Konzeptentwicklung und Verifizierung einer Versuchseinrichtung zur werkstück- und werkzeugseitigen Temperaturmessung beim Flachschleifen (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die Prozessüberwachung während des Schleifprozesses ¿ das ¿in-process-monitoring¿ ¿ gewinnt zunehmend an Bedeutung. Insbesondere direkt in der Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück gemessene Prozessgrössen wie z.B. die Schleiftemperaturen haben einen grossen Einfluss auf die Werkstückqualität und sind nicht zuletzt für eine wirtschaftliche Prozessgestaltung wichtig.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden werkzeug- sowie werkstückseitig Messketten aufgebaut und die Funktionsnachweise mit Hilfe stationärer Spannungs- und Wärmequellen erbracht. Anschliessend wird die Spannungsreihe der eingesetzten Thermoelemente experimentell überprüft und durch die Gegenüberstellung mit den theoretischen Werten der Verstärkungsfaktor des eingesetzten Telemetriesystems ermittelt. Neben der stationären Verifizierung werden Stichversuche beim Flachschleifen durchgeführt und anschliessend die Einsetzbarkeit der Versuchseinrichtungen für Kontaktzonentemperaturmessungen im Flachschleifprozess beurteilt.
In der werkzeugseitigen Messkette wird ein Telemetriesystem zur drahtlosen Datenübertragung eingesetzt. Die Vorversuche haben gezeigt, dass dieses System die Datenübertragung aus der Schleifscheibe gewährleistet und die Messwertaufzeichnung ermöglicht. Während der Stichversuche bereitet die rotierende Schleifscheibe mit integriertem Telemetriering ebenfalls keine Probleme bei der Datenerfassung. Die Schleifscheibenspezifikation und der vorliegende Thermoelementeinbau ermöglichten keine Messung der unmittelbaren Kontaktzonentemperatur. Es wurde allerdings durch einen provozierten Werkzeugbruch auf Grund der gewählten Zustellung deutliche Temperatursignale erfasst. Die Versuchsserie bestätigt zudem die in der Fachliteratur genannte Beobachtung, dass die Schleiftemperaturen mit zunehmender Vorschubgeschwindigkeit ansteigen. Werkstückseitig ist die Messwerterfassung durch stationäre Spannungs- und Wärmequellen mit der entwickelten Messkette erfolgreich durchgeführt worden.
Problemstellung:
Die in-process Erfassung der in der Kontaktzone herrschenden Temperaturen sowie die Aufzeichnung z.B. der Prozesskräfte und Schallemission beim Schleifprozess ist aus technologischen Gesichtspunkten deshalb von grossem Interesse, weil das Arbeitsergebnis schon während des Prozesses beeinflusst werden kann, wenn im Anschluss an die Messwerterfassung ein Ist-Soll-Vergleich stattfindet und bei Bedarf die Prozessführung mit sofortiger Wirkung geändert wird. [...]