DE19624743A1 - Verfahren zum Neuzahnen und Nachschärfen von Metallkreissägeblättern - Google Patents

Verfahren zum Neuzahnen und Nachschärfen von Metallkreissägeblättern

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DE19624743A1
DE19624743A1 DE1996124743 DE19624743A DE19624743A1 DE 19624743 A1 DE19624743 A1 DE 19624743A1 DE 1996124743 DE1996124743 DE 1996124743 DE 19624743 A DE19624743 A DE 19624743A DE 19624743 A1 DE19624743 A1 DE 19624743A1
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Hubert Holl
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August Heinr Schmidt & Co GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Neuzahnen und Nachschärfen von Metallkreissägeblättern, wobei die Bearbeitung des auf einer drehbaren Achse ange­ ordneten Kreissägeblattes mit mindestens einer Schleifscheibe erfolgt, die in Richtung auf das zu bearbeitende Kreissägeblatt zustellbar ist und/oder die Zustellung durch das Kreissägeblatt erfolgt.
Aus der DE 43 16 789 ist ein Verfahren zum Schärfen eines Kreissägeblattes unter Verwendung einer rotie­ renden Schleifscheibe bekannt. Dabei wird unter Ver­ wendung eines Sensors die Relativlage des Kreissäge­ blattes zur Schleifscheibe festgestellt und anschlie­ ßend die Randkontur (Verzahnung) zur durch die Schleifscheibe vorgegebenen Schleifbahn maschinell ausgerichtet. Außerdem ist auch eine Stellvorrichtung vorgesehen, die zur Einstellung der Lage der Schleif­ scheibe in bezug auf das Kreissägeblatt verwendet wird.
Mit dieser vorbekannten Lösung kann zwar ein automa­ tisches Einzahnen bei verschiedenen Kreissägeblatt­ durchmessern und Zahnformen durchgeführt werden. Die Bearbeitungsgenauigkeit leidet jedoch bei dieser, wie auch bei allen anderen bisher bekannten Lösungen da­ runter, daß der Verschleiß, der während des Betriebes an der Schleifscheibe auftritt, nicht vollständig be­ rücksichtigt wird. So verringert sich während des Betriebes nicht nur der Werkzeugradius der Schleif­ scheibe, sondern es verändert sich auch durch die überwiegend einseitige Beanspruchung die Kontur der Schleifscheibe, insbesondere an einer der beiden äu­ ßeren Seiten im Bereich des Schleifscheibenumfanges.
Dies führt dazu, daß bei aufgetretenem Verschleiß an der Schleifscheibe die gewünschte vorgegebene Werk­ stückgeometrie nicht bei allen Zahnformen erreicht werden kann und da der aufgetretene Verschleiß in keiner Weise berücksichtigt wird, eine entsprechende Bahnkurvenkorrektur nicht durchführbar ist.
Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzugeben, mit dem die Bearbeitungs­ genauigkeit beim Neuzahnen und Nachschärfen von Me­ tallkreissägeblättern erhöht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Aus­ gestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich mit der Verwendung der in den unterge­ ordneten Ansprüchen genannten Merkmale.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Zu­ stellung für die Bearbeitung der Kreissägeblätter unter Berücksichtigung der Schleifscheibengeo­ metrie, -kontur und/oder deren Abnutzung, so daß eine vorgegebene Werkstückgeometrie erreichbar ist. Dabei wird die Schleifscheibe so zum Kreissägeblatt ausge­ richtet, daß der Zustand der Schleifscheibe auch nach der Bearbeitung einer oder mehrerer Kreissägeblätter berücksichtigt wird.
Es kann entgegen bisherigen Gepflogenheiten, bei der die Erfahrung des Bedienpersonals durch manuelle Ein­ flußnahme berücksichtigt wird, bereits vom Hersteller eine Verschleißkompensationsstrategie vorgegeben wer­ den, die automatisch durch die Maschine aktiv wird.
Hierfür sind in einer zur elektronischen Maschinen­ steuerung verwendeten Speichereinheit empirisch er­ mittelte oder auf Erfahrungen beruhende Verschleiß­ verläufe der Schleifscheiben gespeichert, die von der elektronischen Steuerung zur Steuerung der Zustellung der Schleifscheibe zur Erzeugung der gewünschten, vorgegebenen Werkstückgeometrie berücksichtigt wer­ den. Dabei können die Anzahl der bereits mit der je­ weiligen Schleifscheibe bearbeiteten Kreissägeblätter durch Zählung und Zwischenspeicherung der Anzahl der bearbeiteten Kreissägeblätter ausgenutzt werden.
Es kann aber auch, um den tatsächlichen Verschleiß­ verhältnissen besser Rechnung zu tragen, die Anzahl der mit der Schleifscheibe bearbeiteten Zähne über­ wacht und die Schleifscheibenverschleißkompensation entsprechend durchgeführt werden. Dies ist sicher genauer, als nur die Anzahl der mit der Schleifschei­ be bearbeiteten Kreissägeblätter zu zählen und zu berücksichtigen.
Daneben besteht auch die Möglichkeit, die Zustellung in Abhängigkeit der Dicke der bereits mit der Schleifscheibe bearbeiteten Kreissägeblätter, anderen Geometriedaten der Kreissägeblätter und/oder Bearbei­ tungsdaten, die durch verschiedenste Sägeblattausfüh­ rungsformen erfaßt oder eingegeben werden können, berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann auch das Zerspanvolumen, das Zeitspanvolumen oder Zerspanvolu­ men pro Zeiteinheit für die Einflußnahme auf die Zu­ stellung berücksichtigt und eine entsprechende Steue­ rung durchgeführt werden.
Eine weitere Möglichkeit, die den tatsächlichen Ver­ hältnissen noch besser Rechnung trägt, ist die Mes­ sung der effektiven Bearbeitungszeit. Hierfür kann ein Sensorsignal ausgenutzt werden, das erfaßt, wenn Schleifscheibe und Kreissägeblatt in direkter, bear­ beitender Berührung miteinander sind und die jeweili­ ge Zeit gemessen und einem Addierer in der elektro­ nischen Steuerung zuführt. Die gemessene effektive Bearbeitungszeit, die Anzahl der Kreissägeblätter bzw. die Anzahl der bearbeiteten Zähne wird dann ei­ nem entsprechenden empirisch ermittelten Verschleiß­ verlauf zugeordnet und so die Möglichkeit geschaffen, die Zustellung der Schleifscheibe zum Kreissägeblatt zu steuern, so daß der an der Schleifscheibe aufge­ tretene Verschleiß nahezu vollständig kompensiert und die gewünschte, vor der Bearbeitung vorgegebene Werk­ stückgeometrie und hierbei insbesondere die gewünsch­ te Zahnform mit den entsprechenden Abmaßen mit großer Genauigkeit herstellbar wird.
Vorteilhaft ist es außerdem, wenn der verwendete Schleifscheibentyp und die jeweilige Schleifscheiben­ größe eingegeben und berücksichtigt wird.
Da das verwendete Kühlmittel einen entsprechenden Einfluß auf das Verschleißverhalten der Schleifschei­ ben hat, sollte auch dieses berücksichtigt werden können. Die entsprechenden Daten, die repräsentativ für die verwendete Schleifscheibe oder das verwendete Kühlmittel sind, können beispielsweise über eine Ein­ gabetastatur in die elektronische Steuereinheit gege­ ben und dort entsprechend berücksichtigt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Schleif­ scheibengeometrie und/oder Schleifscheibenkontur di­ rekt zu messen und entsprechend bei der Bearbeitung der Kreissägeblätter zu berücksichtigen. Als Meßver­ fahren kommen hierfür insbesondere optische Verfahren zur Anwendung, mit denen die Abmessungen und Kontur der Schleifscheibe bestimmt werden können. Neben an­ deren berührungslosen Meßverfahren, die auf den Prin­ zipien der Ultraschallmessung oder anderen physikali­ schen Prinzipien beruhen, kann die Geometrie und Kon­ tur der Schleifscheibe auch berührend bestimmt wer­ den. Zu den möglichen berührungslosen Meßverfahren gehören induktive und kapazitive Meßverfahren. Es können aber auch Glasfaseroptiken in Verbindung mit Lasern, Scannern, LCD-Kameras mit entsprechender Bildverarbeitung oder CCD-Zeilen verwendet werden, um die entsprechenden Daten für die Steuerung der Zu­ stellung der Schleifscheibe zur Verfügung stellen zu können.
Es kann aber auch eine Kombination der direkten Mes­ sung mit dem empirischen Vergleichsverfahren angewen­ det werden.
Außerdem sollte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gesichert werden, daß das Standzeitende rechtzeitig erfaßt und ein Schleifscheibenwechsel initiiert wird, bevor die Schleifscheibe und insbesondere der Schleifscheibengrundkörper durch eine weitere Verwen­ dung beeinträchtigt wird.
Neben der Überwachung des Schleifscheibenverschleißes kann erfindungsgemäß auch erfaßt werden, wenn das Standzeitende der verwendeten Schleifscheibe erreicht wird, ohne daß das Endmaß unterschritten wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein unzulässi­ ger, beispielsweise ungleichmäßiger Verschleiß aufge­ treten oder die Schleifscheibe stumpf geworden ist. Wird ein solcher Zustand festgestellt, kann je nach Zustand der Schleifscheibe entschieden werden, ob ein Austausch erforderlich ist, die Schleifscheibe abge­ richtet oder abgedreht werden muß. Das Abrichten kann unter Verwendung von Vielkorndiamantabrichtern oder einem Bohrkarbidabrichtstein und das Abdrehen mittels eines Abdrehdiamanten, der in einer Stahlfassung ge­ halten ist, durchgeführt werden. Wird die verwendete Schleifscheibe abgerichtet oder abgedreht, muß dieses nachfolgend selbstverständlich bei der weiteren Be­ arbeitung berücksichtigt werden. Hierfür sind dann für die Steuerung der Zustellung der Schleifscheibe entsprechend andere empirisch ermittelte Verschleiß­ verläufe zu berücksichtigen, wenn keine direkte oder indirekte Messung der Geometrie und Kontur der Schleifscheibe durchgeführt wird.
Der Zustand der Schleifscheibe kann mit verschiedenen Verfahren und verschiedenen Sensoren überwacht wer­ den.
Eine Möglichkeit besteht darin, die bei der Bearbei­ tung auftretenden Schwingungen zu messen und aus zu­ werten. Dabei kann der bereits für das automatische Einzahnen aus der DE 43 16 789 bekannte und dort ver­ wendete Körperschallsensor benutzt werden. Die mit diesem oder einem zweiten zusätzlich angebrachten Sensor gemessenen Schwingungen werden so ausgewertet, daß aus dem erfaßten Schwingungsspektrum selektiv si­ gnifikante Frequenzen untersucht werden und bei Er­ fassung eines abnormen Frequenzsignals ein Signal generiert wird. Dabei können bestimmte Frequenzen eindeutig einem Schleifscheibenzustand zugeordnet werden, der eine Bearbeitung der Schleifscheibe oder einen Austausch derselben erforderlich machen. Wird infolge der Frequenzanalyse ein abnormes Frequenzsi­ gnal erfaßt, kann ein Signal generiert werden, das einmal anzeigt, daß eine Bearbeitung bzw. ein Aus­ tausch der Schleifscheibe erforderlich ist oder der Austausch der verwendeten Schleifscheibe wird automa­ tisch durchgeführt.
Der Zustand der Schleifscheibe kann aber auch dadurch überwacht werden, daß die Schnittkräfte, die Vor­ schubkräfte für die Schleifscheibe oder die Stromauf­ nahme des Schleifscheibenantriebes überwacht werden. Wird dann festgestellt, daß ein jeweils vorgegebener Toleranzbereich über- oder unterschritten wird, kann ebenfalls ein entsprechendes Signal generiert und wie bereits beschrieben reagiert werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung, kann die Geometrie und/oder die Kontur bereits bearbeite­ ter Zähne gemessen werden. Wird dabei festgestellt, daß vorgegebene Geometrie- bzw. Konturwerte nicht erreicht sind, kann durch Veränderung der Zustellung der Schleifscheibe reagiert und in den Bearbeitungs­ prozeß so eingegriffen werden, daß die gewünschte vorgegebene Werkstückgeometrie wieder eingehalten wird.
In Verbindung mit der bereits beschriebenen Berück­ sichtigung des Verschleißes der Schleifscheiben durch Korrektur der Bahnkurve bzw. der einachsigen Zustel­ lung der Schleifscheibe ist es weiter günstig, eine schleifprozeßoptimierte Geschwindigkeitsverteilung entlang der Bahnkurve der herzustellenden Verzahnung für jeden einzelnen Zahn durchzuführen. Dabei soll der Vorschub in den kritischen Bereichen der Verzah­ nung kleiner gehalten werden, als in den unkri­ tischen, um den Wärmeeintrag, der zu Härteverlusten führen kann, so gering wie möglich zu halten. Dabei ist der Vorschub der Schleifscheibe in bezug auf das Kreissägeblatt immer dann relativ zu verringern, wenn eine großflächige Berührung zwischen Schleifscheibe und Kreissägeblatt gegeben ist.
Für die Bearbeitung des Kreissägeblattes ist es au­ ßerdem günstig, wenn dieses zumindest zeitweise wäh­ rend der Bearbeitungsphasen ruhend und ortsfest ge­ halten und lediglich eine Bewegung der Schleifscheibe in Richtung auf das Kreissägeblatt durchgeführt wird. Dadurch, daß zumindest zeitweise keine zusätzliche Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Kreissä­ geblatt erfolgt, kann die Bearbeitungsgenauigkeit weiter erhöht werden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Neuzahnen und Nachschärfen von Metallkreissägeblättern mit zueinander zustell­ baren Kreissägeblatt und einer rotierenden Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung der Schleifscheibe und/oder des Kreissägeblattes für die Bearbeitung der Kreissägeblätter unter Berücksichtigung der Schleifscheibengeometrie, -kontur und/oder deren Abnutzung, zur Erzeugung einer vorgegebenen Werkstückgeometrie, durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zustellung in Abhängigkeit empirisch ermittelter Verschleißverläufe der Schleifscheiben gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zustellung in Abhängigkeit der Anzahl der von der Schleifscheibe bearbeite­ ten Kreissägeblätter gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zustellung in Abhängigkeit der Anzahl der bearbeiteten Zähne gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zustellung in Abhängigkeit der Dicke der bearbeiteten Kreissägeblätter, Geometriedaten und/oder Bearbeitungsdaten ge­ steuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zustellung in Abhängigkeit des Zerspanvolumens, des Zeitspanvolumens oder des Zerspanvolumens pro Zeiteinheit gesteuert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zustellung in Abhängigkeit der gemessenen effektiven Bearbeitungszeit der Schleifscheibe gesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zustellung unter Berücksichtigung des verwendeten Schleifschei­ bentyps und/oder der Art des verwendeten Kühl­ mittels gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schleifscheibengeometrie und/oder Schleifscheibenkontur gemessen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die bei der Bearbei­ tung auftretenden Schwingungen gemessen, das Schwingungsspektrum selektiv auf signifikante Frequenzen untersucht und bei Erfassung eines abnormen Frequenzsignals ein Signal generiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schnittkräfte ge­ messen und bei Über- oder Unterschreiten eines Toleranzbereichs ein Signal generiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorschubkräfte für die Schleifscheibe gemessen und bei Über- oder Unterschreiten eines Toleranzbereiches ein Si­ gnal generiert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stromaufnahme des Schleifscheibenantriebes gemessen und bei Über- oder Unterschreiten eines Toleranzbereiches ein Signal generiert wird.
14. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Signal ein Aus­ tausch, ein Abrichten oder Nachdrehen der Schleifscheibe ausgelöst oder gefordert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Geometrie und/oder Kontur bereits bearbeiteter Zähne gemessen und die Zustellung in Abhängigkeit der Meßwerte ge­ steuert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsge­ schwindigkeit bahnkurvenabhängig gesteuert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt während der Bearbeitungsphase zumindest zeitwei­ se ruhend und ortsfest gehalten wird.
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