带有力传感器以及遥测的信号和能量传输的珩磨床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于珩磨在工件中的旋转对称的孔的珩磨床。
【背景技术】
[0002]珩磨是一种带有几何上不确定的切削的切削加工方法(Zerspannungsverfahren )，在该切削加工方法中?行磨工具实施由两个部件构成的切削运动并且在?行磨工具的一个或多个切削材料体(Schneidstoffkorper)和待加工的孔内部表面之间存在持续的面接触。能够扩口的?行磨工具的运动学特性(Kinematik)通过旋转运动、沿着孔的轴向方向延伸的振荡的往复运动(Hubbegwegung)和扩口运动(Aufweitbewegung)的叠加来表征，该扩口运动导致?行磨工具的有效直径的改变。在孔内部表面处得到带有彼此相交的加工痕迹的表面结构。通过珩磨最终加工的表面能够在尺寸和形状公差方面满足极高的要求，使得许多在发动机或发动机构件中的高负荷的滑动面(例如在发动机缸体中的气缸工作表面或在喷油泵的壳体中的孔内部表面)通过珩磨进行加工。
[0003]在珩磨中，借助于压紧力将研磨的切削材料体压紧到孔内部表面处。除了有效的切削速度和切削材料体的种类之外，对于加工结果的机床侧(maschinenseitig)的影响而言压紧力是重要的加工参数。压紧力能够通过珩磨工具的扩口来控制。
[0004]在一些珩磨方法中期望能够尽可能精确地调整压紧力，由此能够在考虑压紧力的情况下控制珩磨加工。已经存在不同的提议，借助于安装在合适的位置处的力传感器产生与压紧力成比例的传感器信号并且使用该信号用于控制珩磨过程。
[0005]从DE 35 37 172 C2中已知一种带有用于调节珩磨工具的液压加载的调整件(Stellteil)的工作压力的装置的珩磨床。在此液压操纵的调整件作用在安装在珩磨工具的内部的扩口锥体(Aufweitkonus )上，该扩口锥体沿着相对待加工的工件的径向方向进给(zustellen)i行磨条(Honleiste)。施加到扩口锥体上的力借助于力传感器进行测量。按照预先给定的力的变化曲线的规定来调节液压装置的工作压力。力传感器布置在能够液压调节的调整件和扩口锥体之间，其中在力传感器和液压的调整件之间还中间连接了弹簧。力测量应该由此不依赖于在液压系统中的内部损耗来实现所定义的力的变化曲线的调整。将力传感器的信号传输到控制器的细节没有公开。
[0006]EP O 575 657 Al说明了?行磨方法，其中此外规定，在?行磨过程期间对作用到能够扩大的珩磨条上的进给力进行持续测量并且将其作为信号输送给控制器。在仅仅示意性地示出的珩磨床中设置了联接到珩磨床的控制器的进给装置，其通过压力计与珩磨工具连接。进给装置具有由电机驱动的(motorisch)、沿着轴线方向能够运动的丝杠，其经由压力计直接传输到嵌入珩磨工具中的进给杆。压力计的测量值作为信号通过导线输送给珩磨床的数字控制器。将信号传输到控制器的细节未公开。
[0007]在DE 196 06 145 Al中说明了带有至少一个能够进给的?行磨面(Honbelag)的用于珩磨工具的扩口的装置，其具有用于进给工具的扩口机构和用于测量扩口机构的进给力的测力单元。测力单元布置在扩口机构的转动静止(rotatorisch ruhend)的区段处。由此能够放弃在旋转的构件和转动静止的区段之间的测力单元的信号的成本过高的传输。此外能够避免在扩口连杆(Aufweitgestjinge )的刚性方面的缺点。
[0008]EP 2 000 258 A2说明了一种珩磨方法，其中测量反作用力，该反作用力在将珩磨油石压紧到待加工的孔的孔内部表面处时得到。相应的珩磨床具有集成在珩磨工具中的传感器用于探测该反作用力。在实施例中用于测量反作用力的传感器布置在珩磨条和承载珩磨条的珩磨条承载件之间。将传感器信号传输到控制器的细节未公开。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是，提供一种珩磨床，利用其能够执行珩磨方法，这些珩磨方法需要测量切削材料体的压紧力或者与该压紧力成比例的力。在此应该能实现精确的测量，而不应不必要复杂化珩磨床或珩磨工具的结构。必要时应该能够这样设计测力系统，从而存在的珩磨床能够借助于仅仅少许简单的操作而加装有测力系统。
[0010]为了解决该目的，本发明提供一种带有权利要求1的特征的珩磨床。有利的改进方案在从属权利要求中说明。全部的权利要求的原文通过引用成为说明书的内容。
[0011]根据要求保护的发明，该目的在根据前序部分所述的珩磨床中通过以下方式解决，力传感器布置在机床侧的扩口杆的工具侧的端部区段的区域中并且通过遥测的传输路径(Obertragungsstrecke)与?行磨床的控制装置连接。因此力传感器安装在?行磨床的元件处并且由此即使在工具更换的情况下保留在珩磨床处。因此不需要应用带有集成的力传感器的珩磨工具，由此适当保持工具成本。另一方面在扩口杆的工具侧的端部区段中的布置导致，力传感器处于非常邻近?行磨工具装置(Honwerkzeuganordnung)的切削区域的力线中，也就是说邻近于其中待确定的压紧力或者说所属的反作用力起作用的区域。在力传感器和切削材料体在孔内壁处的嵌入区域之间通常不存在带有机械间隙的过渡并且也不存在由于其结构必要地有弹性的柔性构造元件，使得在力传感器的位置处出现的和被测量的力为了所有实际目的能够看作为与压紧力成比例。
[0012]传感器信号或由此导出的信号通过遥测的传输路径传输到控制装置处。在该申请的意义中，当在传输路径的至少一个位置处通过一定的间距无接触地实现信号传输时，存在遥测的传输路径，使得传输路径的部分不通过导电的线缆连接或电接触(BerUhungskontakt)形成。已经得到证明的是，据此能实现特别低干扰的信号传输，这有利地作用于珩磨床的控制器的精确度。通过在珩磨床中力测量的范围内使用传感器遥测也可以将带有较低结构费用的相应的测力系统集成到珩磨床中，其中在许多情况中也得到如下可行方案，即将精确工作的测力系统以加装的方式在没有巨额费用的情况下集成到已经完成的珩磨床中。
[0013]在优选的实施形式中传输路径具有至少一个无接触地工作的遥测的传输单元，该传输单元在第一构件处具有第一传输元件并且在与第一构件分开的第二构件处具有第二传输元件，其中第一和第二传输元件通过在构件之间形成的空气间隙处于传输接触(Obertragungskontakt)中。在两个没有处于互相接触中的传输元件之间，能够越过空气间隙实现在近场区域中的信号传输。传输元件能够例如设计为感应的传输件(Obertrager)或电容的传输件。传输元件之间的间距能够例如处于50 mm以下或者10 mm以下的范围中，尤其在0.5 mm和5 mm之间的范围中。此外，极限由安装的放大器和天线的规格确定。此外在近场区域中的遥测传输显示出如下优点，相应的传输元件在装配第一和第二构件的情况下能够自动地准确地互相定位，从而可以进行低损耗的无接触的传输。同时，第一构件和第二构件能够随时彼此分离，而不需要针对拆卸遥测的传输单元的单独措施。
[0014]例如第一传输元件能够安装在第一构件处，第一构件属于珩磨床，而第二传输元件能够布置在属于珩磨工具装置的构件处，其中该构件能够是例如珩磨工具装置的工具保持件。也能够实现在两个都属于珩磨床的构件之间的遥测传输。
[0015]在传输路径中能够设置第一传输单元，该第一传输单元在扩口杆处具有第一传输元件并且在?行磨主轴(Honspindel)或抗扭转地与?行磨主轴进行连接的或能够连接的构件处具有第二传输元件，其中第一和第二传输元件在每个在运行中出现的在珩磨主轴和扩口杆之间的轴向的相对位置中处于(无接触的)传输接触中。由此确保了在机床侧的扩口杆的整个调节范围内到珩磨主轴