DD227075A1

DD227075A1 - METHOD AND DEVICE FOR COMPENSATING THERMAL DISPLACEMENT OF DENTAL GRINDING MACHINES

Info

Publication number: DD227075A1
Application number: DD26769484A
Authority: DD
Inventors: Horst-Dieter Bohring; Gerhard Brandner
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1985-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kompensation thermischer Verlagerungen an Zahnflankenschleifmaschinen, bei dem unter Benutzung einer Abrichteinrichtung mit NC-Steuerung Abweichungen von der Soll-Lage erfasst und korrigiert werden. Ziel der Erfindung ist, dass sich thermische Verlagerungen, Auffederungen und Verschleiss der Mess- bzw. Abrichtglieder nicht als Fehlergroessen auswirken. Aufgabengemaess soll sich die Signalgebung fuer die Ermittlung der Fehlergroessen unmittelbar aus der Stellung der Abrichtwerkzeuge zur Schleifscheibe ergeben, wobei eine Aufgliederung der Signale in die Anteile Verschleiss und Verlagerung erfolgt. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass die Abrichtwerkzeuge bei Beruehrung der Schleifscheibe als Signalgeber wirken. Die Einrichtungsmerkmale sind durch Halterungen von zwei Flanken-Diamantwerkzeugen und einem Kopflinien-Diamantwerkzeug am Werkzeugtraeger der Abrichteinrichtung gekennzeichnet, die mit dem Werkzeugtraeger ueber auslenkbare Schwingglieder in Verbindung stehen. Fig. 1The invention relates to a method and a device for compensating thermal displacements on tooth flank grinding machines, in which deviations from the desired position are detected and corrected using a dressing device with NC control. The aim of the invention is that thermal displacements, springing and wear of the measuring or dressing members do not affect as faulty processes. Taskgemaess should be the signaling for the determination of the error forces directly from the position of the dressing tools to the grinding wheel result, with a breakdown of the signals in the wear and displacement components takes place. The task is solved by the fact that the dressing tools act as a signal transmitter when the grinding wheel touches. The device features are characterized by supports of two flank diamond tools and a head-line diamond tool on the tool carrier of the dressing device which communicate with the tool carrier via deflectable oscillating members. Fig. 1

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Einrichtung zur Kompensation thermischer Verlagerungen an ZahnflankenschleifmaschinenMethod and device for compensating thermal displacements on tooth flank grinding machines

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation thermischer Verlagerungen an Zahnflankenschleifmaschinen, bei dem unter Benutzung einer Abrichteinrichtung mit NC-gesteuerten Bewegungsabläufen zur Führung von Abrichtwerkzeugen an den Flankenflächen und der Kopffläche einer rotierenden Schleifscheibe, Abweichungen der Soll-Lage zwischen Werkstück und Schleifscheibe erfaßt und durch Stellvorgänge korrigiert werden, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einem Abrichtschlitten und einem auf diesem querverschieblichen Werkzeugträger, wobei diesen Teilen Meßsysteme und Stellantriebe zugeordnet sind, die mit der NC-Steuerung verbunden eine Bahnsteuerung der Abrichtwerkzeuge realisieren,The invention relates to a method for compensating thermal displacements on tooth flank grinding machines, wherein detected by using a dressing device with NC-controlled motion sequences for guiding dressing tools on the flank surfaces and the top surface of a rotating grinding wheel, deviations of the desired position between the workpiece and grinding wheel and by adjusting operations be corrected, and a device for carrying out this method, with a dressing carriage and a transversely displaceable on this tool carrier, these parts are associated with measuring systems and actuators connected to the NC control implement a path control of the dressing tools,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß infolge interner und externer Wärmequellen an Zahnflankenschleifmaschinen systematische Bauteilverlagerungen auftreten. Beim Zahnflankenschleifen im Einzelteilverfahren sind für die Qualität des geschliffenen Rades Verlagerungen wesentlich, die zwischen Werkstück und Schleifscheibe auftreten und übergangsfehler zwischen derIt is known that systematic component displacements occur as a result of internal and external heat sources on tooth flank grinding machines. In the case of tooth flank grinding in the individual part method, displacements that occur between the workpiece and the grinding wheel and transitional errors between the workpiece are essential for the quality of the ground wheel

λ ·» η r. ι η ο η Γιλ · »η r. ι η ο η Γι

zuerst und zuletzt geschliffenen Lücke verursachen sowie Verlagerungen zwischen Schleifscheibe und Abrichtwerkzeug, die zu Teilungsfehlern nach dem Zwischenabrichten sowie zu unterschiedlichen Abrichtbeträgen an der rechten und linken Schleifscheibenflanke und somit zu unterschiedlichen Schnittbedingungen führen· Zusätzlich wirken sich als systematische Fehlerquellen der Verschleiß der Schleifscheibeneingriffsflachen und der Abrichtwerkzeuge auf die Teilung bzw. die Lage der Bezugsbasis (Abrichtprofil) aus.cause first and last ground gap and displacements between grinding wheel and dressing tool, which lead to pitch errors after the intermediate dressing and to different dressing amounts on the right and left grinding wheel flank and thus to different cutting conditions · In addition, the wear of the grinding wheel engagement surfaces and the dressing tools act as systematic sources of error the division or the position of the reference base (dressing profile).

Während es zur Kompensation der Verlagerungen zwischen Schleifscheibe und Werkstück Lösungen gibt, ist eine universelle Kompensation der thermischen Verlagerungen und der Verschleißbeträge bezogen auf die Schleifscheibe und ihre Bezugsbasis (Bahn der Abrichtwerkzeuge) nicht bekannt. Problematisch ist die exakte Lageermittlung des Istprofils der rotierenden Schleifscheibe.While there are solutions to compensate for the displacements between grinding wheel and workpiece, a universal compensation of the thermal displacements and the amounts of wear relative to the grinding wheel and their reference base (web of the dressing tools) is not known. The problem is the exact position determination of the actual profile of the rotating grinding wheel.

Bekannt ist eine Reihe von Lösungen, bei der mit speziellen Fühlern das Profil der Schleifscheibe abgetastet wird. So wird in /1/ zur Korrektur des Schleifscheibenverschleisses das aktive Profil einer Tellerscheibe in bestimmten Zeitintervallen mit einem speziellen Abtastdiamanten abgefühlt. Bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes wird der Betrag nach Schließen eines Kontaktes in definierten Schritten durch axiales Verschieben der Schleifscheibe kompensiert«A number of solutions are known in which the profile of the grinding wheel is scanned with special sensors. Thus, in / 1 / to correct the grinding wheel wear, the active profile of a dish washer is sensed at specific time intervals with a special scanning diamond. If a certain limit value is exceeded, the amount is compensated by closing the contact in defined steps by moving the grinding wheel axially. «

Eine Kopplung der Abtasteinrichtung mit einem Meßsystem wird in /2/ zur Kontrolle der Planseiten einer Schleifscheibe beim Abrichten beschrieben.A coupling of the scanning device with a measuring system is described in / 2 / to control the plan sides of a grinding wheel during dressing.

Eine anders aufgebaute Kopplung des Tastsystems mit dem Meßsystem beschreibt /3/ als Meßvorrichtung zur Bestimmung des Verschleißes während des Schleifens. Hierbei wird mit einem speziellen Meßelement während des Vorschubs des Tasters der Augenblick der Berührung mit der Schleifscheibe erfaßt und dieser Impuls zur Ablesung eines Wegmeßsystems und zur Speicherung des Wertes genutzt.A differently constructed coupling of the probe system with the measuring system describes / 3 / as a measuring device for determining the wear during grinding. In this case, the moment of contact with the grinding wheel is detected with a special measuring element during the feed of the probe and this pulse is used for reading a position measuring system and for storing the value.

In /4/ ist die Weiterentwicklung von /l/ dargestellt, wobei eine Seite des Abtasthebels über eine Wirkverbindung auf einen Weggeber wirkt, dessen Ausgang mit wenigstens einemIn / 4 / the further development of / l / is shown, wherein one side of the scanning lever acts via an operative connection on a Weggeber whose output with at least one

Schaltungszweig zur Auswertung und Verarbeitung der Weggeberausgangssignale verbunden ist.Circuit branch for evaluation and processing of the Weggeberausgangssignale is connected.

Beispiele für nichtmechanische bzw. berührungslos arbeitende Abtastsysteme sind in /5-7/ beschrieben; wobei /5/ auf einem optischen und /6/ auf einem hydrodynamischen Wirkprinzip zur Abtastung der Schleifscheibe beruht. /7/ sieht zum Positionieren einer Schleifscheibe ein berührungsloses Tastsystem vor, welches, wenn in ihm eine bestimmte voreingestellte Fluiddruckdifferenz erreicht wird, die einem bestimmten Abstand zwischen der Schleifscheibe und dem Tastsystem entspricht, das Ablesen eines Wegmeßsystems veranlaßt, Dieses Signal wird zum Positionieren verarbeitet. In /8/ wird eine Einrichtung beschrieben, bei der zur Kontrolle des Abrichtvorganges ein Signalgeber mit dem Diamanthalter gekoppelt ist, der bei Berührung zwischen Abrichtdiamanten und Schleifscheibe anspricht und dessen Signal dazu genutzt wird, durch einen Vergleich mit einem Sollwert festzustellen, ob während des gesamten'Abrichtweges ein Eingriff stattgefunden hat.Examples of non-mechanical scanning systems are described in / 5-7 /; where / 5 / is based on an optical and / 6 / on a hydrodynamic operating principle for scanning the grinding wheel. / 7 / provides a contactless probe system for positioning a grinding wheel which, when it reaches a certain preset fluid pressure difference corresponding to a certain distance between the grinding wheel and the probe system, causes the reading of a position measuring system. This signal is processed for positioning. In / 8 / a device is described in which, to control the dressing process, a signal generator is coupled to the diamond holder, which responds when touched between dressing diamond and grinding wheel and whose signal is used to determine, by comparison with a setpoint, whether throughout 'Dressing way an intervention has taken place.

In /9/ wird der Beginn der Berührung eines rotierenden Abrichtwerkzeugs mit dem Schleifkörper als Änderung des Antriebsdrehmomentes ermittelt und zur Auslösung der Zustellbewegung genutzt.In / 9 / the beginning of the contact of a rotating dressing tool with the grinding wheel is determined as a change in the drive torque and used to trigger the feed movement.

Dieser technische Stand ergibt sich aus folgenden Druckschriften :This technical state results from the following documents:

/1/ Information MAAG 25/ 1 / Information MAAG 25

Neu im MAAG-Programm: Zahnradschleifnaschine 3D - 36 - XNew in the MAAG program: gear grinding machine 3D - 36 - X

/2/ B 24 B 53/02 DE 2 108 07C/ 2 / B 24 B 53/02 DE 2 108 07C

/3/ B 24 B 49/00 DD 96 043/ 3 / B 24 B 49/00 DD 96 043

/4/ B 24 B 53/00 DE 3 039 130/ 4 / B 24 B 53/00 DE 3 039 130

/5/ B 24 B 49/12 DD 207 353/ 5 / B 24 B 49/12 DD 207 353

/6/ B 24 B 49/08 DE 2 452 727/ 6 / B 24 B 49/08 DE 2 452 727

/7/ B 24 B 49/10 DE 3 105 578/ 7 / B 24 B 49/10 DE 3 105 578

/8/ B 24 B 53/04 DD 92 650/ 8 / B 24 B 53/04 DD 92 650

/9/ B 24 B 53/00 DD 104 746/ 9 / B 24 B 53/00 DD 104 746

Den in /1/ bis /7/ beschriebenen Lösungen ist gemeinsam, daß sie die Schleifscheibe mit einem separatem, mit dem Abrichtdiamanten nicht identischen Abtastsystem antasten und daraus ein Kontroll- bzw· Meßsignal gewinnen« Lageänderungen zwischen dem Antast- und dem Abrichtdiamanten durch thermisch bedingte Verlagerungen, Auffederung und Verschleiß der Meß- bzw. Abrichtglieder gehen als Fehler ein, Eine Aufgliederung des Signals in die Anteile Verschleiß und Verlagerung, um daraus Informationen für ein erforderliches Abrichten zu gewinnen, wenn der Verschleiß einen Grenzbetrag überschritten hat, ist nicht möglich. In den Quellen /8/ und /9/ wird das Abrichtwerkzeug mit einem Signalgeber gekoppelt, jedoch läßt ein fehlendes Meßsystem keine Lagebestimmung der Schleifscheibe zur Abrichteinrichtung zu. Eine Analyse auf Verschleiß- und Verlagerungsanteil ist damit natürlich auch nicht möglich.The solutions described in / 1 / to / 7 / have in common that they touch the grinding wheel with a separate, not identical with the dressing diamonds scanning system and from a control or · Meßsignal win «changes in position between the probing and dressing diamonds by thermally induced Displacements, springing and wear of the measuring or dressing elements are considered as errors. A breakdown of the signal into the parts wear and displacement, in order to gain information for a necessary dressing when the wear has exceeded a limit amount is not possible. In Sources / 8 / and / 9 / the dressing tool is coupled to a transducer, but a missing measuring system does not allow the grinding wheel to be located to the dressing device. An analysis on wear and displacement share is of course not possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Als Ziel der Erfindung wird angestrebt, daß sich im Verfahrensverlauf thermische Verlagerungen, Auffederungen und Verschleiß der Meß- bzw. Abrichtglieder nicht als Fehlergrößen auswirken.It is an object of the invention to ensure that thermal displacements, springing and wear of the measuring or dressing members do not affect the error during the course of the process.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kompensation thermischer Verlagerungen an Zahnflankenschleifmaschinen, bei dem unter Benutzung einer Abrichteinrichtung mit NC-gesteuerten Bewegungsabläufen zur Führung von Abrichtwerkzeugen an den Flankenflächen und den Kopfflächen einer rotierenden Schleifscheibe Abweichungen der Soll-Lage zwischen Werkstück und Schleifscheibe erfaßt und durch Stellvorgänge korrigiert werden, erfinderisch derart weiterzuentwickeln, daß sich die Signalgebung für die Ermittlung der Fehlergrößen unmittelbar aus der Stellung der Abrichtwerkzeuge zur Schleifscheibe ergibt und daß eine Aufgliederung der Signale in die Anteile Verschleiß und Verlagerung erfolgt.The invention has for its object to provide a method for compensating thermal displacements on tooth flank grinding machines, wherein detected using a dressing device with NC-controlled motion sequences for guiding dressing tools on the flank surfaces and the top surfaces of a rotating grinding disc deviations of the target position between the workpiece and grinding wheel and corrected by adjusting operations, inventive in such a way that the signal for the determination of the error sizes directly from the position of the dressing tools results in the grinding wheel and that a breakdown of the signals in the wear and displacement components takes place.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung mit einem Abrichtschlitten und einem auf diesem querverschieblichen Werkzeugträger, mit Meßsystemen und Stellantrieben, die mit einer NC-Steuerung verbunden eine Bahnsteuerung der Abrichtwerkzeuge realisieren, zur Durchführung des Verfahrens auszugestalten·A further object is to design a device comprising a dressing carriage and a tool carrier which can be moved transversely on this path, with measuring systems and actuators which realize a path control of the dressing tools connected to an NC control, for carrying out the method.

Bezüglich des Verfahrens besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Abrichtwerkzeuge bei Berührung mit der rotierenden Schleifscheibe als Signalgeber wirken und aus den Signalen die Lage des Schleifscheibenprofils in zwei Ebenen zu den Abricht-Werkzeugen bestimmt wird.With regard to the method, the solution according to the invention is that the dressing tools act as a signal generator in contact with the rotating grinding wheel and from the signals the position of the grinding wheel profile is determined in two planes to the dressing tools.

Als Abrichtwerkzeug im Sinne der Erfindung ist ein rotierendes Diamantwerkzeug geeignet, welches den Konturen des Schleifscheibenprofiles entlang geführt wird. Es können 'auch Einkorn-Diamanten Anwendung finden, die in Form von zwei Flanken-Diamantwerkzeugen und einem Kopflinien-Diamantwerkzeug wirksam sind.As a dressing tool in the context of the invention, a rotating diamond tool is suitable, which is guided along the contours of the grinding wheel profile along. Single-grain diamonds can also be used, which are effective in the form of two flank diamond tools and one head-line diamond tool.

Die Aufgliederung der Signale in Verschleiß- und Verlagerungsanteile erfolgt dadurch, daß die an den Flankenflächen der Schleifscheibe wirksamen Abrichtwerkzeuge von einem Meßbereich, der sich in der Verschleißzone der Schleifscheibenflanken befindet, nach einem Meßbereich verschoben werden, der außerhalb der Eingriffszone der Schleifscheibe mit dem Werkstück liegt und in beiden Meßbereichen Berührungen der Abrichtwerkzeuge mit den Flankenflächen stattfinden.The breakdown of the signals into wear and misalignment components is effected in that the dressing tools effective on the flank surfaces of the grinding wheel are displaced from a measuring region located in the wear zone of the grinding wheel flanks to a measuring region which is outside the zone of engagement of the grinding wheel with the workpiece and in both measuring areas, touches of the dressing tools with the flank surfaces take place.

Bezüglich der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß am Werkzeugträger zwei Flanken-Diamantwerkzeuge und ein Kopflinien-Diamantwerkzeug angeordnet sind, deren Halterungen mit dem Werkzeugträger über ein auslenkbares Schwingglied in Verbindung steht dem ein elektrischer Kontaktgeber zugeordnet ist,With regard to the device for carrying out the method, the solution according to the invention consists in that two flank diamond tools and one head line diamond tool are arranged on the tool carrier, the holders of which are connected to the tool carrier via a deflectable oscillating member which is associated with an electrical contactor,

Nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist jede Halterung im Werkzeugträger in einem spielfreien Schwenklager gelagert, dessen Schwenkachse rechtwinklig zum Drehrichtungsvektor der Schleifscheibe im Berührungspunkt mit der Diamantwerkzeug spitze verläuft und die Halterungen weisen einen Hebelarm auf, dem ein elektrischer Kontaktgeber am Werkzeugträger zugeordnet ist.According to one embodiment feature of the invention, each holder is mounted in the tool carrier in a backlash-free pivot bearing whose pivot axis perpendicular to the direction of rotation vector of the grinding wheel in the point of contact with the diamond tool tip and the brackets have a lever arm, which is associated with an electrical contactor on the tool carrier.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert· In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. In the accompanying drawings:

Fig. l: Eingetriebe- und Anordnungsschema der erfindungsgemäßen Einrichtung,FIG. 1 shows the input and arrangement diagram of the device according to the invention, FIG.

Fig. 2: eine Einzelheit der Lagerung und bevorzugte Gestaltung eines Flanken-Diamantwerkzeuges, im Sereich des Kreises A, gemäß Fig. 1,2 shows a detail of the bearing and preferred design of a flank diamond tool, in the area of the circle A, according to FIG. 1, FIG.

Fig. 3: eine Ansicht in Pfeilrichtung B, gemäß Fig. 2.3 shows a view in the direction of arrow B, according to FIG. 2.

Das Getriebeschema gemäß Fig. 1 zeigt eine NC-gesteuerte Abrichteinrichtung zum Abrichten einer Schleifscheibe 1 mit Zahnstangenprofil, wobei den Flankenflächen 2, 3 je ein Flanken-Diamantwerkzeug 4; 5 und der Kopf-fläche 6 ein Kopflinien-Diamantwerkzeug 7 zugeordnet ist. Die Abrichteinrichtung besteht aus einem Abrichtschlitten 8 und einem auf diesem querverschieblichen Werkzeugträger 9, wobei diesen Teilen nicht dargestellte Meßsysteme und Stellantriebe zugeordnet sind, welche über die Gewindespindeln 10; 11 NC-gesteuerte Bewegungsabläufe in den Richtungen der Koordinaten X, Y bewirken. Die Flanken-Diamantwerkzeuge 4; 5 sowie das Kopflin.ien-Diamantwerkzeug 7 befinden sich am Werkzeugträger 9, wobei die Verbindung der Halterungen 12 aller Diamantwerkzeuge mit dem Werkzeugträger 9 über ein auslenkbares Schwingglied 13 erfolgt, dem im Werkzeugträger ein elektrischer Kontaktgeber 14 zugeordnet ist»1 shows an NC-controlled dressing device for dressing a grinding wheel 1 with rack profile, the flank surfaces 2, 3 each having a flank diamond tool 4; 5 and the head surface 6 a head line diamond tool 7 is assigned. The dressing device consists of a dressing carriage 8 and a transverse thereto on this tool carrier 9, wherein these parts not shown measuring systems and actuators are assigned, which via the threaded spindles 10; 11 effect NC-controlled movements in the directions of the coordinates X, Y. The flank diamond tools 4; 5 and the Kopflin.ien diamond tool 7 are located on the tool carrier 9, wherein the connection of the brackets 12 of all diamond tools with the tool carrier 9 via a deflectable swing member 13, which is associated with an electrical contactor 14 in the tool carrier.

Im Beispiel gemäß Fig. l sind alle Halterungen 12 der Diamant· werkzeuge 4; 5; 7 mit einem gemeinsamen Schwingglied 13 ver-In the example according to FIG. 1, all holders 12 of the diamond tools 4; 5; 7 with a common oscillating member 13

bunden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 ist jede Halterung 12 als Schwingglied ausgebildet. Dazu ist die Halterung 12 in einem Schwenklager 15 spielfrei aufgenommen, wobei die Schwenkachse 16 rechtwinklig zum Drehrichtungsvektor der Schleifscheibe i im Berührungspunkt mit der Diamantwerkzeugspitze verläuft. Um als Schwingglied zu wirken, ist die Halterung 12 mit einem Hebelarm 17 versehen, dem am Werkzeugträger 9 der Kontaktgeber 14 gegenübersteht.prevented. According to the embodiment of FIGS. 2 and 3, each holder 12 is formed as a vibrating member. For this purpose, the holder 12 is received without play in a pivot bearing 15, wherein the pivot axis 16 at right angles to the direction of rotation vector of the grinding wheel i at the point of contact with the diamond tool tip. In order to act as a vibrating member, the holder 12 is provided with a lever arm 17 which faces the contactor 14 on the tool carrier 9.

Die abzurichtenden Flankenflächen 2; 3 sind in zwei Meßbereiche a; b untergliedert. Der Meßbereich a erfaßt die Verschleißzone der Schleifscheibe, während der Meßbereich b im Flankenbereich liegt, welcher nicht mit dem Werkstück in Berührung kommt.The flank surfaces 2 to be dressed; 3 are in two measuring ranges a; b subdivided. The measuring range a detects the wear zone of the grinding wheel, while the measuring range b lies in the flank area, which does not come into contact with the workpiece.

Die Wirkungsweise der Einrichtung, sowie die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im folgenden näher beschrieben.The operation of the device, as well as the implementation of the method according to the invention are described in more detail below.

Während des Eingriffes eines Diamantwerkzeuges 4; 5; 7 mit der Schleifscheibe l treten durch das Schneiden und/oder Ausbrechen der Schleifkörner Schwingungen auf, deren Frequenzen ein Vielfaches der Schleifscheibenumdrehung betragen. Diese Schwingungen werden durch das Schwingglied 13 verstärkt und lösen im Kontaktgeber 14 ein Signal aus. Dieses Signal entsteht auch, sobald ein Kontakt eines Diamantwerkzeuges mit Schleifkörnern der Schleifscheibe beginnt. Dieses Signal kann nun dazu genutzt werden, die Berührung zwischen einem Diamantwerkzeug und der Schleifscheibe anzuzeigen bzw. die Istposition der Berührung des Diamantwerkzeuges mit der Schleifscheibe in Verbindung mit der NC-Achse anzugeben.During the engagement of a diamond tool 4; 5; 7 with the grinding wheel l occur by the cutting and / or breaking of the abrasive grains vibrations whose frequencies are a multiple of the grinding wheel rotation. These vibrations are amplified by the vibrating member 13 and trigger a signal in the contactor 14. This signal also arises as soon as contact of a diamond tool with abrasive grains of the grinding wheel begins. This signal can now be used to indicate the contact between a diamond tool and the grinding wheel or to indicate the actual position of contact of the diamond tool with the grinding wheel in conjunction with the NC axis.

In Figur 2 ist eine mögliche Variante zur Ermittlung des Berührungspunktes dargestellt. Hierbei ist die Halterung in einem spielfreien Lager 15 aufgenommen, so daß in Vorschubrichtung und in Rückdruckrichtung eine ausreichende Steife- vorliegt. Im Augenblick der Berührung wirkt aufFIG. 2 shows a possible variant for determining the point of contact. Here, the holder is received in a play-free bearing 15, so that in the feed direction and in the back pressure sufficient stiffness present. The moment the touch works

das Diamantwerkzeug ein Moment, das zu einer Auslage des Hebelarmes 17 führt. Dies kann mit dem Kontaktgeber 14 erfaßt werden.the diamond tool a moment that leads to a display of the lever arm 17. This can be detected with the contactor 14.

Verfahrensschritte:Steps:

Für den automatischen Abrichtzyklus wird die Schleifscheibe im Regelfall durch eine radiale Bewegung in y-Richtung in die Abrichtposition gebracht. Dort erfolgt das Abrichten der Flankenflächen 2 und 3 sowie der Kopffläche 6 der Schleifscheibe 1. Die Diamantwerkzeuge werden während des Abrichtens in Bahnsteuerung geführt.For the automatic dressing cycle, the grinding wheel is usually brought into the dressing position by a radial movement in the y-direction. There, the dressing of the flank surfaces 2 and 3 and the top surface 6 of the grinding wheel 1. The diamond tools are guided during the dressing in web control.

Das erstmalige Abrichten der Schleifscheibe 1 vor Schleifbeginn eines Zahnrades ist die Basis für den weiteren Prozeß. Dazu ist die Position der Schleifscheibe 1 zu erfassen* Dies geschieht dadurch, daß z. B. das Kopflinien-Diamantwerkzeug 7 in eine bestimmte x-Position fährt, ohne daß eine Berührung mit der Schleifscheibe 1 stattfindet. In dieser x-Position erfolgt eine y-Zustellung des Kopflinien-Oiamantwerkzeuges 7 bis Berührung mit der Kopffläche 6 der Schleifscheibe 1 auftritt. Das durch das Schwingglied 13 ausgelöste Signal bewirkt das Abspeichern der zugehörigen y₇-Position in der CNC-Steuerung.The first time dressing of the grinding wheel 1 before the start of grinding a gear is the basis for the further process. For this purpose, the position of the grinding wheel 1 is to be detected * This happens because z. B. the head line diamond tool 7 moves in a specific x-position without a contact with the grinding wheel 1 takes place. In this x-position there is a y-delivery of the head line Oiamantwerkzeuges 7 until contact with the top surface 6 of the grinding wheel 1 occurs. The triggered by the vibrating member 13 signal causes the storage of the associated y ₇ position in the CNC control.

In der gleichen Weise wird mit den Flanken-Oiamantwerkzeugen 4 bzw. 5 verfahren. Damit sind die relativen Positionen zwischen Schleifscheibe 1 und allen Abrichtdiaman-t,en festgelegt.In the same way, the flank Oiamantwerkzeugen 4 and 5 is moved. Thus, the relative positions between grinding wheel 1 and all dressing diamonds are set.

Das zum Abrichten nachfolgende Abtasten der Schleifscheibe 1 mit den Abrichtdiamanten hat den Zweck, die äußeren Konturen der Schleifscheibe zu erfassen. Bekanntlich werden im Abrichtprozeß Rillen in die Schleifscheibe gedreht, deren Oberdeckung z. B. von der Zustellung, vom Abrichtvorschub und Diamantenform abhängig ist. Die Position des Abricht-Diamanten während des Abrichtens gibt damit nur unzureichend Auskunft über die Maßverkörperung der Außenkonturen der Schleifscheibe. Bei Abtasten mit dem Abrichtdiamant werden jedoch Punkte der Außenkontur der Schleifscheibe exakt erfaßt.The subsequent dressing of the grinding wheel 1 with the dressing diamonds for dressing has the purpose of detecting the outer contours of the grinding wheel. Known in the dressing process grooves are rotated in the grinding wheel, the top cover z. B. of the delivery, the Abrichtvorschub and diamond shape is dependent. The position of the dressing diamond during dressing thus provides insufficient information about the material measure of the outer contours of the grinding wheel. When scanning with the dressing diamond, however, points of the outer contour of the grinding wheel are accurately detected.

Soll nun nach einer gewissen Bearbeitungszeit des Schleifens eines Zahnrades die Position der Schleifscheibe 1 überprüft werden, dann wird erneut die Schleifscheibe 1 radial in die Abrichtposition gefahren. Diese radiale Position wird dann durch das Antasten der Kopffläche 6 mit Hilfe des Kopflinien-Diamantan 7 überprüft. Die festgestellte Differenz y~ zur vS-Position wird in der Steuerung verrechnet und bei der y₄- bzw. y^-Positionierung der Flanken-Diamantwerkzeuge 4; 5 gleichsinnig berücksichtigt. Das Abtasten der Flankenflächen 2 und 3 der Schleifscheibe 1 erfolgt dabei in jenem Meßbereich a, der beim Schleifen des Zahnrades unbenutzt bleibt. Auf diese Weise erhält man die exakte relative Lage zwischen Schleifscheibe und Abrichtdiamant. Die neu gefundenen Positionen der Flanken-Diamantwerkzeuge 4; 5 werden ebenfalls wieder in der Steuerung Verrechnet und für eine neue Zustellung der Abricht-Diamanten zum Abrichten berücksichtigt. Damit wird erreicht, daß die Abrichtbeträge für die linke und rechte Flankenfläche 2; 3 der Schleifscheibe 1 gleich groß gemacht werden können und keine zusätzlichen Teilungsfehler oder ungleiche ,Materialaufteilung beim Schleifen der Links- und Rechtsflanken entstehen.If now after a certain processing time of grinding a gear, the position of the grinding wheel 1 are checked, then again the grinding wheel 1 is moved radially in the dressing position. This radial position is then checked by touching the head surface 6 by means of the head line diamond 7. The detected difference y ~ to the vS position is calculated in the control and in the y ₄ - or y ^ positioning of the flank diamond tools 4; 5 considered in the same direction. The scanning of the flank surfaces 2 and 3 of the grinding wheel 1 takes place in that measuring range a, which remains unused during grinding of the gear. In this way one obtains the exact relative position between grinding wheel and dressing diamond. The newly found positions of the flank diamond tools 4; 5 are also recalculated in the control and taken into account for a new delivery of dressing diamonds for dressing. This ensures that the dressing amounts for the left and right flank surface 2; 3 of the grinding wheel 1 can be made the same size and no additional pitch errors or uneven, material distribution when grinding the left and right flanks arise.

Fernerhin besteht die Möglichkeit, die Schleifscheibe 1 auch in einem Meßbereich b abzutasten, der am Schleifprozeß des Zahnfades beteiligt ist. Die Differenz der Abtastpositionen zwischen den Meßbereichen a und b ist ein Maß für den Verschleiß der Schleifscheibe 1. Dieser Differenzbetrag kann vorprogrammiert das wiederholte Abrichten einleiten oder/und zur Unterdrückung der sonst entstehenden Teilungsfehler berücksichtigt werden.Furthermore, it is possible to scan the grinding wheel 1 in a measuring range b, which is involved in the grinding process of the toothed path. The difference between the scanning positions between the measuring ranges a and b is a measure of the wear of the grinding wheel 1. This difference can be preprogrammed initiate repeated dressing or / and taken into account to suppress the otherwise resulting pitch errors.

Bei wiederholtem Abtasten der Schleifscheibe 1 mit z. B. Flanken-Diamantwerkzeug 4 im Meßbereich a wird die Positionsänderung zwischen Schleifscheibe 1 und Abrichter bestimmt. Diese Positionsänderung führt zu Teilungsfehlern beim Schleifen des Zahnrades, wenn diese Änderungen auf eine absolute Verlagerung der Schleifscheibe 1 zurückzuführen sind.For repeated scanning of the grinding wheel 1 with z. B. flank diamond tool 4 in the measuring range a, the change in position between grinding wheel 1 and dresser is determined. This change in position leads to pitch errors when grinding the gear, if these changes are due to an absolute displacement of the grinding wheel 1.

Dies tritt insbesondere in der Anlaufphase der Maschine auf, in der die Schleifscheibe 1 infolge thermischer Einflüsse eine axiale Verlagerung erfährt· Dann treten z. B. große. Teilungssprünge zwischen dem zuerst und dem zuletzt geschliffenen Zahn auf« Diese Abweichungenverden dadurch beseitigt, daß die gemessene Positionsänderung z· B, x. in der CNC-Steuerung für eine korrigierte Zustellung der Schleifscheibe 1 oder des Werkstückes genutzt wird.This occurs especially in the start-up phase of the machine, in which the grinding wheel 1 experiences an axial displacement as a result of thermal influences. B. large. Divisional jumps between the first and the last ground tooth are eliminated by eliminating the measured position change z · B, x. is used in the CNC control for a corrected delivery of the grinding wheel 1 or the workpiece.

Die Oo a. Lösung schließt selbstverständlich ein, daß auch nur die relative Lagenänderung zwischen Schleifscheibe 1 und Abrichter kompensiert wird· Dann genügt es, die Position der Diamantwerkzeuge 4; 5; 7 vor dem Abrichten zu kontrollieren.The Oo a. Of course, the solution includes that only the relative position change between grinding wheel 1 and dresser is compensated. Then it is sufficient to set the position of the diamond tools 4; 5; 7 before dressing.

Weiterhin hat die o. a· Lösung den Vorteil, daß das radiale Einfahren der Schleifscheibe 1 in Abrichtposition durch Antasten der Schleifscheibe 1 mit Kopflinien-Oiamantwerkzeug 7 überprüft wird· Dadurch ist eine Kontrolle der Wegbegrenzung gegeben, die z. B. durch einen Festanschlag realisiert werden kann, der in der Regel auch thermischen Einflüssen ausgesetzt ist·Furthermore, the o. A · solution has the advantage that the radial retraction of the grinding wheel 1 is checked in dressing position by probing the grinding wheel 1 with head line Oiamantwerkzeug 7 · This gives a control of the travel limit, the z. B. can be realized by a fixed stop, which is usually exposed to thermal influences ·

Zusammenfassung des Verfahrensablaufes:Summary of the procedure:

- Schleifscheibe 1 in Abrichtposition- Grinding wheel 1 in dressing position

- Abrichten der Flankenflächen 2: 3 und der Kopffläche 6 der Schleifscheibe 1- Dressing the flank surfaces 2: 3 and the top surface 6 of the grinding wheel. 1

- Erfassen der x- und y-Positionen dar Schleifscheibe 1 bezogen auf die Flächenteile 2a, 2b, 3a, 3b, 6- Detecting the x and y positions of the grinding wheel 1 with respect to the surface parts 2a, 2b, 3a, 3b, 6th

- Abspeicherung der entsprechenden Positionen X₄, X₅ und y., y₅, γ-, in der Steuerung- Storing the corresponding positions X ₄ , X ₅ and Y., Y ₅ , γ-, in the controller

- Schleifen von Flanken des Zahnrades- Grinding of flanks of the gear

- Fahren der Schleifscheibe 1 in Abrichtposition- Driving the grinding wheel 1 in dressing position

- Erfassen der neuen Position y₇ der Schleifscheibe 1 mit Kopflinien-Diamantwerkzeug 7- Detecting the new position y _{7 of} the grinding wheel 1 with head line diamond tool. 7

- Verrechnen des Differenzbetrages y₇ in der Steuerung mit der Ausgangsposition y- - Compute the difference amount y ₇ in the controller with the starting position y-

- Positionieren der Flanken-Diamantwerkzeuge 4 und 5 auf y = y₅ unter Berücksichtigung von y_,Positioning the flank diamond tools 4 and 5 on y = y ₅ , taking into account y_,

- Abtasten der Flankenflächen 2 und 3 mit den Flanken-Diamantwerkzeugen 4 und 5 in den Meßbereichen 2a und 3a- Sampling of the flank surfaces 2 and 3 with the flank diamond tools 4 and 5 in the measuring ranges 2a and 3a

- Berechnung der Differenzbeträge x/ und X₅ in der Steuerung bezogen auf die Ausgangspositionen X₄ und x_ der Meßbereiche a- Calculation of the difference amounts x / and X ₅ in the control relative to the starting positions X ₄ and x_ of the measuring ranges a

- Abtasten der Flankenflächen 2 und 3 mit den Flanken-Diamantwerkzeugen 4 und 5 in den Meßbereichen 2b und 3b- Sampling of the flank surfaces 2 and 3 with the flank diamond tools 4 and 5 in the measuring ranges 2b and 3b

- Berechnen der Differenzbeträge χ . und x_ in der Steuerung bezogen auf die Ausgangspositionen x. und χ der Meßbereiche b- Calculate the difference amounts χ. and x_ in the controller with respect to the home positions x. and χ the measuring ranges b

- Ga/nein-Entscheidung für das Einleiten eines Abrichtvorganges gemäß Differenz der Abtastbeträge in den Meßbereichen a und b.- Ga / no decision for the initiation of a dressing process according to the difference of the sampling amounts in the measuring ranges a and b.

- Bei ja-Entscheidung: Berechnung der Position der Flanken-Diamantwerkzeuge 4; 5 zum Erzielen gleicher Abrichtbeträge fürbeide Flankenflächen sowie Berechnung der Position des Kopflinien-Diamantwerkzeuges 7- If yes, calculation of the position of the flank diamond tools 4; 5 for achieving equal dressing amounts for both flank surfaces as well as calculation of the position of the head line diamond tool 7

- Abrichten der Schleifscheibe 1- Dressing the grinding wheel 1

- Fahren der Schleifscheibe 1 in Schleifposition mit Kompensation der Abrichtbeträge bezogen auf die Meßbereiche 2b und 3b- Driving the grinding wheel 1 in grinding position with compensation of the dressing amounts based on the measuring ranges 2b and 3b

- Schleifen der Flanken des Zahnrades mit schrittweiser radialer Zustellung der Schleifscheibe 1 von Flanke zu Flanke bis die auf die Meßbereiche 2a und 3a bezogenen Abrichtbeträge und die Differenzbeträge x. und x_g kompensiert sind.- Grinding the flanks of the gear with gradual radial delivery of the grinding wheel 1 from edge to edge to the related to the measuring ranges 2a and 3a dressing amounts and the difference amounts x. and x _{g are} compensated.

Bei vorhandener CNC-Steuerung für die Werkstückbewegung bzw. Positionierung kann dieser Kompensationsbetrag auch dem Werkstück erteilt werden. Diese Zustellung erfolgt dann tangential zum Werkstück.If there is a CNC control for workpiece movement or positioning, this compensation amount can also be given to the workpiece. This infeed then takes place tangentially to the workpiece.

- Bei nein-Entscheidung: Fahren der Schleifscheibe 1 in Schleifposition- If no decision is made: the grinding wheel 1 is moved to the grinding position

- Schleifen der Flanken des Zahnrades mit schrittweiser Zustellung der Schleifscheibe 1 bzw. Werkstückes von Flanke zu Flanke bis die Differenzbeträge x_A und χ_ς kompensiert sind»- Grinding of the flanks of the gear with gradual delivery of the grinding wheel 1 or work piece from edge to edge until the difference amounts x _A and χ _{ς are} compensated »

Der technisch-ökonomische Effekt der Erfindung ist darin begründet, daß die Istposition der Schleifscheibe unmittelbar durch die Diamantwerkzeuge erfaßt werden und nicht durch einen weiteren Meßtaster, dessen Lage zu den Schneiden des Diamanten Veränderung unterworfen ist. So können z, B« zwischen Meßtaster und Diamant thermische Verlagerungen auftreten·The technical-economic effect of the invention is due to the fact that the actual position of the grinding wheel are detected directly by the diamond tools and not by another probe whose position is subjected to the cutting edges of the diamond change. For example, thermal displacements can occur between the probe and the diamond.

Aber auch Verschleißerscheinungen der Diamanten haben Auswirkungen, die beim Einsatz eines Meßtasters entweder gar nicht oder nur mit erheblichem Zusatzaufwand erfaßbar sind. Wird jedoch das Diamantwerkzeug unmittelbar zur Positionsbestimmung verwendet, dann werden solche thermischen Einflüsse nicht wirksam bzw. wird ein Diamantverschleiß zwangsläufig berücksichtigt.But even wear of the diamond have effects that are either not at all or only with considerable additional effort detectable when using a probe. However, if the diamond tool is used directly for position determination, then such thermal influences are not effective or a diamond wear is inevitably taken into account.

Claims

13 claim for invention ι

1 method for compensating thermal displacements on tooth flank grinding machines, in which deviations of the desired position between the workpiece and the grinding wheel are detected and corrected by adjusting operations using a dressing device with NC-controlled movement sequences for guiding dressing tools on the flank surfaces and the top surface of a rotating grinding wheel,
characterized by

that the dressing tools in contact with the grinding wheel (1) act as a signal generator and from the Signaisn the position of the grinding wheel profile is determined in two levels to the dressing tools.

2. Method according to item 1,
characterized by

that as a dressing tool a rotating diamond tool is guided along the contours of the grinding wheel profile ·

3. Method according to point 1,
characterized by

that as dressing tools einkorn diamonds are used, which are effective in the form of two flank diamond tools (4; 5) and a head line diamond tool (7).

4. Method according to item 1 or 1 and 2 or 1 and 3, characterized by

in that the dressing tools acting on the flank surfaces (2; 3) of the grinding wheel (1) are displaced beyond a measuring range (b) to determine the wear of a measuring area (a) located in the wear zone of the flank surfaces (2; 3) that outside

the engagement zone of the grinding wheel (1) lies with the workpiece and in both measuring areas (a; b) signal-bearing touches of the dressing tools with the flank surfaces (2; 3) take place. "

5 · Device for carrying out the method according to item 1 or 1,2 and 4 or 1,3 and 4 with a dressing carriage and a transversely displaceable tool carrier, wherein these parts are associated with measuring systems and actuators connected to an NC control a Realize path control of the dressing tools,
characterized by

in that two flank diamond tools (4, 5) and a head line diamond tool (7) are arranged on the tool carrier (9), the holders (12) of which are connected to the tool carrier (9) via a deflectable oscillating member (13) associated electrical contactor (14).

6 · device according to point 5,
characterized by

that each holder (12) in the tool carrier (9) in a play-free pivot bearing (15) is mounted, whose pivot axis (16) at right angles to the direction of rotation vector of the grinding wheel (l) a point of contact with the Diamantwerkzsugspitze and that the holder (12) has a lever arm (12) 17), which is associated with an electrical contactor (14) on the tool carrier (9).

- For this 2 sheets drawings -