgleichsbohrer nicht noch einmal in ein schon vorhandenes, zum Ausgleich gebohrtes Loch eintaucht. Bei dieser bekannten Vorrichtung wandern die nach den vorgenommenen Ausgleichsvorgängen resultierenden Unwuchten in Sprüngen von annähernd 90° um den Umfang des Wuchtkörpers herum. Bei der bekannten Vorrichtung wird hierzu die Unwucht nach Größe und Winkellage gemessen, in einem Speicher gespeichert und der Wuchtkörper in eine vom Winkelspeicher bestimmte Lage eingedreht. Die Eindrehung erfolgt so, daß der Ausgleich an einer zu der gemessenen Unwucht in einer vorgegebenen Richtung versetzten Stelle erfolgt. Bei Wuchtkörpern, bei denen 1 ^r an bestimmten Stellen ein Ausgleich vorgenommen werden darf, ergibt sich hierbei die Gefahr, daß bei der bekannten Vorrichtung, nachdem die resultierende Unwucht um 90^r gesprungen ist, diese an einer Stelle auftritt, die durch eine Ausgleichsbohrung nicht verändert werden darf. Weiterhin weist die bekannte Vorrichtung auch den Nachteil auf, daß im wesentlichen nur vier Ausgleichsbohrungen vorgenommen werden können, da sonst die Gefahr besteht, daß der Ausgleichsbohrer wieder in ein schon vorhandenes Loch, welches bei einem vorausgegangenen Ausgleichsvorgang gebohrt wurde, angesetzt wird. Es kann daher bei der

bekannten Vorrichtung nur ein bestimmter Feinheitsgrad des Unwuchtausgleiches erzielt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung an automatischen Auswuchtmaschinen vorzuschlagen, mittels denen Wuchtkürper ohne Umrüstung in aufeinanderfolgenden Wuchtgängen an vorbestimmten Ausgleichsstellen positionit_n und ausgeglichen werden können. Außerdem soll dazu keine äquidistante Winkelteilung der vorbestimmten Ausgleichsstellen erfo/derlich sein.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am Wuchtkörper mindestens zwei Sätze von auf gegeneinander verschobenen Winkelteilungen liegenden Ausgleichsstellen vorbestimmt werden und diesen Ausgleichsstellen entsprechende Markierungen auf einer Zählskala winkelgerecht aufgezeichnet werden und daß beim Eindrehen des Wuchtkörpers die Zählskala mit dem Wuchtkörper in Phase mit umläuft und bei 2u Koinzidenz einer gespeicherten Unwucht mit einer Markierung auf der Zählskala der Eindrehvorgang beendet wird.

Es erweist sich als vorteilhaft, daß die Ausgleichsstellen in einer Ebene des Wuchtkörpers in der Rei- »5 henfolge der natürlichen Zahlen numeriert sind und die ungeradzahlig numerierten Ausgleichsstellen im Grobwuchtvorgang und die geradzahlig numerierten Ausgleichsstellen im Feinwuchtvorgang bearbeitet werden.

Die zur Durchführung des erfindungsgemä'jen Verfahrens verwendete Vorrichtung, welche eine Meßvorrichtung für die Unwucht, einen Winkel- und Größenspeicher für die gemessene Unwucht und Eindrehmittel aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler und der Winkelspeicher mit einem Vergleicher verbunden sind und daß der Ausgang des Vergleichers mit den Eindrehmitteln verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der verwendeten Zählskala mit Markierungen der Ausgleichsstellen am Wuchtkörper und deren Abtastung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Antriebe der Auswuchtmaschine und der Positioniereinrichtung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild, aus dem der Funktionsablauf beim Positionieren des Wuchtkörpers hervorgeht.

Eine Zählskala 1 trägt Markierungen entsprechend den Ausgleichsstellen eines Wuchtkörpers, die mit eins beginnend in der Reihenfolge der natürlichen Zahlen numeriert sind, und von einer Fotozelle 4 abgetastet werden. Diese Markierungen können Hell-Dunkelfelder, Lochspuren od. dgl. sein.

Die Markierungen können schwarz auf weiß oder umgekehrt aufgebracht sein. Außerdem entsprechen die Abstände zwischen den Markierungen der Winkelteilung der Ausgleichsstellen am Wuchtkörper. Der Zählskala 1 ist eine Nebenspur 2 zugeordnet, die von einer Fotozelle S abgetastet wird. Die Nebenspur 2 dient zur Festlegung des Zählbeginnes auf der Zählskala 1.

Die Steuerung ist so aufgebaut, daß jeder Ausgleichsstelle entweder ein Schwarz-weiß-Übergang oder ein Weiß-schwarz Übergang entspricht. Der Zählbeginn ist durch die Nebenspur 2 dann festgelegt, wenn sich die Fotozelle 4 farblich mit der Fotozelle 5 in Koinzidenz befindet. Die Anzahl der Zählskalen 1 entspricht der Anzahl der vorhandenen oder vorgesehenen Ausgleichsebenen. Die Anzahl von Nebenspuren entspricht im allgemeinen der Anzahl von Zählskalen 1. Sie kann sich erhöhen, wenn z. B. gleiche, aber untereinander phasenverschobene Winkelteilungen verschiedener Ausgleichsebencn vorliegen.

Gemäß F i g. 2 wird der Wuchtkörper durch ein Antriebsaggregat 7 an einer allgemein mit 8 bezeichneten Auswuchtmaschine angetrieben. Ein Positionierantrieb 10 ist über eine gesteuerte Kupplung mit der Auswuchtmaschine 8 verbunden. Während des Meßvorganges auf der Auswuchtmaschine 8 ist dieser Positionierantrieb 10 abgekuppelt.

Das Vorgehen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und die Funktionsweise der Vorrichtung wird an Hand der F i g. 3 erläutert.

Bei Beendigung eines Meßlaufes wird durch ein Kommando »Bremsen« ein Antriebsmotor AM im Antriebsaggregat 7 abgebremst und zugleich die Schnelldrehzahl eines Positioniermotors PM eingeschaltet. In einem Drehzahlvergleicher T wird die Drehzahl des Antriebsmotors AM während des Bremsvorganges mit der des Positioniermotors /¹A/ verglichen. Der Drehzahlvergleicher T erhält außerdem eine Information der Meßelektronik darüber, ob ein Massenausgleich erfolgen muß oder nicht. Im verneinenden Falle wird der Antriebsmotor A M bis zum Stillstand abgebremst. Bejahendenfalls wird bei Drehzahlgleichheit des Antriebsmotors AM und des Positioniermotors /'Λ7 die Kupplung 11 eingeschaltet und die Bremsung des Antriebsmotors AM aufgehoben. Das Einschalten der Kupplung 11 wird mittels einer Überwachungseinrichtung /Ct/ überwacht, die gleichzeitig die Fotozellen 4 und 5 einschaltet. Wenn beide Fotozellen 4 und S weiß sehen, ist Zählbereitschaft gegeben. Dies wird in einem Bereitschaftsspeicher B vermerkt. Der Bereitschaftsspeicher B bereitet nun einen Zähler Z zum Zählen vor. Dem Zähler Z ist ein automatischer Umschalter für die Zählvorgänge im ersten Wuchtgang sowie den darauffolgenden Wuchtvorgängen zugeordnet. Gezählt wird jeweils der Weiß-schwarz-Ubergang der Stellenmarkierungen. Der Zählstand wird einem Vergleicher V mitgeteilt, in den auch die Informationen eines Komponentenspeicher KO von der Meßelektronik einlaufen. Der Komponentenspeicher KO speichert die Angabe darüber, an welchen Ausgleichsstellen Unwuchten vorliegen, h. h. Ausgleichsvorgänge vorgenommen werden müssen. Wenn die Zählerstellung und die Komponentenmeldung übereinstimmen, wird ein Positionsmelder P eingeschaltet. Dieser schaltet den Positioniermotor PM auf eine langsame Drehzahl um, um innerhalb des durch die Impulsbreite einer Zählskalamarkierung gegebenen Zeitintervalls die verlangte Position genau einzustellen. Sobald jetzt die Zählfotozelle 4 den Übergang schwarz-weiß feststellt, wird der Positioniermotor PM abgeschaltet. Die verlangte Position ist gefunden. Nun schließt sich in an sich bekannter Weise der automatische Massenausgleich einsprechend den Angaben der Meuelcktronik auf Grund des vorangegangenen Meßlaufes an.

Bei Beendigimg des Massenausgleiches wird in einen Ausgleichsspeicher .·! eine Information gegeben. Mittels dieses Ausgleichsspeichers ,-I und des

bereits erwähnten Komponentenspeichers KO wird festgestellt,

1. ob eine weitere Ausglcichsstelle positioniert werden muß oder

2. ob die Ausglcichsfcrtigmcldung AF gegeben werden kann.

Im ersten Fall wird erneut die Schnelldrehzahl des Posilionicrniotors PM eingeschaltet und von neuem eine Positionierung in gleicher Weise, wie oben beschrieben, ausgeführt. Im zweiten Falle bewirkt die Ausglcichsfcrtigmeldung^F sowohl einen neuen Start des Antriebsmotors AM als auch das Umschalten eines Laufspeichers L für den unmittelbar anschließenden Meßlauf entsprechend dem Feinwuchtvorgang. Die Information an den l.aufspeicherL bewirkt nun das automatische Umschalten des Zählers Z, so daß nun eine andere Positionszählung vorgenommen wird. Wurden im ersten Wuchtvorgang durch den Positionszähler jeweils die mit ungeraden Zahlen numerierten Markierungsstein auf der Zählskala 1 sowohl bei der Messung als auch bei der Positionierung berücksichtigt, und die mit geraden Zahlen bezifferten Markierungen ignoriert, so werden nun die den Markierungsstein mit geraden Nummern entsprechenden Ausgleiehsstcllcn des Wuchtkörpers sowohl bei der Messung als auch bei der Positionierung erfaßt. Die Markierungsstein mit geraden Nummern auf der Zählskala 1 entsprechen nun einer Ausgleichswinkelteilung, die gegenüber der bei der Grobwuchtung verwendeten Winkelteilung verschoben ist. Der Vcrschiebungsbclrag der einzelnen Komponenten gegenüber den bei der Grobwuchtung verwendeten Komponenten muß keineswegs für alle Komponenten gleich groß sein. Es kann vielmehr entsprechend den Ausgleichsmöglichkeiten arr Wuchtkörper für jede Komponente ein individuellei Betrag vorgegeben sein. Dadurch läßt sich sehr einfach eine Anpassung an die Ausgleichsmöglichkeiteri des Wuchtkörpers erreichen.

Der Laufspeichcr L kann nach Durchführung des Feinausgleiches noch eine Information für einen anschließenden Kontrollmcßlauf abgeben, um die Auswuchlgenauigkeit und die Restunwucht festzustellen.

ίο Der Laufspeicher L gibt außerdem nach Iirledigung sämtlicher Vorgänge den abschließenden Befehl zui vollen Bremsung des Antriebsmotor. Durch die erfindungsgemäße Anordnung erfolgt also eine Verschiebung der Ausgleichspunkte im Grob- und Feinwuchtvorgang, so daß bei sämtlichen Ausgleichsvorgängcn von einer noch nicht bearbeiteten Oberfläche des Wuchtkörpers ausgegangen werden kann. Die beschriebene Vorrichtung verfährt dabei so, daß innerhalb der Elektronik die hierzu benötigte konstruktiv vorgegebene Phasenverschiebung der Ausgleichswinkelteilungen vorgenommen wird. Es kanr jedoch auch die Steuerung so ausgeführt werden, daC im Feinwuchtvorgang das Ausglcichswcrkzeug dei gleichen Komponente zugeordnet radial in eine neue Ausgleichsposition verschoben wird, falls eine Verschiebung in Umfangsrichtung auf dem Wuchtkörpci nicht möglich ist.

Mit der beschriebenen Vorrichtung und gcmäli dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich also dci Wuchtkörper an einer frei wählbaren Anzahl von Ausgleiehsstcllcn positionieren, die lediglich von dci konstruktiven Formgebung des Wuchtkörpers abhängig sind. Die Zahl der erforderlichen Meß- und Ausgleichsläufc läßt sich dabei beliebig den erforderlichen Ausgleichsvorgängen anpassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum automatischen Auswuchten von Wuchtkörpern mit vorbestimmten Ausgleichsstellen, bei deni die Unwucht nach Größe und .Winkellage gemessen und gespeichert wird, anschließend der Wuchtkörper in die gemessene Winkellage eingedreht und der Ausgleich durchgeführt wird und diese Schritte mehrmals wiederholt werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Wuchtkörper mindestens zwei Sätze von auf gegeneinander verschobenen Winkelteilungen liegenden Ausgleichsstellen vorbestimmt werden und diesen Ausgleichsstellcn entsprechende Markieruiigen auf einer Zühlskala winkelgerecht aufgezeichnet werden und daß beim Eindrehen des Wuchtkörpers die Zählskala mit dem Wuchtkörper in Phase mit umläuft und bei Koinzidenz einer gespeicherten Unwucht mit einer Markie- ao rung auf der Zählskala der Eindrehvorgang beendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsstellen auf dem Wuchtkörper in der Reihenfolge der natürlichen Zahlen numeriert werden und die ungeradzahlig numerierten Ausgleichsstellen im Grobwuchtvorgang und die geradzahlig numerierten Ausgleichsstellen im Feinwuchtvorgang bearbeitet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder 2 mit einer Meßvorrichtung für die Unwucht, einem Winkel- und Größenspeicher für die gemessene Unwucht und mit Eindrehmittcln, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (Z) und der Winkelspeicher (KO) mit einem Vergleicher (V) verbunden sind und daß der Ausgang des Vergleichers (V) mit den Eindrehmitteln verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinrichtung (K(J) vorgesehen ist, welche bei einer vorhandenen Unwucht den Zähler (Z) in Zählbereitschaft hält und daß ein weiterer Speicher (A) mit dem Winkelspeicher (KO) verbunden ist, der das « Vorhandensein oder Fehlen weiterer Unwuchten meldet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleicl.istellen auf der Zählskala (1) fortlaufend numeriert sind und daß ein Laufspeicher (L) mit dem Zähler (Z) in Verbindung steht, der dem ersten Ausgleichslauf die ungeraden Zahlen und dem zweiten Ausgleichslauf die geraden Zahlen zuordnet. '