專利名稱：使用配有進給力傳感器的珩磨進給系統(tǒng)的加工前和加工后鏜孔校準的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及待對磨及絎磨后的鏜孔的校準，更具體的，是應 用珩磨機的進給系統(tǒng)的進給力傳感能力進行的鏜孔校準，目的是提高 精度，并為預計的工具磨損作出補償，用于對磨補償。
背景技術：
在這里，引入Cloutier等人的題為《具有進給力、速率和位置全 面控制的珩磨進給系統(tǒng)》的11/596836號美國專利申請(目前還未授 權)，以及2006年9月5日提交的美國臨時申請60/842321號的公開 內(nèi)容，作為參考文獻。
目前可從Simiien產(chǎn)品公司獲得的某些新型的對磨機使用了進給 力傳感裝置，以改進珩磨加工的控制和結(jié)果。該技術在上述Cloutier 等人的美國和國際專利申請中有詳細描述。
基本上，根據(jù)本發(fā)明，在上述作為參考文獻的專利申請里描述的 進給系統(tǒng)及其它具有力傳感能力的進給系統(tǒng)，可與對磨工具一起使用， 以對精加工的鏜孔或孔(這里使用術語"鏜孔，，)進行可靠的加工前和 加工后校準。此外，在該步驟期間由機器控制計算機收集和處理的數(shù) 據(jù)可用于珩磨工具磨損的精確補償。
目前的鏜孔測量方法一般可分類為加工后的處理方法和加工過程 中的處理方法。加工過程中的處理方法主要在于，或者使用一個在加 工期間插入到鏜孔中的塞規(guī)，或者使用一個氣動測量探頭，該氣動測量探頭或者獨立于工具，或者納入工具，在加工期間測量鏜孔。加工 后校準的復雜程度各有不同，從手動將一鏜孔量規(guī)置于鏜孔中，到使 用自動氣動測量探頭置于鏜孔中并取多個讀數(shù)。目前還不存在已知的 使用不帶任何專用測量附件的工具本身來測量精加工鏜孔的尺寸的方 法。
過去，大多數(shù)珩磨進給系統(tǒng)不具備同時精確測量進給力和進給位
置的能力。因為進給系統(tǒng)和絎磨工具的元件不是完全剛性，而是具有
一定的彈性度，要使用對磨進給系統(tǒng)作為鏜孔測量系統(tǒng)是不切實際的， 除非作用力和位置兩者皆可精確地測量。
現(xiàn)有技術的一個實例中，將力和位置的測量結(jié)合起來。歐洲專利
EP0575675B1 (Grimm等人的《工件鏜孔精加工的方法和機床》)使 用了 一進給力測量裝置，用于在珩磨加工開始之前確定一 目標終點(最 終的編碼器位置)。該方法使用一校準環(huán)(或樣品工件)，具有一個等
于所需最終鏜孔尺寸的鏜孔尺寸。對磨工具在該校準環(huán)的鏜孔中擴張， 直至在進給力測量裝置中測得一定水平的力。為使工具和進給系統(tǒng)的 彈性引起的誤差減到最小，使用最后絎磨周期的最后一個記錄的進給 力。當工具在校準環(huán)中達到該力時，進給系統(tǒng)位置被記錄為下一個絎 磨周期的目標位置。
但是，上述Grimm等人的發(fā)明的一個明顯缺陷是，沒有鏜孔的 加工后的測量，以檢驗是否達到了所需的鏜孔尺寸。因此，機器控制 系統(tǒng)沒有收集精確加工數(shù)據(jù)的能力，以提高珩磨加工的精度。
Grimm等人的發(fā)明的另 一個明顯的缺陷是，沒有注意或認識到靜 態(tài)和動態(tài)條件下測量的差異。在校準環(huán)中，進給力和位置在靜態(tài)條件 下測量，即工具和工件無相對轉(zhuǎn)動和/或行程，但是，在工件鏜孔中， 測量是在珩磨加工的動態(tài)條件下進行，即絎磨工具至少進行轉(zhuǎn)動，工 具和鏜孔之間可能有相對行程運動。經(jīng)驗表明，動態(tài)條件下記錄的作 用力和位置不會與靜態(tài)條件下施加相同水平的力時產(chǎn)生完全相同的鏜 孔測量結(jié)果。
此外，在Grimm等人的發(fā)明中，根據(jù)在至少一個工件已經(jīng)^皮絎磨之前和之后、在校準環(huán)中進行的進給位置的測量之間的差異，定期 地進行工具磨損的補償，因此，作為另一個缺陷，補償不能施加于立 即受影響的一個或多個工件，而是施加于隨后絎磨的工件。
因此，要尋求的是一種進行珩磨工件的鏜孔的加工前和加工后測 量的能力，以檢驗所需的鏜孔尺寸，使機器控制系統(tǒng)能夠收集精確的 加工數(shù)據(jù)，以提高珩磨加工的精度和補償工具磨損。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，公開了 一種進行工件鏜孔的加工前和加工后測量的 能力，使得可在珩磨之前檢驗鏜孔尺寸，可更精確地確定達到所需的 精加工鏜孔尺寸的珩磨參數(shù)，包括要去除的原料或材料量及伴隨的工
具磨損量，以及機器控制系統(tǒng)收集精確加工數(shù)據(jù)的能力，以提高對磨 加工的精度。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個優(yōu)選特性，本發(fā)明進行鏜孔的所有比較測量， 即在靜態(tài)條件下，進行工件鏜孔和校準環(huán)或樣品工件鏜孔的測量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選特性，本發(fā)明在工件鏜孔對磨之前，根 據(jù)珩磨操作中要從工件去除的原料或材料量，進行工具的磨損補償。


圖1是用于實施本發(fā)明方法的各步驟的一個代表性的絎磨機的示 意簡圖，它包括一個進給系統(tǒng)、 一個對磨工具及一個校準環(huán)，該圖示
出珩磨工具在一個待絎磨的象征性工件的一鏜孔中就位；
圖2是根據(jù)本發(fā)明方法的磨石磨損與切削量關系的簡化圖示； 圖3是用于實施本發(fā)明方法的各步驟的一個代表性的多軸^ft磨機
的示意簡圖，它包括用于各軸的各自進給系統(tǒng)、每個軸的置于待對磨
工件的鏜孔中的一個珩磨工具以及與珩磨工具之一相聯(lián)的一個校準
環(huán)；
圖4是高級流程圖，示出本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施例的各步驟； 圖5是可使用本發(fā)明的一個代表性對磨機的軸的局部剖視側(cè)視圖。
具體實施例方式
如圖1所示， 一個對磨工具1固定在一個桁磨機(未示出)的軸
2上，絎磨機例如可以是任何對磨機，可提供用于研磨鏜孔精加工的 所有通常要求的運動(軸的轉(zhuǎn)動以及軸或工件的軸向往復運動)。珩磨 工具包括一個楔形件3，由一進給系統(tǒng)5軸向驅(qū)動。(進給系統(tǒng)的一種 可能的實施例示于圖5，更具體的公開可參照Cloutier等人的《具有 進給力、速率和位置全面控制的辨磨進給系統(tǒng)》，這里作為參考文獻。) 楔形件的端部頂靠磨石6上，從而使之進入工件7的鏜孔中。
楔形件和進給系統(tǒng)的進給力由一個測力傳感器9測量，測力傳感 器9向一放大器10 (如果需要)發(fā)回一電子信號。功率和信號在放大 器和珩磨機計算機控制器12之間傳輸，且傳輸?shù)揭粋€計算機控制電動 機ll。這些裝置的控制產(chǎn)生信號，精確地控制進給系統(tǒng)5的一個進給 電機或其它驅(qū)動部件。
參照圖4，圖4為一流程圖13，示出本發(fā)明方法的一個實施例的 步驟，當珩磨一組工件時，第一個工件必須在某種程度上對磨到成品 尺寸或接近于成品尺寸。這可使用任何數(shù)量的常規(guī)初始化技術完成。 (下面描述這樣的一種方法，Cloutier等人的《具有進給力、速率和位 置全面控制的對磨進給系統(tǒng)》也描述了這種方法，這里作為參考)
當?shù)谝粋€工件的珩磨完成時，軸和行程運動將停止。進給系統(tǒng)于 是撤回磨石6。然后，進給系統(tǒng)移動，再次在工件7的相同的鏜孔中 擴張磨石，雖然這次在靜態(tài)條件下擴張，即銜磨工具和工件不象實際 絎磨一樣進行相對轉(zhuǎn)動和/或往復運動，以從鏜孔表面去除材料或原 料。擴張以一定的預定速率進行，直至測力傳感器9檢測出已經(jīng)達到 一個預定的或目標水平的力。在那一點，進給系統(tǒng)的位置(由進給系 統(tǒng)中的一編碼器確定)作為一個目標進給系統(tǒng)位置被記錄。預定的擴 張速率可以是對于在力的目標水平達到時獲得的位置測量精度而已經(jīng) 優(yōu)化的擴張速率，它不限于一個單一速率或單一進給運動，因為多種
9技術可用于發(fā)現(xiàn)鏜孔，以測得可靠的位置值。(見Cloutier等人的《具 有進給力、速率和位置全面控制的珩磨進給系統(tǒng)》)
進給系統(tǒng)然后再撤回磨石，機器從工件鏜孔中向上移出工具，直 至磨石均勻地位于校準環(huán)8內(nèi)。校準環(huán)多半會具有一個正好是所需成 品尺寸的鏜孔，盡管這里描述的方法可以使用任意尺寸的環(huán)，只要環(huán) 的尺寸和所需的成品尺寸之間的差異包括在控制系統(tǒng)的計算結(jié)果中。 為簡單起見，這里示出的計算結(jié)果假定校準環(huán)已經(jīng)就是所需的成品尺 寸。
磨石位于校準環(huán)內(nèi)，進給系統(tǒng)再次以同樣的預定速率擴張，直至 達到同樣的預定目標進給力。在那一點，進給系統(tǒng)的位置再次被記錄。 該位置的測量與工件鏜孔內(nèi)的測量進行比較，工件鏜孔的實際尺寸因 此可由下式計算出來
DWp-Dcr+r ( xWp-xcr)
其中，Dwf工件鏜孔的直徑(毫米)
Dc校準環(huán)的直徑(毫米)
Xwf工件測量的編碼器位置(讀數(shù)) Xcf校準環(huán)測量的編碼器位置(讀數(shù))
F進給系統(tǒng)和工具組合比(每編碼器讀數(shù)的磨石徑向擴張亳米) 該信息因此可用于Jft磨下一個工件的鏜孔尺寸補償。該信息也可
儲存和/或輸出，以用于工藝統(tǒng)計控制。
因為該測量步驟不是對磨加工所要求的，所以無需在每個工件上
都進行。珩磨機操作人員可選擇進行最終鏜孔尺寸測量的頻率。
磨石磨損的測量、預報和補償
因為磨石在銜磨加工期間不斷損耗，所以需要至少定期地測量完 成工件的鏜孔。這種磨石磨損也稱為工具磨損，導致鏜孔尺寸的誤差。 許多因素會影響一個珩磨周期中發(fā)生的磨石或工具的磨損量，但是， 這些因素中的大多數(shù)在整個加工期間保持恒定，因此不會影響磨石磨 損的短期變化。從一個工件到下一個工件通常變化很大的一個顯著因素是要從鏜孔去除的原料或工件材料的量(切削量)。磨石或工具磨損 隨著切削量的增加而增大。這種關系取決于輸入工件鏜孔的條件和硬
度，可以是簡單的比例關系，或者可以更復雜。 一個例子示于圖2。 對于大多數(shù)的應用，磨石磨損和切削量之間關系的 一個線性近似就足 夠了，但是，可以預料，如果一個特殊應用中存在一種磨石磨損和切 削量之間的充分非線性的關系，則可使用更復雜的曲線擬合技術。
對任意給定的珩磨周期或系列的珩磨周期，本發(fā)明提供了一種精 確測定切削量和磨石磨損的方法。上述的過程構成一組所需的測量。 還需要另一個測量，需要測定工件鏜孔的初始直徑。這發(fā)生在周期開 始時，在控制系統(tǒng)根據(jù)前一周期進行的任何鏜孔補償之后。測量方法 與上述的方法相同。在靜態(tài)條件下，進給系統(tǒng)以預定速率使磨石擴張 進入工件鏜孔，直至測力傳感器測得一個預定的力。(該方法等同于 Cloutier等人在《具有進給力、速率和位置全面控制的對磨進給系統(tǒng)》 中作為自動鏜孔檢測述及的特性)
在珩磨周期完成、最終鏜孔尺寸如上所述進行測量之后，控制系 統(tǒng)將記錄三項測量結(jié)果
x產(chǎn)初始進給系統(tǒng)位置(讀數(shù))
x產(chǎn)最終進給系統(tǒng)位置(讀數(shù))
x產(chǎn)目標進給系統(tǒng)位置(讀數(shù))
通過應用進給系統(tǒng)和工具的組合比率，這些測量可等同地用直徑 來表示
D產(chǎn)r (Xj-Xo)其中，D產(chǎn)初始直徑(毫米) D產(chǎn)r(x廣x。)其中，D產(chǎn)最終直徑(亳米) D產(chǎn)r (xt-x。)其中，D產(chǎn)目標直徑，即校準環(huán)(毫米)， 并且其中，x^—定的偏差(讀數(shù))，對應于直徑等于零的一個編 碼器位置
這樣，切削量s (毫米)和磨石磨損w (毫米)的計算如下
w=Dt-Df=r ( xt-Xf)
s-D廣D產(chǎn)r ( x廣Xj)或者s=Dt-Di-w
ii珩磨下一個工件的目標進給位置Xtnext和磨石磨損的調(diào)整Xtadj可使
用圖4流程圖底部所示的方程式確定。
可以明白，磨石磨損在許多應用情況下可能很小，不必在每一珩 磨的工件上測量最終鏜孔尺寸。那么，假定最終鏜孔檢驗的頻率為每 n個工件。(注因為輸入的鏜孔尺寸可不同，所以必須記錄每一工件 的初始鏜孔尺寸，并對一組n個工件進行求和)這樣，對于一組n個 工件
!>=Dt-Df (僅在最后的工件進行測量) Zs=nDt-Zdi-Zw
如果磨石磨損和切削量之間的關系假設為線性的，那么，該函數(shù) 的形式可寫為
對于一個單一工件，W=A+Bs，或者
對于一組n個工件，2>=nA+BZs 其中，A和B是未知常數(shù)。
至少需要測定兩組工件，以便通過通常的線性回歸技術確定A和 B。確定之后，則磨石磨損和切削量之間的關系可被認為已知，上述 的關系式可用于在珩磨周期開始前計算預期的磨石磨損量。因此，通 過該磨石磨損量可對珩磨周期開始時的預期磨石磨損進行精確的鏜孔 尺寸補償，以使完成的鏜孔尺寸在一最小的誤差范圍內(nèi)非常地接近目 標鏜孔尺寸。工件的具體鏜孔尺寸補償基于具體鏜孔的測量的切削量， 且由用于w的上述公式計算出來。
可以明白，珩磨的條件可能隨時間變化，磨石磨損與切削量的關 系也可能隨時間而變化。最好根據(jù)各組最新的測量結(jié)果不斷地更新常 數(shù)A和B。這很容易做到，但是，上述公式基于在被測組的整個操作 期間不進行鏜孔尺寸補償?shù)募僭O。如果在組的操作期間進行了鏜孔尺 寸補償(如上所述手動或自動)，那么，那些補償必須相加。這樣，上 述用于1>的公式必須替換為
其中，2>=在組的操作期間進行的所有鏜孔尺寸補償?shù)暮蜕鲜鏊杏懻摵陀嬎愣技俣ㄧM孔測量以恒定的進給力水平進行。 這必然要去除工具和進給系統(tǒng)彈性的任何作用。但是，去除彈性效應
的一種已知方法在Cloutier等人的《具有進給力、速率和位置全面控 制的珩磨進給系統(tǒng)》中已有描述，可以預料，只要在測量過程中應用 該現(xiàn)有技術的方法，本發(fā)明描述的方法實際上可以在不同的進給力水 平得以實現(xiàn)。
多軸對磨操作
如圖3所示， 一些對磨機使用連續(xù)的多個軸(即工具)，以獲得最 終的精加工鏜孔(例如一個粗加工珩磨工具后面接一個精加工珩磨工 具)。例如，這里使用了三個對磨工具1A、 1B和1C。工具1A、 1B 和1C安裝在一個珩磨機的分開的軸2A、 2B和2C上，珩磨機提供了 研磨鏜孔精加工的所有通常必需的運動(軸的轉(zhuǎn)動及軸或工件的軸向 往復運動)。珩磨工具包括楔形件3A、 3B和3C，分別由一進給系統(tǒng) 5A、 5B或5C軸向驅(qū)動。(進給系統(tǒng)的另一種可能實施例的細節(jié)參見 Cloutier等人的《具有進給力、速率和位置全面控制的絎磨進給系統(tǒng)》) 在每個工具中，楔形件的端部頂在磨石6A、 6B或6C上，從而使它 們進入工件7的鏜孔內(nèi)。
對于每個工具，楔形件和進給系統(tǒng)的進給力由一個測力傳感器 9A、 9B或9C測量，測力傳感器將一個電子信號發(fā)回到一個放大器 IOA、 IOB或10C (如果需要)。功率和信號在放大器和珩磨機計算機 控制器12之間傳輸，且傳輸?shù)矫總€工具的一個計算機控制電動機11A、 11B或11C。每個軸2A、 2B和2C不必都具有一個校準環(huán)8。僅最后 的軸2C具有一個校準環(huán)8或精確測量最終鏜孔尺寸的一些其它加工 后處理方法就足夠了。
操作中，由最后的珩磨工具1C完成的工件7C或者通過上述的方 法(使用校準環(huán)8)進行測量，或者使用鏜孔測量的其它加工后處理 方法進行測量。然后，對最后的工具進行隨后為該工具確定的鏜孔尺 寸補償。然后，工件轉(zhuǎn)換裝置(未示出)轉(zhuǎn)位，將下一個工件轉(zhuǎn)換到每個軸。此刻位于最后的軸下面的工件是由前一軸完成的工件。工具 進入工件，在靜態(tài)條件下，工具擴張，直至磨石接觸鏜孔壁。當發(fā)生 該接觸且停止進給時，進給系統(tǒng)的編碼器可被讀取。按照前述的方法， 該編碼器讀數(shù)可在數(shù)學上轉(zhuǎn)換為該特定工件的一個鏜孔尺寸。如果該 尺寸不同于前一工具的目標鏜孔尺寸，那么，僅使用在后面工具獲得 的信息，對前一工具進行適當?shù)溺M孔尺寸補償(即前一工具不需要校 準環(huán))。
如果有兩個以上的軸，現(xiàn)在可以測量在剛補償?shù)墓ぞ咧暗墓ぞ撸?且使用相同的方法予以補償。對于任意數(shù)量的軸，可連續(xù)進行該操作， 補償?shù)捻樞蚴菑淖詈蟮墓ぞ叩降谝粋€工具，每個工具通過對珩磨操作 中在其之后、但校準操作中在其之前的工具所作的鏜孔測量來進行校準。
圖5示出一種可能的進給系統(tǒng)5的另外特點，本發(fā)明的方法可與 之一起使用。驅(qū)動裝置11的進給電機14連接到一個編碼器15 (或與 之結(jié)合為一體)。如果需要提供每個編碼器讀數(shù)的輸出轉(zhuǎn)矩、輸出速度 和線性行程的所需特性，可在進給電機14的軸上連接一個齒輪減速器
16。 齒輪減速器的輸出軸通過一個聯(lián)接件18連接到一個滾珠絲杠裝置
17。 滾珠絲杠裝置17通過保持在進給系統(tǒng)外殼20中的滾珠軸承19 抵抗軸向運動。(進給系統(tǒng)外殼20可根據(jù)便于制造和裝配的需要，由 幾個部件組成。)滾珠絲杠與一個滾珠螺母21嚙合，滾珠螺母21連接 到一個滾珠螺母支架22。滾珠螺母支架22由一個銷23防止轉(zhuǎn)動，銷 23與進給系統(tǒng)外殼20中的一個槽24接合。進給電機14的轉(zhuǎn)動及隨 后的齒輪減速器16的輸出軸的轉(zhuǎn)動使?jié)L珠絲杠轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動 使?jié)L珠螺母21及其支架22作線性運動。在該實施例中，銷23與一個 保持器25結(jié)合為一整體，保持器25具有一個凹槽，以容納一個圓盤 26。圓盤26連接到測力傳感器9的一個螺紋端部。凹槽與圓盤26具 有很小的間隙，以使圓盤26與下方的組件對齊，而不對測力傳感器9 產(chǎn)生任何不希望的應力。測力傳感器9固定在一個非旋轉(zhuǎn)進給桿27 上，進給桿27由一個銷28防止轉(zhuǎn)動，銷28也與前述的進給系統(tǒng)外殼桿27連接到支承一個角接觸軸承裝置 29的一個管。軸承29的轉(zhuǎn)動滾道連接到一個旋轉(zhuǎn)進給桿30。旋轉(zhuǎn)進 給桿30以某種方式開鍵槽或銷住，以便與對磨機的軸桿2—起旋轉(zhuǎn)， 并且允許軸桿2和進給桿30之間的相對軸向運動。軸桿2支承珩磨工 具1，珩磨工具包括一個楔形件，用于使辨磨元件6擴張進入工件7 的鏜孔內(nèi)。楔形件連接到進給桿3，且能夠與進給桿3—起軸向移動， 而工具1由于其連接到軸桿2而被限制進行軸向運動。楔形件和工具 1的這種相對軸向運動產(chǎn)生了對磨元件6的擴張/回撤運動。進給系統(tǒng) 外殼20和軸桿2都連接到一個珩磨機的支架，它們一起動作，以產(chǎn)生 對磨加工的軸向往復運動。
楔形件使絎磨元件擴張的軸向力產(chǎn)生于進給電機的轉(zhuǎn)矩，且由滾 珠絲杠和螺母轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€線性力，然后通過測力傳感器傳輸?shù)竭M給桿 和楔形件。因此，測力傳感器始終檢測對磨加工的完全的軸向進給力。 測力傳感器的電纜31通過一電纜支撐連接于一個放大器10 (如果需 要)。輸入到測力傳感器的功率和從測力傳感器輸出的信號通過該電纜 和放大器，輸送到進給驅(qū)動裝置的一個基于處理器的進給控制器和一 個伺服控制器，其與電機14和編碼器15相連接。這些裝置的控制產(chǎn) 生信號，以精確地控制進給電機的運動。
有兩種進給控制的基本方法。第一種是進給速率控制，其中，控 制系統(tǒng)使進給電機以恒定的速率保持運動，或者以至少部分是進給位 置的函數(shù)的某種程控輪廓(programmed profile)控制速率。第二種 進給控制的基本方法是力控制，其中，控制系統(tǒng)以進給力保持恒定的 方式、或著進給力按照至少部分是進給位置的函數(shù)的某種程控輪廓的 方式，使進給電機保持運動。
計算機控制也允許這兩種基本方法在一個銜磨周期內(nèi)混合使用， 例如，以一受控的速率進行珩磨，直至滿足某種條件，然后以受控的 力進行珩磨，直至鏜孔達到最終尺寸。另外，計算機控制允許在進給 控制編程中具有高度的靈活性。像進給速率、進給力、軸轉(zhuǎn)矩、時間、 往復運動行程數(shù)、工件溫度及其它參數(shù)可用于實時控制邏輯電路，其以簡單或復雜的程控方式調(diào)整控制的進給參數(shù)，甚至改變進給控制方 法。
可以明白，通過閱讀本公開內(nèi)容，在本發(fā)明的原理和范圍內(nèi)，本 領域技術人員可以對為解釋本發(fā)明的本質(zhì)而描述和示出的細節(jié)、材料、
步驟及零件布置進行改動。上述的說明示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例； 但是，以該說明為基礎的概念可用于其它實施例，而不超出本發(fā)明的 范圍。因此，下列權利要求是用來廣泛地以及在所示的具體實施例方 面保護本發(fā)明。
權利要求
1.確定一個珩磨工件的一個鏜孔尺寸的方法，使用裝配于一個珩磨機進給系統(tǒng)的一個珩磨工具，所述進給系統(tǒng)能夠測量施加于工具的進給力以及代表工具進給位置的進給系統(tǒng)位置，該方法包括以下步驟在靜態(tài)條件下，在工件鏜孔內(nèi)擴張工具，直至達到一個預定的進給力，并測量進給系統(tǒng)位置；在靜態(tài)條件下，將工具置于一個尺寸已知的鏜孔內(nèi)并擴張工具，直至達到預定的進給力，并測量進給系統(tǒng)位置；根據(jù)在尺寸已知的鏜孔內(nèi)測量的工具的進給系統(tǒng)位置和在工件鏜孔內(nèi)測量的工具的進給系統(tǒng)位置，確定一個表示工件的鏜孔尺寸的值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括一個將表 示工件鏜孔尺寸的數(shù)值用于工藝統(tǒng)計控制的步驟。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，它在絎磨工件的鏜 孔之前包括以下步驟確定一個表示珩磨工件鏜孔的預計磨石磨損的數(shù)值； 根據(jù)一個目標尺寸和表示預計磨石磨損的數(shù)值，確定將工件鏜孔 珩磨至目標尺寸的一個目標進給系統(tǒng)位置；以及 珩磨工件鏜孔，直至達到目標進給系統(tǒng)位置。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，表示預計磨石磨損 的數(shù)值根據(jù)珩磨鏜孔至目標進給系統(tǒng)位置所要去除的材料量加以確 定。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，表示預計磨石磨損 的數(shù)值至少部分地從至少一個之前珩磨的工件的磨石磨損的測量加以 確定。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，擴張工具的步驟包 括以一個預定速率擴張工具。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，它包括一個附加步 驟，即根據(jù)在尺寸已知的鏜孔內(nèi)測量的工具的進給系統(tǒng)位置和在工件鏜孔內(nèi)測量的工具的進給系統(tǒng)位置，來確定一個進給系統(tǒng)補償值。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，它還包括一個根據(jù) 進給系統(tǒng)補償值和一個表示后續(xù)對磨步驟的預計磨石磨損的數(shù)值來確 定一個目標進給系統(tǒng)位置的步驟。
9. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，它包括一個將進給 系統(tǒng)補償值用于確定辨磨另 一工件的 一個鏜孔的一個目標進給系統(tǒng)位 置的附加步驟。
10. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，尺寸已知的鏜孔 包括一個校準環(huán)或一個樣品工件的一個鏜孔。
11. 珩磨一個工件的一個鏜孔的方法，使用裝配于一個對磨機進 給系統(tǒng)的一個對磨工具，所述進給系統(tǒng)能夠測量施加于工具的進給力 和代表工具進給位置的進給系統(tǒng)位置，該方法包括以下步驟在靜態(tài)條件下，在工件鏜孔內(nèi)擴張工具，直至達到一個預定的進 給力，并測量進給系統(tǒng)位置；至少根據(jù)測量的進給系統(tǒng)位置、 一個目標尺寸、以及一個根據(jù)要 從鏜孔去除的材料量而定的工具磨損預定值，來確定用于對磨鏜孔至 目標尺寸的工具磨損的一個預計進給系統(tǒng)補償值；根據(jù)工具磨損的預計值和目標尺寸，確定辨磨鏜孔的一個目標進 給系統(tǒng)位置；以及對磨鏜孔，直至達到目標進給系統(tǒng)位置。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，在工具擴張步驟， 工具以一預定速率擴張。
13. 根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟撤回已絎磨的鏜孔中的工具，然后在靜態(tài)條件下，以預定速率， 在其中擴張工具，直至達到預定的進給力，并測量進給系統(tǒng)位置；將工具置于一個尺寸已知的鏜孔內(nèi)；并在靜態(tài)條件下以預定速率 擴張工具，直至達到預定的進給力，并測量進給系統(tǒng)位置；以及至少根據(jù)在尺寸已知的鏜孔內(nèi)測量的工具的進給系統(tǒng)位置、和在已絎磨鏜孔內(nèi)測量的工具的進給系統(tǒng)位置，確定一個進給系統(tǒng)補償值。
14. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，從珩磨至少兩個 前面的工件的鏜孔的工具磨損的確定，來確定工具磨損的預定值。
15. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，工具磨損的確定 由前面工件的鏜孔最終尺寸的測量、目標尺寸、切削量的累計測量、 及鏜孔尺寸補償?shù)睦塾嫓y量得出。
16. 用于自動對磨多個工件的鏜孔至一個目標尺寸的方法，使用 裝配于 一 個對磨機進給系統(tǒng)的 一個絎磨工具，所述進給系統(tǒng)能夠測量 施加于工具的進給力及代表工具進給位置的進給系統(tǒng)位置，該方法包 括以下步驟在分別對磨至少一些工件的鏜孔之前，以一個預定方式，在靜態(tài) 條件下，在工件的鏜孔內(nèi)擴張工具，直至達到一個預定進給力，并測 量進給系統(tǒng)位置；在至少一些鏜孔的對磨之間，將工具置于一個尺寸已知的鏜孔內(nèi)，并以 預定方式，在靜態(tài)條件下擴張工具，直至達到預定進給力，并測 量進給系統(tǒng)位置；以及根據(jù)測量的進給系統(tǒng)位置和一個預計磨石磨損值，分別確定將工 件的每個鏜孔珩磨至目標尺寸的一個目標進給系統(tǒng)位置。
17. 根據(jù)權利要求16所述的方法，其特征在于，預計磨石磨損值 根據(jù)絎磨鏜孔時要從鏜孔去除的材料量加以確定。
18. 用于分別自動銜磨多個；件的鏜孔的方法，使用一系列辨磨 工具，所述對磨工具包括至少一個裝配于一個第一對磨機進給系統(tǒng)的 第一珩磨工具，第一對磨機進給系統(tǒng)能夠測量施加于第一工具的進給 力及代表第 一工具的進給位置的進給系統(tǒng)位置，所述對磨工具還包括 一個裝配于一個第二進給系統(tǒng)的第二桁磨工具，笫二進給系統(tǒng)能夠測 量施加于第二工具的進給力及代表第二工具的進給位置的進給系統(tǒng)位 置，該方法包括以下步驟在使用笫一工具珩磨至少一個工件的鏜孔之后，并在使用第二工 具珩磨所述至少一個工件的鏜孔之前，分別在所述至少一個工件的鏜孔內(nèi)，以一個預定方式，在靜態(tài)條件下擴張第二工具，直至達到一個預定進給力，并測量第二工具的進給系統(tǒng)位置；以及根據(jù)第二工具的測量的進給系統(tǒng)位置和一個預計磨石磨損值，確定第一進給系統(tǒng)的一個補償值。
全文摘要
本發(fā)明的方法可精確和統(tǒng)一地確定工件加工前和加工后的鏜孔尺寸，以改進加工控制，特別是可提供工具或磨石磨損及其它因素的補償，以及加工數(shù)據(jù)收集。本方法進行所有要求的鏜孔測量，包括用珩磨工具在受控靜態(tài)非珩磨條件下，在工件鏜孔和校準環(huán)或樣品工件鏜孔中進行的測量，包括在鏜孔中以預定方式、例如以預定速率擴張工具。本發(fā)明的方法可用于以一個單一工具珩磨多個工件至成品尺寸，也可用于多軸應用。
文檔編號B24B49/00GK101528417SQ200780038994
公開日2009年9月9日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權日2006年9月5日
發(fā)明者D·M·默恩, D·R·克盧捷, T·P·霍特 申請人:森南產(chǎn)品公司