DD277626A1 - METHOD FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE WINKELLAGE OF A CUTTING CUTTING OF A MOLDING TOOL FOR CIRCULAR POSITIONING OF A TOOTH LUG OF A PRE-FORMED WORKPIECE - Google Patents

METHOD FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE WINKELLAGE OF A CUTTING CUTTING OF A MOLDING TOOL FOR CIRCULAR POSITIONING OF A TOOTH LUG OF A PRE-FORMED WORKPIECE Download PDF

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DD277626A1 DD32268388A DD32268388A DD277626A1 DD 277626 A1 DD277626 A1 DD 277626A1 DD 32268388 A DD32268388 A DD 32268388A DD 32268388 A DD32268388 A DD 32268388A DD 277626 A1 DD277626 A1 DD 277626A1
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Bernd Petrowski
Andreas Uhlich
Harald Friedrich
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Zahnschneide Maschinenfabrik M
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Einregulierung der Winkellage einer Zahnschneide eines Fraeswerkzeuges zur Winkellage einer Zahnluecke eines vorverzahnten Werkstueckes, insbesondere fuer Waelzfraesmaschinen. Waehrend es das Ziel der Erfindung ist, diesen Einrichtvorgang unter Beibehaltung der Positioniergenauigkeit zu verkuerzen, besteht deren Aufgabe darin, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem die Winkellage der Schneide eines beliebigen Zahnes eines Fraeswerkzeuges und die Winkellage einer dieser unmittelbar gegenueberliegenden Zahnluecke eines vorverzahnten Werkstueckes, bezueglich der Maschinennormale, so zueinander zu veraendern, dass die resultierende Winkeldifferenz gegen Null konvergiert, wodurch die Referenzlinien der Zahnschneidemitte und die der Mitte der Zahnluecke einmal zum Zeitpunkt des Bearbeitungsbeginns genau fluchten und ausserdem mit der Maschinennormale zur Deckungsgleichheit gebracht werden. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass die Impulse der Zahnluecken des sich im Gleichlauf mit der Arbeitsdrehzahl des Fraeswerkzeuges bewegten, vorverzahnten Werkstueckes einer Recheneinheit zugefuehrt und in dieser die Winkellagen von Zahnluecke und Zahnschneide zueinander ermittelt werden und solange ein Korrekturwinkel beeinflusst wird, bis die Referenzlinien der sich staendig aendernden Winkellagen von Zahnschneide und Zahnluecke deckungsgleich sind. Fig. 1The invention relates to a method for automatic adjustment of the angular position of a tooth cutting of a milling tool for the angular position of a tooth gap of a pre-toothed workpiece, in particular for Waelzfraesmaschinen. While it is the object of the invention to shorten this setting process while maintaining the positioning accuracy, whose task is to propose a method with which the angular position of the cutting edge of any tooth of a milling tool and the angular position of one of these immediately opposite tooth gaps of a pre-toothed workpiece, bezueglich the machine normal to mutually change so that the resulting angular difference converges to zero, whereby the reference lines of the tooth cutting center and the center of the Zahnluecke once exactly aligned at the time of processing start and are also brought to the machine standard to coincidence. According to the invention this object is achieved in that the pulses of the tooth gaps of moving in synchronism with the working speed of Fraeswerkzeuges, vorverzahnten Werkstueckes an arithmetic unit and in this the angular positions of tooth gap and tooth cutting edge are determined and as long as a correction angle is affected until the reference lines the constantly changing angular positions of tooth cutting edge and tooth gap are congruent. Fig. 1

Description

-2- 277 6?6-2- 277 6? 6

Des weiteren erfolgt zu diesem Zeitpunkt die Zählung der vom Geber des Werkzeuges Winkelschrittimpulse in der Recheneinheit, der Standes Werkstückmotors sowie die Drehwinkelberechnung für Werkstück und Werkzeug. Die Bestimmung des in einem Zeitpunkt t zurückgelegten Drehwinkels erfolgt durch Aufsummieren der Winkelschrittimpulse in der Recheneinheit. Wird das Werkstück auf die für den Gleichlauf mit dem Werkzeug erforderliche Drehzahl beschleunigt, ist jedoch mit Erreichung der Gleichlaufdrehzahl noch keine Übereinstimmung der Drehwinkellage des Werkstückes mit der des Werkzeuges erreicht. Dieser Drehwinkelfehler wird jedoch in der Recheneinheit berücksichtigt und in ihr entsprechend korrigiert.Furthermore, at this time, the counting of the encoder of the tool angular step pulses in the arithmetic unit, the state workpiece motor and the rotation angle calculation for workpiece and tool is done at this time. The determination of the angle of rotation traveled at a time t takes place by adding up the angular step pulses in the arithmetic unit. If the workpiece is accelerated to the speed required for the synchronization with the tool, however, with the achievement of the synchronization speed, no agreement of the angular position of the workpiece with that of the tool is achieved. However, this rotational angle error is taken into account in the arithmetic unit and corrected accordingly.

Die von der Recheneinheit nunmehr ausgehenden Impulse stellen den Winkel dar, um welchen das Werkstück lagemäßig verstellt werden muß, bis eine seiner Zahnlücken mit einem Zahn des Werkzeuges lagemäßig übereinstimmt. Diese Impulse werden dem Regelkreis der Maschine zugeführt, bis es zur Synchronisation mit diesem kommt und das Werkzeug in das vorverzahnte Werkstück eingefahren weiden kann.The now emanating from the arithmetic unit pulses represent the angle by which the workpiece must be adjusted in terms of position until one of his tooth gaps match a tooth of the tool in terms of location. These pulses are fed to the control loop of the machine until it comes to synchronization with this and the tool can be retracted into the pre-toothed workpiece.

Der Nachteil dieser Lösung besteht jedoch darin, daß vor Bearbeitungsbeginn mittels eines Positionierfingers von einer definierten Aufspannlage des Werkstückes ausgegangen wird, wobei dieser Positionierfinger nach dem Einrichtungsvorgang aus dem Werkstück wieder zurückgefahren werden muß. Des weiteren erfolgt eine Vergleichsmessung über eine am Werkzeug aufgebrachte Nullimpulsmarke mit einem vom Geber ausgehenden Nullimpuls.The disadvantage of this solution, however, is that it is assumed before the start of processing by means of a positioning finger of a defined clamping position of the workpiece, said positioning finger must be moved back to the Einrichtungsvorgang from the workpiece again. Furthermore, a comparison measurement takes place via a zero pulse mark applied to the tool with a zero pulse emanating from the encoder.

Zur Realisierung des Einrichtungsvorganges sind somit einmal ein entsprechender bautechnischer und meßtechnischer und andererseits ein zeitlicher Aufwand erforderlich.To realize the Einrichtungsvorganges thus once a corresponding structural and metrological and on the other hand, a time required.

Des weiteren beschränkt sich dieses Verfahren auf die Einregulierung der Winkellage schneckenförmiger Werkzeuge.Furthermore, this method is limited to the regulation of the angular position of helical tools.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Einrichtungsvorgang einer Zahnschneide eines beliebigen Fräswerkzeuges zur Zahnlücke eines vorverzahnten Werkstückes, unter Beibehaltung der Positioniergenauigkeit, zu verkürzen.The aim of the invention is to shorten the Einrichtungsvorgang a tooth cutting of any milling tool to the tooth gap of a pre-toothed workpiece, while maintaining the positioning accuracy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung i.st es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem die Winkellage der Schneide eines beliebigen Zahnes eines Fräswerkzeuges und die Winkellage einer dieser unmittelbar gegenüberliegenden Zahnlücke eines vorverzahnten Werkstückes, bezüglich der Maschinennormale, so zueinander verändert werden, daß die resultierende Winkeldifferenz gegen Null konvergiert, wodurch die Referenzlinien der Zahnschneidemitte und die der Mitte der Zahnlücke einmal zum Zeitpunkt des Bearbeitungsbeginns genau fluchten und außerdem mit der Maschinennormale zur Deckungsgleichheit gebracht werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Impulse 13 der Zahnlücken 11 des sich im Gleichlauf mit der Arbeitsdrehzahl des Fräswerkzeuges 6 bewegten, vorverzahnten Werkstückes 5 der Recheneinheit 9 zugeführt und in dieser die Winkellagen von Zahnlücke 11 und Zahnschneide 10zueinander ermittelt werden und solange der Korrekturwinkel ακ beeinflußt wird, bis die Referenzlinien der sich ständig ändernden Wi ikellagen von Zahnschneide 10 und Zahnlücke 11 deckungsgleich sind.It is the object of the invention to propose a method with which the angular position of the cutting edge of any desired tooth of a milling tool and the angular position of a tooth gap of a pre-toothed workpiece immediately opposite to each other with respect to the machine normal are changed relative to one another such that the resulting angular difference approaches zero converges, whereby the reference lines of the tooth cutting center and the center of the tooth gap once exactly aligned at the time of processing start and are also brought to the machine standard to coincidence. According to the invention, this object is achieved in that the pulses 13 of the tooth gaps 11 of the moving in synchronism with the working speed of the milling tool 6, vorverzahnten workpiece 5 of the arithmetic unit 9 supplied and in this the angular positions of the tooth gap 11 and tooth cutting edge 10 are determined together and as long as the correction angle α κ is affected until the reference lines of the constantly changing Wi ikellagen of tooth cutting edge 10 and tooth gap 11 are congruent.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß sie für alle Arten von Fräswerkzeugen anwendbar ist und außerdem, durch Wegfall eines zusätzlichen Positionierelementes, die Zeit für den Einrichtungsvorgang wesentlich verkürzt wird.The advantages of the inventive solution are that it is applicable to all types of milling tools and also, by eliminating an additional positioning, the time for the Einrichtungsvorgang is significantly shortened.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings. Show it:

Fig. 1: meßtechnischer Aufbau für das VerfahrenFig. 1: metrological structure for the process

Fig. 2: Darstellung der durch die jeweilige Winkellage erzeugten Impulse von Zahnschneide und Zahnlücke.Fig. 2: Representation of the generated by the respective angular position pulses of tooth cutting edge and tooth gap.

Aus der Figur 1 geht hervor, daß jeweils in unmittelbarer Nähe von Fräswerkzeug 6 und vorverzahntem Werkstück 5 Impulsgeber 7 und 8 so angeordnet sind, daß sie einerseits zueinander fluchten und außerdem genau auf der Maschinennormalen liegen.From Figure 1 shows that in the immediate vicinity of milling tool 6 and vorverzahntem workpiece 5 pulse generator 7 and 8 are arranged so that they are aligned on the one hand to each other and also lie exactly on the machine normal.

Des weiteren sind am Fräswerkzeug 6 ein Meßsystem 4 sowie am Werkstücktisch ein Meßsystem 2 angebracht. Die Ausgänge der Impulsgeber 7 und 8 als auch die der Meßsysteme 2 und 4 sind mil der Recheneinheit 9 verbunden.Furthermore, a measuring system 4 and a measuring system 2 on the workpiece table are attached to the milling tool 6. The outputs of the pulse generator 7 and 8 as well as the measuring systems 2 and 4 are connected to the arithmetic unit 9.

Für den Einrichtungsvorgang werden nun das Fräswerkzeug 6 sowie das Werkstück 5 über ihre Antriebssysteme auf die entsprechende Arbeitsdrehzahl gebracht.For the Einrichtungsvorgang now the milling tool 6 and the workpiece 5 are brought via their drive systems to the appropriate working speed.

Auf Grund der Drohbowogungen von Fräswerkzeug 6 und Werkstück 5 wordon durch deren zugeordnete Impulsgeber 7 und 8 (zeitlich vorsotzto) Impulso 13 und 14 orzeugt, die in dor Rocheneinheit 9 erfaßt werden (s. Figur 2).Due to the Drohbowogungen of milling tool 6 and workpiece 5 wordon by their associated pulse generator 7 and 8 (temporally vorsotzto) Impulso 13 and 14 orzeut, which are detected in dor Rocheneinheit 9 (see Figure 2).

Dio Roforonzlinion, dio sich aus dor theorotischon Mitto der Zoitintorvallo von Zahnschnoido 10 und Zahnlücke 11 ergeben, werden in dor Rochonoinhoit 9 ermittolt und gleichzeitig ständig miteinander vorglichen. Dor Antrieb dos Werkstücktisches 1 wird nun solango mit von dor Rochonoinhoit 9 üusgohondon Korrokturintervallon, die am Werkstück den Korroktorwinkel ακ horvormfon, beaufschlagt, bis dio Roforonzlinion dor Winkollagon von Zahnschnoido 10 und Zahnlücke 11 deckungsgleich sind.Dio Roforonzlinion, which results from the theorotics Mitto the Zoitintorvallo of Zahnschnoido 10 and Zahnlücke 11, are detected in the Rochonoinhoit 9 and at the same time constantly being compared with each other. Dor drive the workpiece table 1 is now soango with dor Rochonoinhoit 9 üusgohondon Korrokturintervallon on the workpiece the Korroktorwinkel α κ horvormfon, applied until the Roforonzlinion dor Winkollagon of Zahnschnoido 10 and tooth gap 11 are congruent.

Claims (2)

Verfahren zur automatischen Einregulierung der Winkellage emerZahnschneide eines Fräswerkzeuges zur Winkellage einer Zahnlücke eines vorverzahnten Werkstückes, insbesondere für CNC-gesteuerte Wälzfräsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse (13) der Zahnlücken (11) des sich im Gleichlauf mit der Arbeitsdrehzahl des Fräswerkzeuges (6) bewegten, vorverzahnten Werkstückes (5) der Recheneinheit (9) zugeführt und in dieser die Winkellagen von Zahnlücke (11) und Zahnschneide (10) zueinander ermittelt werden und solange der Korrekturwinkel (ακ) beeinflußt wird, bis die Referenzlinien der sich ständig ändernden Winkellagen von Zahnschneide 10 und Zahnlücke (11) deckungsgleich sind.Method for automatically adjusting the angular position of a tooth cutter of a milling tool for the angular position of a tooth gap of a pre-toothed workpiece, in particular for CNC-controlled hobbing machines, characterized in that the pulses (13) of the tooth gaps (11) of the cutting tool (6) moved, pre-toothed workpiece (5) of the arithmetic unit (9) and in this the angular positions of tooth space (11) and tooth cutting edge (10) to each other are determined and as long as the correction angle (α κ ) is affected until the reference lines of constantly changing angular positions of tooth cutting 10 and tooth space (11) are congruent. HierzuFor this 2 Seiten Zeichnungen2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren für CNC-gesteuerte Verzahnmaschinen, insbesondere Wälzfräsmaschinen, mit dem es möglich ist, entweder die Mitte einer vorgewählten Schneide eines Fräswerkzeuges, beispielsweise zur Bearbeitung mit Formoder Prctuberanzfräsern, zur Deckungsgleichheit mit der Maschinenmitte zu bringen, des weiteren diese Zahnschneide gegenüber einem bereits vorverzahnten Werkstück in dessen der Zahnschneide unmittelbar gegenüberliegende Zahnlücke einzumitten oder aber mit Hilfe dieses Verfahrens das Shiften auf eine beliebige Zahnschnuide zu realisieren.The invention relates to a method for CNC-controlled gear cutting machines, in particular hobbing machines, with which it is possible either to bring the center of a preselected cutting edge of a milling tool, for example for processing with form or Prctuberanzfräsern to coincide with the center of the machine, further this tooth cutting against a Already pre-toothed workpiece in the tooth cutting directly opposite tooth gap einzumitten or to realize using this method, the shift to any tooth groove. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren zum Einmitten schneckenförmiger Werkzeuge in vorverzahnte Werkstücke bekannt, wie z. B. aus der DE-OS 2744562, EP-A20250775 oder der DE-OS 3314793 hervorgeht. Im DE-OS 2744562 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem außerhalb des Eingriffs vom Werkzeug in das Werkstück, zwischen Jas mit der Arbeitsdrehzahl laufende Werkzeug, z. B. ein Wälzfräser oder eine Schleifschnecke, und das vorverzahnte, ebenfalls mit der Arbeitsdrehzahl laufende Werkstück ein pneumatisch arbeitender Differenzdruckgeber eingeführt wird. Dabei wird die gegenseitige Lage der Zähne von Werkzeug und Werkstück infolge der plötzlichen Druckänderungen, welche durch die am Geber vorbeilaufenden Zahnknopfkanten verursacht werden, ermittelt. Über weitere Einrichtungen werden Korrektursignale erzeugt, über die das Werkstück in die entsprechend definierte Lage bezüglich des Werkzeuges gebracht wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es infolge der ungleichmäßigen Kopfkanten-Anschrägungen am vorverzahnten Werkstück mit Ungenauigkeit behaftet ist. Außerdem stellt die vor Bearbeitungsbeginn zwischen Werkstück und Werkzeug eingebrachte Einrichtung während des Bearbeitungsvorganges einen Störfaktor dar und muß daher nach dem Vorgang des Einregulierens der Winkellage außer Eingriff gebracht werden, so daß aus diesem Grunde dieses Verfahren nicht voll automatisierbar ist. In der EP-Anmeldung 0250755 wird ein Verfahren für CNC-gesteuerte Zahnradbearbeitungsmaschinen (Wälzschleifen) beschrieben, bsi dem zunächst das erste Rad einer Werkstückserie mittels Kalibriermessung (Eichung) für den Bearbeitungsvorgang vorbereitet wird. Nach der somit erfolgten Positionierung der Winkellage des Werkstückes bezüglich der Winkellage des Werkzeuges (Schleifschnecke) wird die von einem Sensor gemessene Impulsfolge der Zahnlücken des sich drehenden Werkstückes innerhalb des Speichers der Recheneinheit (CNC) abgelegt. Diese Impulsfolge fungiert nun für nachfolgende Werkstückaufspannungen als Eichmessung. Bei Werkstückwechsel wird der Werkstücktisch wiederum in Drehung versetzt und die jetzt gemessene Impulsfolge mit der Eichmessung in der Recheneinheit verglichen. Die resultierende zeitliche Differenz der Impulsfolgen beider Messungen wird dazu benutzt, den Korrekturwinkel zwischen dem sogenannten Eichrad und aufgespanntem Rad zu ermitteln und diesen durch eine zusätzliche Korrektur des Kopplungswinkels zwischen Werkzeug und Werkstück zu kompensieren.From the prior art, methods for einmitten worm-shaped tools in pre-toothed workpieces are already known, such. B. from DE-OS 2744562, EP-A20250775 or DE-OS 3314793 shows. In DE-OS 2744562 a method is described in which out of engagement of the tool in the workpiece, running between Jas at the working speed tool, z. As a hob or a grinding worm, and the pre-toothed, also running at the working speed workpiece a pneumatically operated differential pressure transducer is introduced. In this case, the mutual position of the teeth of the tool and the workpiece due to the sudden pressure changes, which are caused by the encoder button passing edges, determined. About other facilities correction signals are generated, via which the workpiece is brought into the correspondingly defined position with respect to the tool. However, this method has the disadvantage that it is subject to inaccuracy due to the uneven head edge bevels on the pre-toothed workpiece. In addition, the introduced before the start of processing between the workpiece and the tool during the machining process is a disturbing factor and must therefore be disengaged after the process of adjusting the angular position, so that for this reason, this method is not fully automated. In the EP application 0250755 a method for CNC-controlled gear processing machines (Wälzschleifen) is described bsi the first the first wheel of a workpiece series by calibration (calibration) is prepared for the machining process. After the thus made positioning of the angular position of the workpiece with respect to the angular position of the tool (grinding worm) is measured by a sensor pulse train of the tooth gaps of the rotating workpiece within the memory of the arithmetic unit (CNC) stored. This pulse sequence now functions as a calibration measurement for subsequent workpiece clamping. When changing the workpiece, the workpiece table is again rotated and the now measured pulse sequence compared with the calibration measurement in the arithmetic unit. The resulting time difference of the pulse sequences of both measurements is used to determine the correction angle between the so-called calibration wheel and spanned wheel and to compensate for this by an additional correction of the coupling angle between the tool and the workpiece. Dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß dieses Verfahren nur bei großen Losgrößen rentabel anzuwenden ist. Weiterhin kann bei einem erforderlichen Werkzeugwechsel (vornehmlich eines Hräswerkzeuges) die ursprüngliche Kalibriermessung nicht übernommen werden, was einen nochmaligen zeitlichen Einrichteaufwand zur Folge hat. Für das Verfahren nach der DE-OS 3314793 wird zur automatischen Einregulierung der Winkellage des Werkstückes bezüglich des Workzeuges einmal der das Werkzeug antreibende Werkzougmotor mit einem Dreispur-Drehschrittgeber verbunden, wobei die dritte Spur dieses Gebers bei jeder Umdrehung des Werkzeuges in dessen exakt gleicher Winkellage einen Nullimpuls erzeugt. Außerdem wird ein Positioniorungsfingor in eine vorbestimmte Lage gebracht und in dieser auf dem Werkstückantrieb aufgespannt. Damit nimmt er eine fixe Lage bezüglich des Maschinenständers ein. Anschließend wir jer Positionierungsfinger vollständig aus dor Verzahnung dos Werkstückes automatisch ausgefahren. Eventuell bei η Ausfahren entstandene Lagoabwoichungon dos Positioniorungsfingers worden einer Recheneinheit zugeführt ur.d in dieser gespeichert. Nachdem (liosor Vorgang abgeschlossen ist, wird über oine in der Recheneinheit vorgesehene Schaltvorrichtung eine Steuerlogik für die Niillimpulsorkonnung froigegebon, z. B. ein Zoitfonstor. Zum Zeitpunkt t = 0, stimmen die beiden Profile des sich mit einer vorgogobonen Drohznhl drohondon Workzougos und dos stillstehendon Werkstückes lagemäßig überein.This solution has the disadvantage that this method is profitable only for large lot sizes. Furthermore, with a required tool change (primarily a Hräswerkzeuges) the original calibration measurement can not be taken, which has a repeated time setup result. For the method according to DE-OS 3314793 for automatically adjusting the angular position of the workpiece with respect to the work tool once the tool driving Werkzougmotor connected to a three-track rotary encoder, the third track of this encoder at each revolution of the tool in its exact same angular position Zero pulse generated. In addition, a Positioningungsfingor is brought into a predetermined position and clamped in this on the workpiece drive. He assumes a fixed position with respect to the machine stand. Then we will automatically extend the positioning finger out of the toothing of the workpiece. Possibly incurred at η extension Lagoabwoichungon dos Positioniorungsfingers have been supplied to a computing unit ur.d stored in this. After the liosor process has been completed, a control logic for the ni-fi pulse formation is produced via a switching device provided in the arithmetic unit, for example a Zoitfonstor At time t = 0, the two profiles agree with a pre-Gogo threatening workhorse and standing still Workpiece positionally match.
DD32268388A 1988-12-06 1988-12-06 METHOD FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE WINKELLAGE OF A CUTTING CUTTING OF A MOLDING TOOL FOR CIRCULAR POSITIONING OF A TOOTH LUG OF A PRE-FORMED WORKPIECE DD277626A1 (en)

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