CZ20003666A3

CZ20003666A3 - Operation process of hobbing machine

Info

Publication number: CZ20003666A3
Application number: CZ20003666A
Authority: CZ
Inventors: Klaus Finkenwirth; Peter Meon
Original assignee: Liebherr Verzahntech Gmbh
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2001-05-16

Abstract

Radiální síla na obrážecím kotoučovém noži (5), vznikající při provozu, se detekuje pomocí alespoň jednoho senzoru (6, 7) uspořádaného v oblasti vedení vřetena (2), snímají se změny radiální síly, vznikající při opotřebovávání obrážecího kotoučového nože (5) během provozu, a zvýšení radiální síly, ležící mimo toleranci typickou pro daný stroj, se použije jako signál pro ovlivnění provozu odvalovací obrážečky, například k zastavení stroje.The radial force on the shaping disk knife (5) produced at traffic is detected by at least one sensor (6, 7) arranged in the spindle guide region (2), changes are detected radial forces arising from the wear of the slot disc knife (5) during operation, and increase radial force, outside the tolerance typical of the machine, is used as a signal for affecting the operation of the hobbing machine, for example to stop the machine.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu provozování odvalovací obrážečky s vřetenem, uchycujícím obrážecí kotoučový nůž, které je vedeno a uloženo ve vedení skříně stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of operating a rolling slotting machine with a spindle retaining a slotting knife which is guided and supported in a machine housing guide.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Odvalovací obrážečky slouží zejména pro výrobu ozubených kol nebo segmentů ozubených kol, které v mnohých případech použití vyžadují vysokou výrobní přesnost. U velkých sérií musí být přesnost zajištěna i při vysokém výkonu stroje. Výrobní přesnost předpokládá příslušně vysokou přesnost v geometrii obrážecího kotoučového nože, která je omezována každým druhem opotřebení nebo také poškozeními na nástroji. Opotřebení a poškození na obrážecím kotoučovém noži redukují kromě toho řeznou schopnost nástroje a vedou tak k velkým silám při daném procesu.Roller shaping machines are mainly used for the production of gear wheels or gear segments, which in many applications require high production accuracy. For large series, accuracy must be ensured even at high machine power. Manufacturing accuracy assumes a correspondingly high precision in the geometry of the shaping circular blade, which is limited by every kind of wear or damage to the tool. In addition, wear and damage to the shaping disk reduces the cutting ability of the tool and leads to great forces in the process.

Tím opět opotřebení nadměrně narůstá a to může vést až ke zlomení nástroje. Nadměrné, zejména nesymetrické opotřebení na obrážecím kotoučovém noži nutí při přeostřování k nepotřebně vysokému úběru, čímž se opět zkracuje životnost nástroje, popřípadě se zvyšují náklady na nástroj.This again increases the wear excessively and can lead to breakage of the tool. Excessive, in particular unsymmetrical wear on the shaping disk cuts unnecessarily high stock removal during regrinding, which again shortens tool life or increases tool cost.

Hlídání opotřebení obrážecího kotoučového nože nebo poškození obrážecího kotoučového nože přísluší dosud ještě většinou obsluhovateli nože, a vyžaduje dobré pozorovatelské nadání a vysokou míru zkušeností. Samotná domněnka o opotřebení obrážecího kotoučového nože nebo o poškozeních na obrážecím kotoučovém noži, která by mohla být pro obrobek škodlivá, nutí k ší ......Watching wear on the knife or damage to the knife is still largely the responsibility of the knife operator and requires good observational talent and a high level of experience. The mere presumption of wear on the shaping circular blade or damage to the shaping circular blade that could be harmful to the workpiece, ......

I ΚΟΓΤ, RŮŽIČKA & GUTTMaHn I Patentová, známková a _Dráw_níEven ΚΟΓΤ, Ruzicka & GUTTMaHn Even Patent, Trademark and _D Raw _nus

Nad Štolou 12,170fe Pr^™' Česká republika/'Nad Stolou 12,170fe Pr ^ ™ 'Czech Republic /'

zastavení stroje, aby se umožnila buď přesnější kontrola, nebo aby se obrážecí kotoučový nůž zcela vymontoval za účelem jeho přezkoušení.stopping the machine to allow either a more accurate inspection or to completely remove the shaping blade for testing.

U odvalovacích obrážeček s hydraulicky poháněným vřetenem je známo, viz. spis DE 28 57 550 C2, měřit tlak v hydraulickém válci, který je mezi jiným určován axiální řeznou silou a řeznou rychlostí. Opotřebení na obrážecím kotoučovém noži vede ke zvyšování axiální řezné síly, a to opět ke zvýšení tlaku v hydraulickém systému. Tento tlak může být tedy využit k detekci opotřebení na obrážecím kotoučovém noži, a provozní parametry, kupříkladu řezná rychlost, mohou být přizpůsobeny opotřebení. Tato metoda je nejistá, protože změřený tlak se neurčuje jen řeznou silou, popřípadě její změnou. Navíc se nedá použít u dnes ještě velmi rozšířených mechanických pohonů.It is known in the case of gear shaping machines with a hydraulically driven spindle. DE 28 57 550 C2, measures the pressure in a hydraulic cylinder, which is determined, inter alia, by the axial cutting force and the cutting speed. Wear on the shaping disc blade leads to an increase in the axial cutting force, again increasing the pressure in the hydraulic system. Thus, this pressure can be used to detect wear on the shaping disk blade, and the operating parameters, for example cutting speed, can be adapted to wear. This method is uncertain because the measured pressure is not determined only by the cutting force or by its change. In addition, it cannot be used in today's widespread mechanical drives.

Základem vynálezu je úkol navrhnout způsob, s jehož pomocí jsou opotřebení nebo poškození na obrážecím kotoučovém noži odvalovací obrážečky nezávislé na druhu pohonu a jsou stanovitelné s vysokou přesností, a na strojích jsou převeditelné do vhodných provozních opatření.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to propose a method by which wear or damage on a slotting blade of a rolling slotting machine is independent of the type of drive and can be determined with high accuracy and can be converted into suitable operating measures on machines.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tento úkol se podle vynálezu řeší tak, že radiální síla na obrážecím kotoučovém noži, vznikající při provozu, se detekuje pomocí alespoň jednoho senzoru, uspořádaného v oblasti vedení vřetena, snímají se změny radiální síly, vznikající při opotřebovávání obrážecího kotoučového nože během provozu, a zvýšení radiální síly, ležící mimo toleranci typickou pro daný stroj, se použijí jako signál pro ovlivnění provozu odvalovací obrážečky.According to the invention, this object is achieved by detecting the radial force on the shaping blade during operation is detected by means of at least one sensor disposed in the region of the spindle guide, sensing changes in the radial force generated by the wear of the shaping disk during operation, and radial forces outside the machine-specific tolerances are used as a signal to affect the operation of the gear shaping machine.

Je samo o sobě známo, že se opotřebení nebo poškození na obrážecím kotoučovém noži projevují ve zvýšení sil daného procesu v radiálním směru. ZatímIt is in itself known that wear or damage to the shaping disk knife results in an increase in the forces of the process in the radial direction. Yet

se tento poznatek dosud bezprostředně pro provoz odvalovací obrážečky nevyužíval. Pomocí vynálezu se detekuje změna, zejména zvýšení radiální síly, při opotřebení obrážecího kotoučového nože, a změny této radiální síly se snímají. Přitom se jedná zpravidla o změny ve smyslu zvýšení radiální síly. Jestliže zvýšení překročí kupříkladu v senzoru samotném, v řídicí jednotce stroje nebo ve zvláštním počítači v paměti uloženou toleranční hranici, vede tato skutečnost k signálu, který se použije bezprostředně k ovlivnění provozu odvalovací obrážečky.this knowledge has not been used immediately for the operation of the gear shaping machine. By means of the invention, a change, in particular an increase in the radial force, is detected when the disk cutter is worn, and changes in this radial force are sensed. These are usually changes in the sense of increasing the radial force. For example, if the increase exceeds the tolerance limit stored in the sensor itself, in the machine controller or in a separate computer, this leads to a signal which is used immediately to affect the operation of the gear shaping machine.

Způsob ovlivňování může být velmi rozdílný. Jestliže radiální síla stoupne kupříkladu o předem stanovenou, relativně vysokou hodnotu, nebo jestliže je časová změna nárůstu radiální síly progresivní, může se signál využít ke spuštění alarmu nebo bezprostředně k zastavení stroje, aby se kupříkladu mohl vyměnit obrážecí kotoučový nůž.The way of influencing can be very different. If, for example, the radial force rises by a predetermined, relatively high value, or if the time change in the radial force increase is progressive, the signal can be used to trigger an alarm or immediately to stop the machine to, for example, replace the disk cutter.

Dále může být pro obvyklé opotřebení, předvídatelné při daných provozních parametrech, předem stanovena hranice opotřebení ve smyslu nejvyšší hodnoty, takže se při dosažení hranice opotřebení dá signál využít k zabránění novému startu odvalovací obrážečky, a start pak předpokládá výměnu nástroje. Toto předvídatelné opotřebení bylo dosud fiktivně zjišťováno výlučně na základě čítače počtu kusů, aniž by se zohlednilo opotřebení odlišující se od obvyklého průběhu.Furthermore, for normal wear predictable at given operating parameters, the wear limit can be predetermined in the sense of the highest value, so that when the wear limit is reached, the signal can be used to prevent the gear shaping machine from restarting. Until now, this predictable wear has been fictitiously determined solely on the basis of the piece counter, without taking into account wear that differs from the normal course.

Způsob podle vynálezu se může použít u každého druhu pohonu hydraulického nebo mechanického - stejně výhodným způsobem. Pracuje nadto velmi přesně, protože radiální síla, sejmutá ve vedení, není chybně překrývána jinými parametry.The method according to the invention can be applied to any kind of hydraulic or mechanical drive - in an equally advantageous manner. Moreover, it works very precisely because the radial force picked up in the guide is not erroneously overlapped by other parameters.

Jako senzoru se může kupříkladu použít alespoň jeden tlakový senzor, snímající hydraulický tlak v systému hydrauliky hydrostatického ložiska vřetena.For example, at least one pressure sensor sensing the hydraulic pressure in the hydrostatic spindle hydraulic system can be used as a sensor.

Zpravidla sestává takovéto hydrostatické ložisko z více kapes ložiska, rovnoměrně • · · • · · · · • · · · · · • · ·As a rule, such a hydrostatic bearing consists of multiple bearing pockets, evenly.

rozdělených po obvodu, takže v rámci způsobu podle vynálezu se výhodně každé kapse ložiska přiřadí jeden tlakový senzor.distributed over the circumference, so that in the method according to the invention preferably one pressure sensor is assigned to each bearing pocket.

U jiného provedení se může jako senzoru použít alespoň jednoho tenzometru, uspořádaného na skříni blízko vedení vřetena. Také zde se ovšem doporučuje radiálně symetrické uspořádání více tenzometrů.In another embodiment, at least one strain gauge arranged on the housing near the spindle guide may be used as a sensor. Here too, however, a radially symmetrical arrangement of several strain gauges is recommended.

U jednoho výhodného provedení se předpokládá, že při více radiálně symetricky uspořádaných senzorech se diference jimi snímaných radiálních sil ukládá do paměti jako referenční hodnota v senzoru samotném, v řídicí jednotce stroje nebo ve zvláštním počítači, a ze změny proti referenční hodnotě, vznikající během provozu, se získává signál. Tato způsobová varianta poskytuje zejména možnost, že se referenční hodnota zjišťuje před uvedením odvalovací obrážečky do provozu srovnávacím měřením při chodu naprázdno a při řezném provozu, a nastálo ukládá do paměti. Může být tedy pro tento stroj stanovena referenční hodnota, zjištěná ze strany výrobce pro určitý koncept, zatímco u provozovatele stroje se fakticky provádějí jenom ještě měření opotřebení.In a preferred embodiment, it is provided that, in a plurality of radially symmetrically disposed sensors, the difference in radial forces sensed by them is stored as a reference value in the sensor itself, in the machine controller or in a separate computer, and the signal is obtained. In particular, this method variant provides the possibility that the reference value is determined and stored permanently in memory prior to commissioning of the rolling gear by comparative measurement in idle and cutting operation. Thus, a reference value determined by the manufacturer for a particular concept can be determined for this machine, while in fact only wear measurements are carried out at the machine operator.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález je dále blíže popsán a vysvětlen na základě příkladu jeho provedení podle připojeného výkresu, který znázorňuje na obr. 1 schematický axiální řez v oblasti vřetena odvalovací obrážečky, a na obr. 2 řez II-II z obr. 1.The invention is further described and explained by way of example with reference to the accompanying drawing, which shows in Fig. 1 a schematic axial section in the region of a spindle of a rolling slot machine, and in Fig. 2 a section II-II in Fig. 1.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ve skříni 1 odvalovací obrážečky je vřeteno 2 vedeno ve vedení s hydrostatickým ložiskem 3, které má více, kupříkladu čtyři radiálně symetricky uspořádané kapsy 4, viz obr. 2. Na předním konci vřetena 2 je upnut nástroj veIn the gear shaping housing 1, the spindle 2 is guided in a guide having a hydrostatic bearing 3, which has more, for example, four radially symmetrically arranged pockets 4, see FIG.

tvaru obrážecího kotoučového nože 5. Každé z kapes 4 hydrostatického ložiska 3 je přiřazen schematicky naznačený tlakový senzor 6, který je uspořádán kupříkladu v přívodu 8 hydrauliky nebo v kapsách 4, a který snímá hydraulický tlak v každé kapse 4. Každé opotřebení, zejména také nesymetrické opotřebení na obrážecím kotoučovém noži 5, vede ke zvýšení hydraulického tlaku v kapse 4 ležící proti místu opotřebení. Změna tlaku je přímo úměrná změně radiální síly a tím míře opotřebení, popřípadě poškození na obrážecím kotoučovém noži 5. Změna tlaku, popřípadě gradientu tlaku, poskytuje tedy bezprostředně signál pro stav opotřebení a/nebo postup opotřebení, a může tím být přibrán k ovlivňování provozu odvalovací obrážečky.Each of the pockets 4 of the hydrostatic bearing 3 is associated with a schematically indicated pressure sensor 6, which is arranged, for example, in the hydraulic inlet 8 or in the pockets 4 and which senses the hydraulic pressure in each pocket 4. Any wear, in particular also unsymmetrical the wear on the shaping disk 5 leads to an increase in the hydraulic pressure in the pocket 4 opposite the wear point. The pressure change is directly proportional to the change in radial force and thus the degree of wear and / or damage to the shaping disk 5. The pressure or pressure gradient change thus provides an immediate signal for the wear condition and / or wear progress and can thereby be added to influence the rolling operation shaping machines.

Místo tlakových senzorů 6 v přívodech 8 hydrauliky hydrostatického ložiska 3 mohou být na skříni 1 v oblasti vedení vřetena 2, kupříkladu ve výšce hydrostatického ložiska 3, umístěny v radiálně symetrickém uspořádání tenzometry 7, viz obr. 1. Změna radiálních sil, působících na skříň i, přicházející s opotřebením, vede ke změně sil snímaných tenzometry 7.Instead of the pressure sensors 6 in the hydraulic inlets 8 of the hydrostatic bearing 3, strain gauges 7 can be placed in the radially symmetrical arrangement on the housing 1 in the spindle guide area 2, for example at the height of the hydrostatic bearing 3, see FIG. resulting in wear leads to a change in the forces sensed by the strain gauges 7.

i atentova, znárriková a i Nad Štolou ]?„ I70í„ „and atentova, glacial and even Nad Stolou]? "I70í" "

Česká republikaCzech Republic

Claims

PATENT CLAIMS

A method of operating a gear shaping machine with a spindle retaining a shaping disk knife, which is guided and supported in a guide on a machine casing, characterized in that the radial force on the shaping disk knife (5) generated during operation of the shaping disk is detected by at least one A sensor (6, 7) disposed in the region of the spindle guide (2) senses changes in radial force resulting from wear of the disk cutter (5) during operation, and increases in radial force outside the machine-specific tolerance are used as signal for affecting the operation of the gear shaping machine.

Method according to claim 1, characterized in that the signal is used to stop the gear shaping machine drive.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the signal is used for replacing the shaping disk (2).

Method according to claim 1, characterized in that the signal is used to prevent a restart of the gear shaping machine.

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that at least one pressure sensor (6) sensing the hydraulic pressure in the hydraulic system of the hydrostatic conduit bearing (3) is used as a sensor.

Method according to claim 5, characterized in that in a hydrostatic bearing (3) with multiple bearing pockets (4), a pressure sensor is assigned to each bearing pocket (4).

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that at least one strain gauge (7) arranged on the guide of the spindle (2) is used as a sensor.

'ρθ ^ττ ' Růžička & guttmXnn I ^Pat ™ tov |, Trademark & Legal

Nad Štoula] 2, 170 00 P <S®7 I Czech Republic í • fe ····

Method according to claim 7, characterized in that a plurality of radially symmetrically arranged strain gauges (7) are used.

Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that, in the case of a plurality of radially symmetrically arranged sensors (6, 7), the difference of the radial forces removed by them is stored as a reference value and a signal is obtained from the change occurring during operation. , against the reference value.

Method according to claim 9, characterized in that the reference value is determined by comparative measurement during idling and cutting operation before commissioning of the gear shaping machine and is permanently stored for this machine.